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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrifugieren von Zuckermassen,
bei dem der vorzentrifugierte, von abgeschleuderter Melasse weithin befreite Rohzucker
zur Affinationsbehandlung mit Einmaischsirup versetzt und danach erneut zentrifugiert
wird.
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Bei der Zuckergewinnung wird zur möglichst vollständigen Trennung
der Zuckerfeststoffe von der anhaftenden Flüssigkeit herkömmlich so verfahren, daß
man die viskose Zuckermasse zunächst in einer ersten Zentrifuge schleudert, daraufhin
den abgeschleuderten und von der Melasse weithin befreiten Rohzucker über Fördermittel
einem Behälter mit umlaufender Rührvorrichtung zuführt und darin mit Einmaischsirup,
der eine höhere Reinheit als die in der Zentrifuge abgeschleuderte Melasse besitzt,
zu einer Füllmasse vermischt, die alsdann über eine Pumpe und einen zweiten Rührbehälter
einei weiteren Zentrifuge zugeführt und darin erneut geschleudert wird. Durch das
Abschleudern des Einmaischsirups, der die vom Vorzentrifugieren noch anhaftenden
Verunreinigungen zum größten Teil aufnimmt, und durch zusätzliches Bespülen mit
Waschflüssigkeit kann der Rohzucker von den anhaftenden Verunreinigungen befreit
werden. Diese Verfahrensweise ist in der Zuckerindustrie als sogenannte Affinationsbehandlung
bekannt. Man erhält dadurch beispielsweise aus dunkelbraunere Nachproduktzucker
hellen, fast weißen Affinationszucker.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte, noch recht
umständliche und zeitraubende Zentrifugier- und Affinationsverfahren wesentlich
zu vereinfachen und zu verbessern. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
das Vorzentrifugieren der Zuckerfüllmasse, das Einmaischen des durch das Vorzentrifugieren
gewonnenen Zukkers und das anschließende Nachzentrifugieren der durch das Einmaischen
gewonnenen künstlichen Zuckerfüllmasse in einem einzigen, ununterbrochenen Arbeitsgang
erfolgen, wobei der Einmaischsirup während der fortlaufenden Zentrifugenbehandlung
in den Rohzucker unter vorübergehender Stauung und Umlenkung seines Masseflusses
eingeführt wird. Auf diese Weise werden beträchtliche Ersparnisse an Maschinen-,
Zeit- und Arbeitsaufwand erzielt. So entfallen die zweite Zentrifuge und die bisher
dafür notwendigen Fördermittel, Pumpen, Rührbehälter, Rohrleitungen u. dgl. Das
in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführte Vorschleudern, Einmaischen und Nachschleudern
führt darüber hinaus noch zu einem qualitativ hochwertigen Affinationszucker. Voraussetzung
dafür ist, daß es unmittelbar nach der Zufuhr des Einmaischsirups zu einer vorübergehenden
hinreichenden Anstauung des letzteren sowie der vorgeschleuderten Rohzuckermasse
kommt, damit beide sich unter dem Einfluß der Zentrifugenbeschleunigung innig miteinander
mischen können und der Einmaischsirup die Verunreinigungen aufnehmen kann, bevor
die Mischung zentrifugiert, d. h. der mit Verunreinigungen entsprechend beladene
Einmaischsirup von den Zuckerfeststoffen wieder abgeschleudert wird.
