DE2115159C3

DE2115159C3 - Vorrichtung zum Extrahieren von in pflanzlichem Material enthaltenen Substanzen durch Diffusion

Info

Publication number: DE2115159C3
Application number: DE2115159A
Authority: DE
Inventors: Francis Marcq En Baroeul Dambrine (Frankreich)
Original assignee: FIVES LILLE-CAIL PARIS Ste
Current assignee: FIVES LILLE-CAIL PARIS Ste
Priority date: 1970-03-27
Filing date: 1971-03-29
Publication date: 1973-10-18
Also published as: BE763694A; ZA711977B; US3693540A; GB1345793A; DE2115159A1; SE374932B; ES389275A1; PL70091B1; FR2082818A5; DE2115159B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrahieren von in pflanzlichem Material enthaltenen löslichen Substanzen durch Diffusion mit mehreren zwischen einer Beladestelle zur Einfüllung des zu verarbeitenden Materials und einer Entladestelle zum Entleeren des erschöpften Materials bewegbaren Zeilen. Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung (USA.-Patentschrift 3 131202) wird das in den Zellen enthaltene Material im Verlauf der Bewegung der Zellen mit einem Lösungsmittel nach einem Gegenstromverfahren ausgelaugt.

Um das Extrahieren zu verbessern, ist bei einer Vorrichtung zum Extrahieren von in pflanzlichem Material enthaltenen löslichen Substanzen durch Diffusion mit mehreren zwischen einer Beladestelle zur Einführung des zu ' erarbeitenden Materials und einer Entladestelle zum tntleeren des erschöpften Material.* bewegbaren Zellen erfindungsgemäß jede Zelle mit einem in ihrem Inneren verschieblichen Rost mit einer Verriegelungsvorrichtung versehen und an der Beladestelle eine auf den Residier jeweilig geladenen Zelle wirkende Verdichtunusvorrichtung vorgesehen. Der Rost, welcher auch afs perforierter, das Lösungsmittel durchlassender Deckel ausgebildet sein kann.

ίο drückt unter der Wirkung der Verdichtungsvorrichtung das in den Zellen enthaltene Material zusammen und wird anschließend von einer Verriegelungsvorrichtung in dieser Lage blockiert, so daß das Material wahrend des ganzen Extrahiervorganges unter

i_D Druck bleibt. Hierdurch wird die Porosität der Materialschicht und damit ihre Durchläss^;5keit verringert und eine bessere Benetzung des Materials durch das Lösungsmittel erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dar-

gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F ig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Diffusionsvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1,

F i g. 3 eine die Arbeitsweise erläuternde schematische Abwicklung der Diffusionsvorrichtung.

F i g. 4 bis 7 ',thematische Darstellungen der Arbeitsweise der Verdichtungsvorrichtung,

F i g. 8 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der Transporteinrichtung zur Beschickung und F i g. 9 bis 13 Einzelheiten der Roste und der Verriegelungsvorrichtungen.

In der Zeichnung ist eine ringförmige Diffusions-

vorrichtung mit vertikaler Achse 2 veranschaulicht, welche einen über einem feststehenden Teil angeordneten drehbaren, angetriebenen Teil aufweist.

Der drehbare Teil enthüll eine ringförmige Wanne6 ohne Boden, die.von einer inneren Seiten-

wand 8 und einer äußeren Seitenwand 10 (F i g. 2) gebildet ist, die durch durchgehende Trennwände 12 miteinander verbunden sind. Die innere Wand 8 ist durch Arme 16 mit einer sich frei um einen Lagerzapfen 20 drehenden Radnabe 18 verbunden. Die

Achse der Radnabe fällt mit der Achse 2 der Diffusionsvorrichtung zusammen. Die äußere Wand 10 trägt einen dem Drehantrieb der Wanne 6 dienenden Kranz 22. Der Antrieb erfolgt durch Druckzylinder 24, die auf auf dem Kranz 22 in regelmäßiger. Abständen angeordneten Achsen 26 einwirken.

