DE2032014C3 - Diffusionsturm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Diffustonsturm zum Extrahieren von zerkleinertem Pflanzenmaterial, insbesondere von Zuckerrüberschnitzeln oder geschnittenem Zuckerrohr nach dem Gegenstromprinzip mit in bestimmten Abständen unterbrochen und zueinander versetzt auf einer Hohlwelle angeordneten, nach oben fördernden Transportflügeln und in die Lücken zwischen den TransportflUgeln hineinragenden Aufhaltern, einer Zuführung für das zerkleinerte Pflanzenmaterial im unteren Teil und einer im oberen Teil des Diffusionsturms angeordneten, bis an die Hohlwelle heranreichenden Austragsschnecke für das ausgelaugte

Extraktionsgut.

Ein derartiger Diffusionsturm ist aus der deutschen Auslegeschrift 10 88 466 bekannt. Zwar haben diese Einrichtungen bisher an sich zufriedenstellend gearbeitet, jedoch sind sie mit den steigenden Anforderungen an ihr Leistungsvermögen vor allem in ihrer Höhe und ihrem Durchmesser gewachsen. Dazu mußte der Durchmesser der die Förderelemente tragenden Wellen ebenfalls erheblich vergrößert werden, 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 Diffu sionsturmes in einem zusätzlichen baulichen Aufwand aus, der bei den enormen Anlagekosten entscheidend für die Rentabilität der Anlage sein kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei vorgegebener, optimal ausgelegter Diffusionsstrecke eine Durchsatzsteigerung mit geringstmöglichem baulichem Aufwand zu erzielen.

Dabei geht die Erfindung von dem Gedanken aus, den Durchflußquerschnitt des Diffusionsturms im wesentlichen unbeeinflußt vom Durchmesser der Welle auszulegen. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Hohlwelle auf einem innerhalb der Hohlwelle angeordneten, zumindest im Bereich der Hohlwelle durchgehenden, im wesentlichen zylinderförmigen Stützkörper gelagert ist und in an sich bekannter Weise Transportflügel sowohl an der Innen- als auch ander Außenfläche der Hohlwelle befestigt sind.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise auch der Innenraum der Hohlwelle ebenfalls als Diffsionsraum ausnutzen. 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

Da die Wellendurchmesser in herkömmlichen Diffsionstürmen primär aus den bereits erwähnten Gründen der Anordnung der Förderelemente 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 normen Leistungssteigerung "erbunden.

Zwar ist aus der US-PS 28 76 143 ein Diffusionsturm bekannt, bei dem sowohl an der Innen- als auch an der Außenfläche einer Hohlwelle Transportflügel befestigt sind, jedoch handelt es sich dabei um einen mit innerer Umlenkung arbeitenden Diffusionsturm, bei dem die vorgesehenen doppelseitigen Transportflügel einem völlig anderen Zweck dienen. Sie sollen nämlich die Diffusionsstrecke verlängern. Abgesehen von der im Unterschied zur Erfindung vorgesehenen Strömungsumlenkung besteht ein weiterer Unterschied darin, daß

*>^r> im inneren Ringraum des bekannten Diffusionsturms keine Aufhalter zur Beeinflussung des Transportes vorgesehen sind, so daß dieser relativ schmal ausgelegt ist, was eine relativ große Geschwindigkeit der

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Schnitzel entgegen ihrer an und für sich natürlichen Bewegungsrichtung zur Folge haben muß. Schließlich weist dieser bekannte Turm keine Stützkörperanordnung auf, so daß die Lagerung der Hohlwelle über die Außenwand des Turmes erfolgen muß. Eine Durchsatzsteigerung kann mit diesem bekannten Turm nicht erreicht werden.

Der mit der Erfindung gegenüber dem hier einschlägigen Stand der Technik erzielte technische Fortschritt besteht zusammengefaßt im wesentlichen im ι ο folgenden:

a) Statt in ihrer freien Länge im Falle einer Purchflußquerschnittsvergrößerung zu vergrößernden Transportflügeln und Aufhaltern beim Stand der Technik werden im Rahmen der ' Erfindung zusätzliche Transportflügel an der Innenfläche der Hohlwelle und Aufhalter an der Außenfläche des Stützkörpers angebracht, die weniger aufwendig gestaltet sein können, da die Vergrößerung der Transportflügel und Aufhalter beim Stand der Technik zu einer Vergrößerung der im Betrieb an ihnen auftretender, Biegespannungen führt, .so daß es dort unumgänglich ist. daß diese größeren Bauteile mit größerer Steifigkeit ausgelegt werden.