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Zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens geht die Erfindung
von einer z. B. durch die deutsche Patentschrift 505 249 bekannten Zentrifuge aus,
die mit zwei um eine gemeinsame Achse umlaufend anzutreibenden ineinanderliegenden,
kegeligen Siebschleudertrommeln versehen ist, wobei sich die innere Trommel, der
die Zuckermasse am unteren Teil zugeführt wird, nach oben und die äußere Trommel
nach unten erweitert und an der übergangsstelle zwischen beiden Trommeln ein die
Zuckerfeststoffe nach unten umlenkender, nach außen undurchlässiger Ringraum vorhanden
ist, der in die Trennfläche der äußeren Schleudertrommel übergeht und an den eine
Flüssigkeitszuleitung herangeführt ist. Während aber bei dieser bekannten Zentrifuge
der Ringraum unmittelbar in die ihn umschließende Trennfläche der äußeren Schleudertrommel
übergeht und die an ihn herangeführte Zuleitung für die Zufuhr von in den Ringraum
düsenartig einzusprühenden Dampf oder Wasser vorgesehen ist, ist die erfinderische
Weiterbildung dieser Zentrifuge dadurch gekennzeichnet, daß die an den Ringraum
herangeführte Flüssigkeitszuleitung zur Zufuhr von Einmaischflüssigkeit dient und
im Ringraum eine bis zur Trennfläche der äußeren Schleudertrommel nach innen vorspringende
Stauringkante vorgesehen ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ringraumes
als Stauringkammer wird sichergestellt, daß es in letzterer zu der obenerwähnten
vorübergehenden Stauung und damit der unter dem gleichzeitigen Einfluß der Zentrifugalbeschleunigung
erfolgenden innigen Vermischung des Einmaischsirups mit den vorgeschleuderten Rohzuckermassen
kommt, die sich als unerläßliche Voraussetzung für das während des Zentrifugierens
erfolgende Einmaischen erwiesen hat.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist am oberen Ringflansch
der inneren Schleudertrommel vorteilhaft eine Ringscheibe vorgesehen, die in die
vom oberen Tragflansch der äußeren Schleudertrommel umschlossene Ringkammer hineinragt,
der ein zwischen den beiden in entsprechendem Abstand voneinander angeordneten Trommelflanschen
horizontal liegender Ringspalt für den Zutritt der vorgeschleuderten Zuckerfeststoffe
und die weiter außen in den Ringspalt einmündende Zuleitung für die Einmaischflüssigkeit
vorgeschaltet ist. Die Breite der Feststoff-Eintrittsöffnung des Ringspaltes soll
tunlichst kleiner als 25 mm gewählt sein.
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Die Zufuhr der Einmaischflüssigkeit erfolgt vorteilhaft über eine
den Boden der, inneren Schleudertrommel mittig durchsetzende Zuleitung sowie über
im Boden und im Schleudertrommelmantel vorgesehene Kanäle, die in die in den Ringspalt
einmündende Zuleitung übergehen.
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Weitere Merkmale nach der Erfindung seien an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Dabei zeigt F i g. 1 die Zentrifuge
in axialem Längsschnitt und F i g. 2 einen entsprechenden Teilschnitt in vergrößerter
Darstellung.
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Im Zentrifugen-Innengehäuse 1 befindet sich das Getriebe 2 and die
darin gelagerte Trommelwelle 3, die über die Keilriemenscheibe 4 von einem nicht
dargestellten Motor angetrieben wird. Auf dem Kopf 5 der Trommelwelle ist die innere
konische Siebschleudertrommel6 montiert. Sie besteht aus Ringen 7, die von in Richtung
der Konuserzeugenden verlaufenden Winkelstreben 8 getragen werden, deren
offene Winkel nach außen gerichtet sind. Die Winkelstreben 8 werden umhüllt von
einem konischen, sich nach oben erweiternden und bis dicht an einen oberen Ringflansch
10 reichenden Vollblechmantel 9. Ein zweiter Vollblechmantel11, der sich konisch
nach unten erweitert, ist am oberen Ringflansch 10 angeschweißt.
Der
Vollmantel 11 dient als Leitblech für die aasgeschleuderte Flüssigkeit. Er
bildet mit dem eingesetzten Ring 12 und der Bördelkante 13 eine hydraulische Abdichtung
in Form eines schmalen Flüssigkeits-Durchlaßspaltes. Die Ringe 7 tragen das Trennsieb
28. Am Ringflansch 10 ist über Distanzstücke 14 und einen Tragflansch 15 die äußere
Siebschleudertrommel 18 mit ihren Vollmänteln 18' und 18" befestigt. Ihr Aufbau
entspricht dem der inneren Schleudertrommel. Die Siebflächen 28 und 33 beider Trommeln
6 und 18 schließen einen Winkel von vorzugsweise 56 bis 70° ein.
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Das Innengehäuse 1 dient als Auffangraum für die durch das Trennsieb
28 abgeschleuderte Melasse, während der Raum 35 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Außengehäuse
42 unterhalb des Trennbodens 43 den Auffangraum für den abgeschleuderten Zuk ker
bildet. Der abgeschleuderte Einmaischsirup wird im Raum 37 oberhalb des Trennbodens
43 aufgefangen.
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Der Einmaischsirup wird kontinuierlich über die Zulaufleitung 19,
den Behälter 20 und das Einlaufrohr 21 unter den Boden des Beschleunigertopfes 27
geleitet. Von dort aus fließt sie über die Bohrungen 22 und 23 in die durch Flacheisen
24 geschlossenen und damit Kanäle 24' bildenden Winkelstreben 8 und gelangt durch
die Bohrungen 25, den Ringspalt 26 und vorbei an den Distanzstücken 14 schließlich
in die Stauringkammer 17, in der sich die Flüssigkeit vorübergehend anstaut. Zu
diesem Zweck ist die Ringkammer 17 mit einer nach innen vorspringenden Stauringkante
17' versehen, über die sie in die Trennfläche 33 der äußeren Schleudertrommel 18
übergeht.
