DE1567272C3 - Verwendung einer Gegenstromextrak tionsvorrichtung zur Gewinnung von Zuckersaft aus Zuckerrohr - Google Patents

Description

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Zuckerrübenschnitzeln bereits darauf hingewiesen, daß rübenschnitzeln die schon erwähnten'großen Scherbei der thermischen Aufbereitung von Zuckerrohr kräfte ein. Im Gegensatz zu Zuckerrohr ist das Gewebe Wachse und Gummi in Lösung gehen und daß bei der der Zuckerrübenschnitzel weich und empfindlich. Die mechanischen Aufbereitung ein mehr oder weniger Zuckerrübenschnitzel werden daher an der Sieboberhoher Anteil von Bagacillo entsteht. Auf Grund dieser 5 fläche zu Mus zerrieben.

Einflüsse wird aus einer Schicht aus Zuckerrohr Baga- Aus Zuckerrübenmus kann der Zucker nur mit

cillo ausgewaschen, und es werden auch Wachse und außerordentlich großem Aufwands gewonnen werden. Gummi mitgeführt. Wird der mit solchen Verunreini- Die erfindungsgemäß zur Anwendung kommende

gungen angereicherte Saft auf die Zuckerrohrschicht Gegenstromextraktionsvorrichtung und; ihre jVrbeits-::.;;

aufgegeben, dann werden die Flüssigkeitsdurchtritts- io weise soll nun an Hand der Zeichnung kiirz_;erläutert;

räume durch Anlagerung von Verunreinigungen, die werden. _. ^ S Iΐ■;:.ά.. Τ

einen schmierigen, schleimigen Charakter haben, im Die Tanks la, 2b, 3c, 4 J und 5e>ind für die Auf- %,

Laufe der Zeit zugesetzt. Das trifft im besonderen nähme von Saft bestimmt. · : - ^a- ^r;.'

Maße aber für die Sieblöcher im Siebplattenband ein. Die Transportvorrichtung 7, die Vorrichtung 13 und

Die Sieblöcher verstopfen, und es kann keine Aus- 15 11 zur Begrenzung der Schichthöhe, der Verteiler 14

laugeflüssigkeit mehr in die unterhalb des Siebplatten- für die Bagasse und die Waage 15 werden dann in

bandes befindlichen Auffangwannen für den Saft ab- Betrieb gesetzt, um eine Bagasseschicht bestimmter

fließen. Aus diesem Grunde ist der De-Smet-Diffuseur Dicke zu erzeugen. Die Transportvorrichtung 7 be-

für die Verarbeitung von Zuckerrohr ungeeignet. steht aus einem Endloskettenförderer mit Umlenk-

Durch die vorliegende Erfindung wird dieses Problem ao bzw. Antriebsrollen 8, 12. Unterhalb der Transportaber auf erfolgreiche Weise gelöst. Das geschieht auf vorrichtung ist ein ortsfestes Sieb 9 angeordnet. Die eine Art, die auf den ersten Blick nachteilig erscheint, Pumpe 5 fördert aus dem Tank 5e Saft durch einen denn bei dem zur Anwendung kommenden Diffuseur Wärmetauscher 20 in die Verteilungsvorrichtung e an wird das aus aufbereitetem Zuckerrohr gebildete Bett der Einlaßseite der Transportvorrichtung, so daß die über einen ortsfesten Siebboden geschleppt, wobei 35 eintretende Bagasse mit Saft gesättigt wird, kräftige Endlosketten, die paarweise in Abständen Der in dem Tank 6/gesammelte Saft wird als »Diffudurch quer zur Förderrichtung verlaufende Mit- sionssaft« bezeichnet und von der Pumpe 6 dem nächnehmer verbunden sind, den Transport bewirken. sten Arbeitsgang zugeführt. Die Pumpe 4 fördert Saft Zwischen ^der Oberfläche des Siebbodens und dem zum Verteiler d. Die Pumpen 3, 2 und 1 speisen die Bagassebett entstehen Scherkräfte, durch welche die 30 Verteiler c bzw. b bzw. a. Der Verteiler g dient für das Sieblöcher ständig freigehalten werden, so daß die Preßwasser 17, das aus der erschöpften Bagasse extraZirkulation der Ausläugeflüssigkeit überhaupt erst hiert wird.

