DE2032014A1 - Diffusionsturm - Google Patents

Description

2032014 Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng.R. König Patentanwälte < ·4ααα Düsseldorf · Cecilienallee vb -Telefon 4327 3a

Unsere Akte·: 25 835 26. Juni 1970

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Braunschweigische Maschinenbauanstalt, 3300 Braunschweig, Am Alten Bahnhof 5

"Diffusionsturm" , ---..

Die Erfindung betrifft einen Diffusionsturm zum Extrahieren von zerkleinerten Pflanzenstoffen, insbesondere von Zuckerrübenschnitzeln und geschnittenem Zuckerrohr, wobei die Pflanzenstoffe mittels Fördereiementen aus dem unteren Teil des Diffusionsturmes im Gegenstrom zu einer Extraktionsflüssigkeit nach oben gefördert werden.

Mit den steigenden Anforderungen an ihr Leistungsvermögen sind die Diffusionstürme "vor allen Dingen in der Höhe und im Durchmesser gewachsen. Dabei war der Durchmesser der die Förderelemente tragenden Wellen ebenfalls erheblich zu vergrößern, um einerseits die notwendigen Förderelemente am Wellenumfang befestigen zu können und andererseits einen möglichst geringen Unterschied der'Umfangsgeschwindigkeit an den Förderelementen in radialer Richtung zu erreichen. Darüber hinaus bedingen auch die bei größerem Durchsatz auftretenden erhöhten Kräfte zusätzlichen Konstruktionsaufwand.

Bei einem vorgegebenen Durchgangs- und Durchflußquerschnitt des Turminnenraumes wirkt sich eine Durchmesservergrößerung der Welle sowie des Diffusionstürmes in einem zusätzlichen baulichen Aufwand aus, der bei den enormen Anlagekosten entscheidend für die Rentabilität der Anlage

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sein kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dergleichen zusätzlichen Aufwand beim Bau eines Diffusionsturmes mit gesteigerter Leistung so gering wie möglich zu halten.

Dabei geht die Erfindung von dem Gedanken aus, den Durchflußquerschnitt des Diffusionsturmes im wesentlichen unbeeinflußt vom Durchmesser der Welle auszulegen. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Förderelemente sowohl an der Innen- als auch an der Außenfläche einer Hohlwelle befestigt sind«, Vorteilhafterweise läßt sich durch diese Maßnahme auch der Innenraum der Hohlwelle ebenfalls als Diffusionsraum benutzen. Damit kann der Hohlwelle mit geringstmöglichem Materialaufwand durch Wahl eines erforderlichen Durchmessers auch die ausreichende Festigkeit gegeben werden, ohne daß dadurch der Durchmesser des Diffusionsturmes beeinflußt wird, so daß sich in Anwendung der Erfindung auch bei Diffusionstürmen mit geringerem Leistungsvermögen ein wesentlicher baulicher Vorteil ergibt« ^r

Da die Wellendurchmesser in herkömmlichen Diffusionstürmen primär aus den bereits erwähnten Gründen-der Anordnung der Fördereiemente im allgemeinen einige Meter "betragen und dadurch erheblichen Raum einnehmen, der für den Diffusionsvorgang ungenutzt ist, ist die Verwendung erfindungsgemäß ausgebildeter Wellen zugleich mit einer enormen Leistungssteigerung verbunden.

Erfindungsgemäß ist die Hohlwelle ihrerseits auf einem im wesentlichen zylinderförmigen Stützkörper gelagert, der zumindest im Bereich der Hohlwelle durchgehend und vorzugsweise drehfest angeordnet ist, wobei sich seine hohle Ausbildung besonders bewährt hat. Bei einer bevorzugten Aus-

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führungsform, deren Förderelemente aus Transportflügeln und Aufhaltern bestehen, wobei die Transportflügel in bestimmten Abständen unterbrochen und zueinander versetzt sind bzw,^; Lücken bilden, · in die an der Turminnenwand und an der Außenwand des Stützkörpers befestigte Aufhalter hineinragen, entsteht damit gleichzeitig in dem durch den Innenraum der Hohlwelle gebildeten und in dem die Hohlwelle umgebenden Diffusionsraum die für den Diffusionsvorgang besonders vorteilhafte, spezifische Förderweise des Extraktionßgutes unter gleichzeitig intensivem Kontakt mit der Extraktionsflüssigkeit·¹ m

