DE1088466B - Einrichtung zum Extrahieren, Bleichen oder Waschen von pflanzlichen und tierischen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Extrahieren, Bleichen oder Waschen von pflanzlichen und tierischen Stoffen, insbesondere von Zuckerrübenschnitzeln, zerkleinertem Zuckerrohr oder Zellulose dienende Vorrichtung, die aus einem turmartigen, in eine Rühr- und Verteüerzone sowie eine •Behandlungsund Austragzone unterteilten Behälter besteht, der eine in der Turmachse sich drehende Hohlwelle mit daran befindlichen Rührflügeln zur Förderung nach oben aufweist.

Bei den bekannten Vorrichtungen obiger Art ist es üblich, in den Zwischenräumen zwischen den mit Abstand übereinander angeordneten Flügeln oder Schneckengängen sogenannte Aufhalter oder Stauglieder vorzusehen, die sich radial von der Behälterwand in die Zwischenräume erstrecken. Diese Aufhalter sollten die durch die Rührflügel bzw. Schneckengänge hervorgerufene kreisende Bewegung des zu extrahierenden Gutes zonenweise unterbrechen und ein Anheben des Gutes in mehr oder weniger kompakten Schichten bewirken. Dabei ist auch nicht mehr neu, durch Schrägstellen der Aufhalter bzw. Stauglieder unter einem Winkel von 30 bis 40° zur Horizontalen nicht nur eine Stauwirkung, sondern zugleich auch eine Förderwirkung herbeizuführen, um auf diese Weise den Durchtritt der Extraktionsflüssigkeit durch das jeweils angestaute Gut zu erleichtern.

Beim Arbeiten mit den bekannten Aufhaltern bzw. Staugliedern ergeben sich bei der Aufwärtsförderung des Gutes, z. B. der Zuckerrübenschnitzel, außer den für ein gleichmäßiges Durchfließen der Extraktionsflüssigkeit an sich schon nachteiligen Stauungen vor allem auch Beschädigungen der Schnitzel, die zu erheblichen Verlusten führen können, weil stark zerkleinerte, ausgelaugte Schnitzel nur schlecht verwertbar sind. Zerstörte Schnitzel bewirken zudem unregelmäßige Verdichtungen des im Turm bewegten Gutes, wodurch wiederum das Herabfließen der Extraktionsflüssigkeit in gleichmäßiger Verteilung über den Turmquerschnitt beeinträchtigt und der Durchfluß verzögert wird. Selbst wenn die Schnitzel sehr sorgfältig zugeschnitten werden, entsteht in den bekannten Extraktionstürmen eine Musbildung von 20 bis 25%, wobei unter Mus Schnitzel teilchen unter 1 cm Länge zu verstehen sind. Bei der Verarbeitung von Zuckerrüben, die unter Frosteinwirkung gelitten haben, treten diese Behinderungen noch in verstärktem Maße auf.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die besagte Musbildung in erster Linie durch die in allen bekannten Extraktionstürmen vorgesehenen Aufhalter Dzw. Stauglieder verursacht wird. Es wurde nämlich gefunden, daß bei Anordnung der Rührflügel in mehreren Reihen übereinander, d. h. bei entspre-Einrichtung zum Extrahieren, Bleichen

oder Waschen von pflanzlichen

und tierischen Stoffen

Anmelder:

