DE1942136A1

DE1942136A1 - Verfahren zur Behandlung von gemaischtem Zucker

Info

Publication number: DE1942136A1
Application number: DE19691942136
Authority: DE
Inventors: Ferney Francis Xavier
Original assignee: Bird Machine Co Inc
Current assignee: Bird Machine Co Inc
Priority date: 1968-08-20
Filing date: 1969-08-19
Publication date: 1970-02-26
Also published as: FR2016986A1; US3575709A; GB1268972A; BE737639A; NL6912713A

Description

BIRD MACHINE COMPANY, SOUTH WAL POLE, Mass./USA

Verfahren.zur Behandlung von gemaischtem Zucker

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Behandlung von. gemaischten Zuckerkristallen, zur Entfernung von Oberflächenverunreinigungen von den' Kristallen durch Abreiben, Waschen und Flüssigkeitsentzug.

Während der verschiedenen Behandlungsstufen von
Zucker ist es notwendig, das Magma von Zuckerkristallen innerhalb des Zuckersirups so zu behandeln, daß die Oberflächenverunreinigungen der Kristalle entfernt wer-

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den, worauf anschließend der Sirup von den Zuckerkristäilen getrennt und von den Oberflächen der Kristalle der' Sirup weggewaschen wird_e Die bisher bekannten Verfahren bestehen darin, daß die Zuckerkristalle einer Bürstenwirkung ausgesetzt werden, wodurch nur zu einem beschränktem Maße die Oberflächenverunreinigungen entfernt werden. Die anschließende Entfernung des Sirups ^ war bisher nicht zufriedenstellend. Schließlich waren große Flüssigkeitsinengen notwendig, um den verbleibenden Sirup von den Zuckerkristallen wegzuv/aschen, wobei eine sehr große Zuckermenge während des -WasChVorgangs weggewäschen wurde, was relativ teuere Rückführzyklen notwendig machte. -~-

- Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Behandlung von gemaischtem Zücker zu schaffen, bei welchem die Reinigung der Oberflächen der Zuckerkristalle verbessert ist und nur eine geringe Zukkermenge von den Kristalloberflächen aufgelöst wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

a) Magma kontinuierlich einem Rotationsfugengehäuse, zugeführt wird, wodurch sich eine ringförmige Flüssigkeitsschicht innerhalb derselben bildet, ■" , -

b) daß durch die Zentrifugalbewegung alle oder die meisten Zuckerkristalle des Magmas von der Flüssigkeit unter Ausbildung einer an der Innenoberfläche des Zentrifugengehäuses gebildeten Kristallschicht getrennt werden,

c) daß die Flüssigkeit von der ringförmigen Kristallschicht entfernt wird, wobei das Flüssigkeitsvolumen im wesentlichen konstant bleibt,

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■d) daß die Zuckerkristalle innerhalb der Flüssigkeitsschicht durch Aneinanderdrücken und Aneinanderreiben entlang der Überfläche des Zentrifugengehäuses über einen genügend langen Zeitraum gelassen werden, damit ein wesentlicher Teil der Verunreinigungen innerhalb der Flüssigkeit der Flüssigkeitsschicht aufgenommen werden,

e) daß das Kristallbett auf der Flüssigkeitsschicht entlang eines axial geneigten Trocknungsabschnittes des Zentrifugengehäuses zur Aufrechterhaltung des Gegeneinanderdrückens und —reibens entlang der Oberfläche des Trocknungsabschnittes geführt werden, wodurch ein wesentlicher Teil der Flüssigkeit von dem Kristallbett zurück in die Flüssigkeits"schicht gedrückt werden, f.) "daß das Kristallbett von dem Bereich geringeren Durchmessers des Trocknungsbereiches einem Auslaßende eines zylindrischen Gitterteils unterAufrechterhaltung der^Reibung der Kristalle gegeneinandei¹ gegen die innere Überfläche des Gitterteiles einem Auslaß zugeführt werden, wobei weiterhin Flüssigkeit von dem Kristallbett durch das zylindrische Gitterteil abgeleitet ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigenr

Fig« 1 eine schematische Darstellung eines typischen Verfahrens zur Raffinierung von Zuckerrohr} und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Zentrifuge, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ■ verwendbar ist.

