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Bei den bisher bekanntgewordenen Kochapparaten zirkuliert die Zuckerfüllmasse.
Die für den Kochprozeß charakteristischen Konzentrationsverhältnisse werden in einem
großen Raum mit hohem Saftstand dadurch erreicht, daß der eingefüllte Dicksaft unter
Zuführung von Wärme ständig und langsam zirkuliert. Diese periodisch arbeitenden
Apparate haben jedoch den Nachteil, daß vor jedem neuen Sud der gesamte Apparat
entleert und anschließend evakuiert werden muß. Während einer Kampagne geschieht
dies etwa 1000 Mal. Jedem Entleeren muß außerdem noch ein Ausdampfen folgen, um
auch die letzten Reste zurückgebliebener Kristalle zu entfernen.
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Werden nämlich nicht alle Kristalle vor dem Einfüllen eines neuen
Sudes beseitigt, bilden sich in der neuen Füllung Kristalle unterschiedlicher Größe,
was besonders unerwünscht ist.
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Zum Trennen der einzelnen Bestandteile von in Lösungen enthaltenen
Gemischen durch fraktionierte Kristallisation ist ein kontinuierlich arbeitender
kombinierter Kühler und Verdampfer bekanntgeworden, bei dem die heiße gesättigte
Lösung zunächst in einen Kühler geleitet und dort abgekühlt wird.
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Zufolge der Abkühlung der Lösung scheiden sich die ersten Kristalle
aus, die sich an den Kühlwänden oder auf dem Boden des Gefäßes absetzen. Die übrigbleibende
Mutterlauge wird dann in einen Verdampfer geschickt, wo sie von neuem eingedampft
wird. Aus dem Verdampfer fließt die heiße Lösung wieder in einen Kühler, wo sich
erneut Kristalle bilden. Es bilden sich hierbei die unerwünschten Kristalle unterschiedlicher
Größe.
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Der bekannte kombinierte Kühler und Verdampfer besteht aus einem
geschlossenen Behälter mit einem Eintritt für den Dicksaft an dem einen Ende und
einem Austritt für die Füllmasse an dem anderen Ende, der durch auf dem Boden stehende,
bis fast zur Höhe des Saftstandes reichende Wände in mehrere Kammern unterteilt
ist, die ihrerseits durch an der Decke des Behälters befestigte Wände in jeweils
zwei, durch einen unteren Durchtritt miteinander verbundene Teilkammern unterteilt
sind.
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Um die Bildung von Kristallen unterschiedlicher Größe zu vermeiden,
wird mit der Erfindung vorgeschlagen, den an sich bekannten kombinierten Kühler
und Verdampfer als einen kontinuierlich arbeitenden Kochapparat zu benutzen. Hierzu
ist erforderlich, daß die an der Decke befestigten Wände oberhalb des Saftstandes
Öffnungen zum Durchgang der Brüden aufweisen, daß in den dem Füllmasseaustritt nächstliegenden
Teilkammern im Saftstrom liegende Heizelemente angeordnet sind und daß die Teilkammern
der mittleren Zone des Kochapparates zusätzliche Eintrittsstutzen aufweisen.
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Durch diese Maßnahme ist in jedem Betriebszustand ein geregelter
zwangmäßiger 5 aftdurchlauf gewährleistet, der noch dadurch unterstützt wird, daß
nur in den Teilkammern mit aufsteigendem Saftstrom Heizelemente angeordnet sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die oberen Öffnungen der an der Decke
befestigten Wände mit verstellbaren Klappen versehen.
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Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Querschnitte
der einzelnen Teilkammern zum Ablaufende hin zunehmen. Dabei kann die Größe der
Heizelemente in den einzelnen Kammern entsprechend den Kammerquerschnitten ebenfalls
zunehmen.
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Die mit dem Kochapparat nach der Erfindung zu erzielende kontinuierliche
Arbeitsweise hat gegenüber der bekannten periodischen Arbeitsweise noch den Vorteil,
daß der Vorderbetrieb nicht so starken Schwankungen unterworfen ist, wie sie durch
den unregelmäßigen Saftverbrauch bei periodisch arbeitenden Kochapparaten auftreten.
Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise werden auch die kurzzeitigen Überlastungen
der Verdampfstation und des Kesselhauses, die bei Beginn jeden neuen Sudes auftreten,
vermieden. In demselben Maße wird auch der Einspritzkondensator gleichmäßiger belastet.
Außerdem bietet der Kochapparat nach der Erfindung die Möglichkeit, die Vakuumbrüden
noch stärker als bisher zum Anwärmen der Säfte zu benutzen, so daß der Dampfverbrauch
der ZuckeRabrik gesenkt werden kann.
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Gleichzeitig ist auch eine Energieeinsparung zu verzeichnen, weil
das Evakuieren des kontinuierlichen Kochapparates lediglich bei seiner Inbetriebnahme
erforderlich ist und bei normalem Betrieb nur am Beginn der Kampagne geschieht.
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Bei dem kontinuierlich arbeitenden Kochapparat bewegt sich die Füllmasse
vorwärts, sie strömt von Kammer zu Kammer, wobei in jeder Kammer bestimmte Konzentrationsverhältnisse
erreicht werden.
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Die automatische Steuerung des Prozesses kann deshalb durch einfache
Regelapparaturen erfolgen, welche die Konzentrationsbedingungen in jeder Kammer
konstant halten. Die von der Zeit abhängige Veränderung des Sollwertes, wie sie
bei Regelapparaturen an periodisch arbeitenden Kochapparaten anzutreffen ist, entfällt.