Braunschweigische Maschinenbauanstalt,
Braunschweig, Bahnhofstr. 5

Willy Kaether, Braunschweig-Melverode,
ist als Erfinder genannt worden

chender Zusammenfassung jeweils mehrerer Flügel zu einzelnen Flügelrädern, eine aufgelockerte und vor allem auch gleichmäßige Förderung des Extraktionsgutes ohne Zwischenschaltung von Aufhaltern bzw. Staugliedern dann erreicht werden kann, wenn der Abstand der übereinander angeordneten Flügelräder in einem bestimmten Verhältnis zur Höhe der Flügelräder steht, ferner der Anstellwinkel der mit Bezug auf die zugehörige Flügelradebene schräggestellten Flügel in einem bestimmten Winkelbereich liegt und schließlich das Verhältnis des Turmdurchmessers zum Durchmesser der Turmwelle in einer bestimmten Größenanordnung gehalten wird. Das ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dann der Fall, wenn die Rührflügel in mehreren Reihen derart übereinander auf der Hohlwelle angeordnet sind, daß das Verhältnis der Höhe des freien Raumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Reihen zur Höhe der Flügelräder nicht größer als 1 ist und der Anstellwinkel der Flügel, bezogen auf die Achse, 10 bis 25° beträgt, und wenn ferner das Verhältnis des Turmdurchmessers zum Durchmesser der Hohlwelle 2 bis 2,5 beträgt. Wie die Praxis gezeigt hat, wird hierdurch eine Aufwärtsförderung des Extraktionsgutes in gleichmäßiger, aufgelockerter Verteilung über den Turmquerschnitt erzielt, wobei die einzelnen Teile des Gutes, z. B. die Zurckerrübenschnitzel, allseitig von der Extraktionsflüssigkeit umspült und weitgehend ausgelaugt wenden. Stauungen und vor allem Beschädigungen des Gutes werden dadurch wirksam verhindert. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn der Gewichtsanteil der Flüssigkeit in dem Gemisch aus Extraktionsgut und Flüssigkeit mehr als 40%, vorzugsweise bis etwa 60% ausmacht und wenn die Turmwelle mit einer Drehzahl umläuft, die nur etwa 20 bis 40% der Wellendrehzahl eines mit Aufhaltern arbeitenden Extraktionsturmes beträgt.

O09 590/«5

Die lebhafte Bewegung der Schnitzel in der Behandlungszone kann noch dadurch verstärkt werden, daß ein Teil der Flügel einer Reihe gegen die übrigen Flügel in der Höhe versetzt, d. h. gestaffelt angeordnet ist. Ferner hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Flügel der Flügelräder in der Behandlungszone so verteilt anzuordnen, daß sie die Lücken zwischen den Flügeln der darunterliegenden Reihe abdecken. Hierdurch wird bei einem eventuellen Stillstand der Fördereinrichtung ein Absinken der Schnitzel und damit das Entstehen einer gestauten, kompakten Schnitzelmasse vermieden. Hier sei darauf hingewiesen, daß eine ähnliche Wirkung bei einer bekannten, nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Vorrichtung zum Extrahieren von ölhaltigem Gut angestrebt wird, bei der das Gut durch sein Gewicht in der von unten nach oben strömenden Exlraktionsflüssigkeit nach unten sinkt und zur Verhinderung eines zu schnellen Absinkens des Gutes im Turm eine Welle mit übereinander angeordneten einzelnen Flügeln umläuft. Die mit Abstand übereinander angeordneten Flügel sind auf dem Umfang der Turmwelle so gegeneinander versetzt, daß jeweils ein Flügel den darunterliegenden Flügel von oben gesehen ein kleines Stück überdeckt. Auch hier sollen sich bei einem Stillstand der Vorrichtung die nach unten sinkenden Teilchen des zu extrahierenden Gutes auf den einzelnen, nahezu waagerecht liegenden Flügeln absetzen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die neue Extraktionsvorrichtung und

Fig. 2 eine abgewandelte Einzelheit.

Die dargestellte Extraktionsvorrichtung besteht aus einem Turm 14, dessen Mantel 1 sich über Konsolen 2 auf einem Fundament 3 abstützt. Im Turm ist eine zentrale Hohlwelle 4 in Lagern 5 drehbeweglich gelagert. Die Welle 4 ist im vorliegenden Fall zweiteilig ausgeführt. Der untere Teil 4 a wird über Zahnräder 6, 7 und ein Getriebe 8 von einem Elektromotor 9 angetrieben. Der Antrieb des oberen, längeren Wellenteiles 4 erfolgt durch einen Elektromotor 10 über ein Getriebe 11 und Zahnräder 12, 13.

Der Turm ist in bekannter Weise in eine untere Rühr- und Verteilerzone A, eine mittlere Behandlungszone C und eine obere Austragzone D unterteilt, wobei zwischen den beiden Zonen A und C noch eine Trennzone B eingeschaltet ist, deren Zweck später noch erläutert wird.