Um eine fortlaufende Drehung der Wanne sicher-, zustellen, werden wenigstens zwei Gruppen von Druckzylinder verwendet, die nacheinander betrieben werden. Jede Gruppe umfaßt wenigstens zwei

sich diametral gegenüberliegende Druckzylinder, die gleichzeitig arbeiten, so daß am Kranz 22 ein Kräftepaar angreift. Jeder Druckzylinder 24 ist mit einem Rückholzylinder 28 versehen, durch den er um eine vertikale Achse 32 geschwenkt werden kann, um seine Klemmbacke mit einer Achse 26 des Kranzes in Eingriff zu bringen oder sie von der Achse zu lösen.

Es sind natürlich auch andere Antriebseinrichtungen anwendbar, beispielsweise ein Ritzelantrieb mit einem Getriebemotor.

Die Wände 8 und 10 weisen auf ihrer Unterseite je eine Rollbahn 34, 36 auf, die auf um die Diffusionsvorrichtung gleichmäßig verteilten Tragrollen 38 auf-

ruhen und die auf der Lagerplatte der Vorrichtung aufgebaut sind.

Der feststehende Teil der Diffvisionsvorrichtung umtaßt eine Einheit von aneinander anschließenden, kranzartig unter der Wanne 6 angeordneten Trögen, nämlich einen Trog40 (Fig.3) unter der F.ntladungsstelle des ausgelaugten Materials, einen Trog 42 unmittelbar stromabwärts von Trog 40 unter der Beladungsstelle des verarbeitenden Materials und eine ganze Reihe von Trügen 44 zum Auffangen der Benetzungs- und Diffusions-Säfte. Der erste der Tröge 44 ist nach dem Trog 42 und der letzte vor dem Trog 40 angeordnet. Die entsprechenden Stellungen aller Iröge verstehen sich unter liezugnahme auf die Drehrichtung der Diffusionsvorrichtung.

Unt-^r der ringförmigen Wanne 6 und über den Trögen 42 und 44 ist ein feststehender zusammenhängender Rost 46 angeordnet, der etwas größer als die Wanne 6 ist und aus parallelen Flachstaben 48 (Fig. 2) besteht, die in regelmäßigen Anständen angeordnet sind und von auf den Trögen aufliegenden Traversen 50 getragen werden. Über dein Entleerungstrog 40 ist der Rost in der Weise unterbrochen, daß das verbrauchte Material unter der Einwirkung der Schwerkraft in diesen Trog fallen kann.

Während der Drehung der Vorrichtung streichen die Trennwände 12 ganz dicht am Rost vorbei, und das in den Zellen befindliche Material, das von den Trennwänden mitgenommen wird, reibt sich an dem Rost. Die Enden 52 dei Flachstäbe 48 sind zur Erleichterung des Durchgangs der Trennwände 12 abgeschrägt.

Jeder der Tröge 44 ist durch eine Rohrleitung 56 mit der Saugseite einer Pumpe 54 verbunden. Die Flüssigkeit, die in dem unmittelbar nach der Beladungszone angeordneten Trog 44 angesammelt ist, wird durch die Rohrleitung 58 zu einer anderen Stelle der Anlage gefördert, wo sie verarbeitet wird. Die in den anderen Trögen 44 angesammelte Flüssigkeit wird durch Pumpen 54 und Rohrleitungen 60 über in bezug auf den Drehsinn der Diffusionsvorrichtung vorhergehend angeordnete Tröge gedrückt, in denen sie nach Durchlaufen des Materials und des Rostes aufgefangen wird. Die Flüssigkeit zirkuliert in dieser Weise im Gegenstrom zum Material von Trog zu Trog. Über dem unmittelbar vor der Entladezone angeordneten Trog 44 wird das der Diffusion dienende reine Lösungsmittel durch die Leitung 62 aufgegeben. Der Trog 42 steht mit dem ihm folgenden Trog 44 durch eine Öffnung 64 in Verbindung.

Die Fördermenge der Pumpen für die Zirkulation kann gleich oder größer sein als die Flüssigkeitsmenge, die der Diffusionsvorrichtung entzogen wird. Dies ermöglicht ihre eventuelle Wiedereinführung in den Kreislauf und die Vermehrung der Durchgangsstellen durch das Material in dem Maße, wie es die Porosität der Schicht des Materials zulaßt.

