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Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von organischen Stoffen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Behandlung
von Stoffen und inabesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung
von organischen Stoffen, um darin die wassorlöslichen Proteine unter Kontrolle zu
halten und aus den festen organischen Teilchen flüchtige, darin enthaltene Flüssigkeiten
zu entfernern.
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Bei der Behandlung von organischen pflanzlichen Stoffen zur Verwendung
als Nahrungsmittel für Menschen oder Tiere
sollen Produkte erhalten
werden, bei welchen der Denaturierungsgrad der Proteine entspreohend bestimmten,
vom Verwendungszweck der Produkte abhängigen Regeln unter Kontrolle gehalten werden
kann.
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Bei der Extraktion von Ölen aus Pflanzensamen, wie Sojabohnen wird
zur Entfernung des Öls ein Lösungsmittel verwendet. Nach der Extraktion des Öls
bleibt in den Samen restliches Lösungsmittel zurdck, das für den Fall, daß die daraus
hergestellten Produkte als Nahrungsmittel geeignet sein sollen, daraus entfernt
werden soll. Die bei der Extraktion des Öls verwendeten technischen Lösungsmittel
besitzen oft einen unangenehmen Geruch, so daß selbst dann, wenn-in dem so behandelten
Material nur geringe Lösungsmittelspuren zurückbleiben, das Produkt einen störenden
Geruch, der einer völligen Tauglichkeit dieser Produkte entgegenstehen würde, beibehält.
Insbesondere dann, wenn aus diesen Stoffen Nahrungsmittel für Menschen hergestellt
werden, ist es oftmals erwünscht, sämtliches bei der Extraktion des Öls verwendete
Lösungsmittel zu entfernen und dabei aber praktisch sämtliche, darin enthaltene
Proteine im wasserlöslichen Zustand zu halten.
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Im folgenden 8011 der Unterschied zwischen der Bezeichnung "Lösungsmittelentferner"
und Geruchsentferner' herausgestellt werden. Im Lösungsiittelentferner wird aus
dem Material der grö#te Teil des vorher absorbierten oder zurückgehaltenen
Losungsmittels
entfernt, während der Geruchsentferner dazu bestimmt ist, das Material frei von
Lösungsmittelspuren, die normalerweise,mit Ausnahme eines schwer zu definierenden
scharfen Geruchs, nicht feststellbar sind, zu machen.
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Bei einem Verfahren zur Lösungsmittel- und Geruchsentfernung ist gleichfalls
häufig erwünscht, das Material bei sehr sorgfältig kontrollierten Bedingungen einer
Wärmebehandlung zu unterziehen. Für manche Zwecke ist es erwünscht, diese wenig
intensiv vorzunehmen, während für andere Zwecke eine intensive Wärmebehandlung bei
relativ hohen Temperaturen zum Erhalt eines gut gekochten Produkts erforderlich
sein kann. Die Erfindung stellt teilweise das Ergebnis von erfolgreichen Untersuchungen
dar, ein System aufzufinden, das zur Verarbeitung verschiedener zuvor bereits einer
großen Vielzahl von Behandlungen unterzogenen Stoffen geeignet ist und weist daher
verschiedene charakteristische Merkmale auf. Die Erfindung stellt aber auch das
Ergebnis von Bemühungen dar, ein System zu entwickeln, mittels dessen verschiedene
unterschiedliche Produkte mit bestimmten erwünschten Eigenschaften erhalten werden
können.
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Ein besonders bemerkenswertes Merkmal des erfindungsgemäßen Systems
zur Entfernung von Lösungsmitteln besteht darin, daß die Vorrichtung in verschiedener
Weise betrieben werden kann, um kontinuierlich ein völlig lösungsmittelfreies Produkt
zu
erhalten, welches bis zu einem gewünschten und vorgewählten Grad
wärmebehandelt worden ist.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können nicht
nur dazu benutzt werden, Lösungsmittel aus Sojabohnen zu entfernen, sondern allgemein
dazu, bei jeder ähnlichen Entfernung von Lösungsmitteln, bei welchen die zu behandelnden
Fest stoffe in Teilchenform liegen, eingesetzt zu werden.
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Aus der USA-Patentschrift 2 571 143 ist bereits eine Vorrichtung dieser
Art bekannt. Bei dieser ist eine erste als Lösungsmittelentferner bezeichnete Einrichtung
am Abgabeende mit einer zweiten als G*ruchsentferner bezeichneten Einrichtung verbunden.
Obwohl diese Vorrichtung wirksamer ist als andere bekannte Vorrichtungen, so besteht
doch derzeit in der Industrie Bedarf an einer noch wirksameren Vorrichtung, mittels
derer ein Endprodukt mit einem geringeren, darin enthaltenen Iösungsmittelgehalt
hergostellt werden kann.
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Die relativ geringe Wirksamkeit der bekannten Vorrichtung im Vergleich
zu derjenigen der vorliegenden Erfindung geht aus der Tatsache hervor, daß bei der
bekannten Vorrichtung das mit Lösungsmittel imprägnierte Material in der Nähe deren
Abgabeende in das Geruchsentf ernungsgefäß überführt wird, so daß praktisch keine
Möglichkeit besteht, das mit dem Lösungsmittel imprägnierte Material weiter vom
Lösungsmittel
zu befreien, bevor es aus der Geruchsentfernungseinheit
ausgetragen wird. Das aus der USA-Ptentschrtft 2 571 143 bekannte System sowie andere
bekannte Systeme dieser Art besitzen weiterhin eine geringe Variierbarkeit im Hinblick
auf die Verweilzeit des Materials, den Arbeitsdruck des Systems und die Betriebstemperaturen.
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Es ist somit ein System der eingangs erwähnten Art notwendig, das
unter Druck betrieben werden kann, ohne daß eine wesentliche Beschädigung des zu
behandelnden Materials erfolgt.
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Es ist daher in erster Linie das Ziel der Erfindung, ein System zur
Lösungsmittelentfernung zur Verfügung zu stellen, das zur Kontrolle des Charakters
des Endprodukts im Hinblick auf die Zeit-, Druck-, Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen
einstellbar ist.
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Es ist insbesondere ein Ziel der Erfindung, ein System zur Lösungsmittel-
und zur Geruchsentfernung zu schaffen, in der das Material verschiedene Zeiten behandelt
werden kann und das so einstellbar ist, daß es bei zwischen Unter- und Überdruck
varlierbaren inneren Druckbedingungen arbeitet.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren
zur Entfernung von restlichen Lösungsmitteln aus mit Öl extrahierten Teilchen zu
schaffen.
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Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Lösungsmittel-und Geruchsentfernung
von festen teilchenförmigen Stoffen, die mit einem flüchtigen Lösungsmittel getränkt
sind, zur Verfügung gestellt. Obwohl die hierin beschriebene Erfindung sich insbesondere
auf die Behandlung von Sojabohnenflocken richtet, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
selbst verständlich auch zur Behandlung von anderen Stoffen mit ähnlichen Eigenschaften,
ob sie nun legbar oder nicht meßbar sind, herangezogen werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht daher aus einem Dampflösungsmittelentfernungsgefäß,
in welches die lösungsmittelnassen Flocken durch ein Fördergerät eingespeist werden,
um den größten Teil des in den Flocken absorbierten und zurückgehaltenen Lösungsmittels
zu entfernen. In dem Dampflösungsmittelentferner werden die Flocken oder die anderen
zu behandelnden Stoffe langsam durch das Ldsungsmittelentfernungsgefä# bewegt und
dabei dem überhitzten Dampf dieses Lösungsmittels ausgesetzt. Die von dem Material
abgegebenen Dämpfe werden ungeführt, erhitzt und in das Lösungsmittelentfernungsgefä#
zurückgeführt, um dem Gefäß und den darin enthaltenen Teilchen eine zusätzliche
Wärmemenge zuzuführen.
