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Verfahren und Vorrichtung zum Aufschließen zerkleinerter Stoffe zu
Brennereizwecken.
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Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Aufschließen zerkleinerter
stärkehaltiger und/oder zuckerhaltiger Stoffe zu Brennereizwecken unter Wärme zufuhr
und Druck, gegebenenfalls mit Zusatz von Enzyniträgern.
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Hierunter sind Brennereirohstoffe im weitesten Sinne zu verstehen,
wie Kartoffeln und die verschiedenen Getreidearten sowie andererseits Rüben, insbesondere
Zuckerrüben, Obst, Melasse od.dgl.
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Der Aufschluß dieser Stoffe soll die im allgemeinen in den Zellen
vorliegende Stärke bzw. den Zucker freilegen
und der Einwirkung
der zur Wirkung gelangenden Enzyme zugänglich machen. Die Stärke wird dabei zunächst
gelöst und verzuckert. Dies geschieht bevorzugt durch Dämpfen und anschließendes
Ausblasen aus dem Dämpfer, umg durch die dabei erreichte Druckentlastung den Zellverband
zu zerstören. Dieses seit langem übliche Verfahren erfordert einen hohen Energiebedarf.
Die Wärmeenergie geht in Form von Wrasendämpfen verloren, und die Temperatur der
siedend ausgeblasenen Masse muß unter zusätzlichem Aufwand auf die Anstelltemperatur
des Gärbehälters abgekühlt werden.
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Demgegenüber bringt das Reibselverfahren, nach welchem die stärkehaltigen
Rohstoffe fein zerkleinert in den Maischbottich gebracht werden, bereits eine erhebliche
Energieersp nis mit sich.
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Die Erfindung geht davon aus, daß die aufzuschließenden Stoffe zuvor
zerkleinert, d.h. die Rohkartoffeln bzw.
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Rüben gerieben bzw. die Getreidearten zu Mehl gemahlen werden, und
sie bezweckt ein Verfahren zu schaffen, das zum einen noch weniger Raum beansprucht
und zum anderen einen höheren wärmewirtschaftlichen Wirkungsgrad aufweist.
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Erfindungsgemäß werden die aus einem Mischbehälter entnommenen aufzuschliessenden
Stoffe auf dem Wege zu mindestens einer Verweilstelle durch die aus diesem ausgetragene
aufgeschlssene Maische im Gegenstrom etwa auf die AufachlieB-temperatur
erwärmt
und umgekehrt die aufgeschlossene Maische etwa auf die Anstelltemperatur der anschließenden
Gärung gekühlt.
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Diese Maßnahme hat zur Folge, daß die zum Aufschluß zugeführte Wärmeenergie
zum großen Teil wiedergewonnen wird und nicht mehr, wie bisher, verlorengeht. Zum
anderen ermöglicht dieses Verfahren durch die Anwendung der Gegenstrom-Erwärmung
bzw. -Abkühlung einen praktisch kontinuierlichen Betrieb, der auch an den Verweilstellen
nicht unterbrochen zu werden braucht, da im gleichen Maße, wie an der einen Seite
aufzuschließende Stoffe zugeführt, die aufgeschlassene Maische an der anderen Seite
der Verweilstelle entnommen wird. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen,
die noch notwendige Aufwärmung der Verweilstelle, z.B. durch Zufuhr von Dampf oder
andere Energie, vorzunehmen.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, der aufgeschlossenen Maische in
einer weiteren Verweilstelle die Verzuckerung bewirkende Zusätze, wie Enzymträger'
z.B. gemahlenes Grünmalz, Darrmalz od.dgl. zuzufügen.
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Die Erfindung bringt darüberhinaus auch eine Vorrichtung
zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Vorschlag, und zwar besteht diese
darin, daß zwischen dem Mischbehälter für die aufzuschließenden Stoffe und dem die
aufgeschlossene Maische aufnehmenden Behälter mindestens eine Verweilstelle und
ein Wärmetauscher angeordnet und die Zuleitung zu sowie die Ableitung von der Verweilstelle
durch den Wärmetauscher geführt ist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zwei einander nachgeschaltete
Verweilbehälter und zwei Wärmetauscher vorzusehen, wobei die Zuleitung zur ersten
Verweilstelle nacheinander in Gegenstrom zu der Ableitung aus der zweiten Verweilstelle
durch den ersten Wärmetausoher und anschließend im Gegenstrom zu der Ableitung aus
der ersten Verweilstelle durch den zweiten Wärmetauscher geführt ist. Diese Anordnung
kann in entsprechender Weise auch mit mehr als zwei Verweilstellen und Wärmetauschern
vorgesehen werden.
