DE1959024C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren von organischen Naturprodukten, insbesondere geshreddertem Zuckerrohr - Google Patents

Description

Die Extraktion von geshreddertem Zuckerrohr in einem Extraktionsturm ist sehr schwierig durchzuführen, weil die faserige Struktur des geshredderten Zuckerrohres sehr stark zum Verfilzen neigt und damit eine zusammenhängende und schlecht zu transportierende Masse wird. Dies wiederum hat den Nachteil, daß sich das geshredderte Zuckerrohr nicht ohne weiteres durch den Turm transportieren läßt und außerdem die Extraktionsflüssigkeit nur schlecht durch die verfilzte und teilweise sehr dichte Masse dringen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, daß das geshredderte Zuckerrohr von unten nach oben im Gegenstrom zu der Extraktionsflüssigkeit durch den

Extraktionsturm transportiert werden kann und gleichzeitig eine optimale Extraktion des zu extrahierenden Gutes erreicht wird.

Um dies zu erreichen, wird beim Verfahren zum Extrahieren von organischen Naturprodukten, insbesondere von geshreddertem Zuckerrolir, in einem turmartigen zylindrischen Extraktionsbehälter, in dem das mittels zonenweise angeordneten Transportschnecken von unten nach oben geführte, zu extrahierende Gut un Gegenstrom zu der Extraktionsflüssigkeit geführt wird, die durch den Mantel des Extraktionsbehälters über Kammern abgezogen wird, erfindunggemäß die Extiaktionsflüssigkeit in den jeweiligen Zonen dem Extraktionsgut über den gesamten Querschnitt der Zone verteilt zugegeben, wobei die Oberflächen der einzelnen Zonen des zu extrahierenden Gutes im Bereich der Aufgabe der Extraktionsflüssigkeit jeweils mittels einer um die Mittelachse des Extraktionsturmes rotierenden und sich abwälzenden Fräswalze abgefräst, aufgelockert und das zu extrahierende Gut den oberhalb der Fräswalzen angeordneten Transportschnecken zugeführt wird. Dabei kann vorteilhafterweise, die Extraktionsflüssigkeit, in horizontaler Umlaufrichtung gesehen, hinter den Fräswalzen und unterhalb der Achsen der Fräswalzen aufgegeben werden. Das Abziehen der Extraktionsflüssigkeit aus den einzelnen Zonen wird dann jeweils in Höhe der Transportschnecken durch den Mantel des Extraktionsbehälters hindurch vorgenommen.

Das geshredderte Zuckerrohr wird unten im Turm aufgegeben und mittels der Transportschnecken nach oben gefördert. Hierdurch ergibt sich zwangläufig eine Verdichtung des zu extrahierenden Gutes, wobei die Verdichtung von unten nach oben zunimmt. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Fräswalzen lockern in einzelnen Zonen das Gut auf, wodurch auch in den einzelnen Zonen eine zunehmende Verdichtung der Gutschicht von unten nach oben beibehalten wird. Da die Extraktionsflüssigkeit im Bereich der Fräswalzen und damit in das aufgelockerte Gut hinein aufgegeben wird, ist an dieser Stelle eine optimale Extraktion gewährleistet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, daß die Extraktionsflüssigkeit in den einzelnen Zonen auf ihrem Weg von oben nach unten in eine Gutschicht eindringen muß, deren Dichte nach unten hin abnimmt. Dadurch wird das Eindringen der Extraktionsflüssigkeit in die Gutschicht mit abnehmender Dichte begünstigt, so daß auch das Gesamtergebnis der Extraktion günstiger wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die in den einzelnen Zonen abgezogene Extraktionsflüssigkeit jeweils in die darunterliegende Zone erhöhter Konzentration über den vollen Querschnitt zwangsgeführt einzuspeisen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht nur eine optimale Extraktion des zu extrahierenden Gutes erreicht, sondern auch die Extraktionszeit wird wesentlich verkürzt; denn die Extraktionsflüssigkeit dringt viel schneller durch die in der Dichte abnehmende Gutschicht durch, als es bei den bisher bekannten Verfahren der Fall war.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Unteransprüchen gekennzeichnet und in einem Ausführungsbeispiel beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in den Abbildungen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht der Extraktionsanlage, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie A-B in F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie C-D in F i g. 1,
Fig.4 einen Schnitt gemäß Linie G-H in Fig.3, F i g. 5 eine vergrößerte Darstellung des Schnittes L-M in Fig. 3,

F i g. 6 einen Schnitt gemäß Linie J-K in F i g. 2 und

F i g. 7 bis 9 vergrößerte Darstellungen der Fräswalze.