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Die Füllmasse wird über das Rohr 41 dem Boden des Beschleunigertopfes
27 zugeführt, von wo sie nach oben über das Trennsieb 28 wandert. Über das Rohr
39 können Dampf oder sonstige Deckmittel zugeführt werden.
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Die abgeschleuderte Melasse durchdringt das Trennsieb 28, fließt über
den Vollblechmantel 9 und den Vollblechmantel 11 und wird an der Stelle 40 in den
Flüssigkeitssammelraum 29 abgeschleudert, aus dem sie durch das Rohr 30 abfließt.
Der Ring 12 staut die Melasse so weit an, daß die Bördelkante 13 - wie F i g. 2
zeigt - darin eintaucht und somit ein vollkommener Luftabschluß zwischen dem Trommelinneren
und dem Flüssigkeitssammelraum 29 erzielt wird.
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Der Zuckerfeststoff fliegt durch die schmale öffnung 31 in den Ringspalt
26. Die öffnung 31 soll nicht weiter als 25 mm, jedoch enger als jeder andere Durchgangsquerschnitt
sein, den der Feststoff zu passieren hat, damit einerseits sich an keiner Stelle
gröbere Stücke festsetzen können und andererseits sehr grobe Stücke über den Trommelrand
in den Raum 37 geleitet werden. Zum gleichen Zweck kann die Öffnung 31 auch durch
ein Sieb abgedeckt sein, dessen Öffnungen kleiner sind als der engste Querschnitt,
den der Feststoff zu passieren hat, jedoch größer als die Öffnungen des Trennsiebes.
Im Ringspalt 26 treffen die Zuckerfeststoffe auf den im Ringraum 17 angestauten
Einmaischsirup, in den sie infolge ihrer hohen Geschwindigkeit sehr schnell eindringen.
Durch die Relativgeschwindigkeit zwischen den Feststoffen und dem in der Stauringkammer
17 befindlichen Flüssigkeitsring - der Feststoff wird von einem kleineren Durchmesser
abgeschleudert als die Flüssigkeit - erfolgt eine innige Vermischung beider Komponenten.
Eine Beschleunigungseinwirkung von über 500 -g und ein Flüssigkeitsdruck von mehr
als 0,5 atü fördern die Gemischbildung und- das Ablösen der Verunreinigungen vom
Feststoff. Dabei ist es für den anschließenden zweiten Schleudervorgang von Vorteil,
daß die Gemischbildung in sehr kurzer Zeit erfolgt und daher keine Abkühlung eintritt,
die die Viskosität erhöhen und den Schleudereffekt beeinträchtigen könnte.
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Der nachfolgende Einmaischsirup und der Feststoff verdrängen ständig
das fertige Gemisch, die Affinationsfülhnasse. Dabei kommen der am Trommelflansch
10 befestigten Ringscheibe 16 die folgenden Aufgaben zu: Sie bildet, weil sie in
den Einmaischraum 17 eintaucht, eine hydraulische Abdichtung zwischen beiden Trommeln
6 und 18, wodurch verhindert wird, daß Luft durch den Ringspalt 26 strömt, die Einmaischflüssigkeit
mit sich reißen und ein Versprühen von Waschflüssigkeit durch das Rohr 32 unmöglich
machen würde. Weiterhin verhindert die Ringscheibe 16 ein Verstopfen des Ringraumes
17. Wenn sich nämlich im Ringspalt 26 Feststoffe ablagern und den Durchfluß behindern
sollten, staut sich der Einmaischsirup im Ringraum an, wobei ein Druck von mehreren
atü entstehen kann, der die Feststoffansätze in jedem Fall austreibt. Je fester
die Ablagerung bzw. Ansatzbildung ist, um so größer wird auch der auf sie einwirkende
Spüldruck.
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Die aus der Stauringkammer 17 verdrängte Affinationsfülhnasse fließt
über das Sieb 33 der äußeren Trommel 18, wo die Trennung in gleicher Weise vor sich
geht wie' in der inneren Trommel 6. Während der Feststoff über das Sieb 33 wandert,
wird er mit einer durch eine oder mehrere Rohrleitungen 32 versprühten Waschflüssigkeit,
vorwiegend Wasser, von den letzten Verunreinigungen befreit. Der Hauptanteil der
Verunreinigungen fließt bereits mit dem Einmaischsirup ab. An der Stelle 34 wird
der saubere Zuckerfeststoff in den Feststoffraum 35 abgeschleudert, während der
Einmaischsirup an der Stelle 36 in den Flüssigkeitsraum 37 gelangt, aus dem er über
das Rohr 38 abfließt.