..möglich wird. Dieses Vorgehen erscheint im Vergleich Frischwasser 18 wird durch die Verteilervorrich- ZU dem De-Smet-Verfahren nachteilig, denn dort wird tung /zugeführt, wobei die Menge so einreguliert wird, die Reibung zwischen dem Perkolatiorisbett und dem 35 daß sie mit der Menge des aus dem Tank 6/ abge-Sieb vermieden, indem sich die einzelnen.Elemente des zogenen Diffusionssaftes in Übereinstimmung steht. Siebplattenbandes mit dem Perkolationsbett mitbe- Die sich durch das Perkolieren des Preßwassers undi wegen. Außerdem sind die Elemente über Rollen des Frischwassers durch die Bagasse ergebende Zuckerreibungsarm geführt. Es schien daher nicht empfehlens- lösung wird in dem Tank 1 α gesammelt. Die in diesem wert, den Diffuseur einzusetzen, denn man mußte mit 40 Tank la gesammelte Zuckerlösung wird mittels der einem erheblich höheren Bedarf an Antriebsleistung Pumpe 1 dem Verteiler α zugeführt. Die in dem Tank rechnen, weil die beträchtliche Reibung des Perko- 2 b gesammelte Zuckerlösung wird mittels der Pumpe 2 lationsbettes auf dem ortsfesten Siebboden ständig an den Verteiler b abgegeben usw. überwunden werden muß, und es mußten auch Ver- Der in dem Tank 5 e gesammelte gesättigtere Saft Schleißerscheinungen in Erwägung gezogen werden. 45 wird mittels der Pumpe 5 durch die Wärmetauscher 20 Daß aber gerade die Reibung zwischen dem Siebboden, dem Verteiler e zugeführt, während der in dem Tank 6/ die normalerweise als Nachteil anzusehen ist, die uner- gesammelte Diffusionssaft durch die Pumpe 6 der läßliche Voraussetzung dafür ist, daß ein Trogdiffuseur nächsten Arbeitsstufe zugeführt wird: mit Siebboden überhaupt für die Auslaugung von Die Durchflüßmengen der Pumpen werden über Zuckerrohr verwendet werden kann, war nicht voraus- 50 Meßgeräte 21, 22, 23, 24, 25 von der auch die übrigen zusehen. Funktionen überwachenden Steueranlage19 über-

Es lag auch nicht nahe, eine Vorrichtung gemäß der wacht.

deutschen Patentschrift 851176 für die Auslaugung Die Perkolationsgeschwindigkeit durch eine ge-

von Zuckerrohr zu verwenden, bei der ein ortsfester gebene Bagasseschicht stellt einen wichtigen Faktor

Siebboden und ein Schleppförderer vorgesehen ist, denn 55 dar, von dem es abhängt, wo die Flüssigkeit aufge-

diese bekannte Vorrichtung sollte zur Zuckersaft- fangen werden kann, die an einer gegebenen Stelle auf

gewinnung aus Zuckerrübenschnitzeln verwendet wer- die Bagasse aufgegeben wird. So erreicht man einen

den, konnte aber diese Aufgabe niemals erfüllen. Zum ausgeprägten Unterschied der spezifischen Dichte der

Zeitpunkt der Anmeldung dieses Patents wurden Mit- Zuckerlösungen in verschiedenen Tanks.' * ^l

tel und Wege gesucht, um Zuckerrüben in einem konti- 60 Die richtigen Stellen der Verteilervorricntungen wer-,

nuierlichen Verfahren auszulaugen und auf diese Weise den bestimmt, während sich die Transportvorrichtun-

das noch verbreitet im Einsatz befindliche Prinzip der geh mit einer gegebenen linearen Geschwindigkeit be-