Der unten durch ein Sieb 19 abgeschlossenen Rührzone wird das zu extrahierende, duroh Zusatz von Flüssigkeit pumpfähig gemachte Gut durch eine mit einer Saugleitung 16 und einer Druckleitung 18 ver-. sehene Pumpe 17 zugeführt. Auf dem unteren Wellenteil 4 a angeordnete, schräggestellte Rührflügel 15 verteilen das Gut gleichmäßig über den Turmquerschnitt und heben es zugleich in den Bereich der Schneckenwindung 27 in der Zone B, die es dann weiter in die Behandlungszone C befördert. Die zum Einpumpen des Gutes benötigte Flüssigkeit fließt durch das Sieb 19 ab, ebenso wie die den Turm von oben nach unten durchfließende, durch Extraktion angereicherte Flüssigkeit. Die beiden Flüssigkeiten können durch den Stutzen 20 abgezogen werden.

Der in der Behandlungszone C befindliche Teil der Hohlwelle 4 trägt im Abstand übereinander angeordnete Flügelräder, die jeweils aus einer Reihe von Flügeln 21 bestehen, die gleichmäßig über den Umfang der Welle 4 verteilt und mit Bezug auf die zugehörige Radebene unter dem gleichen Neigungswinkel α schräggestellt sind. Die Flügel der einzelnen Räder sind so angeordnet, daß jeweils die Flügel eines Rades die Lücken zwischen den Flügeln des darunterliegenden Rades abdecken. Es liegen jeweils alle in Drehrichtung rückwärtigen Kanten der Flügel eines Rades in einer oberen und alle in Drehrichtung vorderen Kanten in einer unteren Ebene. Der Abstand dieser beiden Ebenen entspricht der mit H₂ bezeichneten Höhe des Flügelrades, während der Abstand je

ίο zweier benachbarter Flügelräder bzw. die Höhe des freien Raumes zwischen ihnen mit H₁ bezeichnet ist. Gemäß der Erfindung soll das Verhältnis H₁IH₂ nicht größer als 1 sein und der Anstellwinkel α zwischen 10 und 25° liegen. Ferner soll der innere Durchmesser D₁ des Turmes 14 etwa zwei- bis zweieinhalbmal so groß sein wie der Durchmesser D₂ der Turmwelle 4. Diese letztere Bedingung ist aus zeichnerischen Gründen in Fig. 1 nicht ganz eingehalten worden, während in Fig. 2 das Verhältnis des Turmdurchmessers zum Wellendurchmesser etwa 2,3 beträgt.

Die in der Austragzone D auf der Hohlwelle 4 vorgesehenen Flügel 28 stimmen hinsichtlich ihrer Gestalt und Anordnung mit den Flügeln 21 der Behandlungszone C überein, jedoch sind zwischen den Flügelrädern bis zu zehn Aufhalter bzw. Stauglieder 37 angeordnet, welche die gleiche Wirkung haben wie die Stauglieder bei den bekannten Extraktionseinrichtungen. In der Austragzone D findet also keine frei schwebende Aufwärtsförderung des Gutes mehr statt, sondern eine mehr mechanische Aufwärtsförderung. Da in der Zone D ferner keine oder nur eine geringere Flüssigkeitsbeimengung erfolgt, wird in dieser Zone zugleich eine gewisse Vortrocknung des Gutes bewirkt, das am oberen Ende der Zone mittels einer üblichen Austragschnecke 30, 31, durch einen Stutzen 32 nach außen abgeführt wird. In der Austragzone wird durch die Aufhalter zwar eine gewisse Zerkleinerung des Extraktionsgutes bewirkt. Jedoch ist diese nur gering, da die Höhe der Austragzone D gegenüber der gesamten Turmhöhe verhältnismäßig klein ist.

Die zum Extrahieren benötigte Flüssigkeit tritt durch die Leitungen 33 und 34 in den Turm ein, die von einer Sammelleitung 35 abzweigen. In die am unteren Ende der Austragzone D einmündende Leitung 34 ist eine Heizvorrichtung 36 eingebaut, die wahlweise eingeschaltet werden kann. Die Leitung 33 mündet am oberen Ende in die Austragzone D ein. In sie kann gegebenenfalls eine Kühlvorrichtung eingebaut sein.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind in der Behandlungszone C an der Behälterwand 1 einzelne Leitbleche 23 befestigt, die in die freien Räume zwischen je zwei benachbarten Flügelrädern radial hineinragen.