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Den durch Verdampfung des in dem zu behandelnden Material enthaltenen
flüchtigen, organischen Lösungsmittels erhaltenen
überschüssigenDampf
läßt man aus der Vorrichtung austreten und führt ihn dem eintretenden, zu behandelnden
Material entgegen, um diesem den größten Teil der überschüssigen Wärmemenge des
Dampfes zuzuführen. Der Dampf wird dann in einen ZCyclon-SkrubberZ geführt. Dieser
stellt eine Vorrichtung dar, in welcher der Dampf mit dem gleichen flüchtigen Lösungsmittel,
wie dasJenige, das von den Flocken entfernt wird, gewaschen wird. Die Flüssigkeiten
aus dem Cyolon-Skrubber werden abgeleitet und in die Vorrichtung zur Umführung als
erhitzter Dampf zurückgeleitet.
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Da der Vorrichtung durch den Cyclon-Skrubber kontinuierlich zusätzliches
flüssiges Lösungsmittel zugeführt wird und der auftretende Dampf zunächst durch
die Berührung mit dem eintretenden, festen, teilchenförmigen Material abgekühlt
und dann in dem Cyclon-Skrubber durch Besprühen mit dem Lösungsmittel weiter abgekühlt
wird und da mit den Flocken schließlich weiteres zusätzliches Lösungsmittel konstant
zugeführt wird, liegt bei erster Betrachtung die Vermutung nahe, daß in dem gesamten
System ziemlich rasch ein Stau Ton überschüssigem Lösungsmittel entstehen würde,
so daß das System die Menge des darin zurückgehaltenen Lösungsmittelr erhöhen würde,
anstelle dieses von den Flocken zu entfernen. Dies ist jedoch nicht der Fall, vielmehr
erfolgt der Betrieb der Vorrichtung in Form eines sich selbst kontrollierenden Prozesses.
Das Gas in dem System wird umgeführt und kontinuierlich wieder erhitzt, bis nur
eine
Verdampfung stattfindet. Wenn das Volumen des Dampfes zunimmt,
dann stellt der überschüssige Dampf, der durch den Skrubber fließt, das aus dem
System gewonnene Nettolösungsmittel dar.
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Die Flocken haben, nachdem sie den Lösungsmittelentferner verlassen
haben, 90 - 99,5 5 ffi des beim Eintritt in das GefäB enthaltenen Lösungsmittels
abgegeben. Nach Verlassen des Lösungsmittelentferners können die Flocken in einer
Befeuchtungseinrichtung behandelt werden, um gewünschtenfalls den Feuchtigkeitsgehalt
der Flocken zu erhöhen, insbesondere dann, wenn sie später bei hohen Temperaturen
weiterbehandelt werden sollen. Aus der Befeuchtungseinrichtung werden die Flocken
in ein Geruchsentfernungsgefäß ausgetragen, in welchem das restliche geruchsverursachende
Lösungsmittel von den Flocken entfernt wird und die Wärmebehandlung mit der gewünschten
Intensität vorgenommen wird.
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Der Geruchsentferner gemäß der Erfindung ermöglicht die Wärmebehandlung
innerhalb eines weiten Bereichs bezüglich des Drucks, der Temperatur und der Verweilzeit
des Materials, um die jeweils gewünschte Konsistenz und Qualität des Endprodukts
zu erzielen. Der Geruchsentferner kann zu jedem Zeitpunkt während des Prozesses
so eingestellt werden, daß aus der gleichen Art des eingebrachten Rohmaterialn verschiedene
Arten von Endmaterialien erhalten werden. Das
Material wird, während
es durch das Geruchsentfernungsgefäß bewegt wird, behandelt, um den Geruch zu entfernen.
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Aus dem System wird der verbrauchte bzw. der mit dem Lösungsmittel
verunreinigte Dampf kontinuierlich entfernt.
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Um ein lösungsmittelfreies Material zu gewährleisten, wird der aus
dem System austretende Dampf in den Geruchsentferner nicht zurückgeführt. Das erfindungsgemäße
Verfahren it so wirksam, daß bei normalen Bedingungen das Produkt bereits eine beträchtliche
Zeit vor dem Verlassen des Geruchsentfernungsgefässes vollständig desodorisiert
ist. Daher stellt die Koch- oder Wärmebehandlungazeit, vergleichen zu der für eine
wirksame Geruchsentfernung erforderlichen Zeit,die kritischere Größe dar. Dadurch,
daß die Geruchsentfernungs-und Wärmebehandlungsvorgänge, die bisher getrennt durchgeführt
wurden, wirksam vereinigt werden konnten, wird, für den Fall, daß in dem System
Material behandelt werden soll, das ziemlich stark gekocht werden muß, die Geruchsentfernung
gegenüber dem Hauptziel des Untersystems nebensächlich und wird automatisch und
beiläufig etwas vor der Austragung des Materials erreicht.
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Obwohl dem Geruchsentfernungsgeräß zur Behandlung des darin enthaltenen
Materials Dampf zugeführt wird, wird trotzdem der Druck innerhalb des Gefässes durch
einen Druckfühler kontrolliert, der bewirkt, daS aus dem System Dampf mit
einer
im Verhältnis zur zugeführten Dampfmenge stehenden Geschwindigkeit abgelassen wird,
so daß das Untersystem auf einem konstanten Innendruok gehalten wird.
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Im folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden: Fig. 1 stellt eine weitgehend schematische Zeichnung des
Lösungsmittelentferners des Systems dar, die verschiedene Teile im Aufriß zeigt
und zur Veranschaulichung der Innenstruktur teilweise aufgeschnitten dargestellt
ist.
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Fig. 2 stellt eine schematische Zeichnung dar, die den restlichen
oder den zur Geruchsentfernung dienenden Teil des Systems zeigt.
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Fig. 3 stelle ein Bruchstück eines Querschnitts in III-III der Fig.
2 dar und zeigt ein bestimmtes Merkmal der Geruchsentfernungseinheit im System.
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In der Vorrichtung nach Fig. 1 werden die vom Lösungsmittel zu befreienden
extrahierten Flocken dem System vom Austritt eines Extraktors (nicht gezeigt) kontinuierlich
zugeführt, und zwar durch ein Frischgutfördergerät 6, das eine für diesen Zweck
bekannte Einrichtung, wie beispielsweise ein
Schraubenförderer
sein kann. Das Frischgutfördergerät 6 beschickt das Eintrittsende eines Rohlösungsmittelentferners
7, der aus einem großen Tank 7 oder Mantel 7a mit im allgemeinen zylindrischer Gestalt,
der sich entlang seiner Ungshorizontalachse erstreckt, besteht. In der Nähe der
Enden des Lösungsmittelentfernungstanks 7a sind einstückige, sich nach oben erstreckende
Ausla#kuppe@n 9 und 10 vorgesehen. Weiterhin sind im allgemeinen Dampfauslaßleitungen-
oder Umführungsabschnitte 11 und 12 mit einem Dampfumführungsgebläse 13 verbunden,
um eine stetige Zirkulierung des Dampfes zu bewirken. Das Auslaßende oder das Abnahmerohr
13b des Dampfgebläses 13 ist mit einem Dampferhitzer 14 verbunden, der aus einer
Büchse oder einem Gehäuse 14a mit einer Vielzahl von sich der länge nach erstreckenden
Rohren 14b zur Erwärmung des umgeführten Dampfes besteht. Ein Dampfeintrittsrohr
14c führt dem Gehäuse 14a Dampf zu. Der kondensierte Dampf wird durch ein Dampfaustrittsrohr
14b von dem Erhitzer weggeführt. Die voneinander im Abstand angeordneten Rohre 14b
sind zwischen Rohrblechen 14e und 14f aufgehängt.
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Der Dampfstrom, der die Gebläseabgabeseite 13b verlä#t, 14g tritt
in den Eintrittsteil/des Erhitzers ein und trennt sich, wenn er das Rohrblech 14e
trifft, in eine Vielzahl von parallelen Strömen, die durch die Rohre 14b fließen,
auf.
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Die sich darin bewegenden parallelen Ströme konvergieren zu einem
Einzel strom in dem Auslaßteil 14h des Erhitzers.
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Das Auslaßteil 14h des Dampfumführungserhitzers 14 ist mit dem Lösungsmittelentfernungstank
7, vorzugsweise in der Nahe der Mitte der Tankoberfläohe mittels einer Kuppel 15
verbunden.