' Die Erfindung schließt jedoch auch eine Lagerung des durchgehenden Stützkörpers ein, die eine Drehbewegung in oder : entgegen der Drehrichtung der Hohlwelle erlaubt und bei geeigneter Ausbildung der Aufhalter wahlweise eine zusätzliche Förderwirkung auf das Extraktionsgut ermöglichte

Das Extraktionsgut wird dem Innenraum der Hohlwelle nach einem, weiteren Merkmal der Erfindung getrennt von dem die Hohlwelle umgebenden Turminnenraum zugeführt,^: Das hat den Vorteil, daß die beiden Diffusionsräume des erfindungsgemäßen Diffusionsturmes in ihrem Betrieb praktisch unabhän- "A gig voneinander sind und gegebenenfalls für unterschiedli- ■ ™ ehe Extraktionsvorgänge genutzt werden können.' Zweckmäßigerweise wird das Extraktionsgut dabei in den Diffusionsturm gepumpt.¹ Die Eumpfähigkeit des Extraktionsgutes läßt sich in bekannter Weise durch Beimengung einer geeigneten Flüssigkeit, z.B. von Wasser oder bei Zuckerrübenschnitzeln von bereits gewonnenem Rohsaft, herstellen.¹

Im oberen Teil des Diffusionsturmes wird das ausgelaugte Extraktionsgut durch mindestens eine bis an die Hohlwelle heranreichende Austragschnecke aus dem Diffusionsturm abgefördert,' Vorzugsweise sind dazu zwei Austragschnecken

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ORIGINAL INSPECTED

vorgesehen, die mit entgegengesetzter Förderrichtung beiderseits der Hohlwelle und parallel zueinander angeordnet sind und einen Stau des Extraktionsgutes insbesondere in dem die Hohlwelle umgebenden Diffusionsraum verhindern,' Die Austragschnecken dienen nach der Erfindung zugleich auch zum Abfördern des ausgelaugten Extraktionsgutes, das in dem durch den Innenraum der Hohlwelle gebildeten Diffusionsraum anfällt, indem die Hohlwelle im Bereich der Austragschnecken mit Ausnehmungen versehen ist, und im Bereich dieser Ausnehmungen Ausräumer an dem Stützkörper befestigt sindv Die Ausräumer bestehen z.'B.¹ in einfacher Weise aus in Umfangsrichtung des Stützkörpers gebogenen, flachen Blechen und drücken das ausgelaugte Extraktions-? gut durch die Ausnehmungen der Hohlwelle aus deren Innenraum in den die Hohlwelle umgebenden Turminnenraum und den Wirkungsbereich der Austragschnecken^ Im unteren Teil des Diffusionsturmes wird der Saft über ein oder mehrere zwischengeschaltete Siebe abgezogen,¹

Ein besonderer Yorteil der Erfindung besteht auch darin, daß gegenüber bekannten Vorrichtungen an der Unterseite des Diffusionsturmes keine Dichtprobleme auftreten können»¹

™ In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,¹ Es zeigen:

• Fig.^j 1 einen erfindungsgemäßen Diffusionsturm in schematischem Längsschnitt;

Fig.' 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig,¹ 1}

Fig.¹ 3 die Ausräumer des Diffusionsturmes nach Fig»^H 1 in einer Einzelansicht,¹

Nach Fig.¹ 1 besteht der erfindungsgemäße Diffusionsturm aus einem aufrecht stehenden, zylindrischen Behälter 1 mit

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einer den Abschluß des Diffusionsraumes nach oben bildenden ölfangschale 2, in dem ein Stützkörper /3 als Säule steht, der in seinem oberen Teil 4 abgesetzt und mit diesem Teil 4 an einer Getriebeunterstützung 10 befestigt ist.¹ Gleichzeitig dient das Teil 4 als Lagerzapfen für die den Antriebszahnkranz 5 tragende Hohlwelle 6,^j Bei geeignetem Antrieb ist die Hohlwelle 6 in jeder beliebigen Drehrichtung bewegbar. Der Antrieb der Hohlwelle 6 wird durch mindestens zwei Motore 7 und entsprechende Getriebe erreicht, die auf der Getriebeunterstützung 10 befestigt sind und über Ritzel 8 mit dem Zahnkranz 5 zusammenwirken.'