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Die Vorrichtung bildet gewissermaßen ein geschlossenes System mit
Pumpen zwischen dem Mischbehälter und dem ersten Wärmetauscher, zwisahen der ersten
Verweilstelle und der zweiten Verweilstelle und zwischen dieser und dem zweiten
Wärmetauscher. Die aufzuschließenden Stoffe gelangen nach der Erwärmung durch die
aus der ersten
Verweilstelle austretende Maische etwa mit einer
Temperatur von bis zu 800 C in die eine Verweilstelle, wo sie auf die Jeweils gewünschte
Aufschließtemperatur, vorzugsweise durch Dampfzufuhr, erwärmt werden. Nach Austritt
aus der Verweilstelle geben sie so viel ihrer Wärme ab, daß sie etwa mit einer Temperatur
von 55 - 600 C in die nachgeschaltete weitere Verweilstelle gelangen und, nach Austritt
aus diesem, im nachgeschalteten Wärmetauscher wiederum so viel Wärme verlieren,
daß sie etwa noch eine Temperatur von 20 - 300 C aufweisen. Die Erreichung der Gärtemperatur
kann auch durch einen nachgeschalteten weiteren Wärmetauscher oder andere Kühlung
g.sohehsn.
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Zum Wärmeaustausch stehen die verschiedensten bewährten Wärmetauscher,
wie z.B. Spiral-Wärmetauscher oder die verschiedenen Rohrsysteme und Plattentauscher,
zur Verfügung.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der erfindung ergeben
sich aus der folgenden Besehreibusg einer bevorzugten usführungsform anhand des
in der Zeichnung wiedergegebenen schematischen Stammbaums einer Anlage.
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Die geriebenen Rohkartoffeln oder Reben bzw. die zu Mehl verarbeiteten
getreideartigen 3rennereirohstoffe worden mit der nötigen Menge Wasser und gegebenenfalls
Enzymen
dem Mischbehälter 1 aufgegeben, von wo sie kalt entnommen werden. Mittels der Pumpe
2 werden die aufzuschließenden Stoffe durch den Wärmetauscher 3 und nach diesem
durch den weiteren wärmetauscher 4 geführt. Nach entsprechender Erwärmung auf etwa
75 - 800 C gelangen sie in die Verweilstelle 5, die zweckmäßig ein REhrwerk aufweist,
aber auch aus einem Rohrsystem od. dgl.
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bestehen kann. In dieser Verweilstelle erreicht das aufzuschließende
Gut durch temperaturgesteuerte Energiezufuhr die gewünschte Aufschließtemperatur.
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Die der Verweilstelle 5 nachgeschaltete Pumpe 6 führt die weitgehend
aufgeschlossene Maische durch die Ableitung 7 dem Wärmetauscher 4 zu, den sie im
Gegenstrom zu den aufzuschließenden Stoffen durchstrdst Bei geschlosjenem System
kann diese Pumpe auch entfallen. Die Maische gelangt dann in die weitere Verweilstelle
8. Sie hat dann etwa eine Temperatur von 55 - 600 0. Hier wird die erforderliche
menge von ß-Enzymen mit Hilfe eines Dosiergefäßes 14 zugesetzt. Mittels der Pumpe
9 wird die Maische aus der Verwoilstello 8 durch deren Ableitung 10 im Gegenstrom
zu den aufzuschließen den Stoffen durch den Wlrmetauscher 3 geführt und gelangt
schließlich mit einer Temperatur von beispielsweise 25 - 300 C duroh die leitung
11 in den nicht dargestellten Gärbehälter0 Aus dem Dosierbehälter 12 worden durch
die Leitung 13
die gegebenenfalls erforderlichen Enzymträger, z.B.
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in Form von Darrmalz, Grünmalz od.dgl., dem Mischbehälter 1 oder durch
eine Dosierpumpe den aufzuschließenden Stoffen zugeführt. Ein weiterer Dosierbehälter
14 ist der Verweilstelle 8 zugeordnet, so daß auch hier Enzyme der Maische zugesetzt
werden können.
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Die Wärme zufuhr zu dem Verweilbehälter 5 erfolgt durch die Leitung
15. Bei Inbetriebnahme wird das System mit Warmwasser gefüllt und bis Erreichen
des Betribszustandes gefahren.