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In der nachstehenden detaillierten Beschreibung soll besonders die
Verwendung von Hexan, das gewöhnlich zur Extraktion von pflanzlichem Material verwendet
wird, in Betracht gezogen werden. Selbstverständlich können aber auch andere Lösungsmittel
eingesetzt werden. Der Erhitzer 14 wirkt als Wärmeaustauscher, um Wärme aus dem
Dampf in erhalb des Gehäuses 14a auf die Rohre 14b und damit auf die in diesen Rohren
fließenden parallelen Dampf ströme zu bertragen. Der Erhitzer 14 wird vorzugsweise
so betrieben, daß der von der Leitung 12 mit einer Temperatur von ca. 850C (im Falle
von Hexan) und die von der Leitung 11 mit einer Temperatur von ca. 740C kommende
Lösung mittels Dampf in der Kuppel 15 auf eine Temperatur im Berich von 132 - 1660C
erhitzt wird.
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Die Kuppel 9 ist um das Ende des Frischgutfördergerätes 6 in derartiger
Weise angeordnet, daß das von dem Lösungsmittelentferner 7 in die Kuppel 9 kommende
Gas durch und zwischen den Teilchen des im Gegenstrom zugeführten Materialszirkuliert,
so daß die Teilchen vor ihrem tatsächlichen Eintritt
in das Lösungsmittelentfernungsgefäß
wirksam vorerhitzt werden.
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Die Kuppel 9, die das Ende der Beschichungseinrichtung 6 umschließt,
ist mit einer Leitung 16 verbunden und über diese mit einem Lösungsmittelentferner-Skrubber
17 verbunde. Der Lösungsmittelentferner-Skrubber 17 ist vorzugsweise vom bekannten
Cyolon-Typ und so konstruiert, daß der von dem-Dampflösungsmittelentferner 7 hereinkommende
Dampf in ein feuchtes Medium eintritt, das durch Sprühdüsen 29, die darin zuzüglich
weiteres erhitztes iaösungsmittel versprühen, innerhalb des Gehäuses 17a des Skrubbers
17 erzeugt wird. Die durch die Düsen 29 versprühte Flüssigkeit dient zu verschiedenen
Zwecken: Die versprühten Tröpfohen, die durch den Skrubber 17 nach unten wandern,
waschen Feinteile und mitgerissene Stoffteilchen von staubförmiger Konsistenz aus
dem Lösungsmitteldampf heraus; das Besprühen trägt zu einer Abkühlung des Lösungsmitteldampfes
bei und erleichtert somit die Verflüssigung. Eine Auslaßleitung 18, die mit dem
Oberteil des Skrubbers 17 verbunden ist, führt den überschüssigen oder den Nettolösungsmitteldampf,
der aus dem System gewonnen wird, in einen Kondensator über, wo er verflüssigt wird.
Die Kondensation soll keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen, so daß
es ausreicht, darauf hinzuweisen, daß die Leitung 18 aus dem System den Überschuß
des Nettolösungsmittels in Dampfform wegleitet.
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Am Bodenende des Skrubbers 17 ist ein Ablaßrohr 23 zur Entfernung
der im unteren Ende B des Skrubbers 17 angesammelten Flüssigkeit vorgesehen. Das
Ablaßrohr 23 ist an seinem anderen Ende mit einer Lösungsmittelentferner-Skrubberpumpe
23 mit einem Einlaßrohr 24a und einem Auslaßrohr 24b verbunden.
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Die Pumpe 24 empfängt die Flüssigkeit durch das Einlaßrohr oder die
Einlaß seite 24a und befördert das flüssige Auslaßprodukt aus dem Lösungsmittelentferner-Skrubber
17 durch das Abberohr 24b zu einer Leitung 25 zurück. Letztere leitet den Flüssigkeitsstrom
zurück in den Daipflösungsmittelentferner 7, indem es diesen in die Kuppel 50 an
einem beliebigen Punkt unterhalb des Dampferhitzers 14 einspritzt. Der Flüssigkeitsstrom
kann aber auch gewünschtenfalls in den Extraktor zurückgegeben werden.
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An das Gebläseauslaßrohr 13a ist an einem oberhalb des umgeführten
Dampfes 14 liegendem Punkt ein Rohr 26 angeschlossen, um beim Anfahren zusätzliches
Lösungsmittel in das System einspritzen zu können.
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Die Leitung 26 stellt durch ihre Verzweigungen 20 eine Einrichtung
dar, den vorstehend genannten Düsen 29, die in dem Skrubber 17 angebracht sind,
Lösungsmittel zuzuführen. Ein Ventil 26a dient dazu, das Rohr 26 zu öffnen und beim
Anfahren etne Verbindung mlt dem Eingangstell 14b des Erhitzers herzustellen
Da
das System zur Entfernung des Losungsmittels aus dem Material mit umgeführtei erhitztem
Lösungsmitteldampf, der in den Tank 7a mit einer wesentlich oberhalb der Siedetemperatur
des Lösungsmittels liegenden Temperatur von 132 - 1660C eingeführt wird, arbeitet,
bewirkt das System daher die Lösungsmittelentfernung aus dem Material unter Verwendung
des Dampfes des gleichen Lösungsmittels als Mittel, um den Teilchen Wärme zuzuführen,
um zu bewirken, daß die Teilchen eingeschlossenes und absorbiertes isungsmittel
abgeben.
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Die in dem Umlaufsystem enthaltenen Rohre stellen doppelte oder koaxiale
Rohre wie die Leitung 12, die eine Ummantclung 12a besitzt, oder die Leitung ii,
die eine Ummantelung ila besitzt, so daß zwischen den Innen- und AuBenwänden ein
Raum gebildet wird, in den zur Verhinderung der Kondensation an den Rohrwänden Dampf
eingeleitet wird, um auf diese Weise die Unterbrechung des glatten Durchflusses
zu vermeiden. In ähnlicher Weise können zum gleichen Zweck andere Teile des Systems
mit Dampf bespült werden wie die Kuppeln 9 und 10 mit ihren jeweiligen Dampfmänteln
9a und lOa.
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Das zu behandelnde Material wird in das Lösungsmittelentfernungsgefäß
eingebracht, wo es durch einen spiralförmig aufwärtsbewegendes Fördergehäuse 8,
das eine dauernde relative Neuorientierung der einzelnen Partikeln gegeneinander
hervorruft, sowohl in U?ngs- als auch in Seitenrichtung
transportiert
wird. Ein derartiger Beförderer 8 ist in der Technik bekannt und besteht im allgemeinen
aus einer schraubenförmigen Klinge, die auf längsgerichteten Stangen aufgebracht
ist, die ihrerseits mit ihren Enden an Zapfen abgestützten Endplatten befestigt
sind. Ein derartiger Beförderer ist dazu fähig, das granulierte oder Flocken förmige
Material im Inneren des Lösungsmittelentfernergefässes kaskadenförmig auf einer
spiralförmigen oder korkenzieherartigen Bahn zu bewegen, die das Material allmählich
zu dem Auslaßende des Gefässes transportiert.
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Wenn die Teilchen des Materials, aus de das Lösungsmittel entfernt
werden soll, durch den Lösungsmittelentferner 7 wandern, dann kommen sie mit Lösungsmitteldampf,
der auf eine Temperatur überhitzt ist, die genügend hoch ist, um zu gewährleisten,
daß die Teilchen des Materials, die für die Verdampfung des absorbierten flüssigen
Lösungsmittels notwendige Wärme aufnehmen, in Berührung. Der Dampf wird auf diese
Weise konstant aus den Flocken entfernt, erhitzt und diesen erneut wieder zurückgeführt,
um die Freisetzung von weiterem Lösungsmitteldampf zu bewirken. Da in dem Lösungsmittelentferner
7 dauernd weiterer Lösungsaitteldampf erzeugt wird, nimmt die Gasmenge in dem aus
dem Lösungsmittelentferner 7 und dem Erhitzer 14 bestehenden Teil des System8 konstant
zu. Man erhält daher einen Dampfüberschuß, der konstant aus dem System weggeführt
werden muß, was durch
die Dampfausla#leitung 16, die von der Kuppel
9 zu dem Lösungsmittelentferner-Skrubber 17 führt, bewirkt wird.