Über der Beladestelle ist ein an einer Tragkonstruktion 70 (Fig. 1) befestigter Druckzylinder 68 eingebaut. Das Ende des Druckzylinders ist mit einer Elektromagnet-Scheibe 72 (F i g. 3) ausgerüstet.

Andererseits enthält jede Zelle einen abnehmbaren Rost 74 (F i g. 2, i) der unter Zwischenschaltung der magnetischen Scheibe 72 durch den Druck- bzw. Hubzylinder 68 betätigt werden kann. Jede Zelle enthält ebenfalls eine durch vier Klinken 76 (F i g. 2) gcbildete Verriegelungsvorrichtung für den Rost, die mit vier Verankerungsvorrichtungen 78 des Rostes in Eingriff gebracht werden können, wenn dieser in der Zelle in seine Lage gebracht ist und die ihn mit den Wandungen der Zelle für die ganze Zeitdauer der Diffusion verbinden. Die Entriegelung der klinken erfolgt durch vier auf den Wandungen der /eilen aufliegende Hilfs/yliiider 82.

Jeder Rost ist aus parallelen, einen T-Querschnitt aufweisenden Elementen 104 gebildet, die durch rund-j. Lanulöcher 110 durchquerende Stangen 108.

ίο \ et blinden und durch .:jf diese aufgeschobene Rohre 112 im Abstand gehalten sind, wobei der Durchmesser dieser Rohre großer als die Breite der Langlocher 110 ist (Fig.¹). ff) und M). Montage-Elemente lift. beispielsweise Muttern oder Stifte an jedem Ende der Stangen 108 stellen den mechanischen Zusammenhalt der Einheit sicher. Die vertikalen Stege 106 der T-Elemente 104 kommen mil dem Material in den Zellen in Berührung, und die Elektromagnet-Scheibe 72 (F i g. 3) liegt auf den horizontalen Stegen 114 der T-Stücke in der Mitte des Rostes auf. Die zwischen den verschiedenen, den Rost bildenden Teilen vorhandenen Spiele ermöglichen ihm. sich an die Form des von ihm zusammengedrückten Haufens anzupassen. Dieser Aufbau ermöglicht es, die Unregelmäßig-

2; keiten der oberen Außenfläche des Materials in der Zelle auszugleichen.

An den Enden jedes der äußeren T-Stücke des Rostes befindet sich die Verankerungsvorrichtung 78. welche aus einer mit einer Welle 120 drehbar am T-Stück befestigten Zahnstange 118 und einem Ansatz 124 an ihrem oberen Teil (Fig. 9 und 13), besteht. Während der Betätigung des Rostes greifen die Ansätze 124 der Zahnstangen zwischen an den Wandungen der Zellen befestigte Führungsschienen 126.

Wegen dieser Führung können sich die Zähne der Zahnstange genau vor der jeweils gegenüberliegenden Klinke einstellen, wie groß auch die Deformierungen des Rostes sind, wobei die Welle 120 die Ausrichtung der Zahnstange möglich macht.

Die selbstverriegelnden Klinken 76 sind an den Zahnstangen 118 durch Federn 128 im Eingriff gehalten, die in zu ihrer Führung dienenden Vorsprüngen 130 angeordnet sind, welche mit der Wanne 6 (F i g. 2) verbunden sind.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird für den Fall ihrer Anwendung zum Extrahieren von Zucker aus Zuckerrohr beschrieben. In diesem Falle sind der Diffusionsvorrichtung die üblichen Apparate zur Vorbereitung des Zuckerrohres und eine erste Preßr.iühle vorgeschaltet und ihr folgt eine Mühle zum nochmaligen Komprimieren, die den in der Bagasse zurückgehaltenen Saft nach deren Austritt aus dem Diffuseur extrahieren soll.

