DE1932098A1

DE1932098A1 - Verdampfer

Info

Publication number: DE1932098A1
Application number: DE19691932098
Authority: DE
Inventors: Grandadam Albert Rene
Original assignee: S I C E R SOC IND ET COMMERCIA
Current assignee: S I C E R SOC IND ET COMMERCIA
Priority date: 1968-06-26
Filing date: 1969-06-25
Publication date: 1970-04-16
Also published as: ES369115A1; FR1590634A; BE734850A; NL6909879A; US3622387A; GB1239140A

Description

Patent- und Hgm·-Anmeldung in Deutschland Anm.s S.I.C.E«R. Soolete Industrielle et Commerciale » D'Etudes et de Realisation / Frankreich

Verdampfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdampfer, insbesondere auf einen Heizapparat zum laufenden Kochen, wie er in der Zuckersiederei und Zuckerraffinerie zum Kristallisieren des Zuckers durch Konzentrieren von zuckerhaltigen Lösungen oder gekochten Massen verwendet wird.

Eine der Verfahrensstufen bei der Herstellung von Zucker besteht darin, dass ein Teil von zuckerhaltigem Sirup durch Verdampfen konzentriert wird, bis man eine Grundlage von gekochter Masse enthält, die aus einer übersättigten Lösung besteht, worauf die Grundlage der gekochten Masse, in einem weiteren Verfahren mit Kristallisationskannen versehen wird und der Rest des Sirups in den Verdampfer gegeben wird, wo er konzentriert wird, sodass er mit Hilfe der eingeführten Kristallisationskerne auskristallisiert.

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Poitidieakonto Nürnberg 882 60 — Bayeriiche Vereinsbank Nürnberg 20 58553

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Die am meisten verbreiteten Kochapparate bestehen aus einem Hohlzylinder,auf dessen Boden ein Bündel 4sfe, von Heizröhren angeordnet ist. Der Sirup tritt durch den Boden des Hohlzvlinders ein und wird durch Wärme tausch erhitzt, Ms er in den Röhren zirkuliert· Der Dampf entweicht durch den oberen Teil der Vorrichtung» während sich die gekochte Masse in der Vorrichtung ansamelt. Das Niveau der gekochten Masse steigt dabei in der Vorrichtung in dem Mass an, wie sie zugeführt wird und übersteigt natürlich erheblich den obersten Teil des Röhrenbündels. Wenn die Vorrichtung voll ist, zieht man die gekochte und so konzentrierte Masse durch eine Ablaufleitung ab.

Das Ansammeln der gekochten Masse über dem Röhrenbündel ist nachteilig, weil es die Zirkulation im Köhrenbündel abbremst, wodurch die Ausbeute des Verdampfungsprozesses erheblich vermindert wird.

Dazu kommt noch, dass sich vorzugsweise v/irbel bilden, welche ganz erheblich die Homogenität der gekochten Masse beeinträchtigen. Die Homogenität ist aber erforderlich, damit Zuckerkrxstalle der gleichen Grosse erzeugt werden.

Zum Verbessern der Ausbeute und Vermindern der Heterogenität der gekochten Masse, hat man verschiedene Lösungen empfohlen. Eine davon besteht darin, dass die Geschwindigkeit der Zirkulation der gekochten Masse beschleunigt wird, insbesondere dort, wo sie sich längs der Heizflächen bewegt, wobei dies entweder

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durch entsprechende Einbauten oder durch Beschleunigungseinrichtungen, die beispielsweise mechanisch arbeiten können, erfolgt.

Diese Lösungen sind kostspielig und ergeben nur einen mittel mässigen Erfolg, weil eine veränderliche hydrostatische Belastung oberhalb des Rohrenbündels nicht vermieden, sondern nur vermindert werden kann, übrigens hat man festgestellt, dass die Ausbeute dieses Verdampfungsvei·- fahrens stets gering bleibt.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile mit Hilfe einer Kochvorrichtung zu vermeiden, welche eine schnelle und regelmässige Zirkulation der gesamten gekochten Masse bewirkt, sowie die Verbesserung der Ausbeute der Verdampfung und der Homogenität der gekochten Masse·