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Wenn die Hocken das Auslaßende des Lösungsmittelentferners 7 erreichten,
dann werden sie s@eh durch eine Auslaßöffnung nach unten und durch ein Ventileinlaßrohr
27a zu einem Drehventil oder einer Schleuse 27 (Fig. 2) befördert und gelangen dann
durch ein Ventilauslaßrohr 27b in einen Nisch-Förderer-Abschnitt 28. Der Misch-Abschnitt
28 ist vorgesehen, um die Flocken mit Wasser zu vermischen, um den Feuchtigkeitsgehalt
zu erhöhen und unter Kontrolle m halten.
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Der Abschnitt 28 stellt eine Einriohtung zur Feuohtigkeitskontrolle
dar und besteht aus einem Mantel oder einem Behälter 28a, in der eine Vielzahl von
Sprühdüsen 28b angebracht ist, um den Feuchtigkeitsgehalt des eintretenden Materials
zu erhöhen. Unterhalb der Düsen 28b sind übereinander zwei Fördergeräte 28c und
28d mit getrennten Einrichtungen 28c und 28f zur Erzielung der jeweiligen Drehung
angeordnet. in dem Die Art des/Abschnitt 28 verwendeten Fördergeräts ist nicht von
großer Wichtigkeit, mit Ausnahme, daß letzteres so einstellbar sein muß, um in der
hier beschriebenen Weise wirksam zu sein.
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Die Fördergeräte 28c und 28d müssen dazu imstande sein, die
Flocken
in einer im allgemeinen zu dem durch die Düsen 28b erzeugten Sprühregen quer angeordneten
Richtung zu transportieren. Das obere Fördergerät 28c ist so konstruiert, daß es,
wenn notwendig, stillgelegt werden kann. Dies wird nach einer Ausführungsform der
Erfindung dadurch erreicht, daß die Förderrinne 28c so angebracht wird, daß er entlang
seiner Längsachse gleiten kann. Auf diese Weise kann die obere Förderrinne 28c aus
dem Strom der eintretenden Flocken herausgeführt werden, so daß sich die Flocken
in vertikaler Bichtung nach unten bewegen können, und zwar am Ende der Fördergeräte
vorbei und durch eine Seite des Befeuchtungsabschnitts 28 hindurch, so daß die Fördergeräte
umgangen werden können, wenn es gewünscht wird, die Flocken, wie sie von des Lösungsmittelentferner
7 herkosuen, ohne die Zugabe von Feuchtigkeit zu verarbeiten.
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Die Feuchtigkeitskontrolle erfolgt in erster Linie beim Druckbetrieb
des Systems, wobei festgestellt wurde, daß es erwünscht ist, Flocken mit einem größeren
Feuchtigkeitsgehalt als wie er beim Vakuumbetrieb notwendig ist, zu erhalten. Wenn
das System unter Druck betrieben wird und es erwünscht ist, den Flocken, nachdem
sie den Lösungsmittelentferner 7 verlassen haben, Feuchtigkeit zuzusetzen, wird
das obere Fördergerät 28c des Abschnitts 28 in Betriebsstellung gebracht. Die von
dem Drehauslaßventil 27 ausgetragenen Flocken bewegen sich dann abwärts und horizontal
durch
die Fördergeräte 28c und 28d. Beim Druckbetrieb, bei dem
es erwünscht ist, den Flocken Feuchtigkeit zuzuführen, bewegen daher die beiden
Fördergeräte 28c und 28d, die zusammenarbeiten, die Flocken unter das versprühte
Wasser und verzögern den Transport der Flocken genügende Zeit, damit diese im oberen
Teil des Abschnitts 28 Feuchtigkeit, die durch die Sprühdüsen 28b zugeführt wird,
absorbieren kann.
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Um den oberen Teil des Befeuchtungs-Nischabschnitts 28 ist ein Dampfmantel
28g vorgesehen, um die Temperatur der Wandungen unter Kontrolle zu halten und die
Kondensation sowie die Zurückhaltung von Material auf der inneren Seitenwand zu
verhindern. Der Dampfmantel 28g ist so weit ausgedehnt, daß das Drehventil 27 und
die damit verbundenen Leitungen 27a, 27b, die den in Fig. 1 dargestellten Lösungsmittelentferner
mit dem in Fig. 2 gezeigten Geruchsentferner verbinden, umfaßt werden.
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Die in Fig. 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Geruchsentferners 33 besteht aus einem großen zylindrischen Tank 33a, der mit seiner
horizontalen Achse angeordnet ist und weist im Inneren eine Vorrichtung zur Bewegung
des Materials in guerrichtung und parallel zu der Achse des Tanks 33a auf. Die Flocken
oder das andere zu behandelnde Material werden vorzugsweise in lockerer Art
hindurchbewegt,
so daß die gesamte Oberfläche der darin befindlichen Teilchen in Kontakt mit den
Gasen kommt.
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Die zur Bewegung des Materials durch den Geruchsentferner 33 dienende
Vorrichtung kann von verschiedener Bauart sein, beispielsweise ein förderkorbartiges
Fördergerät oder eine der bekannten Schraubenvorrichtungen. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird jedoch ein bestimmtes Rühr-Fördergerät 34, wie
es in der 1965 eingereichten Anmeldung von A.F. Saxon mit dem Titel: ZDESOLVENTIZER
CONSTRUCTION AND UTILIZATION" beschrieben wird, bevorzugt.
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Die in der genannten Anmeldung beschriebene Vorrichtung weist weiter
eine Anzahl von unterschiedlichen Merkmalen auf, die in das System gemäß der vorliegenden
Erfindung übernommen wurden. Allgemein ausgedrückt stellt diese Vorrichtung ein
horizontales Behandlungsgefäß dar, das 1. ein einzigartiges Bühr-Fördergerät zum
Transport von festem Material durch das Innere des Gefässes, bei dem das Material
kontinuierlich neu orientiert und in eine Richtung geschütteltwird, die im allgemeinen,
bezogen auf die Richtung des Materialvorschubs, senkrecht gerichtet ist; 2. Einrichtungen,
um einen niedrigen Gehalt von gasfärmigem Fluidum, das in Längsrichtung durch das
Gefäß fließt, um eine stärkere Berührung des Fluidums mit der Materialmasse
zu
sichern, wobei diese Einrichtungen in der Form von vertikalen Leitblechvorhängen,
die sich von der oberen Innenwand des Gefässes nach unten erstrecken, darstellt
und 3. eine Auslaßeinrichtung für das feste Material, die eine variierbare Einriahtung
zur Kontrolle der Verweilzeit des Materials innerhalb des Gefässes darstellt, aufweist.
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Das bestimmte Rühr-Fördergerät 34 besteht im we8entliohen aus einer
in Längsrichtung angeordneten Mittelwelle 34a mit in Längsrichtung in Abständen
voneinander angeordneten Gruppen von radial sich erstreckenden Armen 34b. Jeder
die ser Arme 34b ist am Ende mit einer Schaufel 34c versehen, wobei jede Schaufel
34c in derartiger Weise angebracht ist, daß sie durch Schwenkung um ihre Grundlinie
in einem auf der Fortsetzung der Achse des Armes, auf dem diese angebracht ist,
liegendem Punkt umgelagert werden kann. Das Rühr-Fördergerät 34 hat daher eine Vielzahl
von Schaufeln 34c, die mit - bezogen auf die Längswelle 34a - verschiedenen Divergierungsgraden
angebracht sind. Der Divergierungswinkel für eine beliebige bestimmte Schaufel bestimmt
die jeweilige Wirkung auf das Material. Je größer der Divergierungswinkel jeder
Schaufel ist, desto schneller neigt diese dazu, das Material dadurch das Gefäß 33
in Längsrichtung zu transportieren.
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Gemäß der vorstehend genannten Anmeldung sind vertikale Leitbleohe
37 vorgesehen, die sich im Innneren des Gefässes 33 nach unten erstrecken. Diese
Leitbleche 37 bewirken, daß durch das Gefäß ein viel besserer Dampf fluß erzeugt
wird. Ein Mannloch oder eine Öffnung 33e oder eine Vielzahl derartiger Öffnungen
mit entfernbaren Deokplatten können entlang des Gefässes 33 in Läng.richtung vorgesehen
sein, um die in der genannten Anmeldung beschriebene Methode zur Installierung der
Trennbleche zu verwenden, die es gestattet, die RUhr-Fördereinrichtung vor ihrer
Installation in das Gefäß 33 völlig zusammenzustellen und einzustellen.