In einem turmartigen zylindrischen Extraktionsbehälter 1 rotiert ein Innenrohr 2, das unten und oben in Lagern 14 und 15 gelagert ist. An dem Innenrohr sind in gleichmäßigen Abständen Transportschnekken 3 bis 6 befestigt, die als eingängige Schnecken mit einer Ganghöhe ausgebildet sind. Der Boden des Extraktionsbehälters 1 ist als Siebboden 11 mit hochgezogener Siebkrempe 12 ausgebildet, in dessen Bereich ein schneckenartiger Verteiler 7 mit dem Innenrohr 2 befestigt ist. Mit der höher gelegenen Kante des schneckenartigen Verteilers 7 ist eine Rückschlagklappe 8 verbunden, die ein Zurückströmen des eingebrachten Gutes verhindert. Des weiteren ist im unteren Teil des Innenrohres 2 ein mitrotierendes Zulaufrohr 9 für das Zuckerrohr-Saftgemisch vorgesehen, wobei der Rohrbogen 9 α so angeordnet ist, daß das Rohr-Sattgemisch unterhalb des schneckenartigen Verteilers 7 eingeführt wird. Der untere Teil 9 b des Zulaufrohres 9 steht fest, wobei eine Stopfbuchse den Saftaustritt verhindert. Angetrieben wird das Innenrohr 2 mittels des Antriebes 10. Unterhalb des Siebbodens 11 und seitlich der hochgezogenen Siebkrempe 12 befindet sich eine Zuckersaftabzugskammer 13. Am oberen Ende des turmartigen Extraktionsbehälters 1 sind zwei Austragsschnecken 16 und 17 für den Bagasse-Austrag vorgesehen, wobei unterhalb der Schnecken Saftsammeikammern 18 und 19 mit Siebboden 20 und 21 angeordnet sind. Angetrieben werden die Schnecken 16, 17 mittels der separaten Antriebe 22 und 23. Außerdem sind die äußeren Enden der Tröge der Schnecken 16 und 17 mit Bagasse-Ausfallstutzen 24 und 25 versehen. Im Bereich der Transportschnekken3 bis 6 und außerhalb des Mantels des Extraktionsbehälters 1 befinden sich Siebkammern 26 bis 29. Der Mantel des Extraktionsbehälters 1 weist in diesem Bereich Siebe 30 bis 33 auf. Aus konstruktiven Gründen lassen sich diese Siebe 30 bis 33 nicht als durchgehende ringförmige Siebe ausbilden, so daß, wie in F i g. 3 dargestellt, das Sieb 31 beispielsweise aus Teilsieben 31 α bis 31 h besteht. Ebenso sind die Siebkammern 26 bis 29 in Teilkammern unterteilt. F i g. 3 zeigt beispielsweise die unterteilten Siebkammern 27 a bis 27 h. Jede der Siebkammern 26 bis 29 ist mit einem Ringkanal 34 bis 37 mittels Verbindungsrohre 38 verbunden. Auch hier zeigt F i g. 3, daß jede Siebteilkammer mittels eines Verbindungsrohres 38 mit dem Ringkanal 35 verbunden ist. Die Vorderkante des Schneckenblcches 40 (Fig. 4) der Transportschnecken 3 bis 6 ist mit 39 bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel ist mit dieser Kante ein Kanal 41 zum Zuführen der Extraktionsflüssigkeit fest verbunden. Dieser Kanal 41 besteht, wie Fig. 4 zeigt, aus den beiden Seitenwänden 42, einem Bodenblech 43, einem Kopfbiech 44, einem

Rückwandblech 45 und einer abgeknickten Stirnwand 46, die die Austrittsöffnung 47 für Extraktionsflüssigkeit bildet. Außerdem ist mit den Kanälen 41 jeweils ein Zulaufrohr 48 für die Extraktionsflüssigkeit verbunden, wobei diese Rohre 48 mit dem Innenrohr 2 befestigt und gleichzeitig über eine Mehrfach-Stopfbüchse mit den ortsfesten Zirkulations-Saftleitungen 96 bis 99 verbunden sind. Aus Festigkeitsgründen sind die Kanäle 41 mittels Rippen 49 verstärkt.