Diese Verdampfer oder Kochapparate für ein Produkt , wie beispielsweise Sirup, insbesondere für die Zuckersiederei und -raffinade besteht aus einem Bündel von innen beheizten Bohren und weist insbesondere das Merkmal auf, dass das Röhrenbündel erheblich über dem Boden des Verdampfers und in einem Gefäss angeordnet ist, welches den Einlass des Sirups durch einen Überlauf mit dem unteren Teil des Verdampfers verbindet, wobei das Jefäss Mittel aufweist, um seinen unteren Teil mit dem unteren Teil des Verdampfers zu verbinden, sowie eine Vorrichtung, welche das Produkt von dem unteren Teil des Verdampfers aus durch das Gefäss hindurchtreibt.

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Man sieht also, dass die gekochte Masse jetzt keinen Druck mehr auf das Heizröhrenbündel ausübt, welcher der Zirkulation der Masse in ihrem Inneren entgegen wirkt. Man sieht ferner, dass die getrennten Wege von auf- und absteigenden Strömen von gekochter Masse durchflossen werden und dass man weisj wie diese gelenkte Zirkulation verläuft, sowie dass sie sehr günstig auf die Homogenität der gekochten Masse einwirkt, bis auf diese Weise jedes Teil der gekochten Masse und nicht nur immer die gleichen bevorzugten Masse-Fäden erwärmt werden.

Nachfolgend werden die Vorteile und Merkmale der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert» Eszeigen:

Die Pig, 1, 2, J>, 5 und 7 Schnitte durch fünf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung·

Fig. 4 Eine Aussenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit teilweise abgenommenen Wänden«

Fig. 6 Das Rührwerk nach Fig. 5 in grösserem Masstab,

Fig. 8 Eine Anlage, die aus drei zusammengeschalteten Kochapparaten der Erfindung besteht.

Der Verdampfer oder Kochapparat nach der Erfindung, der in Fig. 1 dargestellt ist, kann beispielsweise zum konzentrieren von gekochten Massen für die Zuckersiederei verwendet werden. : . ■

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Er besteht aus einem Hohlzylinder 1, der mit Zuleitungen 2 a und 2 b, die von einer Pumpe ρ herkommen und mit einer Ableitung 3 versehen ist. Zwischen den Röhren 4 des Röhrenbündels 5_; das in dem in der Mitte angeordneten Gefäss 6 des Hohlzylinders 1 angeordnet ist, zirkuliert ein erhitztes Medium_; das bei 7 eintritt und bei 8 austreten kann. Das Röhrenbündel 5 weist ferner eine Leitung 9 zum Abziehen des Kondensats und eine Leitung 10 zum Reinigen auf.

Das Röhrenbündel 5 ist mit Hilfe von Konsolen 12 in wesentlichem Abstand über dem Boden 11 des Hohlzylinders 1 angeordnet und mit Hilfe von isolierenden Aussenwandungen, die außhDoppelwandungen sein können, mit dem Gefäss 6 verbunden, welches seinerseits auf den Konsolen 13 aufliegt, die an der Innenseite der Wandung des Hohlzylinders 1 angeordnet sind. Im aussen angeordneten unteren Teil 14, das sich bis zum Boden der Umhüllung erstreckt, kann ein Rührwerk 15 angeordnet sein. Der Rauminhalt des Teiles 14 beträgt beispielsweise zwischen 4θ fels 6θ % des gesamten Inhalts des Verdampfers. Der obere Rand des Rohrbündels 5 steht zum Zweck des Überlaufes mit dem unteren Teil 14 des Hohlzylinders 1 in Verbindung, der seinerseits wiederum mit dem unteren Teil 16 des Gefässes 6 und schliesslich mit der Ab- · lassleiztung j5 in Verbindung steht. Die Wandungen 29 des Röhrenbündels bzw. des Gefässes 6 längsdehnender Überlauf der Masse erfolgt, bestehend aus isolierendem Werkstoff oder sind als Doppelwandungen ausgebildet.