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Die Verfahreneschritte für die Behandlung des Zukkers für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- . rens zur Reinigung der Zuckerkristalle und Abtrennung von dem Sirup sind bei den verschiedenen Zuckersorten wie folgt;

1. Roher Rohrzucker; Nach dem Verpressen,"" Reinigen, Verdampfen und der Kristallisation wird innerhalb eines Sirups ein Magma von Zuckerkristallen erzeugt, das anschließend zur Reinigung der Kristalle und Abtrennung von dem Sirup weiterverarbeitet werden muß.

2. Raffinierter Rohrzucker; Das Affinadeηverfahreη ist zur Durchführung"des erfindüngsgemäßen^VerfahriErns geeignet. JEs besteht aus der Kristallisation, einer heißen Vermischung und der yerarbeitüng des~ $lgmßt. ergebe ndeh gemaischten ZückersY worauf die Zucke^kristal-Ie gewaschen und von dem Sirup abgetrennt werdeηV

3. Rübenzucker; In den späteren Verfahrensstüfen der iRaffinierung.des Rübenzuckers wird gemäischtier Zucker innerhalb des Zuckers abgeleitet. Das, Waschen der ^ Kristallei und die Abtrennung von dem.Sirup rißt dann notwendige - - . .-~"&-

Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung soll d-ieselbe im folgenden während des AffinadeηVerfahrens für die Raffinierung von Rohrzucker ^beschrieben se in'» Es "soll jedoch verstanden sein, daß das vorliegende Verfahren ebenfalls für die anderen Anwendungsfälle geeignet ist»

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Wie dies'in Fig. 1 dargestellt ist, wird während des Affinadenverfahrens Rohzucker und Affinadensirup einem heißen Mischer zu gleichen Teilen zugeführt, wobei der Sirup ungefähr auf 6Q⁰G vorgewärmt wird. Das gegenseitige Aneinanderstoßen der Zuckerkristalle in— nerhalb des Heißmischers erzeugt eine ReiLigungswirkung, wodurch an den Kristalloberflächen haftende feste und flüssige Verunreinigungsstoffe entfernt werden. Diese entfernten Verunreinigungen werden dann innerhalb des Affinadensirups aufgelöst bzw. suspendiert und während der folgenden Behandlung weggeführt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist es sich als möglich, Zuckersirupe mit wesentlich geringerem Zuckergehalt wirtschaftlich zu behandeln als dies mit den bisherigen Verfahren möglich war. Es hat sich dabei herausgestellt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Aftinadensirupe mit einem Zuckergehalt von nur 40 bis 50 Brix behandelt werden können, während mit dem bisher bekannten Verfahren ?ü Brix als die untere Grenze angesehen worden sind. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens wird demzufolge nicht nur weniger Sirup benötigt, sondern auch die Wirtschaftlichkeit beim Reinigen erhöht, da die Reinigung in weniger konzentriertem Magma größer ist, so daß in vielen Fällen eine Wiederverinischung vermieden werden kann.

Nach der Heißvermischung wird die Abtrennung der Zukkerkristalle von dem Affinadensirup vorgenommen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Zuckerkristalle unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft weiterhin gegeneinander gestoßen, wodurch die Abriebwirkung verlängert wirdο Während des weiteren Aufeinanderstoßens der

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Zuckerkristalle wird anschließend der frei fließende Sirup von den Zuokerkristallen abgelassen und der verbleibende Sirup von den Zuckerkristallpberflachen entfernt,

Ss ist festgestellt worden, daß bekannten Zentrifugen unter Aufrechterhaltung bestimmter Betriebsparameter zur Durchführung dieser Verfahrensschritte anschließend an die Heißvermischung verwendbar sind* In Fig. 2 ist eine derartige Zentrifuge im Längsschnitt dargestellt.