Die Drenung der Diffusionsvorrichtung erfolgt nicht kontinr'.erlich. Beim gleichzeitig stattfindenden Be- und Entladen der Zellen wird die Wanne 6 angehalten. Nach Beendigung dieser Arbeitsgänge wird die Wanne gedreht, um die nachfolgenden Zellen zu den Be- und Entladestellen zu bringen. Dann werden dieselben Operationen an den neuen Zellen durchgeführt, und so fort. Die Zellen werden also nacheinander mit zerstückeltem oder zerriebenem Zuckerrohr an der Beladestelle gefüllt und dann nach Durchführung einer vollständigen Umdrehung an der Entladestelle entleert. Das in den Zellen enthaltene Zuckerrohr wird fortlaufend mit der aus den Rohrleitungen 60 und 62 (Fig. 2, 3) austretenden Flüssigkeit besprengt.

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Die auf jede Zelle, mit Ausnahme der unmittelbar sprechend der für das Zuckerrohr gewünschten Set-

vor der Entladestelle angeordneten Zelle, aufge- zung erreicht hat (F i g. 6).

brachte Flüssigkeit besteht aus Zuckersaft, der aus Die vier Hilfszylinder 82 beenden dann ihre Arbeit,

dem unter der jeweils nachfolgend angeordneten und unter der Einwirkung der Federn 128 kommen

Zelle befindlichen Trog stammt, während das in der 5 die Klinken 76 zum Eingriff mit den Zahnstangen 78

letzten Zelle befindliche Zuckerrohr mit Wasser von des Deckels. Hierauf wird die elektrische Stromzu-

gecigneter Temperatur besprengt wird. Auf diese fuhr für die magnetische Scheibe 72 unterbrochen

Weise erfolgt die Extraktion im Gegenstromverfah- und der Zylinder 68 wieder in seine obere Stellung

ren, wobei Zuckerrohr mit Saft benetzt wird, dessen gebracht (F i g. 7).

Zuckerkonzentration in dem Maße schwächer wird, io Während dieser Zeit ist die vorhergehend angeord-

wie sich der Zuckergehalt des Zuckerrohres verrin- nete Zelle entladen worden, und die Wanne 6 wird

get· von neuem gedreht, um diese Zelle zur Beladungs-

Um zu vermeiden, daß sich die feinen Zuckerrohr- stelle zu bringen. '

partikel, die den Rost 46 (F i g. 3) passieren und von Die Steuerung der Zylinder-Kolben-Anordnungen

den Pumpen mit dem Saft weiterbefördert werden, 15 24, 68 und 32 und der Transporteinrichtung 84 ist

auf der Rohrschicht absetzen und deren Durchlässig- zeitlich so abgestimmt, daß die Folge der vorstehend

keit verschlechtern, sind an der Auslaufstelle der beschriebenen Operationen automatisch vor sich

Rohrleitung 60 gebogene Roste 132 (F i g. 2), vorge- geht.

sehen, die nur den Saft passieren lassen und die Zuk- Die Steuerungsvorrichtungen für die Transport-

kerrohrteilchen gegen eine der Zellenwandungen lei- ao Einrichtung 84 mit dem endlosen Band sind so ein-

^ten· gerichtet, daß die Transport-Einrichtung Manöver

Wenn eine Zelle zur Entladestelle geführt ist, fällt durchführen muß, die eine genaue einheitliche Zutei-

das darin enthaltene verbrauchte Rohr in den Trog lung des Zuckerrohres für jeden Abschnitt der Zellen

40 (F i g. 3), von wo es durch eine Schnecke 86 sicherstellen. In F i g. 8 sind die Manöver des Trans-

(F i g. 1) zur Mühle zum nochmaligen Auspressen be- 35 portbandes schematisch dargestellt. Während der

fördert wird. Während dieses Arbeitsganges der Ent- Drehbewegung der Wanne steht das Transportband

leerung ist der Rost 74 (F i g. 2) durch die Klinken still und befindet sich in der Stellung 92. Sobald der