Vor der Austrittsöffnung 47 der Kanäle 41 befindet sich jeweils eine Fräswalze 50 bis 53, die mittels ihrer Achse 55 einerseits in den Seitenwänden 42 und andererseits an dem Innenrohr 2 drehbar abgeschriebenen Walzenachse 55, einem gesonderten Walzenantrieb 56 (F i g. 3), einer Oberfläche 57 mit Zahnprofilen 58 sowie radialen Einschnitten 59. Die

68 geführt. Das eingemaischte pumpfähig gemachte Zuckerrohr wird über die Rückschlagklappe 8 der Zone I zugeführt und mittels des schneckenartigen Verteilers 7 durch Unterschichtung nach oben trans-5 portiert. Hierdurch entsteht eine Verdichtung des Gutes, die nach oben hin zunimmt. Da das Zuckerrohr stark verfilzt, können die Transportschnecken 3 bis 6 nicht ohne weiteres in das Gut eindringen. Um das Eindringen in das Gut zu ermöglichen, sind vor ίο den Transportschnecken 3 bis 6 die Fräswalzen 50 bis 53 montiert, die die Oberflächen der einzelnen Zonen I bis IV abfräsen. Die Fräswalze 50 vor der Transportschnecke 3 fräst die Oberfläche 105 (F i g. 5) der Zone I ab. Das so abgefräste und aufgestützt ist. Die Walzen 50 bis 53 (F i g. 7 und 8) be- 15 lockerte Gut wird sodann von der Transportstehen aus einem Walzenkörper 54, der schon be- schnecke 3 erfaßt und weiter nach oben in den Bereich der Zone II transportiert, so daß sich in Richtung auf die Oberfläche 106 der Zone II das Gut ebenfalls verdichtet. Das gleiche Verfahren wie in

Zahnprofile 58 weisen Schnittkanten 58 a und 58 b 20 der soeben beschriebenen Zone I vollzieht sich dann auf, die entweder achsparallel (gemäß Fig. 9) oder in den nachfolgenden Zonen II, III, IV und V, wobei nach Art einer Pfeilverzahnung (gemäß F i g. 8) ver- dann die Oberflächen 107, 108 und 109 jeweils abgelaufen können. fräst und mittels der Schnecken 3 bis 6 in die nach-Unterhalb der Austragsschnecken 16, 17 und folgenden Zonen bzw. zum Austrag gefördert weroberhalb der Zone V sind sodann noch zwei Fräs- 25 den.

walzen 60 zum Austragen der Bagasse an zwei Aus- Zum Ausgleich der Flüssigkeit-Mengen-Bilanz

und zum Extrahieren des Reslzuckers wird in der Zone IV über eine Frischwasserleitung 95 (Fig. 1) Frischwasser in die Zirkulationssaftleitung 96 einge-30 speist. Diese Leitung 96 ist an dem Ringkanal 34 der Siebkammer 26 angeschlossen und weist außerdem eine Zirkulationspumpe 100 auf. Der hier abgezogene Saft niederer Konzentration wird in Verbindung mit dem Frischwasser mittels der Leitung 96 dem

angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Aus- 35 Zulaufrohr 48 (F i g. 4) des oberen Kanals 41 im Betragsschnecken 16, 17 beschrieben. Je nach Verar- reich der Fräswalze 53 und damit der Zone IV zugeführt. Da dieser Kanal 41 mit dem Innenrohr 2 rotiert, wird die Extraktionsflüssigkeit über die gesamte Oberfläche 108 der Zone IV aufgegeben. Die Ausbil-40 dung der Walzen 50 bis 53 garantiert außerdem, daß die Flüssigkeit auch über die gesamte Breite der Oberflächen der einzelnen Zonen I bis VI verteilt wird. Die aus dem Rohr 48 in den Kanal 41 ausströmende Flüssigkeit wird der Austrittsöffnung 47 und

heißen Zuckersaftes eingeschwemmt. Hierzu wird 45 damit dem hinteren Teil der Walzen 50 bis 53 zugedas geshredderte Zuckerrohr in den Einfallschacht führt. Die radialen Einschnitte 59 in den Walzen sor-73 aufgegeben, der gleichzeitig eine Einschwemm- gen sodann für die gleichmäßige Verteilung über die rinne 79 für die Aufgabe des hoch konzentrierten volle Breite.