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Der untere Teil des Gefässes 6 steht mit dem Einlauf 2 a in Verbindung und ist mit einer Vorrichtung 17 versehen, die entweder eine Pumpe, eine Schraube oder eine archimedische Spirale sein kann und den Zweck hat, die Masse vom unteren Teil 14 durch das Röhrenbündel 5 zu treiben. Unterhalb des Röhrenbündels 5 ist ein Verteiler 18 angeordnet»

Über dem Röhrenbündel 5 ist eine Brause 20 angeordnet, die mit der Zuleitung 2 b verbunden ist, während im oberen Teil des Mantels eine Dampf-Ablassleitung 21 und ein Zucker-Abscheider 22 angeordnet sind.

Die Punktion.des Verdampfers ist folgende.

Zu Beginn des Betriebs ist die Auslassleitung j5 geschlossen und es wird durch die Einlassleitung 2a eine kleine Menge Sirup eingeführt, die konzentriert uerden soll. Dieser Sirup gelangt.dann in den unteren Teil 16 aes Gefässes 6 und wird durch die Vorrichtung 17 nach oben gefördert und in aas Röhren-" DÜnaei 5 geleitet, v/o er durch den Verteiler Io gleicihrnässig vorteilt wird.

Der Sirup wird im Röhrenbündel 3 konzentriert, wo er Dampf verliert, der durch die Ablassleitunr 21 entweicht.

Die gekochte Masse übersteigt das Röhrenbündel, durchfliesstden Überlauf und fliesst dann in den unteren Teil 14, von wo sie wieder in den unteren

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Teil 16 des Gefässes gelangt und schliesslich wieder in das Röhrenbündel 5 zurück geführt wird.

Man lässt so die gekochte Masse im unteren Teil ansteigen, bis sie praktisch die höchste Höhe des Röhrenbündels erreicht hat. In diesem Stadium ist es zweckmässig, die weitere Zufuhr von frischem Sirup durch die Brause 20 durchzuführen, die mit der Einlassleitung 2 b verbunden ist.

In dem in Fig. 2 dargestellten Verdampfer ist das Röhrenbündel 5 in der Mitte des Gefässes 6 angeordnet, das am Umfang mit dem Überlauf verbunden ist. Das Gefäss weist im Innern eine kleine Heizvorrichtung auf, welche das schnelle Erhitzen eines Teiles der Kochmasse ermöglicht, wobei nur eine kleine Menge Sirup verwendet wird.

Der untere Teil 1^ des Hohlzylinders 1 und der untere Teil 16 des Gefässes 6 sind durch ein Rohr 2Ö mit-einander verbunden.

Der Verdampfer ist ferner mit einem Heizmantel Jo ausgerüstet, der im unteren Teil 14 und am GefMss 6 angeordnet ist, sowie mit Heizelementen 23, 'welche beispielsweise Dampf in den unteren Teil einleiten.

Ferner sind an der Unterseite des Röhrenbündels 5 Hindernisse 2^ angeordnet und über dem Röhrenbündel Hindernisse 2?, die beispielsweise aus gelochten Platten bestehen.

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Die Funktion dieses Verdampfers ist ähnlich wie diejenige des Verdampfers nach Pig. 1, es wäre denn:

a Dass das erste Überlaufen der gekochten Masse vom Röhrenbündel 5 in das Gefäss 6 statt findet. Wenn das Gefäss voll ist, erfolgt ein zweites Überlaufen der gekochten Masse vom Gefäss 6 in den unteren Teil 14· Dabei dienen die Hindernisse 25 dazu, die beiden fc Ströme der gekochten Masse zu trennen, während die

Hindernisse 24 die Aufgabe haben, vorzugsweise den Strom der gekochten Masse, der durch das Überlaufen hervorgerufen wird und in das Gefäss 16 gelangt, in grösserem Ausmass in das am Umfang angeordnete Röhrenbündel zu leiten, als in das in der Mitte angeordnete Rohr«

b Dass ein Teil der gekochten Masse, die sich im unteren Teil 14 ansammelt, in das Gefäss 6 zurück geführt wird (wie,das bei dem Verdampfer bei Pig.1 der Fall ist), wobei dieser Teil in der Rohrleitung 2o zirkuliert die speziell zu diesem Zweck vorgesehen

ist. .. ■

Wie Pig. J5 zeigt, ist das Röhrenbündel 5 an Utnfan" des Gefässes 6 angeordnet, wobei sein mittlerer Teil mit dem Überlauf verbunden ist. Dieser verbindet seinen Urr.f-?.!>'- rr.it. den unteren Teil 14.