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Die Auslaßeinrichtung für die Fest stoffe 36 besteht allgemein aus
einem das Material empfangenden Gehäuse 36a, das an die zylindrische Seitenwand
33a des Gefässes 33 angebracht ist. Das das Material empfangende Gehäuse 36a enthält
eine erste Öffnung 33a und eine niedriger liegende zweite Öffnung 33d, die durch
die zylindrische Seitenwand 33a des Gefässes 33 vorgesehen sind. Es ist ferner ein
bewegbarer Plattenverschluß oder anpaßbarer Damm 36 vorgesehen, um die Höhe der
Öffnung oder des Wehrs 330, dadurch welches das Material aus dem Gefäß 33 durch
Umdrehung des Bühr-Fördergeräts 34 entfernt wird, variierbar zu regulieren.
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Eine zweite Öffnung 33d ist vorgesehen, um die völlige Entfernung
des Materials aus dem Gefäß am Ende eines Material
durchgangs zu
gestatten, wobei die Öffnung 33d eine Tür 36c besitzt, die auf einem dafür vorgesehenen
Scharnier weggeschwungen werden kann.
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Da das Geruchsentfernungsgefäß 33.so konstruiert ist, daß es jeweils
bei Unter- oder Überdruck betrieben werden kann, enthalten die zur Zufuhr und Abgabe
des festen Materials in dem Geruchsentfernungsuntersystem vorgesehenen Einrichtungen
teilweise Drehzufuhr- und -abgabekammern oder Ventile 27, 30 und 35. Um beispielsweise
die Struktur und den Betrieb einer derartigen Vorrichtung zu veranschaulichen, wird
insbesondere auf die Drehabgabekammer 35 hingewiesen, die eine innere zylindrische
Bohrung 35a hat, in der ein b Schaufelrad oder ein Rotor 35d enthalten ist. Das
Schaufelb rad 35d besitzt eine Vielzahl von sich von ihrer Achse aus erstreckenden
Blättern oder Armen, so daß dazwischen Abteile 35c gebildet werden. Zur Betätigung
des Schaufelrades 352 ist eine Antriebseinrichtung 35d vorgesehen. Wenn sich das
Schaufelrad 3 « um seine Achse dreht, dann füllt sich das Abteil 35c nacheinander
mit dem von dem Ventileinlaßrohr 35c ausgetragene Material und wenn sich jedes gefüllte
Abteil mit dem Ventilauslaßrohr 35f in die Fluchtlinie hineinbewegt, dann wird das
feste Material in Richtung auf das Aus laßfördergerät 67 ausgetragen.
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Obwohl die Drehzufuhrkammern 27 und 30 dazu bestimmt sind,
das
Material in das Geruchsentfernungsuntersystem einzubringen, ist ihre Konstruktion
sowie ihr Betrieb als druckdichte Ventile gleich wie bei der Auslaßdrehzufuhrkammer
35.
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Wenn ein Abteil der Kammer oder des Ventils 30 gegenüber der Auslaßrinne
oder Leitung 30a des Befeuohtungsabschnitts 28 zu liegen kommt, dann füllen Flocken
daraus dieses Abteil aus. Wenn sich der Rotor oder das Schaufelrad des Ventils 30
umdreht, dann nimmt es Material mit,bis das Abteil gegenüber dem Hauptgeruchsentfernungsgefäß
33 angeordnet ist. Dann tritt das Material aus diesem Abteil daraus in die Leitung
30b und dann in das Geruchsentfernungsgefäß 33 aus.
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Da beim Betrieb unter Druck komprimiertes Gas aus dem Tank 33a die
Abteile der Geruchsentfernungszufuhrkammer 30 aufeinanderfolgend mit komprimiertem
Gas füllt, neigt daher das Gas in dem Maß, wie die aufeinanderfolgenden Abteile
der Zuleitung 30a von dem Feuchtigkeits-Mischer 28 ausgesetzt werden, dazu nach
oben zu strömen und dabei das Material vom Eingang des Abteils wegzudrücken. Mit
der Zufuhrkammer 30 ist daher eine Dampfablaßleitung oder -rohr 31 verbunden, um
den Druck k in den aufeinanderfolgenden Abteilen des Zufuhrventils oder der Kammer
30, wenn sie leer von dem Geruohsentfernungagefäß 33 zurückkommen, abzumindern.
Die Dampfablaßleitung 31 steht an ihrem anderen Ende in offener
Verbindung
mit dem Mischabschnitt 28, wo jeder mitgerissene Staub, der durch die Dampfablaßleitung
mitgeführt wird, abgeschieden wird.
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Am Boden'des Geruchsentfernungsgefässes 33 sind in der Nähe des Auslaßendes
des Gefässes Dampföffnungen 40 vorgesehen, um zur Entfernung des rösungsmittels
Dampf nach oben in das Gefäß einströmen zu lassen. Da der Siedepunkt eines flüssigen
Gemisohes, welches einen Kohlenwasserstoff, wie Hexan und Wasser enthält, bei ca.
63°C liegt, reicht Dampf mit einer Minimaltemperatur von z.B. 100°C bei Normaldruck
völlig dazu aus, das Hexan von den Teilchen zu entfernen. Die Wirkung des Dampfes
in dem Geruchsentferner 33 ähnelt mehr einem Mitreissen als einem Sieden. Obwohl
die Temperatur des Dampfes oberhalb der Temperatur des Lösungsmittels liegt, stellt
nichtsdestoweniger die durch den Dampf bewirkte Erwärmung einen Sekundär-Effekt
dar, während die mitreissende Wirkung des frischen, sauberen Dampf es als Primäreffekt
anzusehen ist.
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In der Nähe des oberen Mittelteils des Geruchaentferners 33 ist eineDampfablaßkuppel
41 vorgesehen, um daraus, auf dem Weg über die Leitung 42, den abgelassenen Dampf
und den Lö sungsmitteldampf zu einem Geruchaentrernungs-Skrubbor oder Kondensator
43 wegzutransportieren. Die Kuppel 41 ist mit einem Dampfmantel 41a versehen, und
zwar in der gleichen
Weise wie das Geruchsentfernungsgefäß. Der
Geruchsentfernungs-Skrubber 43 stellt einen Cyclongas-Skrubber dar, in welchen das
Gas in der Nähe des Kopfes oder in dem zylindrischen Teil 43a eintritt und dort
dazu gezwungen wird, sich um die Innenseite der Skrubberwände in kreisförmiger und
nach unten gehender Bewegung auf einer zylindrischen Bahn zu bewegen, wobei sich
ein Teil des Gases verflüssigt. In der Gegend des konischen Bodens 43b des Skrubber-Gefässes
43 fließt das restliche Gas nach oben durch die Mitte entlang der Vertikalachse
des Gefässes 43 zu einer Auslaßleitung 44, die die Abgasdämpre von dem Skrubber
fortträgt.
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Im Kopfteil 43a des Skrubbers 43 ist eine Vielzahl von Düsen 45 vorgesehen,
um in dem Skrubber 43 Wasser zu vorsprühen, um die dadurch zirkulierenden Gase zu
reinigen und deren vorläufige Kondensation einzuleiten. Die Dämpfe treten am Kopf
des Skrubber-Gefässes 43 durch die Leitung 44 aus. Die Flüssigkeiten werden vom
Boden des Skrubber-Gefässes durch die Leitung 46 entnommen. Das vom Boden des Skrubber-Gefässes
43 austretende Abgas besteht größtenteils aus Wasser mit geringen Mengen von Lösungsmittel
und feinen Staubteilchen. Das Bodenauslaßrohr 46 aus dem Geruchsentfernungs-Skrubber
43 führt zu einem von drei Kanälen oder Rohren 48, 52 und 53, wobei der Anschlug
an das jeweilige Rohr von der Art des Betriebes abhängt.