Die Neigung dieser Bleche kann verändert werden. Im Normalbetrieb der Vorrichtung sind die Leitbleche 23 in einer Stellung festgestellt, in der sie keinen oder jedenfalls keinen nennenswerten Einfluß auf die Strömungsverhältnisse in der Behandlungszone haben. Die Leitbleche liegen dann etwa waagerecht oder parallel zu den Flügeln 21. Die Leitbleche 23 sind nur zur Beseitigung von Störungen bestimmt, • wie sie z. B. bei Zuführung einer zu geringen Flüssigkeitsmenge in die Behandlungszone und dadurch bedingten Stauungen der Schnitzel zustande kommen können. Solche Störungen lassen sich durch vorübergehendes, entsprechendes Verstellen der Leitbleche beheben.

Wie bereits erwähnt, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Drehzahl der Hohlwelle 4 niedriger zu

halten als die Wellendrehzahl eines mit Aufhaltern arbeitenden Extraktionsturmes. Damit die Rühr- und Verteilerflügel 15 in der Zone A trotzdem mit einer für eine gute Verteilung des Extraktionsgutes notwendigen Drehgeschwindigkeit anzutreiben sind, sind diese Flügel auf dem besonderen, für sich gelagerten Wellenteil 4 a angeordnet. Bei schnellerem Antrieb der Rühr- und Verteilerflügel 15 könnte, wenn sich die Zone C unmittelbar an die Zone A anschließen würde, eine ungünstige Beeinflussung der Strömungs-Verhältnisse im unteren Teil der Behandlungszone C eintreten. Um nun eine gewisse Abschottung zwischen den Zonen A und C zu erreichen, ist in der Trennzone B ein Schneckengang 27 vorgesehen, der auf dem oberen Wellenteil 4 sitzt und mit diesem umläuft.

Die in Fig. 2 gezeigte abgewandelte Ausführungsform dient zur Behandlung besonders empfindlicher und schwierig zu verarbeitender Stoffe. Innerhalb der Behandlungszone C ist dabei jedem Flügelrad mit den Flügeln 21 eine Gruppe von an der Behälterwand 1 befestigten, zur Achse der die Flügelräder 21 tragenden Welle 4 schräggestellten Leitblechen 24 zugeordnet, deren obere Begrenzungskanten 38 und untere Begrenzungskanten 39 zwischen der oberen Begrenzungsebene 40 und der unteren Begrenzungsebene der zugehörigen Flügelräder liegen. Derartige Leitbleche erleichtern die Förderung des Extraktionsgutes, bringen jedoch keine oder zumindest keine nennenswerte Stauung oder Beschädigung des Gutes mit sich.

Claims (4)

Patentansprüche: '

1. A'Orrichtung zum Extrahieren, Bleichen oder Waschen von pflanzlichen und tierischen Stoffen, insbesondere von Zuckerrübenschnitzeln) zerkleinertem Zuckerrohr oder Zellulose, bestehend aus einem turmartigen, in eine Rühr- und Verteilerzone sowie eine Behandlungs- und Austragzone unterteilten Behälter, der eine in der Turmachse sich drehende Hohlwelle mit daran befindlichen Rührflügeln zur Förderung des Gutes nach oben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührflügel (21) in mehreren Reihen derart übereinander auf der Hohlwelle (4) angeordnet sind, daß das Verhältnis der Höhe des freien Raumes (H₁) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Reihen zur Höhe der Flügelräder (H₂) nicht größer als 1 ist und der Anstellwinkel (α) der Flügel, bezogen auf die Achse, 10 bis 25° beträgt und daß das Verhältnis des Turmdurchmessers (D₁) zum Durchmesser der Hohlwelle (D₂) 2 bis 2,5 beträgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Flügel einer Reihe gegen die übrigen Flügel in der Höhe versetzt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel einer Reihe so verteilt angeordnet sind, daß sie die Lücken zwischen den Fügein der darunterliegenden Reihe abdecken.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügelreihe mehrere an der Behälterwand befestigte, zur Achse der Turmwelle (4) schräggestellte Leitbleche (24), deren obere und untere Begrenzungskanten (38, 39) in den Begrenzungsebenen (40, 41) der zugehörigen Flügelreihe (21) liegen, zugeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften KTr. 830 630, 964 579;
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 728 043;
USA.-Patentschrift Nr. 2 663 623.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©. 009 590/145 8.60