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Kontinuierlich arbeitender Scheibenfilter für die Zuckerindustrie
Die Erfindung bezieht sich auf einen kontinuierlich arbeitenden Scheibenfilter für
die Zuckerindustrie zur methodischen Filtrierung der verdickten Schaumsäfte der
ersten Carbonatisierung.
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Wenn bei der Zuckerfabrikation die Filtrierung der Säfte nach dem
ersten Kalkzusatz auf Filterpressen erfolgt, wird das »Entzuckern« des Schaumes
am Ende der Filtrierung im gleichen Gerät durchgeführt.
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Wenn die gleiche Filtrierung durch vorhergehendesEindicken auf Verdickern
oder Dekanternerfolgt, wird der Schlammsaft oder der Schaum im allgemeinen in drehbaren
Trommel-Vaknumfiltern entzuckert.
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Infolge der großen Anzahl der auf der Trommel verteilten Zellen bewirken
diese Filter kontinuierlich die Reinigung, das Waschen und das Entzuckern des Schlammes.
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Diese Trommelfilter sind den üblichen Scheibenfiltern vorzuziehen,
weil es schwierig ist, so viele Sektoren in einer Scheibe wie Abteile in einer Trommel
anzuordnen, und weil es ferner schwierig ist, den Filtervorgang hierbei kontinuierlich
durchzuführen.
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Das Entzuckern auf Filterpressen erfolgt im allgemeinen in zwei Abschnitten.
Ein erster Waschvorgang wird mit Hilfe von geringwertigen Säften durchgeführt. Ein
zweiter Waschvorgang wird mit Wasser durchgeführt und liefert die geringwertigen
Säfte, die für den vorhergehenden ersten Waschvorgang benutzt werden. Hierbei können
mehrere aufeinanderfolgende Waschvorgänge jeweils mit den Säften durchgeführt werden,
die durch den jeweils vorhergegangenen Waschvorgang erzeugt wurden, wobei der letzte
Waschvorgang dann mit Wasser durchgeführt wird.
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Ein Vorteil der kontinuierlich arbeitenden Drehfilter besteht darin,
daß das Waschen des Schaumes in einem einzigen Durchgang und demgemäß mit reinem
Wasser erfolgt. Hierbei muß das Wasser den Saft durch den Kuchen »drücken« und dann
die Stelle des Zuckersaftes einnehmen. Es ist jedoch bekannt, daß es nicht möglich
ist, durch diesen Vorgang den Zuckersaft in der gleichen Menge zu erhalten, wie
Wasser durch den Preßkuchen gedrückt wird. Es ist vielmehr jeweils ein Überschuß
an Wasser erforderlich, d. h. mehr Wasser, als der Preßkuchen an Saft enthält, so
daß einerseits ein verdünnter Saft erzeugt wird und sich andererseits ein Preßkuchen
ergibt, der noch Zucker enthält.
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Die Ursache hierfür liegt darin, daß durch Rißbildung im Preßkuchen
bevorzugte Strömungspfade für das Wasser gebildet werden, so daß die Verteilung
des Waschwassers ungleichmäßig wird und in diesen bevorzugten Strömungspfaden das
Waschwasser ungenutzt den Preßkuchen durchströmt. Man
hat versucht, diesen Ubelstand
dadurch zu vermeiden, daß für einen gleichmäßigen Wasserschleier beim Absüßen Sorge
getragen wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Arbeitsweise nicht be
friedigend ist, insbesondere deshalb, weil die erstrebte Gleichmäßigkeit nur mit
einem ungebührlich hohen Aufwand an Sorgfalt und Zeit erlangt werden kann.
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Diese überstände könnten zwar dadurch vermieden bzw. vermindert werden,
daß in einem zweiten Filter die unvollständig entzuckerten Schlammsäfte gewaschen
werden, wobei eine methodische Filtrierung durchgeführt werden könnte, um mit wenig
Wasser auszukommen. Diese Art der kontinuierlichen Arbeitsweise hat aber den schwerwiegenden
Nachteil, daß jeweils zwei Filter benutzt werden müssen, wodurch die Anlage außerordentlich
kostspielig wird.
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Aus diesem Grunde hat diese Art der kontinuierlichen Filterung in
der Praxis keinen Eingang gefunden.
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Ziel der Erfindung ist es, unter Vermeidung dieser Nachteile, einen
kontinuierlich arbeitenden Filter zu schaffen, der einen geringen Kostenaufwand
erfordert und betriebssicher eine methodische Filtrierung durchzuführen gestattet.
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Gemäß der Erfindung wird dies bei einem kontinuierlich arbeitenden
Scheibenfilter dadurch erreicht, daß die Scheiben in zwei voneinander getrennte
Gruppen unterteilt- sind, wobei jede Gruppe mit einem eigenen Verteilerkopf verbunden
ist, und daß die Wanne des Gerätes durch eine dichte Wand in
zwei
Teile unterteilt ist. Hierbei wirkt jede Scheiben gruppe zweckmäßigerweise mit dem
entsprechenden Wannenteil wie ein vom anderen unabhängiger Filter zusammen.