Am unteren Ende der Hohlwelle 6 befindet sich ein mehrteiliges, leicht auswechselbares Sieb 9, das den Ringraum zwischen Stützkörper 3 und Behälterwand 1 nach unten begrenzt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel den während des Betriebes im Innenraum der Hohlwelle 6 und im die Hohlwelle 6 umgebenden Raum des Behälters 1 beim Extrahieren entstehenden Saft filtert, der dann über den Saftraum 11 durch Stutzen 12 abgezogen wird,¹

Das Extraktionsgut wird den durch die Hohlwelle 6 gebildeten, voneinander getrennten Diffusionsräumen in getrennten Zuleitungen 16 und 17 zugeführt,'' Die Zuführung des Aufgabegutes, z.B.' der zuvor gebrühten Rübenschnitzel, erfolgt durch Pumpen nach Beimengung einer bestimmten Menge erwärmten Rohsaftes dicht oberhalb des Siebes 9 im unteren Teil des Diffusionsturmes·¹ .

Aus dem unteren Teil des Diffusionstürmes wird das Gut dann durch die mit Förderelementen versehene Hohlwelle 6 in den oberen Teil des Diffusionsturmes gefördert, und zwar im Gegenstrom zur Extraktionsflüssigkeitj die entweder aus angesäuertem, sogenanntem Frischwasser und gegebenenfalls zum Teil aus Preßwasser besteht und im oberen

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Teil des Diffusionsturmes in nicht weiter dargestellter, bekannter Weise zugesetzt wird»

Die Ausbildung der Förderelemente ist vorzugsweise so getroffen, daß eine Vielzahl in bestimmten Abständen an der Innen- und Außenfläche der Hohlwelle 6 befestigter Transportflügel 18 bzw.¹ 19 gleichsam unterbrochene Schneckengänge ergeben.⁵ Für die Anordnung der Transportflügel 18 und 19 ist es dabei ratsam, daß diese am unteren Ende der ^ Hohlwelle 6 mit Abstreifera versehen sind, um ein Verstopfen des Siebes 9 zu verhindern«¹

In die Lücken zwischen den Transportflügeln 18 und 19 ragen sogenannte Aufhalter 20 und 30, die an der Innenwand des Behälters 1 und an der Außenwand des Stützkörpers 3 befestigt sind. Die Aufhalter 20 und 30 bestehen beispielsweise aus flachen, schmalen und möglicherweise "um ihre Längsachse schwenk- oder drehbeweglich gelagerten Blechen, durch die der Diffusionsvorgang beeinflußt wird.⁴

Des weiteren läßt sich der Diffusionsvorgang in dem erfindungsgemäßen Diffusionsturm in nicht dargestellter Weise φ durch Regelung der Innentemperatur, Niveauregelung des Flüssigkeitsspiegels und/oder Regelung der Fördergeschwindigkeit des Extraktionsgutes durch Drehzahlregelung der Hohlwelle 6 optimal beeinflussen,¹

Die Dauer des Diffusionsvorganges hängt von der Transportdauer des Gutes von den Zuführungen 16 und 17 bis in den oberen Bereich des Behälters 1 ab, d.h.- im oberen Bereich des Behälters 1 ist das Gut ausgelaugt und kann abgefördert werden.' Das geschieht mit zwei Austragschnecken 31, die im oberen Bereich des Behälters 1 in entsprechenden Ausbuchtungen beiderseits der Hohlwelle 6 mit entgegengesetzter Förderrichtung parallel zueinander gelagert sind

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und bis an die Hohlwelle 6 heranreichend Von den im wesentlichen horizontal angeordneten Austragschnecken 31 wird das sich in deren Wirkungsbereich befindende, ausgelaugte Extraktionsgut durch entsprechende Austragöffnungen 32 in der Behälterwandung aus dem Behälter 1 einer nicht weiter dargestellten Verarbeiturigseinrichtung zugeführt.¹