Die in Fig. 2 dargestellte Zentrifuge besteht aus einem Gestell 10γ an welchem an einem Ende ein Arm 12 angeordnet ist, der ein starres Zufuhrrohr 14 mit einem Einlaß 16 trägt, durch welches das Magma zugeführt wird. Um die Mittelachse der Zentrifuge ist ein Zentrifugengehäuse 18 drehbar, gelagert, -^as Zentrifugengehäuse 18 besteht aus einem nicht perforierten zylindrischen Teil 20, einem nicht perforiertem, konischen Teil 22 und einem zylindrischen Gitterteil

Innerhalb des Zentrifugengehäuses 18 ist konzentrisch' eine Transporteinrichtung 26 drehbar gelagert, die aus einem Hohlzylinderkern J>0 besteht, auf welchem gewinde- ~" förmige Bleche 28 befestigt sind* Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Transporteinrichtung 26 ein doppeltes Gewinde mit einer etwa 13 cm betragenden Sjteigung auf. Das Zuführrohr 14 erstreckt sich in das Binere des Hohlzylinderkerns 30, der mit Öffnungen 32 versehen ist, durch welche das Magma von dem Zuführrohr 14 in-das innere der Zentrifugengehäuse 18geleitet wird. Innerhalb des Zuführrohres 14 ist konzentrisch ein Rohr 34 angeordnet, durch welches Waschflüssigkeit in eine innerhalb des Hohlzylinderkerns 30 angeordnete mit Auslaßdüsen versehene Kammer einführbar ist,

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Has Zentrifugengehäuse 18 und die Transporteinrichtung 26 werden durch einen in Fig« 2 *uf der linken Seite angedeuteten Antriebsmechanismus in gleicher Drehrichtung, jedoch mit verschiedenen Antriebsgeschwindigkeiten angetrieben,wobei die Transporteinrichtung im Vergleich zu dem Zentrifugengehäuse 18 langsamer rotiert* Aufgrund dieser Anordnung wird an der Innenoberfläche des kentrifugengehluses.18 wird eine Schicht von festen Teilchen von dem Zuführrohr 14 _r gemäß fig·2-d,h. in Richtung des Auslaßendes für die Festkörper -■ befördert,

um die Außenseite des Zentrifugengehäuse 19 ist ein Gehäuse 36 angeordnet, welches mit einer Festkörperabführöffnung 38 und einer Flüssigkeitsabführöffnung 4O versehen ist. Ein bekanntes Ablenkblechsystem'dient dazu, die Festkörperabführung von der Flüssigkeitsabführung und die Flüssigkeitsabführung von den Teilen 20, 22, 24 zu trennen. Zu diesem Zweck sind ringförmige Ab-.lenkbleche 4b, 48, §0 an der Innenseite des Gehäuses 36 befestigt, die in räumlicher Zuordnung zu entsprechenden an der äußeren Oberfläche des Zentrifugengehäuses 18 befestigten Ablenkblechen 46·, 48', 50' stehen. Sollte dies gewünscht sein, so kann an der Innenseite des Gehäuses 36 ein zusätzliches Ablenkblech 52 und Auslässe 54 und 56 vorgesehen sein, um die Flüssigkeitsabführung von den verschiedenen Elementen des Gitterteiles 24 zu trennen« "

Wenn das Magma in das Zentrifugengehäuse 19 eingeführt wird, bildet sich aufgrund der Zentrifugalkraft eine Flüssigkeitsschicht entlang der nicht perforierten inneren Überfläche. Die innere Oberfläche dieser Flüs-

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sigkeitsschicht berührt die konische Oberfläche dee Zentrifugengehäuses 18 im Bereich A, wobei der genaue Ort durch; die Position der FluesigkeitsüberflußSffnung 42 bestimmt ist.

