DE1432873A1 - Verfahren und Zentrifuge zur Abtrennung von in einer Fluessigkeit enthaltenen Feststoffen - Google Patents

Description

The Sharpies Corporation 6.8.1965

Philadelphia 40, PA, USA

Verfahren und Zentrifuge zur Abtrennung von in einer :^illüssigkeit enthaltenen Pea tatoffen

Die Erfindung: bezieht sieh, auf die Abtrennung von Feststoffen aus einer Mischung von Flüssigkeit und Feststoffen, und zwar insbesondere von Feststoffen mit verhältnisraässig kleiner J?artikelgrösse und mit einer Di oh te, die sich von der Dichte der Flüssigkeit wenig unterscheidet.

JBs ist bekannt, feststoffe beispielsweise kristalliner Art, in einer den Zentrifugalkräften unterliegenden Zone aus einer Flüssigkeit abzutrennen. Hei einem bekannten Verfahren werden die Feststoffe, die eine grosser© Dichte haben als die Flüssigkeit, am Umfang der Zentrifugiert zone abgelagert. Die abgelagerten Feststoffe werden von einem Fördermittel nach innen in der B¹IUssigkeit-Dampf-/'Wischenflache bewegt und getrennt von der Flüssigkeit abgeleitet. Line Vorrichtung für dieses Verfahren zeigt das S-Patent 2 697 974. Die Vorrichtung kann ein hohler Rotor mit axialer Zuführung sein« und der Hotor hat an jedem .End· eine Öffnung, und eine Öffnung liegt in einem Abstand einwärts von der anderen öffnung. Axial in dem Rotor liegt ein üO-neekenfOrderer, der sich mit einer anderen Geschwindigkeit dreht aid der Rotor· Die i'eetstoffe setzen sieh an der Wandung des l.otors ab, und der FOrder«r ergreift die abgesetzten Feststoffe und bewegt sie auf sine Aufliufflach·_t von der el· duroh «ine Öffnung abgeleitet werden. Die ?lüosigk*it-Dampf-Zwisohenflache bestimmt sieh sue der Lag· der öffnung, duroh die die Flüssigkeit abgelassen wird, und die Zwisohenflacht liegt außerhalb der zweiten Öffnung.Die Feststoffe

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flieasen also bei ihrer Bewegung auf die Auflauffläche einwärts von der IFlüasigkeit-Dampf-Swisclienflache al» und treter mit verringertem Feuchtigkeitsgehalt aus der zweiten öffnung aus.

JPdr gewisse -teetatoi'fteiTe Mt einer bestimmten Monte, Konsistenz und Partikelgroaae ist dieses Verfahren zufriedenstellend, wenn die featströffe sohneckenförmig über die Auflauffläche bewegt werden. Das bekannte verfahren ist aber insofern in seiner Anwendung beschränkt₉ weil die feststoffe bei vielen Mischungen diese schnecken-

P artige bewegung nicht ausfuferen kömien. 11a eirund dafür hat man abgenommen, dass sich verschiedene !feststoff* nicht zu einer ionaisten« zusammenfügen, die eine eoiineokenartige bewegung erlaubt. Die Feststoffe erreichen also nicht die AhSlauffläche und fIiessen einfach wieder in die Flüssigkeit suriiok. Bas gröaste Problem entsteht ai; der flussigkelt-Bampf-Zwisöhanfiäoh&y wo sieb die effektive Dichte ändert, und zwar zwischen der wehren Liohte und der i'lÜBsigküitsBiass®^ wobei sich die Konsie tens nicht ändert. Deswegen hat man eine Zentrifugensohale" für solche Feetatoffβ vorgesehen, die am Umfang Düsen hat, durchweiche die -fettstoffe» die keine schneckehförmige Bewegung au«führen, entfernt werden können« Ee hat sich aber gezeigt» dass bei einer solchen Anordnung die Feststoffe einen unerwünscht hohen Flüseigkeitsaateil haben· . ■""■ ■^;'^:-' ■ ■■ ^:'"*^--- ■ ■"-" ¹^

Die Erfindiisng vermeidet diese Äiaehteile durch eine sondere Auebildung der Förderschnecke.