b) Die beim Stand der Technik erforderliche Durchmesservergrößerung des Turms und der Welle führt zu einem ansehnlich vergrößerten Materialverbrauch, da die ohnehin dann größer auszulegenden Teile auch stabiler (dicker) ausgeführt werden müssen.

c) Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß infolge der Ausnutzung des beim Stand der Technik toten Raums innerhalb der Hohlwelle ein geringerer Platzbedarf erreicht wird, so daß der Durchfluß- ^3:> querschnitt bei gleichen Außendurchmessern des bekannten und des erfindungsgemäßen Diffusionsturmes bei letzterem um ca. 20 bis 25% vergrößert ist

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Im Rahmen der Erfindung hat es sich konstruktiv als günstig erwiesen, wenn der Stützkörper hohl ausgebildet ist Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die den an der Innenfläche der Hohlwelle befestigten Transportflügeln zugeordneten Aufhalter an der Außenwand des Stützkörpers befestigt. Damit entsteht 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 Extraktionsgutes unter gleichzeitig intensivem Kontakt mit der Extraktionsflüssigkeit.

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 ermöglicht.

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 unabhängig voneinander sind und gegebenenfalls für unterschiedliche Extraktionsvorgänge genutzt werden können. Zweckmäßigerweise wird das Extraktionsgut dabei in den Diffusionsturm gepumpt. Die Purnpfähigkeit des Extraktionsgutes läßt sich in bekannter Weise durch Beimengung einer geeigneten Flüssigkeit, z, B. von Wasser oder bei Zuckerrübenschnitzeln von bereits gewonnenem Rohsaft, herstellen.

Im oberen Teil des Diffusionsturmes wird das ausgelaugte Extraktionsgut vorzug. eise durch zwei Austragschnecken mit entgegengesetzter Förderrichtung aus dem Diffusionsturm abgefördert, die 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 sind. Die Ausräumer bestehen z. B. in einfacher Weise aus in Urnfangsrichtung des Stützkörpers gebogenen, flachen Blechen und drücken das ausgelaugte Extraktionsgut durch die jVusnehmungen der Hohiweüe aus deren Innenraum in de:i die Hohlwelle umgebenden Turminnenraum und den Wirkungsbereich der Austragschnecken. Im unteren Teil des Diffusionsturmes wird der Saft über ein oder mehrere zwisctengeschaltete Siebe abgezogen.

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

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Diffusionsturm in schematischem Längsschnitt,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in F i g. 1,

Fig.3 die Ausräumer des Diffusionsturmes nach F i g. 1 in einer Einzelansicht

Nach F i g. 1 besteht der Diffusionsturrn aus einem aufrecht stehenden, zylindrischen Behälter 1 mit 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. Gleichzeitig dient das Teil 4 als Lagerzapfen für die den AntriebszahnJranz 5 t-agende Hohlwelle 6. 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 Zehnkranz 5 zusammenwirken.

Am unteren Ende der Hohlwelle 6 befindet sich sin mehrteiliges, leicht auswechselbares Sieb 9, das den Rin^raüm zwischen Stützkörper 3 und Behälterwand 1 nach unten begrenzt und im vorliegenden Ausfühpingsbeispiel den während des Betriebes im Innen raum der Hohlwelle 6 und im die Hohlwelle 6 umgebenden Raum des Behälters ί beim Extrahieren entstehenden Saft filtert, der dann über den Saftraum 11 durch Stutzen 12 abgezogen wird.

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, er'nlgt durch Pumpen nach Beimengung einer bestimmten Menge erwärmten Rohsaftes dicht oberhalb des Siebes 9 im unteren Teil des

Diffusionsturmes.

Aus dem unteren Teil des Diffusionsturmes wird das Gut dann durch die mit Förderelementen versehene Hohlwelle 6 in den oberen Teil des Diffusionsturmes gefördert, und zwar im Gegenstrom zur Extraktionsflüs sigkeit, die entweder aus angesäuertem Frischwasser und gegebenenfalls zum Teil aus Preßwasser besteht und im oberen 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. 19 gleichsam unterbrochene Schneckengänge ergeben. Für die Anordnung der Transportflüfjel 18 und 19 ist es dabei ratsam, daß diese am unteren Ende der Hohlwelle 6 mit Abstreifern versehen sind, um ein Verstopfen des Siebes 9 zu verhindern.