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Ferner ist ein Zirkulator 26 vorgesehen um das Durchströmen der gekochten Masse durch das Röhrenbündel 5 zu beschleunigen, welche in das Gefäss 6 übergelaufen ist.

Es ist ferner zu sehen, dass der untere Teil 16 des Gefässes 6 ebenso wie die Ablassleitung 3 exzentrisch zur Achse des Verdampfers angeordnet sind und zwar in der Weise, dass Platz für die Welle eines Zirkulators oder für eine andere Rührvorrichtung verbleibt.

Eine solche Vorrichtung ist in Pig. 5 dargestellt und mit 17 bezeichnet. Sie hat die Aufgabe das Produkt vom unteren Teil 14 aus durch das Gefäss hindurchzudrücken. Dabei ist der Zirkulator 26 auf der gleichen Welle 29 befestigt.

Die Vorrichtung 17 und der Zirkulator 26 können aber auch auf zwei konzentrischen Wellen 29 a und 29 b angeordnet sein, welche durch zwei Motoren 30 a und 30 b angetrieben sind, wie dies in Pig» 6 dargestellt ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit verschiedenen Geschwindigkeiten anzutreiben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Welle 29 im unteren Teil des Verdampfers gelagert. Das ist deswegen vorteilhaft, weil dadurch vermieden wird, die Lager im Innern des Verdampfers anzuordnen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Welle 32 der Vorrichtung zum Durchtreiben der Masse vom unteren

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Teil aus durch das Gefäss ebenfalls am unteren Teil des Verdampfers angeordnet, während die Welle 31 des Zirkulators im oberen Teil des Verdampfers gelagert ist·

Ferner ist der unte~ 3 Teil 14 des Verdampfers durch die Kammer J>K abgeteilt, die sich über dem Röhrenbündel befindet und mit dem unteren Teil 14 durch einen Überlauf in Form einer Leitung 37 verbunden ist, die sich ausserhalb des Verdampfers erstreckt und mit einem Ventil versehen ist·

Die Vorrichtung nach Figur 4 weist ein Hauptröhrenbündel 5 a und ein Hilfs-Röhrenbündel 5 b auf. die mit samt ihren Gefässen 6 a und 6 b unabhängig voneinander sind. Diese AusfUhrungsform des Verdampfers nach der Erfindung erleichtert die Gewinnung einer Grundlage an gekochter Masse mit Hilfe einer geringen Menge von Sirup·

Wie in Figur 8 dargestellt, ist es auch möglich, eine Anlage zur Konzentration von Sirup dadurch herzustellen, dass mehrere, beispielsweise drei Verdampfer nach der Erfindung, in Serie zusammengeschaltet werden·

Diese Einrichtung besteht aus einem ansteigenden Dampfrohr 27, für alle drei Verdampfer A,B, C. Die Ablass-'leitung 3 A ist verbunden mit der Eintrittsleitung 2 B und die Ablassleitung 3 B ist verbunden mit der Eintrittsleitung 2 C, wobei, die Verbindung mit Hilfe von Pumpen Ρλ und P_ß hergestellt wird· Die gekochte Masse wird allmählich in dem Ausmass konzentriert, wie sie

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vom Verdampfer A zum Verdampfer B und dann zum Verdampfer C gelangt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten beschriebenen Ausführungsbeispi'ele beschränkt, welche lediglich zur Darstellung ausgewählt wurden.

Insbesondere ist sie nicht beschränkt auf die Form oder die Anordnung des Röhrenbündels, welches aus Höhren oder aus Platten hergestellt sein kann, die geneigt, horizontal oder vertikal verlaufen und welche kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten·

Sämtliche im Text und in den Zeichnungen dargestellten Merlanale und ihre Kombinationen sind erfindungswesentlich, soweit im Text nicht das Gegenteil behauptet ist.

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Claims

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Nürnberg, den 24. Juni I969 ~4$~ Bu.-Sp.