Das erfindungageniäeae Verfahren ist dadurch dass die ! isohung an einem ßinlaaspunkt in eine» -ä-2ent*ifugie?sone eingeleitet leirdV. unä" "aö; äle^^Λ Fettstoffe ftbgeftinsft #erden, worauf die Plüasigkeit f-m ainer «raten

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Stelle ab«, e trennt wird, und die abgesetzten ^feststoffe von einem Fördermittel axial von der ersten Stelle und öem Einlasspunkt zu einer zweiten Stelle ausserhalb der ersten Stelle bewegt werden und dort einen Stau bilden., der fast flüssigkeitsundurehliiesig ist und so einen Zutritt der ltitöigkeit zu der zweiten Stelle im wesentlichen -verhindert, vorauf die 1'eBtstoffe von der zweiten .stelle abgelassen werden.

der Erfindung dienen die Zeichnungen.

1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt und teilweise schematisch einer Vorrichtung zur ,Ausführung dea Verfahrene,

2 zeigt in einem diagramm die ^orausbestiiämbar— keit einer Konzentration,

Bie ι orrichtung ist allgemein mit 10-bezeichnet und besteht aus einem lahme 12 mit zwei lagern 14, in denen ein .»otor 16 gelagert ist, dtaaen· Endwandungen Y/ellenverlüngeruiigex: haben, die in den Lagern 14 laufen. An das den «otor antreibende Rad 22 ist ein Kotor lait konstanter Geschwindigkeit angeschlossen. Innerhalb de» fiotors bef ndet sich ein fördermittel 24 mit schraubenförmigen Flügeln 26, und zwischen dessen Enden liegt eine .iniaasÖffnung 28. Ein« Antriebswelle 30 für das Fördermittel, die in einer Bohrung der Welle 18 liegt, treibt das fördermittel mit einer Geschwindigkeit an, die verschieden ist von der Geschwindigkeit des 1, ο tore Bex Antrieb erfolgt über ein Getriebe 32 von den. Rotor aus. -Mn iiad 34 kann auch von «inem otor mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden, um das OeschwindigkeltB'Differential zwiaohen dem Fördermittel und dem Jtotor 16 zu erzielen. Die iaohunp gelangt duroh

ein Zuführrohr 36 zur Öffnung 28·. Dielink© Endwandung des Eotors hat eine grdsee Öffnung 38, die einwärts von der Innenfläche der Umfangs«andung des Rotors liegt· Dia öffnung 38 ist zweökmassig τοη einer Üblichen Eineteilplatte mit einer kleineren Öffnung 40 abgedeckt, und die letztere deckt sich mit der öffnung 38 Und ergibt eine Flüssigkeiteableitung bei einen Eadius a, d₉h» in der ilü8sigkeits-/jwiechenf lache« In der Sähe de® rechts liegenden lindes der ümfangswandung des otor® befindet sieh eine radial nach auesen gerichtete Öffnung 42 für den Auslass der .feststoffe, und die Kante dieser öffnung liegt ,in '■ einem Eadius b auseerhalb dee Badius a dtr Öff« nung 40. Zu der öffnung. "42-hin erstreckt sich eine konisch verlaufende Auflauffläche 44» auf'.der Äle Kestetoffe durch die Flügel 26 zur öffnung 42 hin "biwegt werden. Die iueeeiikanten der Flügel sind so abgeschnitten*- dass Bie in diesem Bereich nahe aß. der Auflauffläche enden. Eine äuasere Umhüllung 46 ist in btkaniiter W«lge abgeteilt zur Aufnähme der abgetrennten Feststoffe und der Flüssigkeit.

Die liischung aus Flüssigkeit und Feststoffen wird konti-" nuierlich in das Einlassrohr 36'.tingeführt und tritt bei einem einlasspunkt durch die öffnung 28 in S©n Kotor 16" ein. Die Peetetoffe aetsen sloh an der Wandung des Rotors ab, vgl.Fig.1. Die abgetrennte FlÜißigkeit wird duroh Sie Öffnung 40 abgeleitet, d.h»im Radius © der laUseigkeit-Ufimpf-Zwischenfläohe. D®r Rotor 16 und to Fördermittel 24 werden in gleieher Riehtung, aber ßit •twae vtrechieätntn-uesohwiiidigkeittn, g@*dr@kt₉ so fiese die FtiWfcoff©-durch die Flügel 26 nach *eohte «ur laseöffnung 42 hin bewegt werden» BaÄitxoh bilden dl· Feitetoffe in kuriser Zelt tihtn Stau Γ dieht linke der öffnung 42» woawrofe verhindert wird, äaes Flüssigkeit zu dieiiei öffnung gelehgen kehni« Bei weiterer B#w@gunf ■*■