Gefäßdiffusion mit Gefäßbatterien abzulösen. Wenn wegen. Der durch die Perkolation des Preßwassers und

man über den ortsfesten Siebboden des dort beschrie- des Frischwassers erhaltene Saft wird auf die Bagasse

benen Diffuseurs Zuckerrübenschnitzel, die in Form 65 an einer — bezogen auf die Förderrichtung — weiter

eines Perkolationsbettes aufgeschichtet sind, hinweg- vorn angeordneten Stelle erneut aufgegeben, dann

schleppt, treten infolge der hohen zu überwindenden wird auch der durch diese Perkolation erhaltene Saft

Reibung zwischen der Sieboberfläche und den Zucker- einer weiter vorn liegenden Stelle bzw. Verteilerein-

richtung zugeführt, und man verfährt in dieser Weise, bis man das Einlaßende der Transportvorrichtung erreicht hat.

Der bei dem Sättigungsvorgang abgezogene Saft, der sogenannte Diffusionssaft, stelle den konzentrier-

aus der Gegenstromextraktionsvorrichtung abgezogen wird. :

Das Verhältnis zwischen den Abmessungen des Diffusors und dessen Leistungsfähigkeit

resten Saft mit dem höchsten Zuckergehalt dar, der Unter der Annahme, daß

Leistungsfähigkeit der Gegenstromextraktionsvor- - _;. ^ : ;.

richtung t Zuckerrohr/h ······ = C t Zuckerrohr/h

Gewicht der der Gegenstromextraktionsvorrich-

tung zugeführten Bagasse = B t Bagasse/t Zuckerrohr .

Länge der Transportvorrichtung. = axiale Entfernung zwischen den vorderen und hinteren Antriebs- bzw. Umlenkrollen L m

Breite der Transportvorrichtung.........;...... = Wm. f '.'

Höhe der Bagasseschicht ;..... = H m / . . ·■....-

Geschwindigkeit der' Transportvorrichtung in

m/min = S m/min

Dichte der der Gegenstromextraktorvorrichtung .

zugeführten Bagasse = D t/m³ .

Perkolationsgeschwindigkeit durch eine Höhe »H«
der Bagasseschicht pro Zeiteinheit pro Einheit
der Siebfiäche , = R m³/min/m² der Siebfläche -

Siebfläche = die wirksame Oberfläche der Perforationen des

·' '" ^: - ; . Siebes Fm² ■« .

Verweilzeit der Bagasse in dem Diffusor = N Minuten

Menge des in Anwendung kommenden . Frischwassers : = A m.³lt Zuckerrohr "

Menge des aus der erschöpften Bagasse extrahier- . . ·

ten Preßwassers, das vor Zugabe des Frischwassers .
' zugesetzt wird : =E m³/t Zuckerrohr .

Ablaufzeit = Zeitspanne, die notwendig ist, um eine gegebene

. _..■'"'.■ Menge Saft zurückzugewinnen, die zum Sättigen

der Bagasse zugesetzt wird, T Minuten

Menge des Saftes, der zum Sättigen der zugeführten

Bagasse benötigt wird = Q m³/t Zuckerrohr.

Wenn man voraussetzt, daß eine gegebene Menge an der Auslaßseite der Gegenstromextraktionsvor-

der der gesättigten Bagasse an einer gegebenen Stelle 45 richtung zugegebenen Preßwassers nach der Perko-

zugesetzten Zuckerlösung vollständig abläuft und die lation umgepumpt und wiederholt aufgegeben und

Bagasse mit ihrer ursprünglichen Sättigung zurück- umgepumpt wird, ergibt sich das folgende:

bleibt und daß die Menge des" Frischwassers und des ■ - ■ .