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Beim Betrieb bei Atmosphärendruck wird das Auslaßprodukt des Skrubbers
43 direkt durch ein Ventil 48a und auf dem Weg über die Rohre 48 und 55 einem Wasserabscheider
(nicht gezeigt) zugeführt. Beim Druckbetrieb werden die Ventile 48a und 53a geschlossen
und das Auslaßprodukt aus dem Skrubber 43 wird durch ein variierbares Druckventil
52a auf dem Weg über die Rohre 52 und 55 dem Wasserabscheider zugeführt. Beim Unterdruckbetrieb
wird das Auslaßprodukt aus dem Skrubber 43 aus der Leitung 46 durch die Leitung
53 und ein Ventil 53a zu einer positiven Verschiebungspumpe 54 geleitet und hierauf
durch die Leitung 55 in den Wasserabscheider . Bei dem letztbeschriebenen Betrieb
werden die Ventile 48a und 52a geschlossen.
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Der aus dem Geruchsentferner-Skrubber 53 kommende Dampf wird durch
eine Leitung 44 einem Abscheidungstank 56 und dann aufwärts einem Kondensator 58
zugeführt. Abgekühltes Lösungsmittel fällt, wenn es flüssig wird, durch den Separatortank
56 nach unten zurück und verläßt den Tank 56 durch das Kondensationsrohr 57. Aus
dem Kondensator 58, der von herkömmlicher Bauart mit inneren Kühlrohren oder Schlangen
58a ist und dem begleitenden Separatortank 56 führen zwei Auslasse oder Auslaßötfnungen
58b und 58c weg, die durch ein gemeinsames Ablaßrohr 59 miteinander verbunden sind.
Das Dampfablaßrohr 59 weist eine Seitenleitung 60 auf, die die Verbindung zu einer
Abzugsleitung 61 die zu einer Wiedergewinnungsanlage
(nicht gezeigt)
herstellt. Die Kondensatorabgasleitung 59 kann beim Betrieb unter Druck durch Öffnen
des Druckventils 60a direkt mit der Abzugsleitung 61 verbunden werden. Die Verbindung
kann in anderer Weise auch dadurch hergestellt werden, daß das Ventil 60a geschlossen
und das Ventil 59a zu einer Vakuumpumpe 62 zum Unterdruckbetrieb geöffnet wird.
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Unterhalb der Abgabeeinrichtung 36 des Geruchsentfernungsgefsses 33
ist ein Leitungsabschnitt oder eine Rinne 35e angebracht, die den Geruohsentferner
33 mit der Austragungskammer 35 verbindet. Zum Vakuumbetrieb, bei dem der Druck
innerhalb des Geruchsentfernungsgefässes 33 wesentlich unterhalb Normaldruck liegt,
ist eine Vakuumkammerpumpe 65 erwünscht, um das Eindringen von Luft in die. Leitung
35c, wodurch die Flocken nach oben in das Gefäß 33 geblasen würden und der Geruchsentferner
mit Luft verunreinigt würde, zu verhindern. Die Geruchsentfernungsaustragevakuumkammerpumpe
65 ist auf diese Weise so damit verbunden, daß aus der Kammer 35, wenn jedesihrer
bewegenden Abteile 35b vor dem Zusammenfallen mit der Leitung 35c leer zurückkehrt,
Luft entzogen wird.
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Aus der Geruchsentfernungsaustragungskammer 35 wird das behandelte
Material in einen Behälter166 mit einem am Boden
angebrachten Fördergerät
67 ausgetragen. Der Behälter 66 ist total verschlossen und mit einem Gasableitungsrohr
68 versehen.
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Das Gasableitungsrohr 68, das von dem Behälter oberhalb des Zufuhrfördergerätes
67 wegführt, ist für den Druckbetrieb des Geruchsentferners 33 notwendig, und zwar
auf Grund von Gaseinbrüchen, die wegen des darin herrschenden hohen Arbeitsdrucks
durch die Kammer 35 mit dem aus dem Geruchsentfernungsgefäß ausgetragenen Material
mitgeführt werden.
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Wenn die Flocken das System mit dem Fördergerät 67 verlassen, dann
weisen sie keinen Geruch an Lösungsmittel mehr auf und sindin einem solchen Zustand,
daß sie zur Verarbeitung zu Nahrungsmitteln für Menschen oder Tiere oder zur Verwendung
als Düngemittel etc. geeignet sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die lösungsmittelnassen
Flocken in den Lösungsmittelentferner 7. (Fig. 1) mittels des Fördergeräts 6 eingebracht
und am Ende des Fördergeräts 6 leicht durchgeschüttelt, so daß 8ip frei in das Lösungsmittelentfernungsgefäß
7 fallen. Wenn die Flocken vom Ende des Fördergerät 8 6 auf den Boden des Dampflösungsmittelentfernungagefässes
7 geschüttelt werden, dann haben sie bereits einen Gasstrom, der sich aus dem Lösungsmittelentfernungsgefäß
7
heraus in Richtung der zu dem Skrubber 17 führenden Ablaßleitung 16 bewegt, getroffen.
Dieses Gas weist eine Temperatur von ca. 71 0C auf, so daß das mit den Flocken mitgeführte
Lösungsmittel schnell verdampft, wobei die Flocken mit dem Gas bei einer Temperatur,
die oberhalb des Siedepunkts des Lösungsmittels liegt, gründlich vermischt werden,
so daß die Flocken Lösungsmittel verlieren, wenn sie in das Gefäß 7 eintreten.
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Auf diese Weise werden bei dem erfindungsgemäßen System die Abgase
von dem Daipflösungsmittelentfernungssystem 7 den vom Fördergerät 6 eingetragenen
Flocken zugeführt, so daß die Flocken vorerwärmt werden und dabei etwas von dem
an der Oberfläche haftenden Lösungsmittel entfernt wird, bevor die Flocken in das
Dampflösungsmittelentfernungsgefäß 7 hineinfallen oder dessen Boden erreichen.
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Dem Fachmann würde es nicht empfehlenswert erscheinen, verunreinigtes
Abgas aus einer derartigen Vorrichtung, wie einem Lösungsmittelentferner, einzusetzen,
um die Entfernung eines Teils des konzentrierten Lösungsmittels aus dem eintretenden
Material einzuleiten, da es den Anschein hat, als würde dadurch eine Verunreinigung
des Systems bewirkt.
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Gemaß der Erfindung wird jedoch der gesamte kreisförmig durchgeführte
Betrieb in dem Dampflösungsmittelentferner 7
mit im wesentlichen
reinem umgeführtem Lösungsmitteldampf durchgeführt. Daher ist das Abgas im wesentlichen
mit dem Dampf, der in dem System umgeführt wird, identisch.
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In dem Abgas liegen daher keine Verunreinigungen vor, die dieses von
dem in dem System umgeführten Dampf unterscheiden würden. Es ist nicht offensichtlich,
daß mit dem Umstand, daß das Fördergerät 6 in das Abgas, das sich durch die Kuppel
9 nach oben bewegt, die Beschickung vornimmt, eine günstige Wirkung verbunden ist.
In Wirklichkeit würde es für den Fachmann naheliegender sein, das Fördergerät 6
für den Lösungsmittelentferner in die Leitung 14o für den umgeführten Dampf gerade
unterhalb des Erhitzers 14 anzuschliessen, wo die Teilchen auf ein viel heißeres
Gas treffen und schneller auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erhitzt würden.
Überraschenderweise wurde nun festgestellt, ctaß ein unmittelbareu Aussetzen der
Flocken auf eine Temperatur in der Gegend von 1320C zu einem unerwünschten thermischen
Schock führt. Aus diesem Grunde wird das Abgas mit einer Temperatur von ca. 71 0C
dazu verwendet, die lösungsmittelnassen Flocken vor dem Erreichen der tatsächlichen
inneren Reaktionszone des Dampflösungsmittelentferners vorzuerwärmen, wodurch günstigere
Ergebnisse erhalten werden.
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Da die Gase in dem Lösungsmittelentferner 7 aus überhitztem Lösungsmitteldampf
bestehen, liegt ein weiterer Vorteil dieser Anordnung darin, daß der überhitzte
Dampf, der aus dem System abgegeben wird, sehr viel seiner Wärme den eintretenden
Teilchen
mitteilt und dadurch die Beibehaltung der Wärme in dem System bewirkt. Die Anlage
stellt ein selbstkontrollierendes System dar, weil die Dämpfe, die unter die Verdampfungstemperatur
des Lösungsmittels abgekühlt sind, in das System zurückgeführt werden.