Es sind also im kontinuierlichen Kochapparat alle für das Entstehen und Wachsen
von Kristallen optimalen Konzentrationsbedingungen gleichzeitig vorhanden, die jedoch
von Kammer zu Kammer verschieden sind. Im gleichen Moment wird im vorderen Teil
der Apparatur neues Korn gebildet, in den dahinterliegenden Kammern werden die Kristalle
bis zur gewünschten Größe ausgebildet und aus der letzten Kammer wird fertige Füllmasse
abgezogen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in einer Zeichnung
schematisch dargestellt.
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Der Kochapparat besteht aus einem geschlossenen Behälter 1, der durch
stehende Wände 2 in mehrere Kammern 3 unterteilt ist und eine rechteckige Grundfläche
aufweist. Jede dieser Kammern ist durch eine hängende Wand 4, die nicht ganz bis
zum Boden 5 des Kochapparates reicht, in zwei Teilkammern 6 und 6 a unterteilt.
Die hängenden Wände 4 haben in ihrem Oberteil große Öffnungen 7, die durch verstellbare
Klappen 8 je nach Bedarf verändert werden können, so daß sich über dem in Kammern
6 und 6 a geteilten unteren Apparaturteil ein gemeinsamer Dampfraum 9 befindet.
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Die Kammern 6 und 6 a stehen durch die Öffnungen 10 an der Unterkante
der hängenden Wände 4 miteinander in Verbindung und sind als kommunizierende Röhren
zu betrachten. Die der Austrittsseite des Kochapparates am nächsten liegenden Teilkammern
6 a sind in Bodennähe mit Heizelementen 11 ausgerüstet. In der mittleren Zone des
Kochapparates sind die Teilkammern 6a mit zusätzlichen Eintrittsstutzen 12 versehen,
durch welche Dicksaft oder Sirup zugegeben wird, um die Konzentration und Sättigung
der Füllmasse genau einzuhalten und die Bildung von Kristallen unterschiedlicher
Größe zu vermeiden.
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Der Dicksaft wird durch einen Eintrittsstutzen 13 in den Apparat
hineingegeben, und die fertige Füllmasse verläßt den kontinuierlich arbeitenden
Kochapparat durch einen Ausfalltrichter 14 am Ende des Kochapparates und wird durch
ein barometrisches Fallrohr 15 der nicht dargestellten Maische zugeführt.
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Der Zusatzsaft kann entweder, wie dargestellt, aus der ersten Zone
des Kochapparates entnommen werden und mittels einer Pumpe durch die Leitung 16
den Zusatzstutzen 12 zugeführt werden oder aber direkt aus der Safteintrittsleitung
entnommen werden.
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Um bei zunehmender Konzentration der Füllmasse einen gleichmäßigen
Fluß der Füllmasse zu gewährleisten, kann der Querschnitt der einzelnen Kammern
6 und 6 a nach hinten zunehmen. Gleichzeitig muß auch die Oberfläche der Heizelemente
11 entsprechend der Vergrößerung der Kammerquerschnitte 6 und 6a vergrößert werden.
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Die Arbeitsweise des kontinuierlichen Kochapparates ist folgende:
Der bei 13 in den Kochapparat eintretende Dicksaft fließt zunächst in der ersten
Kammer 6 abwärts und gelangt unter die erste hängende Wand 4, dann durch die Öffnung
10 zu den Heizelementen 11 in die Kammer 6 a. An der ersten Heizfläche verdampft
ein Teil des im Saft enthaltenen Wassers. Das entsprechende Saftdampfgemisch wird
von dem nachdrückenden spezifisch schwereren Saft und dem aufsteigen denn Dampf
in den Brüdenraum 17 zwischen den hängenden Wänden 4 befördert. Dort trennen sich
Brüden und Flüssigkeit. Der dampffreie Saft fließt über die stehende Wand 2 zum
nächstliegenden Abteil 6 und in diesem Abteil zunächst abwärts unter der hängenden
Wand 4 hindurch zu den Heizelementen 11, an deren Oberfläche wieder etwas Wasser
verdampft. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis der Saft so stark konzentriert
ist, daß die Keimbildung einsetzt. Durch eine Saftzugabe in der mittleren Zone des
Kochapparates mittels Stutzen 12 wird die Übersättigung der Füllmasse herabgesetzt
und das Entstehen neuer Kristalle unterbrochen. Im weiteren Verlauf des Kochprozesses
werden die für das Wachsen der gebildeten Kristalle optimalen Konzentrationsbedingungen
dadurch eingehalten, daß zu dem Füllmassestrom in jeder Kammer nur so viel Saft
zugegeben wird, wie der Wassermenge, die an den Heizelementen verdampft, äquivalent
ist. Haben die Kristalle der Füllmasse nach dem Passieren meh-
rerer Kammern im ständigen
Auf und Ab der Füllmassebewegung, die gewünschte Größe erreicht, kann mit dem sogenannten
Abkochen begonnen werden.
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Dieser letzte Teil des Kochprozesses kann durch die letzte Saftzugabe
und durch die Beaufschlagung der Heizflächen so gesteuert werden, daß die Füllmasse
am Ende des kontinuierlichen Kochapparates die gewünschte Konzentration besitzt.
Über das barometrische Fallrohr 15 verläßt die Füllmasse in ständigem Strom durch
den Auslaß 14 den Kochapparat und fließt in eine Maische. Die im Dampfraum 9 gesammelten
Brüden werden durch eine an der Decke 18 angebrachte Öffnung 19 dem Kondensator
zugeführt.