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Es werden demgemäß durch den erfindungsgemäßen Filter die Vorteile
eines zusätzlichen zweiten Filters erlangt, ohne daß die Kosten für einen solchen
zweiten Filter aufgewandt zu werden brauchen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Filter kann das Verfahren zur methodischen
Filtrierung in der Weise durchgeführt werden, daß der in der ersten Gruppe behandelte
Schaum wieder verdünnt und anschließend in der zweiten Gruppe erneut gefiltert wird,
wobei das Waschwasser im Gegenstrom fließt. Das Waschwasser wird dann dazu benutzt,
ein letztes Mal den Schaum vor seinem Entfernen zu entzuckern und sich in leichte
Säfte umzuwandeln, die verwendet werden, um den zuerst auf der ersten Scheibengruppe
gefilterten Schaum wieder aufzulösen, wobei dieser Schaum nach einer zweiten Filtrierung
einen dickeren Saft ergibt, der zum ersten Waschen des Schaumes verwendet wird,
und sich nach diesem Waschen ein Zuckersaft ergibt, der in die Fabrikation geleitet
wird.
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Bei der Durchführung des Verfahrens kann ein gewisser Wasserüberschuß
angewandt werden, d. h., kann mehr Wasser zugeführt werden, als Zuckersaft in dem
zu waschenden Schaum vorhanden ist, so daß dieser Wasserüberschuß einen leichten
obere schuß an leichtem Saft ergibt, der notwendig ist, um die Kalkmilch herzustellen,
wodurch außerdem das Entzuckern weiter bewirkt werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen
Filters im Vertikalschnitt nach der Linie II-II gemäß Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt
durch die Linie 1-1, in zwei Teile aufgeteilt; der links von der Linie liegende
Teil zeigt einen Schnitt nach der LinieII-II gemäß Fig. 1; der rechts von der Linie
liegende Teil zeigt einen Schnitt nach der Linie 1-1 gemäß Fig. 1, Fig. 3 das Funktionsschema
des Gerätes; links stellt eine erste Scheibe schematisch die Scheiben des linken
Teiles der Fig. 2 dar; sie ist in drei Zonen g, 11 und dt unterteilt, die der Reinigung,
dem Waschen und dem Abgeben des Filterkuchens entsprechen; rechts zeigt eine zweite
Scheibe schematisch die Scheiben der rechten Seite der Fig. 2; sie ist in vier Zonen
g2, 12, s2 und d2 unterteilt, die dem Reinigen, dem Waschen, dem Trocknen und dem
Abgeben des Filterkuchens entsprechen.
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Das Gerät besteht aus Scheiben 1, die in Sektoren 2 unterteilt sind,
die mit einem einen Sack bildenden Filtertuch ausgestattet sind. Jeder Sektor bildet
demgemäß ein Filterelement, das von den anderen Sektoren der gleichen Scheibe unabhängig
ist.
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Die Sektoren, die auf einer gleichen Erzeugenden liegen, sind durch
ein gleiches Sammlerrohr3 verbunden, das in einer polierten Platte 4 mündet, die
am Ende der Welle 5 befestigt ist. Es sind demgemäß so viel Sammelrohre vorhanden,
wie eine Scheibe Sektoren aufweist. Ein Antrieb nimmt die Welle und die Scheiben
in der mit den Pfeilen A angedeuteten Drehrichtung mit.
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Auf die polierte Platte 4 legt sich ein fester Verteilerkopf 6, der
entsprechend ausgebildete Ausneh-
mungen gemäß dem Arbeitszyklus aufweist, der erreicht
werden soll. Durch die Austrittsröhre 7 des Kopfes wird in den Sektoren ein Vakuum
erzeugt, wodurch der für das Filtern notwendige Druckunterschied geschaffen wird.
Eine Öffnung steht jedoch jeweils unter einem Luftdruck, der für das Ausstoßen des
Filterkuchens erforderlich ist; es handelt sich dabei um die Gebläseöffaung, die
den Zonen dt und d2 der Fig. 3 entspricht.
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Das Gerät unterscheidet sich von dem üblichen Scheibenfilter dadurch,
daß die Scheiben in zwei verschiedene Gruppen unterteilt sind, wobei jede Gruppe
mit einem eigenen Verteilerkopf verbunden ist.
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Jede Gruppe besitzt eine gleiche Anzahl von Scheiben. In Fig. 2 sind
zwei je Gruppe gezeichnet, d. h. insgesamt vier. Es könnten selbstverständlich auch
mehr sein. Der linke und der rechte Teil der Fig. 2 entsprechen der linken und der
rechten Gruppe.
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Die Wanne 8 des Gerätes ist ebenfalls in zwei Teile unterteilt. Die
Trichter 9 des einen Teiles, in diesem Falle des linken Teiles, sind mit einem Rührwerk
10 verbunden. Die Trichter nehmen die durch die Kratzer 11 entfernten Filterkuchen
auf. Dieses Rührwerk 10 steht mit dem anderen Teil der Wanne in Verbindung, im vorliegenden
Falle mit dem rechten Teil, und zwar durch eine Übentührungsleitung 12, die in gewissen
Fallen durch eine Pumpe ersetzt werden kann. Die Trichter dieses zweiten Teiles
der Wanne können mit einem folgenden Rührwerk verbunden werden, je nachdem ob trockener
oder verdünnter Schaum ausgestoßen werden soll, wie das nachstehend beschrieben
wird.