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der ^Feststoffe trennt sich ein Teil der feststoffe eineohliesslioh des Staues ab, und zwar duroh die Offnun . 42, und diese !Feststoffe haben einen geringexen l'euohtigkeitsgehalt. Andere Feststoffe bewegen sich auf die Auflauf fläohe und ersetzen die abgetrennten .Feststoffe und ftillen den Stau wieder auf_t

In den folgenden -eispielen wird die Erfindung anhand der Konzentration von Prauereihefe erläutert* Die Erfindung ist aber nicht auf dieses Yerwendungsge/tslet beschränkt.

Bei der Rückgewinnung von Hefe beim Bierbrauen wurde eins Flüasigkeit-tfeststoff-Mlaohung aus verdünntem Bier und Hefe in eint Düsenzentrifuge geleitet* Aus den Düsen dieser "entrifuge treten die feststoffe als ein Hefesohlamm mit 9162$ Feststoffen aus, der Rest sind Wasser und Lüaemittel· Dieser Schlamm wurde einmal in einer Zentrifuge nach deiu US-Patent 2 697 974 behandelt und ein anderes mal in eiaer Vorrichtung gemäss der Erfindung,

Beispiel 1

Die aus den Düsen austretende lasse wurde in eine Vorrichtung nach dem obengenannten TJS-Patent der Anmelderin eingeleitet» Der Rotor hatte eine Innenlänge von etwa 765 mm und einen Innendurohmssaer von etwa 350 mm» Der Durchmesser wurde mit etwa 4000 Umdrehungen/min angetrieben, und der Förderer wurde in gleicher Richtung mit einem ßesohwindigkeltsurtersohied von 15 Umdrehungen/min angetrieben. Die Auslassöffnung für die Ftststoffe lag, naoh •inwärt· von dna Aaslass fur die Pittaaiglcsit, mid so wurd» eine Auf lauf fläohe eraeugt, auf der die reistet off ο sohntcken^rtig bewegt wurden «wecke Verringerung dtj feuchti^icfitegehaltee, Der Unttraohied in radialer iiiohtung twisohen den bilden öffnungen betrug 0,8 mm. £s wurden dem Rotor 67 kg/st auf -tqmtdcba·!· eugefülupt* De* B*1iri#Jb "--»>

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War auf längere Zelt nicht stabil, »andern nach etwa 1/4 Stunde war nach einem iccmstattten klaren Flüsslgkeitsausfluss der FlUeeigkelteauefluss abwechselnd klar und ~ hefehaltig·

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurde die erfindungsgemSaee Vorrichtung benutat bei Μ$8§β&ο- gleichen Bedingungen· Der Radius ämT Flilasigkeiteaueflussöffnung wurde nach innen Texlegt und lag 2,4 mm einwärts von der Auslassöffnung für die Feststoffe. Infolg· dieser Abänderung wurde beobachtet, dass nach Öetriebsaufnähme die ganse flüssigkeit, wie erwartet, aus dem Auslas» für die Feststoffe austritt» Jjiaeh 2 oder 3 Minute» Mrte dieser Flüssigkeitsabfluss auf, und die ilüssigkeit trat aus äßx J?lU8SigkeItBauslaeaÖffnung aus, und nach weitere 2 oder 3 Minute» trat aus dem Pestetoffausleea kontinuierlich Hefe aus» Per Betrieb w ar dann me&Fer© stunden lang stabil. Hs traten Feststoffe aus. Bann, wurde die zugeflihrte Menge

;, und es ew&mb sich ein klarer Ausfluss von über 180 kg befe/st bei Einern fsFeefcenetoffgehalt toh 16,6 $* Pig. 2 atle% «iaa yorausbestimmbar« Verhältnis zwischen kg Ircokenaubetan» und dem Prozenteatz i-rook^nsubstan» im Auslas··

Durch Vergrößerung der Drehgegohwi digkeit auf 47 0 Uadrehungen/min bei fl·loher Lage der Öffnung wurde der feuchtigkeitsgehalt der Ftststoffe um etwa IH verringert.

Wie »ohon vertier gesagt, wird angenommen, dass diese günstigen Ergebnisse die Polga davon sind, dass diο Feststoffe, βohneokenförmig bewegt, einen Stau bilden, der einen Durchtritt &*% Flilaiigkeit au der Auslas θ äffnung fur di» fftststoffe verhindert. Die von der Flüasigkeit ausgehenden Kräfte hinter den Feststoffen de* Damms v unterstüiien den Austritt.