Durch gleichmäßig auf dem Umfang im Bereich der Austragschnecken 31 in die Hohlwelle 6 eingearbeitete Öffnungen 33 und hinter den Öffnungen 33 im Innern der Hohlwelle 6 angeordnete Ausräumer 34 wird gleichzeitig das im Innern Jj der Hohlwelle 6 aufsteigende, ausgelaugte Extraktionsgut in den Wirkungsbereich der Austragschnecken 31 gebracht;¹ Die Ausräumer 34 bestehen gemäß Fig.^; 3 aus Blechen und sind unbeweglich am Stützkörper 3 befestigt und in Bewegungsrichtung der Hohlwelle 6 umgebogen, so daß das sich infolge der Drehbewegung der Hohlwelle 6 in der gleichen Drehrichtung bewegende, ausgelaugte Extraktionsgut an den Ausräumern 34 entlang durch die Ausnehmungen 33 der Hohlwelle 6 in den Wirkungsbereich der Austragschnecken 31 gleitet und von diesen ebenfalls durch die Austragöffnungen 32 abgefördert wird.

Zur einwandfreien Führung der Hohlwelle 6 sind an den un- W tersten Aufhaltern 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel geeignete Lager vorgesehen, die der Hohlwelle außenseitig anliegen.'

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist die Erfindung selbstverständlich auf alle Diffusionstürme anwendbar, in denen das zu extrahierende Gut mittels Förderelementen bewegt wird.

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Claims (1)

1. Breunschweigische Ilaßchinenbauanstclt,

   3300 Braunschweig, Am /Jlten Bahnhof

   1« DiffuBianntunn zum Extrahieren von zerkleinerten Pflanzenetoffwi, insbesondere von Zuckerrübenschnitzeln und geschnittene» Zuckerrohr, wobei die Pflanzenetoff© «nittels FÖrdereleaenten &us ami imteren fail des Difl^ußiemBturnieG lsi GegenstroK SSU einer I'xtraktionsriuaaigkoit nach obsn gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die rördereleraente sowohl an a&r Innen- als auch an der Außenfläche einer Hohlwelle (6) befestigt sind.

   2· Diffusionsturra nach Ansprucli 1, dadurch gekennzeichnet , diiß die Hohlwelle (6) auf einem zumindest im Dereich der Hohlwelle (6) durchgehenden« vorsBugmreise drehtest angeordneten», im wesentlichen zylinderiöralg#n ßtutzkürpor (3) gelagert ist«

   3« DIffusioneturin nach Anspruch 2, dadurch ge* kennzeichnet „ daß der Stutzkörper (5) hohl ausgebildet ist«

   4· Diffuaionstnna nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekenn zeichnet« daß die Ferderelestente mm Trannportflügeln (18, 19) und Aufhaltern (20, 30) bestehen,, und daß die Transportflügel <1ö, 19) in bentlvamten Ahstünden unterbroohwi und cuoinander versetzt sind vsna Auihnlter (j50_e 2D) in die Lücken zwischen den ^rensportflügeln (10* 19) hineinragen« die «atrohl on der Xmieoimnd des Tvu-nsee (1) als auch en der Außenwand des ntutskörpers (3) befestigt elad.

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   5. Oiffuaionsturm nach einaa oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine getrennte Zuführung (16, 17) der zerkleinerten PfIanxenßtoffe in den Innenraum der Hohlwelle (6) und den die Hohlwelle (6) uögebenden Turminneäirauia.

   6· Diffusloasturm n&cli einem ader mehreren der Ansprüche 1 bis 5* gekennzeichnet durch mindestens ei»* in oberen feil des Di£fU5ionstur»e8 bis an die ilohlkfelle (6) heranreiclioüidQ Außtragßchnecke (31).

   7. Diffußionetuna nach Anspruch 6, gek en η ζ ι ich net durch «ntgegengesetzta Pörderrichtungen xireier belderft*its der Hohlwelle (6) und parallel zueinander angeordneter iUistrogechßecken (51)·

   8» Diffueionstura nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gek#nns#ic h η et, daß die Hohlwelle (6) ia Bereich der Aurfcragachnecken (31) »it Au/mehaungon (33) rmrtnbim iet imd im Bereich dieeer Auenehaungen (55) Au»- rUuaer (54) aa StützJcörper (5) befestigt sind.

   9» Diffuaioaieturm nach einea odtr iJiehreren der bis 8_t gekennxelchnet durch eis« ist Behälter (1) oberisaXb der AuatrÄgachnecken (31) augeordnete (3lfangichalo (2),

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