Anzahl der Flüssigkeits- bzw. Saft-Umläufe ein- '

schließlich des Sättigungsumlaufs. = Y Umläufe '

Menge der der Extraktionsvorrichtung zugeführten ·

Bagassemenge pro Stunde = CB t Bagasse/h

Menge der der gesättigten Bagasse zugesetzten :._:;::. ... r ._: -.^ .

• Zuckerlösung = Menge der aus der gleichen gesättigten Bagasse abgezogenen und umgepumpten Zuckerlösung = C(A + £)m³/h

'■■ · ·■ ■ ^: ^ '■■·. C(A + B) . : ■:-■■■ ';·■■■—- -

. =— — m³/mm

60 .

.,,,._ (A + E) C min

Abiaufzeit T = -^- — ·

60 RF

d.h. F ......ν =ZM±^L_m2

60 RT .

Um sicherzustellen, daß die gesamte Menge des an Extraktionsvorrichtung verläßt, wird für jede der zwei der Auslaßseite zugesetzten Preßwassers und des vorangehenden Gleichungen ein bestimmter Wert für Frischwassers ausreichend abläuft ehe die Bagasse die die Zeit T eingesetzt:

Somit gilt

Verweilzeit der Bagasse in der Extraktionsvorrichtung N= T(Y + 2) min

Das Volumen der in der Extraktionsvorrichtung bei einer gegebenen Verweilzeit eingeführten

Bagasse = m³

60 D

unter der Annahme daß

die Perkolationsgeschwindigkeit R = R m/min

für eine Schicht der gesättigten Bagasse angenommen wird = Ητα

die Breite der Extraktionsvorrichtung = W τα

die Länge der Extraktionsvorrichtung =

^S 60 DWH

die Geschwindigkeit der Transportvorrichtung... S = — m/min

^ CB

~ 60 DWH

SC (A + E)

Abstand zweier Verteiler =

60 RF

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß

(A + E) m³/t Zuckerrohr ist die Summe der Menge des an der Einlaßseite

der Extraktionsvorrichtung umgepumpten und zusammen mit der Bagasse zugeführten Saftes

und daß Q m³/t Zuckerrohr ist die Menge der zum Sättigen der in der Ex

traktionsvorrichtung eingeführten Bagasse benönötigten Zuckerlösung.

Die Menge der aus der Extraktionsvorrichtung für die weitere Verarbeitung abgezogenen Zuckersaftes = (A + E-Q) m³/t Zuckerrohr

= (A +E-Q) m³/h

Da C bezüglich der Leistungsfähigkeit der Gegen-Stromextraktionsvorrichtung konstant ist und E auf Grand des konstanten Feuchtigkeitsgehaltes der aus der Gegenstromextraktionsvorrichtung abgegebenen, erschöpften Bagasse ebenfalls konstant ist und Q konstant ist, die Qualität in der Gegenstromextraktionsvorrichtung eingeführten Bagasse gleichbleibend ist, ergibt sich somit, daß das Ausmaß der Sättigung ebenfalls konstant ist, und somit ist die Menge des aus der Gegenstromextraktionsvorrichtung abgezogenen Zukkersaftes (»Diffusiönssaft«) direkt proportional der Menge an Frischwasser, das der Auslaßseite der Gegenstromextraktionsvorrichtung zugesetzt wird.

Sammeltanks für den Saft

Anzahl der Tanks = Y+1 Tank

unter der Annahme einer Ver-

weilzeit in den Tanks

von 5 Minuten

und daß

die Menge der in jedem Tank gesammelten Zuckerlösung .. — C (A+ E) m³/h

und unter der Voraussetzung, daß alle Tanks die gleichen Kapazitäten aufweisen, beläuft sich die Nutzkapazität jedes . .