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Bs ist bei dem erfindungsgemäseen Verfahren sehr erwünscht» dass die Auslassöffnung für die Feststoffe ausserhalb der Auslassöffnung für die Flüssigkeit liegt» denn wenn die Auslassöffnung für die Feststoffe in gleichem Abstand oder innerhalb des Auslasses für die Flüssigkeit liegt» können sieh die feststoffe nicht BChneokenertig bewegen» so dass sich, eine !Instabilität ergibt« Ausserdem erleichtert auch bei Lage des Auslassee für die Feststoffe weiter aussen die Kraft der Flüssigkeit den Austritt der feststoffe* Die beschriebene Abtrennung von ^efefeetetoffen aus verdünntem Bier ist nur ein Beispiel· Die«Erfindung kann beispielsweise euch benutet werden für die Konzentration iron Maie schlamm und von anderen Schlämmen. Bisher hatte man feststoffe dieser Axt nicht für schneckenförmig bewegbar gehalten. Die Erfindung ist also anwendbar bei der Konzentration von Feststoffen» die sonst nicht in einer Zentrifuge mit Schneckenförderung behandelt werden können. Die Ergebnisse des erfindungsgeoätsen Verfahrens sind neu und * unerwartet. Sie bestehen darin» dase der flüssigkeit*·» austritt klar ist, dass der Betrieb stabil 1st» und das» sich eine bessere Feststoffkonzentration ergibt als bisher durch Zentrifuglerbehandlung erreichbar«

Patentansprüche t

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Claims (1)

1. U32B73

   1) Verfahr es zxmi A btreimen von Featstoffen aus vvisehung yon Feststoffen mit einer PluosigkeitV dadurch gekermaeichnet₉ dass die isshung an einem Eiiilasspunkt in eine Se~itrifugierj?one eingeleitet , wird, und go die legtstoffe abgesetzt .werden, worauf die ilüssißKeit an.einer erstes.Stelle abgetrennt wird,, α-,ά die abgesetzte:, -teetötofie von eineik Fördei iiiittel ejiiel von der ersten Stelle und deas Einlass— puniet zu einer 2\ eiten. ötelle aufieerhelb ä®% ersten Stelle bewegt werden urJl ä-prt eine?· Stau bilden»ds2? fast flüßBigfceitsm äurchl&Bsig ist ixnä so einen Zutritt der lö&sigkeit au der zweiten Stelle Im weBjeiitlichen verhindert, worauf die 3reststoife von der Bi»eiten Stelle abgelaaeen werden*

   Z) ¥erfahr#n n&ah Anspruch 1, wobei die i^tst.©f£e ©ti*® veriiältniamä-ssig kleine
   der Jlüssigfceitsdiclite wenig
   heben_? daöurcii gekennEeiclinst₉ dass das iörderaiittel

   greif«33., die vom innezeii liSfanjg" de?;

   Zentrifuge ssur Ausführun. des Verfahrens n&oh oder 2, dadurch gek@nnseiclmet_t dass sie einen hohlen jvotor hat mit eines worn Umfang naoh innen liögenäen Auatritteöffnung tiix die Flüeslglreit und mit eines in exisleic Abstand davon liegenden Auslassöffnung für die

   BAD CR!

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   U-32873

   Zentrifuge nacii Anspxuah 3» dadurch _ö dass Öer -urohmesser dee no bora· zum Auslass fur die Feststoffe hin geringer wird, und das ο in gleiohem ■aSe eich der lurohmeeser ties ί orderet, ttela verringert

   5) Zentrifuge nach ivnspruch 3* dadurch _®keim2öic)möt, des» die AuetrittaafXnungen an ders entgegengfcset^tan xaid»n des äotore liegtn, und d*ee aioli das t ordernd. tt«l tor einem Ende ···« Kotoxc bis zu dessen anderem i.nde

   6; Zentrifuge naoh einem der >,nepriiolie 3 - 5_t tl^duroli g#« kennzeioiinet, dass die ^ultitung der i β Chung in dem -otor durch eine axiale -leitung erfolgt, die ^wiaohen den Auslasaöffnuiigen für die xlUasxgkeit und für die jpeetstoffe endet· ^