Sollte dies gewünscht sein, so kann an dem Gehäuse 36 radial auswärts von dem zylindrischen Gitterteil 24 ein System von mit einem geeigneten Heizer oder einem Rohr 60 in Verbindung stehenden Spinihdüsen vorgesehen sein. Durch Zufuhr von Wasser oder Dampf durch dieses Rohr 60 und die Sprühdüsen 58 kann das zylindrische Gitterteil 24 gereinigt werden·

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt: während des Betriebes wird das Zentrifugengehäuse 18 und die Transporteinrichtung 26 mit gewünschten ver— '. schiedenen Geschwindigkeiten angetrieben, währer^Kas Zuckermägma durch³ die Einlaßöffnung t4 und von dort durch das Zuführrohr 14 dem innerhalb des Hohlzylinderkernes 30 angeordneten Öffnungen 22 derart zugeführt wird, daß sieh aufgrund der^:Zentrifugalkraft an der Innenoberflache des nicht perforierten zylindrischen Teiles ein Flüssigkeitsring.bildet. Sobald der Flüssigkeitsspie-·-: gel innerhalb des Flüssigkeitsringes über die Flüseigkeitsüberflußöffnung 42 steigt ι fließt die Flüssigkeit in das Gehäuse J>6 und von^ dort in die innerhalb des Bodens des Gehäuses 36 angeordnete Flussigkeitsabführöffnung 40 ab. Die ,Festkörperteilchen des gemaischten Zukkers, welche ein größeres spezifisches Gewicht als die Flüssigkeit aufweisen, bilden eine Schicht direkt an der Innenoberfläche des Zentrifuge.ngehäuses 18 und werden durch die gewindeformigen Bleche 28 der Transporteinrieh-tung 26 gemäß Fig. 2 von rechts nach links transportiert.

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Sobald die festen Teilchen aus dem Flüssigkeitsring austreten, werden dieselben weiter entlang dem konischen inneren Oberfläche des Zentrifugengehäuses 18 in Richtung des Ausladendes des zylindrischen Gitterteils "24 transportiert, wobei aufgrund der Zentrifugalkraft weiterhin Flüssigkeit abgezogen wird, welche zurück zu dem Flüssigkeitsring fließt» Dieses ursprüngliche Abziehen von großen Mengen der Flüssigkeit von den Festkörperteilchen verändert die Fließeigenschaften der festkörperteilchen derart, daß dieselben aufgrund der Transporteinrichtung 2G- an dem Gitterteil 24 des Zentrifugengehäuses 18 vorbeigeführt werden, wobei die Tenaenz verringert wird, aaß die innerhalb des zylindrischen Gitterteils 24 befindlichen Öffnungen durch die Festkörperteilchen verstopft werden. Während dieses Vorgangs wird weiterhin eine Abtrennung von Flüssigkeit; yon den xestkörperteilcheii erzielt. Eine Waschflüssigkeit (Wasser oder Dampf) kann durch das Rohr 34 zugeführt werden, wodurch die Festkörperteilchen gewaschen und/oder getrocknet werden, während sie an dem zylindrischen Gitterteil 24 vorbeigeführt werden. Nachdem die Masse vcn Festkörperteilchen in ausreichendem Maße gewaschen und von dem Flüssigkeitsteil abgetrennt worden sind, welchen dieselben durch Öffnungen 44 in das Gehäuse 36 abgeleitet, von welchem sie der Fes^köjjperabführöffnung- 38 augeführt werden. Während der ganzen Dauer, während welcher die Zuckerkristalle innerhalb des Zentrifugeηgehauses sich befinden, wird aufgrund der Transporteinrichtung 36 ein Ge&eneinanderstoßen und damit Reinigen der Zuckerkristalle gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit Erfolg mit einer wie oben beschriebenen Zentrifuge durchgeführt, bei welcher das Zentrifugengehäuse 18 eine Länge von etwa 71 cm