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Im Inneren des Dampflösungsmittelentfernungsgefässes 7 werden die
Flocken nach oben bewegt, durcheinander geschüttelt und mit dem darin befindlichen
Dampf vermisoht, während s allmählich im Gefäß 7 in Richtung an dessen Ende bewegt
werden. Auf diese Weise wirkt das Dampflösungsmittelentfernungsgefäß 7 als eine
Einrichtung zum Erhitzen der Flocken oberhalb den Siedepunkt des Lösungsmittels,
so daß das Lösungsmittel als Dampf von den Flocken freigesetzt kord. Wenn der Dampf
aus den Flocken nach oben steigt, weil er durch die heißen Gase in dem Dampflösungsmittelentferner
7 erhitzt wurde, dann werden die Dämpfe in der Nähe jedes Endes des Dampflosungsmittelentfernungsgefässee
7 abgenommen, durch ein Gebläse 13 geleitet, dann durch einen Erhitzer 14, worauf
sie in das Dampflösungsmittelentfernungsgefäa mit einer Temperatur von oa. 132 -
1660C zurückgeleitet werden.
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Die vorerwärmten Gase werden dann in die Mitte des Gefässes 7 eingespeist
und darin zur Ausbreitung gebracht, um mit den Flocken in Richtung der beiden Enden
in Berührung zu kommend Da die Flocken konstant erhitzt werden und allmählich wärmer
werden, wenn sie sich durch das Gefäß 7 hindurchbewegen,
weisen
die von dem Auslaßende des Gefässes durch die Kuppel 10 aufsteigenden Gase eine
Temperatur von ca 850C auf, während die von dem Eingangsende durch die Kuppel 9
aufsteigenden Gase eine Temperatur von ca. 730C besitzen.
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Das System ist somit so konstruiert, daß ein etwas kühleres Gas in
der Gegend des EinlaGendes des Gefässes 7 und ein etwas wärmeres Gas bei dem Auslaßende
des Gefässes 7 erzeugt wird. Diese Anordnung gestattet ein allmählioheres Erhitzen,
wodurch der thermische Schock auf die eintretenden Flocken verringert wird.
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Da das System mit Lösungsmittelentfern.rdämpfen arbeitet, die kontinuierlich
wieder erwärmt werden, ist ein besonderes "Anfahren" notwendig. Beispielsweise,
wenn das Gefäß 7 lange Zeit außer Betrieb war oder völlig neu ist und noch nie in
Betrieb genommen wurde, dann enthält dieses eine Innenatmosphäre, die derjenigen
der Außenluft entspricht.
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Es ist erwünscht, daß die Innenluft aus dem System rausch entfernt
wird, und zwar vorzugsweise vor der Einführung der nassen Flocken, da Luft und Lösungsmittel
ein explosives Gemisch bilden, das den Betrieb des Systems gefährlich gestalten
würde. Es ist daher eine Anfahrleitung 26 mit einem Ventil 26a für die erste Zufuhr
des Lösungsmitteln in das System vorgesehen, und zwar an einem Punkt, der zwlsohen
dem Gebläseauslaßrohr 13b für den umgeführten Dampf
und dem Dampferhitzer
14 liegt, wobei das Lösungsmittel dann mit der Luft durch die Rohre 14b des Daipferhitzers
14 strömt und dort Wärme auf nimmt und sich zu Dampf expandiert. Da die luft in
dem System dieses vor dem Anfahren vollständig füllt, liegt nun auf Grund der Zugabe
des Lösungsmitteldampfes überschüssiges Gas in dem System vor, wobei dieses Gas
ein wechselndes Gemisch mit einem steigenden Gehalt an Lösungsmitteldampf und einem
sinkenden Gehalt an Luft darstellt.
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Wenn die Gesamtmenge an Dampf und Luft in dem System zunimmt, wird
ein Teil des Gases in dem Umfilhrungskreislauf aus dem Rohr 16 heraus- und in den
Skrubber 17 hineingeführt. Wenn der Zyklus fortschre@tet und mehr Dampf zugeführt
wird, dann nimmt der Prozent gehalt der Luft in dem Kreislauf dauernd weiter ab.
Wenn der prozentuale Anteil der Luft auf einen solchen Gehalt erniedrigt ist, daß
unwahrscheinlich ist, daß das eintretende lösungsmittelnasse Material im Explosionsbereich
vorliegt, wird das System dann in vollen Betrieb gebracht. Dann wird ein Teil des
nassen Materials in das Zuführungsende des Systems mittels des Fördergeräts 6 eingespeist
und in dom Dampflösungsmittelentfernungsgefäß 7 nach unten bewegt. Dieses Material
trifft nun Gase, die im wesentlichen Lösungsmitteldampf darstellen und aus diesem
Grund zu einer Oxydation keinen Anlaß geben.
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Beim Betrieb des Systems enthalten die -eintretenden lösungsmittelnassen
Flocken noch etwas Feuchtigkeit, die gleichfalls verdampft wird und dazu beiträgt,
dem System Feuchtlgkeit zuzuführen. In manchen Fällen ist es zum Anfahren erwünscht,
in da8 System zusätzliches Wasser einzuspritzen, um eine Atmosphäre herzustellen,
die im wesentlichen die gleiche Feuchtigkeit aufweist, wie diejenige, der die Flocken
zuvor ausgesetzt waren. Nachdem sich das System in Betrieb befindet, bleibt der
Feuchtigkeitsgehalt der Dämpfe in dem System im wesentlichen konstant. Die durch
das System wandernden Flocken geben daher entsprechend den in dem System vorliegenden
Dampfdruckbeziehungen Lösungsmittel und Wasser ab. Da aus dem System das Wasser
konstant zusammen mit den Lösungsmitteldämpfen entfernt wird, sind die Flocken notwendigerweise
nach dem System trockener als sie bei ihrem Eintritt in dieses waren.
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Zum Druckbetrieb des Geruchsentferners des in Fig. 2 gezeigten Untersystems
ist es oft erwünscht, den Flocken zusätzliche Feuchtigkeit zuzufügen, bevor diese
in das Geruchsentfernungsgefäß 33 gelangen. Für den Betrieb bei Normal-und Unterdruck
benötigen die Flocken normalerweise keine zusätzliche Feuchtigkeit, so daß vorgesehen
ist, daß das obere Fördorgerät 28c innerhalb des Abschnitts 28 nach links bewegt
werden kann, so daß ein offener, nach unten gerichteter
Durchgang
für da aus dem Lösungsmittelentferner dampfdichten Ventil 27 ausgetragenen Flocken
freigelassen wird.
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Die Befeuchtung der Flocken, die ggf. vor ihrem Eintritt in das Geruchsentfernungsgefäß
33 erfolgt, vereinfacht das Kochen. Der Dampfdruck in den Flocken hat die gleiche
Wirkung wie die Zufuhr eines konzentrierten Inertgases in die Flocken vor deren
Eintritt in den Geruchsentferner 33. Daher wirkt bei wesentlichen Mengen an Wasser
in den Flocken, das sich in dem Geruchsentferner 33 in Dampf uiwandelt,und bei einer
relativ geringeren Menge von Lösungsmittel in den Flocken,der von den Flocken kommende
Wasserdampf als Träger, um das letzte restliche Lösungsmittel zu entfernen.
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Das erfindungsgemäße Geruchsentfernungsuntersystem, von dem eine bevorzugte
Ausführungsform in Fig. 2 gezeigt ist, ist dazu vorgesehen, einen anpassungsfähigen
Betrieb zu gewährleisten, bei welchem die Intensität der Behandlung oder des Kochen.
der dadurch geführten Teilchen in weit ei Male variiert werden kann. Darüber hinaus
ist für bestimmte Betriebsvorgange eine weite Vielfalt von Bedingungen erwUnoht.
Es ist somit Vorsorge getroffen, die Temperatur von ca. 790C bei Vakuumbetrieb bis
auf ca. 12100 beim Druokbetrieb zu variieren.