Schwemmsaftes aufweist. An der einlaufseitigen Da die Aufgabe der Extraktionsflüssigkeit unmit-

Stirnseite des Maischbehälters 68 ist ein Rohsaftsieb 50 telbar im Bereich des aufgelockerten Gutes vorge-75 und dahinter ein Rohsaftabzugsstutzen 74 an- nommen wird, ist das Eindringen der Extraktionsgeordnet. An der gegenüberliegenden Stirnseite des
Maischbehälters 68 ist eine separate Rührkammer 76
mit einem Rührwerk 77 nachgeschaltet, das mittels

eines Antriebes 78 angetrieben wird. In der Rühr- 55 die Zone IV nach unten und wird durch die Siebe 31 kammer 76 wird das Zuckerrohr-Saftgemisch pump- in die Siebkammer 27 mittels einer Zirkulationsfähig gemacht und mittels einer Zuckerrohr-Saftgemisch-Pumpe 93 sowie einer Gemischleitung 94 dem
Zulaufrohr 9 des Extraktionsbehälters 1 zugeführt.

Zum Einschwemmen des geshredderten Zuckerroh- 60 Oberfläche 107 der Zone III zu. Diese Flüssigkeit res wird ein Teil des Rohsaftes der Rohsaftleitung 90 wird nach Durchströmen der Zone III aus der Siebabgezweigt, über eine Einschwemmleitung 91 der kammer 28 und dem Ringkanal 36 mittels dei Einschwemmrinne 79 zugeführt. Dabei wird der Ein- Pumpe 102 und der Leitung 98 abgezogen und dei schwemmsaft über einen Wärmeaustauscher 80 ge- Fräswalze 51 und damit der Oberfläche 106 dei führt und aufgewärmt. Des weiteren wird der aus der 65 Zone II zugeführt. Aus der Zone II wird die Extrak-Zuckersaftabzugskammer 13 des Extraktionsbehäl- tionsflüssigkeit aus der Siebkammer 29 abgezoger ters 1 mittels einer Turmsaftleitung 92 abgezogene und mittels der Pumpe 103 und der Leitung 99 dei Turmsaft im Gegenstrom durch den Maischbehälter Fräswalze 50 und damit der Oberfläche 105 der Zo-

tragsarmen 61 befestigt. Am Ende der Austragsarme sind Leitbleche 62 sowie zum Verstärken der Arme Rippen 63 und 66 sowie Stützbleche 64 und 65 vorgesehen.

Auf einem abgeknickten Stirnblech 67 ist ein Schaber 110 zum Reinigen der Fräswalze 60 befestigt (Fig. 6). Dieser Schaber 110 ist auch auf den Stirnblechen 46 zum Reinigen der Walzen 50 bis 53

beitungskapazität können auch mehrere Schnecken verwendet werden.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:

In einem Maischbehälter 68 (Fig. 1) mit einer in Lagern 70 und 71 drehbar gelagerten und von einem Antrieb 72 angetriebenen Förderschnecke 69 wird das mechanisch aufgeschlossene Zuckerrohr mittels

flüssigkeit in das zu extrahierende Gut gesichert. Die mittels der Leitung 96, dem Rohr 48 und der Walze 53 aufgegebene Extraktionsflüssigkeit fließt durch

pumpe 101 und der Zirkulationssaftleitung 97 abgezogen. Diese wiederum führt die abgezogene Extraktionsflüssigkeit der Fräswalze 52 und damit dei

ne I zugeführt. Nach Durchströmen der Zone I vermischt sich der angereicherte Zuckersaft mit dem durch das Rohr 9 zugeführten Transportsaft. Dieser Mischsaft wird aus der Zuckerabzugssaftkammer 13 abgezogen und in den Einmaischbehälter 68 eingespeist.