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und einen maximalen Durchmesser von 46 cm aufwies.. Das Zentrifugengehäuse 18 wurde mit einer Geschwindigkeit/ von 2000 Umdrehungen pro Minute in Drehung versetzt, wodurch die Zentrifugalkräfte von etwa 1000 g im Bereich des größten Durchmessers auftraten. Die Zuführgeschwindigkeit und die Drehgeschwindigkeit der Transporteinrichtung in bezug auf das Zentrifugengehäuse 18 war derart eingestellt,daß die Verbleibzeit der Zuckerkristalle innerhalb des zylindrischen Teiles 20 des Zentrifugengehäuses 18 in etwa 8 Sekunden und innerhalb des zylindrischen Gitterteiles 24- in etwa 9 Sekunden betrug, was zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in etwa der minimalen Bear beitungsdauer entspricht. Die Abführzelt zwischen dem Flüssigkeitsring und dem Gitter teil 24-war derart eingestellt, daß der Flüssigkeitsgeiialt der · festkörper auf 10 ;,"cder weniger vermindert wurde-.. Die Grö.ie und Umdrehungsgeschwindigkeit des Zentrifugengehäuses 1b kann selbstverständlich im wesentlichen verändert werden, während die oben erwähnten Bearbeitungszeiten einschließlich der notwendigen Zentrifugalkräfte aufrechterhalten werden, um eine zufriedenstellende Trennung der Festkörper von der Flüssigkeit Innerhalb der nicht perforierten Teile 20, 22 und eine Abtrennung der Flüssigkeit von dem Festkörper innerhalb des Gitterteils 24- zu erwirken. :■-;, ^

Bisher bekannte Verfahren zur Reinigung von Zucker- -kristallen und Abtrennung von dem Sirup weisen Hach^eile auf, wie sie am besten unter Bezugnahme auf eine typische schubweise arbeitende Zentrifuge erkennbar sind. Niclit so wie bei dem vorliegenden Verfahren, bei welchem die Zuckerkristalle gegeneinander und gegen dieTransporteinricfctungs-spirale und das Zentrifugengehause und das zylindrische Gitterteil während des Trenn-, Trocknungs— und WaschVorganges

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gedrückt und gerieben werden, bleiben bei der schubweise arbeitenden Zentrifuge die eingeführten Zuckerkristalle stationär in bezug aufeinander, so daß der Abriebeffekt auf demibeißen Mischvorgang beschränkt ist.

Wie dies bereits erwähnt worden ist, werden die schubweise arbeitenden Maschinen bekannter Weise am besten in Verbindung.mit einem gemaischten Zucker verwendet, der einen niedrigen Flüssigkeitsgehalt aufweist. Da» Vermischen wird demzufolge mit relativ geringen Sirupaengen durchgeführt, wodurch die Wirksamkeit des Mischvorganges vermindert wird. Bei der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Zentrifuge werden diese Schwierigkeiten jedoch vermieden, wobei die besten Resultate mit einem dünneren Magma erzielbar sind. Zusätzlich erweist es sich als schwierig, einen typischen 13 - 18 cm dicken Kristallkuchen innerhalb einer schubweise arbeitenden Zentrifuge zu waschen, und zwar nicht nur wegen der Dicke, Sündern auch wegen dem stationären Zustand des Zuckerkristalls innerhalb des Bettes, was naturgemäß die Ausbildung bestimmter Kanäle innerhalb des Zukkerkuchens bewirkt. Wenn eine Zentrifuge wie oben beschrieben gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird, dann ergeben sich Resultate, die besser als die einer schubweise arbeitenden Maschine sind, und zwar in Abhängigkeit der sich ergebenden Kristallreinheit und Farbe, wobei im allgemeinen nur ein Drittel des Waschwassers gegenüber schubweise arbeitenden Maschinen verwendet wird. Demzufolge wird nur ungefähr 1 ¹Jo im Gegensatz zu 3 Gew_e-# der Zuckerkristalle weggewaschen, während Steuerschwierigkeiten und Zeitverlüste beim Be- und Entladen der schubweise arbeitenden Maschinen gänzlich vermieden werden. Abgesehen von einem verbesserten