76 in seiner Lage gehalten. Rost, der sich an der Beladestelle befindenden Zelle

Nach Beendigung des Entladevorganges dieser angehoben isi, iücki die Transporteinrichtung schnei! Zelle und der Beschickung der nächsten Zelle wird 30 in die Stellung 94 vor. Das Transportband wird in die Wanne 6 mit Hilfe der Druckzylinder 24 gedreht, Gang gebracht, wobei sich die Antriebstrommel des um die gerade entleerte Zelle zur Beladestelle zu füh- endlosen Bandes in dem durch den Pfeil 100 angeren; dann wird die 'Vanne angehalten. Nach dem zeigten Sinn dreht. Anschließend wird, wie der Pfeil Anhalten führt der Verdichtungszyünder 68, der in 98 zeigt, die Transporteinrichtung langsam zurückgeseiner oberen Stellung war, herunter, um die magne- 35 setzt und gleichzeitig in einer horizontalen Ebene in tische Scheibe in Kontakt mit dem Rost der Zelle zu Richtung der Pfeile 96 zu Schwingungen angeregt,
bringen. Wenn dies durchgeführt und der Rost mit Wenn die Transporteinrichtung in die Stellung 102 der Scheibe 72 kraftschlüssig verbunden ist, entrie- gelangt, wird das Transportband sowie der Schwingeln die vier Zylinder 82 die Klinken 76, und der gungserreger zum Stillstand gebracht, und die TransDeckel wird durch den Zylinder 68 aus der Zelle ge- 40 porteinrichtung wird schnell in die Stellung 92 geführt, zogen (F i g. 4). An Stelle einer kreisförmigen Bewegungsbahn für

Die auf einem beweglichen Rahmen aufgebaute die Zellen könnte man auch eine Bahn mit zwei ge-Transporteinrichtung 84 zum Beschicken rückt dann radlinigen, parallelen, in einer einzigen Ebene oder über die zu füllende Zelle vor und schüttet in diese nicht in einer Ebene angeordneten Abschnitten aneine vorbestimmte Menge Zuckerrohr (F i g. 5). Nach 45 wenden.

dem Beschicken wird die Transporteinrichtung zu- Ferner ist es möglich, anstatt den Boden der ZeI-

rückgezogen, um den Raum über der Zelle freizuma- len als feststehenden Rost auszubilden, Zellen mit

chen. Dann wird der Druckzylinder 68 in Tätigkeit beweglichen Böden zu verwenden, die beispielsweise

gesetzt, um den Rost in die Zelle abzusenken und um eine horizontale Achse schwenkbar sind und sich

das Zuckerrohr zusammenzudrücken, bis der Druck 50 an der Entladestelle öffnen, um die Entleerung des

in dem Zylinder einen vorgeschriebenen "Wert ent- verbrauchten Materials zu ermöglichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Extrahieren von in pflanzlichem Material enthaltenen loslichen Substanzen durch Diffusion mit mehreren zwischen einer Beladestelle zur Einfüllung des zu verarbeitenden Materials und einer Entladestelle zum Entleeren des erschöpften Materials bewegbaren Zellen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle einen in ihrem Inneren verschieblichen Rost mit einer Verriegelungsvorrichtung aufweist, und daß an der Beladestelle eine auf den Rost der jeweils beladenen Zelle wirkende Verdichtungsvorrichlung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsvorrichtung aus einem mit einer Kupplungseinrichtung ausgerüsteten Druckzylinder gebildet isi.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung des Druckzylinders als eine Elektromagnet-Scheibe ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung für die Roste der Zellen durch zurückziehbare, an die Wandungen der Zellen angesetzte, in Kerben der Roste eingreifende Klinken gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zurüc.xziehbaren Klinken in den Kerben durch Federn gehalten sind und durch Druckzylinder herausziehbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerben durch am Rost befestigte vertikale Zahnstangen gebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zahnstange gelenkig an einer horizontalen, zu der mit der Zahnstange zusammenwirkenden Klinke parallel angeordneten Welle befestigt ist und einen zwischen an den Wandungen der Zellen befestigten Führungsschienen angreifenden Ansatz aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Roste aus parallelen Schienen gebildet sind, die durch senkrecht zu ihnen verlaufende Stangen verbunden sind, wobei die Verbindungen zwischen den Schienen und den Stangen mit Spiel ausgeführt sind.