Tanks auf = ^C<-^{A +E}> '⁵ _m3

60

12 ^m

und die Gesamtkapazität jedes Tanks ist = 1,20 der Nutzkapazität.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 512/12

Claims (1)

1 2

ist ein Endlosförderer, der schrittweise angetrieben

Patentanspruch: wird. Unterhalb des Siebplattenbandes sind Auffangwannen für Flüssigkeit und oberhalb der Schicht aus

Verwendung einer Gegenstromextraktionsvor- Zuckerrübenschnitzeln Flüssigkeitsverteil-oder Sprührichtung, die aus einer Transportvorrichtung (7) in 5 einrichtungen angeordnet. Am Abgabeende des Sieb-Form eines Endloskettenförderers, einem orts- plattenbandes werden Zuckerrübenschnitzel abgefesten Sieb (9), darunter angeordnete Tanks (la, geben, denen der Zuckergehalt so gut wie vollständig 2b, 3c, Ad, Se), über der, über das ortsfeste Sieb, " entzogen wurde. An dieser Stelle bzw. unmittelbar geförderten Schicht des Extraktionsgutes angeord- davor werden die Zuckerrübenschnitzel mit Frischneten Verteileinrichtungen (α, b, c, d, e) für Extrak- io wasser als Auslaugeflüssigkeit berieselt. Diese Flüssigtionsflüssigkeit, die durch Pumpen (1,2,3,4, S) mit keit perkoliert durch das Bett aus Zuckerrüben-dem jeweils in Förderrichtung folgenden Tank ver- schnitzeln und wird unterhalb des Siebplattenbandes bunden sind_s einem Tank (6f) und einer Pumpe (6) aufgefangen. Die Auslaugefiüssigkeit hat sich dabei zum Sammeln und Ableiten der gesättigten Extrak- bereits geringfügig mit Zuckersaft angereichert. Sie tionsflüssigkeit sowie Vorrichtungen (13, 11) zur 15 wird nun der in Richtung auf das Beschickungsende Begrenzung der Schichthöhe des Gutes besteht, zur des Siebplattenbandförderers benachbarten Flüssig-Gewinnung von Zuckersaft aus Zuckerrohr. keitsaufgäbe-oder Sprüheinrichtung zugeführt und in-.·:..-■■ "'·■·'. :' . folgedessen an einer Stelle auf das Perkolationsbett aus