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Ein zur Wanne gehörendes Rührwerk 13 hat den Zweck, den Schaum so
homogen wie möglich zu machen.
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Die Arbeitsweise ist wie folgt: Gemäß dem Schema nach Fig. 3 wird
der Schaum, der aus dem Verdicker oder dem Dekanter kommt, durch die Leitung 15
der Fig. 1 in die Wanne eingeführt (Pfeil 16 des Schemas nach Fig. 3). Dieser Schaum
wird zum erstenmal gefiltert (Zone gl) und gewaschen (Zone 1l), und zwar durch die
Scheiben der ersten Gruppe.
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Nach Ausstoß (Zone dl) werden die Filterkuchen in dem Rührwerk 10
wieder verdünnt und durch die Überführungsleitung 12 (Pfeil 17 des Schemas) in den
anderen Teil der Wanne geleitet. Der wieder verdünnte Schaum wird zum zweitenmal
gefiltert (Zone g2), gewaschen (Zone 12) und getrocknet (Zone s2), um danach endgültig
abgeführt zu werden.
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Die Säfte, die sich aus den Filtervorgängen und den Waschvorgängen
ergeben, werden mit Hilfe von Extrahierballons 18 extrahiert, die durch die Leitung
19 des Schemas mit dem Vakuum verbunden sind.
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Die Pumpen23 bringen den Saft in folgender Art und Weise in Umlauf:
Das durch die Waschrampen 14 der zweiten Scheibengruppe (Pfeil 20 des Schemas) ankommende
Wasser erzeugt nach dem Waschen (Zone 12) einen geringwertigen Saft, der nach Extrahierung
in das Rührwerk 10 eingeführt wird und dazu dient, die Filterkuchen wieder zu verdünnen.
Der mit diesem Saft wieder verdünnte Schaum ergibt nach dem Filtern (Zone g2) einen
ein wenig besseren Saft, der nach dem Extrahieren zum ersten Waschen des Schaumes
benutzt wird (Zone 11). Die Säfte, die durch dieses erste Waschen erzeugt werden,
werden nach
dem Extrahieren zur Fabrikation (Pfeil 21) zusammen
mit den Säften geleitet, die vom ersten Reinigen stammen (Zone gel).
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Dieser gezuckerte Saft wird zur Fabrikation geleitet. Die entfernten
Schaumrückstände (Zone d2) enthalten fast keinen Zucker mehr, da der Zucker, den
sie enthielten, durch Waschwasser entfernt ist.
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Da im allgemeinen in der Zuckerfabrikation geringwertige Säfte für
die Herstellung der Kalkmilch notwendig sind, kann ein Waschwasserüberschuß vorgesehen
werden, der einen Überschuß von geringwertigem Saft ergibt, den man im Nebenschluß
an den Extrahierpumpen 23 der zweiten Gruppe der Scheiben (s. Pfeil 22) entnimmt.
Dieser Überschuß an Waschwasser, obwohl er geringer gehalten wird als die üblicherweise
durchgeführten Verdünnungen, trägt dazu bei, im Schaum nur eine geringe Zuckermenge
zu belassen, die wesentlich niedriger ist als die im allgemeinen üblichen Prozentsätze.
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Im Vergleich mit der heutigen Arbeitsweise können die Vorteile des
methodischen Scheibenfilters wie folgt zusammengefaßt werden: 1. Kontinuierliche
Entzuckerung auf dem Scheibenfilter. Verwendung eines Gerätes mit einem geringeren
Platzbedarf als ein Trommelfilter und geringere Installationskosten.
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2. Weitgehendere Entzuckerung des Schaumes mit einer geringeren Verdünnungswassermenge.
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3. Gute Entzuckerung mit höherer Sicherheit. Da das Waschen in drei
Phasen erfolgt, sind Fehler und Gefahr von Zwischenfällen dreifach geringer.
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4. Bei einer eventuellen Reparatur von Filtertüchern ist kein langes
Anhalten der Geräte erforderlich. Ein Sektor kann leicht ausgetauscht werden, während
ein Filtertuchbruch im
Trommelfilter das vollständige Neubeziehen der Trommel erfordert.
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5. Das Entschlammen des Gerätes kann im Betrieb erfolgen, indem die
Tücher einer jeden der Scheibengruppe abwechselnd gewaschen werden.
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Die vorstehende Beschreibung entspricht der industriellen Anwendung
der methodischen Filterung des Schaumes der ersten Carbonatisierung in der Zuckerfabrikation
mit einem entsprechend angepaßten kontinuierlich arbeitenden Scheibenfilter. Diese
Filtrierung könnte selbstverständlich auch auf die Behandlung eines anderen industriellen
Erzeugnisses angewendet werden, wobei das Arbeitsschema dem Erfindungsgedanken des
vorstehenden Schemas entspricht.