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Es sind auch Änderungen des Druckes vorgesehen. Der Druck innerhalb
des Untersystem. kann von einem teilweisen Vakuum
bis zu einem
Druck variiert werden, der wesentlich über Atmosphärendruck hinausgeht, genauer
gesagt, der Druck kann von ca. 2 at bis auf ca. 1/3 at variiert werden.
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Schließlich können Veränderungen der Behandlungazeit erfolgen, indem
das wirksame Volumen innerhalb des Geruchsentfernungsgerätes 33 variiert wird. Es
kann somit bei konstanter Fließgeschwindigkeit des Materials in das Gofäß 33 durch
eine Vergrößerung des Volumens des Materials in dem Gefäß, indem die Höhe des Damms
36b entsprechend eingestellt wird, die Verweilzeit jedes einzelnen Teil chens in
dem Gefäß 33 vergrößert werden. In ähnlicher Weise kann durch Verringerung der Menge
des in dem Gefäß 33 enthaltenen Materials die Verweilzeit jedes einzelnen Teilchens
verringert werden.
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Der Druck in dem Gefäß kann beim Vakuumbetrieb durch die Vakuumpumpe
62 und durch Regelung der Dampfflußgeschwindigkeit in das System kontrolliert werden.
Beim Vakuumbetrieb übt die Geruchsentfernungsdampfvakuumpumpe 62 einen kontinuierlichen
Sog auf das Systems aus. Duroh Kontrolle der Dampfzufuhr in das System in der Weise,
daß die Fließgezchwindigkeit und das unvermeidbare Einsickern von Gasen die Absauggeschwindigkeit
der Vakuumpumpe 62 nicht über steigt, wird das Vakuum aufrechterhalten. Das in den
Geruohsentferner 33 eintretende Material, das im Vakuum behandelt
werden
soll, weist einen mä#igen Feuchtigkeits- und aber geringen Lösungsmittelgehalt aur.
Es wird daher in das System mit Ausnahme des zur Behandlung des Material dienenden
Dampfes nur sehr wenig eingebracht. aus' diesem Grunde sind die gesamten entscheidenden
Faktoren für den Druck des Systems oder insbesondere für den Grad des erhältlichen
Vakuuma in die Geschwindigkeit des eintretenden Dampfes und die Intensität des Arbeitens
der Vakuumpumpen, mit Ausnahme von. Varlusten oder Einsickerungen in das System.
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Da es beim Vakuumbetrieb erwünscht ist, die Flocken auf einen Minimaldruck
zu halten, ist es erforderlich, ein e Möglichkeit zu besitzen, das Material in das
Geruchsentfernungsgefä# 33 hineizubringen und wieder auszutragen, die mit einer
möglichst geringen Veränderung des Innendrucks verbunden ist. Es ist daher ein dichter
lösungsmittelbeständiger Verschlu# 39 zur den Geruchsentferner am Einla#ende des
Geruchsentfernungsgefässes 33 vorgesehen, sowie ein ähnliches Ventil oder eine dichte
dampfbeständige Austragungakammer 35 am Ausla#ende des Systems.
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Die Zufuhrkammer 30 befördert daher das Material in das System in
Form von kontinuierlich stattfindenden chargenmä#igen Zugaben anstelle eines kontinuierlichen
Flusses.
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Jedes Abteil der Zufuhrkammer wird nacheinander mit dei
Material
gefüllt, wobei sich die Zwischenräume zwischen den Materialteilchen mit Luft bei
dem in dem Befeuohtungsabschnitt 28 herrschenden Druck füllen, der, wenn das Geruchsentfernungsgefäß
33 im Vakuum betrieben wird, wesentlich größer ist als der Druck in dem Geruehsentfernunggefäß.
Wenn jede Klammer oder jedes Abteil der Zufuhrkammer 30 sich nacheinander in eine
Lage bewegen, in welcher sie gegenüber dem Geruchsentfernungsgefäß 33 offen sind,
dann expandiert das in dem jeweiligen Abteil unter Atmosphärendruck stehende Gas
plötzlich und wirft dabei den Inhalt in das Geruchsentfernungegefäß 33 hinein und
bringt gleiohzeitig eine beträchtliche Menge weiterer Luft in das Gefäß 33 hinein.
Es ist jedoch ziemlich zweckmäßig, ein konstantes Vakuum aufrechtzuerhalten, indem
das Material in Chargen in der gezeigten Weise bewegt wird.
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Wie bereits zum Ausdruck gebracht, stellt das AuslaBprodukt aus dem
Geruohsentferner-Skrubber 43 fast ausschließlich Wasser mit einem geringen Anteil
von Lösungsmittel und einem verschwindenden Anteil von Staub dar. Die Wirkung des
Skrubber. 43 ähnelt daher derjenigen eines Partialdruckkondensators, in welchem
der Dampf dazu neigt zu kondensieren und in welchem die Temperaturen oberhalb der
Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels liegen, so daß das Lösungsmittel dazu
neigt, in Gasform zu verbleiben, während die Hauptmenge des Wassers dazu neigt,
nach außen zu tropfen.
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Die Flüssigkeit von dem Geruchsentferner-Skrubber 43 wird durch ein
Rohr 46 nach außen geführt und durch einen geeigneten Kanal, der einer der Rohre
48, 52 oder 53 ist, weitergeleitet, und zwar je nachdem, ob bei Über-, Normal-oder
Unterdruck gearbeitet wird und dann weiter zu einem Wasserentferner (nicht gezeigt).
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Beim Betrieb bei Atmosphärendruck kann der Flüssigkeitsstrom aus dem
Skrubber 43 relativ frei sein und direkt in die aus dem System herausführende Leitung
55 geleitet werden. Beim Betrieb unter Druck ist in der Leitung ein Druckventil
52a angebracht, um Druckverluste des Systems zu vermeiden. Beim Vakuumbetrieb ist
der Geruchsentfernungs-Skrubber durch eine positive Verschiebungspumpe 54 mit dem
Wasserentferner verbunden, um in dem System das Vakuum aufrechtzuerhalten.
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Das dampfförmige Auslaßprodukt aus dem Geruchaentfernungs-Skrubber
43, welches zu einem großen Prozentsatz aus Lösungsmitteldampf besteht, gelangt
in einen Geruchsentferner-Kondensator 58, in welchem das Lösungsmittel zur KondQnsatlon
gebracht wird, genauso wie ein großer Anteil des restlichen Wasserdampfes. Das aus
dem Geruchsentfernungs-Kondensator kommende Kondensat 58 besteht daher aus ca. 70
ffi Wasser und ca. 30 g Lösungsmittel, jeweils in Abhängigkelt von der Art
des
Betriebes. Das Kondensat aus dem Geruchsentferner-Kondensator 48 wird durch die
geeigneten Einrichtungen zur Druckkontrolle, wie ein Druckventil 52a oder eine positive
Verschiebungspumpe 54 geleitet, je nach der Art des jeweils stattfindenden Betriebes,
um darin den gewünschten Druck aufrechtzuerhalten.
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Der von dem Geruchsentfernungs-Kondensator 58 kommende Dampf, der
aus Luft, einer relativ kleinen Menge Lösungsmitteldampf und einer verschwindenden
Wasserdampfmenge besteht, wird durch geeignete Kontrolleinrichtungen geführt, beispielsweise
beim Vakuumbetrieb durch eine Vakuumpumpe 62 auf dem Weg über ein Belüftungsrohr
61 zu einem Belüftungskondensator (nicht gezeigt).
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Es ist zu beachten, daß gemäß einer Theorie des erfindungsgemäßen
Verfahrens die Variationen der wirksamen Behandlungstemperatur nicht dadurch erzeugt
werden, daß eine wesentliche Änderung der Temperatur des Gases in der Kammer erfolgt,
sondern daß statt dessen die Veränderung der wirksamen Behandlungstemperatur durch
Variierung des in die Partkeln einfliessenden Wärmestroms erzeugt wird. Der Dampf
kondensiert daher beim Druckbetrieb rasoher und gibt dabei seine Verdampfungswärme
den Teilchen ab, während beim Vakuumbetrieb der Dampf nur eine relativ geringe Tendenz
zur Kondensation zeigt, so daß daher den resten Teilchen eine relativ geringe Verdampfungswärme
zugeführt wird.