In die Lücken zwischen den Tnmsportflügeln 18 und i9 ragen sogenannte Aufhaiier 2ö und 3ö, 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.

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

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 /we Austragschnecken II. die im oberen Hereich de: Behälters 1 in entsprechenden Ausbuchtungen beider seitsder Hohlwelle 6 mit entgegengesetzter Fördcrrich lung parallel zueinander gelagert sind und bis an dii Hohlwelle 6 heranreichen. Von den im wesentlicher horizontal angeordneten Austragschneckcn 31 wird da¹ sich in deren Wirkungsbereich befindende, ausgelaugt Extraktionsgut durch entsprechende Austragöffnunger 32 in der Behälterwandung aus dem Behälter einei nicht weiter dargestellten Verarbeitungseinrichtuni zugeführt.

Durch gleichmäßig auf dem Umfang im Bereich dei Austragschnecken 31 in die Hohlwelle 6 eingearbeitete öffnungen 33 und hinter den öffnungen 33 im Innerr der Hohlwelle 6 angeordnete Ausräumer 34 wire gleichzeitig das im Innern der Hohlwelle 6 aufsteigende ausgelaugte Extraktionsgut in den Wirkungsbereich dei Austragschnecken 31 gebracht. Die Ausräumer M bestehen gemäß Fi g. 3 aus Blechen und sind unbeweglich am Stützkörper 3 befestigt und in Bewegungsrichtung der Hohlwelle 6 umgebogen, so daß das siel· infolge der Drehbewegung der Hohlwelle 6 in dei gleichen Drehrichtung bewegende, ausgelaugte Extrak tionsgut an den Ausräumern 34 entlang durch die Ausnehmungen 33 der Hohlwelle 6 in den Wirkungsbereich der Austragschnecken 31 gleitet und von dieser ebenfalls durch die Austragöffnungen 32 abgeförderi wird.

Zur einwandfreien Führung der Hohlwelle 6 sind ar den untersten Aufhaltern 20 im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel geeignete Lager 35 vorgesehen, die dei Hohlwelle außenseitig anliegen.

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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Diffusionsturm zum Extrahieren von zerkleinertem Pflanzenmaterial, insbesondere von Zuekerrübenschnit2eln oder geschnittenem Zuckerrohr, nach dem Gegenstromprinzip mit in bestimmten Abständen unterbrochen und zueinander versetzt auf einer Hohlwelle angeordneten, nach oben fördernden Transportflügeln und in die Lücken zwischen den Transportflügeln hineinragenden Aufhaltern, einer Zuführung für das zerkleinerte Pflanzenmaterial im unteren Teil und einer im oberen Teil des Diffusionsturms angeordneten, bis an die Hohlwelle heranreichenden Austragsschnecke für das ausgelaugte Extraktionsgut, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (6) auf einem innerhalb der Hohlwelle angeordneten, zumindest im Bereich der Hohlwelle durchgehenden, im wesentlichen zylinderförmigen Stützkörper (3) gelagert ist, und in an sich bekannter Weise Transportflügel sovuhl an der Innen- als auch an der Außenfläche der Hohlwelle (6) befestigt sind.

   Z Diffusionsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (3) hohl ausgebildet ist

   3. Diffusionsturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den an der Innenfläche der Hohlwelle (6) befestigten Transportflügeln (18) zugeordneten Aufhalter (30) an der Außenwand des Stützkörpers (3) befestigt sind.

   4. Diffusionsturm nach einem oder mehreren der Ansprüche ' bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der zerkleinerten Pflanzenstoffe in den Innenraum der Hohlwelle (6) und in den die Hohlwelle (6) umgebenden Turminnenraum getrennt (16,17) ausgeführt ist.

   5. Diffusionsturm nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei beiderseits der Hohlwelle (6) und parallel zueinander angeordnete Austragschnecken (31) mit entgegengesetzter Förderrichtung.

   6. Diffusionsturm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (6) im Bereich der Austragschnecken (31) mit Ausnehmungen (33) versehen ist und im Bereich dieser Ausnehmungen (33) Ausräumer (34) am Stützkörper (3) befestigt sind.

   7. Diffusionsturm nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine im Behälter (1) oberhalb der Austragschnecken (31) angeordnete ölfangschale (2).