Zuckerrübenschnitzeln aufgegeben, an der der Zucker-

—— ao gehalt der Zuckerrübenschnitzel noch höher als der

Zuckergehalt des Saftes bzw. der Auslageflüssigkeit ist. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Gegen- Flüssigkeit die erste unmittelbar unter der Beschikstromextraktionsvorrichtung, die aus einer Transport- kungsstelle des Siebplattenbandes liegende Auffangvorrichtung in Form eines Endloskettenförderers, einem «5 wanne erreicht hat und damit die höchste im Diffuseur ortsfesten Sieb, darunter angeordneten Tanks, über der, erzielbare Zuckerkonzentration- aufweist,
über das ortsfeste Sieb, geförderten Schicht des Ex- . Während Zuckerrübenschnitzel oder -scheiben von traktionsgutes angeordneten Verteileinrichtungen für . nahezu glatten Flächen begrenzte Körper bilden, bildet Extraktionsflüssigkeit, die durch Pumpen mit dem zerkleinertes Zuckerrohr eine faserige verfilzende jeweils in Förderrichtung folgenden Tank verbunden 30 Masse. In dieser Masse befindet sich je nach Art des sind, einem Tank und einer Pumpe zum Sammeln und durchgeführten Zerkleinerungsvorganges und je nach Ableiten der gesättigten Extraktionsflüssigkeit sowie Beschaffenheit des verarbeiteten Zuckerrohres ein Vorrichtungen zur Begrenzung der Schichthöhe des mehr oder weniger großer Anteil feiner und feinster Gutes besteht, zur Gewinnung von Zuckersaft aus Feststoffteilchen, Bagacillo genannt. Wird mechanisch Zuckerrohr. 35 zerkleinertes Zuckerrohr thermisch aufbereitet, dann .Zuckersaft kann bekanntlich aus Zuckerrüben oder gehen für Zuckerrohr typische Wachse und Gummi in Zuckerrohr hergestellt werden. Die dazu anwendbaren die Behandlungsflüssigkeit in Lösung.
Verfahren und. Vorrichtungen unterscheiden sich Mechanisch zerkleinertes Zuckerrohr läßt sich nicht jedoch erheblich voneinander, und zwar auf Grund der durch Diffusionstürme fördern, sondern verfilzt, bildet völlig unterschiedlichen Ausgangsprodukte. 40 Ballungen und blockiert die in Diffusionstürmen beZuckerrüben werden zur Gewinnung des Zucker- findlichen Förderelemente. Aus diesem Grunde wurde saftes geschnitten. Die dadurch erzeugten Zuckerrüben- der Zuckersaft aus Zuckerrohr bis zum Anmeldetag schnitzel oder -scheiben werden thermisch aufbereitet, der vorliegenden Erfindung nahezu ausschließlich auf d. h. bis auf diejenige Temperatur erwärmt, bei der die mechanische Weise gewonnen, indem das aufbereitete Zellwände der Rübenzelle semipermeabel geworden 45 Zuckerrohr in Rohrmühlen abgepreßt wurde,
sind. Den so aufbereiteten Zuckerrübenschnitzeln wird , Da die Verwendung von Rohrmühlen, insbesondere anschließend der Zuckersaft entzogen. Dabei spielen Rohrmühlenstraßen, mit einer Reihe erheblicher sich zur Hauptsache Diffusionsvorgänge ab, bei denen Nachteile verbunden ist, wurde immer wieder versucht, ein Stoff austausch zwischen einer Flüssigkeit und dem kontinuierlich arbeitende Auslaugeverfahren auch für Zellinneren der Rübenzelle stattfindet. Nebenbei laufen 50 Zuckerrohr anzuwenden. Zu den dabei auftretenden auch noch Auswaschvorgänge ab, von denen mecha- Schwierigkeiten gehört aber beispielsweise, daß die nisch beschädigte Rübenzellen betroffen werden. frische zerkleinerte Masse aus Zuckerrohr auf Saft mit Um möglichst wirtschaftlich arbeiten zu können, hohem Zuckergehalt aufschwimmt und daher durch werden die Zuckerrübenschnitzel und die Extraktions- mechanische Niederhalter im untergetauchten Zustand flüssigkeit im Gegenstrom zueinander geführt. Das ge- 55 gehalten werden muß. Die bekannten, jedoch niemals schieht in sogenannten Diffusionstürmen, die jedoch praktisch erfolgreich eingesetzten Diffuseure bestanden für die Problematik der vorliegenden Erfindung un- aus kettenartig aneinandergereihten Gefäßen mit me- _: interessant sind, weil sie sich vorrichtungstechnisch chanisch bewegten Böden und Deckeln und siebwesentlich von dem Anmeldungsgegenstand unter- artigen Wänden (USA.-Patentschriften 2 581175, scheiden. _ 60 2 953 485). Das aufbereitete Zuckerrohr wurde in diese Eine andere zum Anmeldetag der vorliegenden Er- Gefäße hineingefüllt und dann durch Becken mit Ausfindung bekannte Vorrichtung ist der sogenannte Per- laugeflüssigkeit hindurchgeführt. ■
kolationsbett - Diffuseur (belgische Patentschrift Der bekannte De-Smet-Diffuseur (belgische Patent-565 928). Bei dieser bekannten Vorrichtung werden die schrift 565 928) ist für die Verarbeitung von zerthermisch aufbereiteten Zuckerrübenschnitzel auf 65 kleinertem Zuckerrohr ebenfalls ungeeignet, jedoch einem Siebplattenband, das den Boden eines Troges aus anderen Gründen als die eben erwähnten bekannbildet, in einer bestimmten Schichthöhe angeordnet ten Diffuseure. Es wurde bei der Gegenüberstellung der und bilden ein Perkolationsbett. Das Siebplattenband unterschiedlichen Beschaffenheit von Zuckerrohr und