Die aus dem Bagasse-Ausfall 24 bzw. 25 abgezogene Bagasse hat eine Feuchtigkeit von etwa 75 °/o. Diese feuchte Bagasse wird Entwässerungsmühlen oder -pressen zugeführt und das dabei anfallende Preßwasser mittels einer Leitung 104 der Saftzirkulationsleitung 97 beigegeben.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

i 959 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Extrahieren von organischen Naturprodukten, insbesondere von geshreddertem Zuckerrohr, in einem turmartigen zylindrischen Extraktionsbehälter, in dem das mittels zonenweise angeordneten Transportschnecken von unten nach oben geführte zu extrahierende Gut im Gegenstrom zu der Extraktionsflüssigkeit geführt wird, die durch den Mantel des Extraktionsbehälters über Kammern abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit in den jeweiligen Zonen (I bis V) dem Extraktionsgut über den gesamten Querschnitt verteilt zugegeben wird, wobei die Oberflächen (105 bis 109) der einzelnen Zonen des zu extrahierenden Gutes im Bereich der Aufgabe der Extraktionsflüssigkeit jeweils mittels einer um die Mittelachse des Extraktionsturmes ao rotierenden und sich abwälzenden Fräswalze (50 bis 53, 60) abgefräst, aufgelockert und das zu extrahierende Gut den oberhalb der Fräswalzen angeordneten Transportschnecken (3 bis 6) zugeführt wird. as

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit, in horizontaler Umlaufrichtung gesehen, hinter den Fräswalzen (50 bis 53) und unterhalb der Achsen (55) der Fräswalzen (50 bis 53) aufgegeben wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit jeweils in Höhe der Transportschnecken (3 bis 6) abgezogen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den einzelnen Zonen (I bis V) abgezogene Extraktionsflüssigkeit jeweils in die darunterliegende Zone erhöhter Konzentration eingespeist wird.

5. Vorrichtung' zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem Turm mit rotierendem Innenrohr und daran zonenweise angeordneten eingängigen Transportschnecken sowie Abzugskammern für die Extraktionsflüssigkeit im Mantel und einer Austragseinrichtung für das zu extrahierende Gut am oberen Ende des Turms, dadurch gekennzeichnet, daß Fräswalzen (50 bis 53) in den einzelnen Zonen (I bis V) den Vorderkanten (39) der Schneckenbleche (40) der Transportschnecken (3 bis 6) vorgelagert und mit dem rotierenden Innenrohr (2)'befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräswalzen (50 bis 53) zum Abwälzen mit einem eigenen Antrieb (56) versehen sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander angeordneten Fräswalzen (50 bis 53) jeweils um 90° versetzt sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, bei der der Mantel des Extraktionsbehälters zum Abziehen der Extraktionsflüssigkeit Siebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Transportschnecke (3 bis 6) eine Siebkammer (26 bis 29) zugeordnet ist, die über den Umfang des Extraktionsbehälters (1) in Teilkammern unterteilt ist.

9. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Ebene liegenden Teilkammern (27 a, 27 b, usw.) an einem Ringkanal (34, 35,36,37) angeschlossen sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zuführen der Extraktionsflüssigkeit zwischen den Fräswalzen (50 bis 53) und den Vorderkanten (39) der Schneckenbleche (40) Kanäle (41) angeordnet sind, die zu den Fräswalzen (50 bis 53) hin düsen- oder schlitzförmige Öffnungen (47) aufweisen, wobei die mit dem Innenrohr (2) verbundenen Zulaufrohre (48) für die Extraktionsflüssigkeit in den fest mit den Schneckenblechen (40) verbundenen Kanälen (41) enden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräswalzen (50 bis 53) eine sägezahnförmige Oberfläche

(57) und am äußeren Umfang mehrere nebeneinanderliegende radiale Einschnitte (59) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnförmigen Profile

(58) nach Art einer Pfeilverzahnung angeordnet und die Einschnitte (59) trapezförmig ausgebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die am oberen Ende des Extraktionsbehälters (1) angeordnete Austragsvorrichtung als eine oder mehrere waagerecht verlaufende Austragsschnecke^) (16, 17) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsschnecke^) (16, 17) als das Extraktionsgut entwässernde Differentialschnecke(n) ausgebildet ist (sind).

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der obersten Zone (V) und unterhalb der Austragsschnecken (16,17) ein oder mehrere Fräswalzen (60) in einer Ebene angeordnet ist (sind), der (denen) jeweils ein Austragsarm (61) zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Austragsarm(e) (61) mit dem rotierenden Innenrohr (2) befestigt ist (sind).