Betr«;

Patent- und Hgm.-Anmeldung in Deutschland " Verdampfer "

Anm.: S.I.C.E.R. Societe Industrielle de Commerciale d¹Etudes et de Realisation / Prankreich

Patentansprüche

1. Verdampfer oder Kochapparat insbesondere für Zuekersiedereien und -raffinerien, bestehend aus einem Bündel von innen beheizten Röhren, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel erheblich über dem Boden (11) des Verdampfers und in einem Gefass (6) angeordnet ist, das mit dem Einlass 2 a und durch einen Überlauf mit dem unteren Teil (14) des Verdampfers in Verbindung steht und Mittel aufweist, welche seinen unteren Teil (16) mit dem unteren Teil des Verdampfers verbinden, sowie eine Vorrichtung (17) welche dazu dient die gekochte Masse vom unteren Teil des Verdampfers aus durch das Gefass hindurchzutreiben.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Durchtreiben der gekochten Masse durch das Gefäss eine Pumpe, ein Zirkulator, eine Schraube oder eine archimedische Spirale ist·

3. Verdampfer .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss (6) in der Mitte des Verdampfers"(1)

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und der untere Teil des Verdampfers um dessen Um fang herum angeordnet 1st.

²U Verdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Röhrenbündel in der Mitte des Gefässes angeordnet ist und am Umfang mit dem Überlauf in Verbindung steht.

5. Verdampfer nach Anspruch 1, da&irch gekennzeichnet, dass das Röhrenbündel am Umfang des Gefässes angeordnet ist, wobei der mittlere Teil mit dem Überlauf in Verbindung steht, während ein Zirkulator (26) vorgesehen ist um den Kreislauf der gekochten Masse vom unteren Teil des Gefässes durch das Röhrenbündel hindurch zu beschleunigen.

6. Verdampfer nach den Ansprüchen 2 und- 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1?') zum Durchtreiben der gekochten Masse vom unteren Teil des Verdampfers durch das Gefäss hindurch und der Zirkulator (2b) auf der gleichen Welle (29) angeordnet sind.

7«. Verdampfer nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Durchtreiben dor gekochten Masse von dem Teil unterhalb des . Verdampfers durch das Gefäss hindurch und der Zirkulator auf zwei konzentrisch angeordneten Wellen (29 a und 29 b) .angeordnet und durch zwei Motoren a und ~j>0 h) angetrieben sind.

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8. Verdampfer nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle oder die Welllen am unteren Tuil des Vordampfers aussen gelagert sind.

9· Verdampfer nach den Ansprüchen 2 und 5_t dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (32), der Vorricntung zum Durchtreiben der Masse vom unteren Teil aus durch das Gefäss am Verdampfer unten und ausson angeordnau ist, wUhrend die Welle (31) des Zirkulators mit dorn oberen Teil des Verdampfers in 'Eingriff ist.

Io. Verdampfer nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen des Ilöhrenbündels längs denen die gekochte Masse überläuft, aus isolierendem Werkstoff oder aus einer doppelten Wandung bestehen.

11» Verdampfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet; durch eine Brause (f.o) , die mit der .iinlasslei-cung verbunden und oberhalb des Röhrenbündels (p) angeordnet ist.

12, Verdampfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rührwerk (15) und/oder eine Heizvorrichtung (23) die im unteren Teil des Verdampfers angeordnet sind.

13, Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;, dass das Rchrenbündel (5) aus einem Hauptteil (5a) und einem Hilfsteil (5b) besteht, die zusammen "mit ihren entsprechenden "Gefässen (6a) und (ob) unabhängig voneinander sind.

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Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassleitung zur Achse derart angeordnet ist, dass Plata für den Durchhang der Welle eines Zirkulators oder eines Rührwerks frei bleibt·

Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch -i dass der untere Teil des Verdampfers von lern Raum abgetrennt ist, welcher sich über dem hohrer.bündel befindet, wobei er aber mit ihn, durch eine Leitung verbunden ist, die sich aunserhalb des Verdampfers erstreckt und mit einem Ventil (31"O versehen ist.

Verdampferanlage, dadurch -;eken!"i;;e lehnet ^, α iss sie aus mehreren Verdampfern nach den Ansprachen 1 bis 13 besteht die in Serie zusammenceschaltet sina.

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