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gegenseitigen Anrieb und einem dünneren Kuchen ergibt sich somit, daß die Kristalle in ihrer Gänze dem Waschwasser ausgesetzt werden, während die entlang des zylindrischen Gitterteils des Zentrifugengehäuses vorbeibewegt werden und daß weniger Zucker innerhalb des Waschwassers aufgelöst wird. Biese Verminderung der Waschwassermenge verringert im wesentlichen die Kosten der Zuckerrückgewinnung aus dem Waschwasser. Selbst wenn kein Waschvorgang verwendet wird, ergeben sich Resultate, die etwa gleich gut wie die bei der schubweise arbeitenden Maschine mit gewöhnlichem Waschvorgang sind, woraus sich die Wirksamkeit des Abreib,Vorganges innerhalb der Zentrifuge erkennen laßt.

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Claims

- 13 Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung von gemaischten Zuckerkristallen, zui' Entfernung von Überflachenverunreinigüngeü von den Kristallen durch Abreiben, V/aschen und Plüs^igkeitsentzug, dadurch g e k e η η zeichne t, dais

a) das Magma kontinuierlich einem Rotationsfugengehäuse zugeführt wird, wodurch sich eine ringförmige Flüssigkeitsschicht innerhalb derselben bildet,

b) dais durch die Zentrifugalbewegung alle oder die meisten Zuckerkristalle des Magmas von der Flüssigkeit unter Ausbildung einer an der Innenoberfläche des Zentrifugengehäuses gebildeten Kristallschicht getrennt werden,

c) dais die Flüssigkeit von der ringförn.igen Kristallschicht mit entfernt wird, wobei das Flüssigkeitsvolume η im wesentlichen konstant bleibt,

d) daß die Zuckerkristalle innerhalb der Flüssigkeitsschicht durch Aneinanderdrücken und Aneinanderreiben entlang der Oberfläche des Zentrifugengehäuses über einen genügend langen Zeitraum gelassen werden, damit ein wesentlicher Teil der Verunreinigungen innerhalb der Flüssigkeit der Flüssigkeitsschicht aufgenommen werden.

e) daß das Kristallbe.tt aus der Flüssigkeitsschicht entlang einer axial geneigten Trocknungsabschnittes des Zentrifugengehäuses zur Aufrechterhaltung des Gegeneinanderdrückens und -reibens entlang der Oberfläche des Trocknungaabschnittes geführt werden, wodurch ein wesentlicher Teil der Flüssigkeit von dem Kristallbett zurück in die Flüssigkeitsschicht gedrückt werden,

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f) und daß das Kristallbett von dem Bereich geringeren Durchmessers. des Trocknungsbereiches einem Auslaßende eines zylindrischen Gitterteils unter Aufrechterhaltung der Reibung der Kristalle gegeneinander gegen die innere Überfläche des Gitterteiles einem Auslaß zugeführt werden, wobei weiterhin Flüssigkeit von dem Kristallbett durch das zylindrische Gitterteil abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das während des Vorbeischiebens des Kristallbettes an dem zylindrischen Gitterteil ein Waschvorgang durchgeführt ist.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e ich η e t, daß das Waschwasser etwa 1 Gew.-# des Kristallbettes innerhalb des zylindrischen Gitterteils beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch g e ken η ζ ei c h η e t, daß die einzelnen Kristalle etwa während ö Sekunden innerhalb der ringförmigen Flüssigkeitsschicht verbleiben.

5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e ty daß die einzelnen Kristalle innerhalb des Trocknungsabschnittes solange verbleiben, daß der Flüssigkeitsgehalt auf etwa 10 Gew.-^ absinkt·

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g β k e η η ζ ei c h η e t, daß die einzelnen Kristalle wenigstens 9 Sekunden innerhalb des zylindrischen Gitterteils (24- ) verbleiben*

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e η ηζ e i c h η e t, daß eine VorVermischung der Zuckerkristalle und des Zuckersirups vorgenommen wird.

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