DE2115747A1

DE2115747A1 - Verfahren zur Entfernung von Flussig ketten oder von Feststoffen aus faserartigen Materialien sowie hierzu geeignete Vor richtung

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Publication number: DE2115747A1
Application number: DE19712115747
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Hamill, Thomas Merry, Kailua, Ha wan (V St A)
Priority date: 1970-03-31
Filing date: 1971-03-31
Publication date: 1971-10-21
Also published as: ZA711871B; GB1300683A; FR2087950A5; NL7104327A; US3695931A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EFTLE · DR. REH. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Thomas Merry Hand. 11 Kailua, Hawaii / USA

Verfahren zur Entfernung von Flüssigkeiten oder von Feststoffen

aus faserartigen Materialien sowie hierzu geeignete Vorrichtung

Bei der Extraktion von Flüssigkeiten (oder von Feststoffen) aus faserartigen Materialien, die die Flüssigkeit eingeschlossen enthalten, ist es bislang Praxis gewesen, die faserartigen Materialien zu kleinen Teilen zu zerhacken oder zu vermählen und diese hierauf durch eine Vorrichtung

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zu leiten, welche durch Ausübung eines hohen Drucks die Flüssigkeit herausdrückt. Pur eine wirksame Extraktion müssen jedoch die Zellen des faserartigen Materials, das die Flüssigkeit enthält, aufgebrochen und freigelegt werden. Wegen der Schwierigkeit, ein vollständiges Aufbre-"chen der Zellen zu erhalten und wegen der den Fasern eigenen Affinität für ihre Flüssigkeit ist man sich schon seit langem darüber im klaren gewesen, daß eine wirksame Extraktion unter Verwendung von Druck allein nicht durchgeführt werden kann. Es wurde daher ein Prozeß entwickelt, der als Naßvermahlen bezeichnet wird und bei welchem die Technik des Mazerierens oder Aufquellens benutzt wird, um eine wirksame Extraktion zu erhalten. Bei der Mazerierung bzw. Aufquellung wird eine Flüssigkeit, die als Tränkflüssigkeit bezeichnet wird, mit den Fasern in Kontakt gebracht, um die eingeschlossene Flüssigkeit zu ersetzen. Die Fasern werden sodann in einer Reihe von Mühlen hohen Drücken ausgesetzt, wodurch ein Gemisch aus den Tränk- und den natürlichen Flüssigkeiten ausgepreßt wird.

Eine der größten Verbraucher dieses Naßmahlverfahrens ist die Zucker-Industrie. Bei früheren Versuchen wurde als Tränkungsflüssigkeit für die Mazerierung des Zuckerrohrs Wasser allein verwendet, bevor dieses in die einzelnen Mühlen einer Reihe von Mühlen, die nacheinander arbeiteten, eingeführt wurde. Es wurde jedoch festgestellt, daß große Mengen von Wasser notwendig waren, um an eine wirksame Extraktion nur nahe zu kommen. Da das Wasser unter Umständen zur Gewinnung des festen Zuckers verdampft werden muß, sind die Kosten der Verwendung von Wasser als einziger Tränkungsflüssigkeit untragbar geworden.

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Es ist auch schon eine Arbeitsweise entwickelt worden, bei welcher das Wasser nur dazu verwendet wird, um die Basis der Tränkungsflüssigkeit zu bilden. Bei diesem "Verfahren wird das Wasser als Tränkungsflüssigkeit nahe am Ende des Mühlenzugs, gewöhnlich in der letzten Mühle, zugesetzt. Der durch diese Mühle extrahierte Saft wird gesammelt und als Tränkungsflüssigkeit für eine frühere Mühle des Zugs zurückgeführt. Diese Arbeitsweise der Sammlung und Zurückführung wird von Mühle zu Mühle in einer Gegenstromweise zu der Bewegungsrichtung des Rohres wiederholt. Somit wird durch die Mühle am Anfang der naßen Zone ein relativ reicher Saft ausgepreßt, der als Produkt entnommen wird und zur Gewinnung des Zuckers weiter verarbeitet wird.

Obgleich die Verwendung einer Mazeriesierung keine verbesserte Extraktion ergibt, bringt sie jedoch einige Schwierigkeiten mit sich. So wurde festgestellt, daß hohe Feuchtigkeitsgehalte in dem Zuckerrohr (in der Bagasse) die Beschickung der Mühlen schwieriger gestalten und daß die Frequenz von Mühlenbrüchen zunahm. Zur Überwindung dieses Problems war es erforderlich, den Feuchtigkeitsgehalt oder die Mühlengeschwindigkeit zu vermindern. Die Verminderung der MUhlengeschwindigkeit ergab naturgemäß einen Kapazitätsyerlust im Mühlenzug. Dieser Kapazitätsverlust machte den Gewinn bei der Extraktion, der sich aus der Verwendung der Mazerierung ergab, wieder wett. Die Reduktion des Feuchtigkeitsgehaltes des Zuckerrohrs verminderte auf der anderen Seite die Extraktionswirksamkeit.

Es wurde nun gefunden, daß die Probleme der bekannten Verfahren überwunden werden können und daß eine verbesserte

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Extraktion ermöglicht wird, wenn man ein Verfahren anwendet, das nachstehend als "Rückfluß-Mahlen" bezeichnet werden kann. Bei diesem Rückfluß-Mahlen wird das faserartige Material mit den darin eingeschlossenen Feststoffen oder Flüssigkeiten mazeriert, das mazerierte Material wird durch eine Leichtdruckmühle geleitet, welche ohne Bewirkung einer erheblichen Aufbrechung der Faserzellen den Saft ausdrückt, der ausgedrückte Saft gesammelt und als Tränkungsflüssigkeit für das Material vor seinem Eintritt in eine vorhergehende Mühle zurückgef-ührt.

Die Anwendung eines niedrigen Drucks vor einem Hochdrucksystem wird in den US-Patentschriften 757 295 und 1 617 9β2 beschrieben, doch dient bei diesen Verfahren der Druck lediglich dazu, das faserartige Material und die Flüssigkeit bei den einzelnen Druckstationen zu kompostieren. Die von dem Material abgetrennte Flüssigkeit wird auf der Abgabeseite der Walze gesammelt. Die Druckbeschickungswalzen sind lediglich als Beschickungswalzen, aber nicht zur Ausdrückung der Flüssigkeit vorgeschlagen worden.

Die Erfindung stellt somit eine Verbesserung des Naßmahlens von faserartigen Materialien dar, bei welchen bislang nur eine·Mazerierung und eine Reihe von Hochdruckmühlen für die tatsächliche Extraktion der Flüssigkeit benutzt wurden. Die Verbesserung besteht somit darin, daß vor dem Eintritt des mazerierten Materials in eine Hochdruckmühle ein Rückflußmahlen erfolgt.

Gegenstand der Erfindung ist daher'ein Verfahren zur Entfernung von Flüssigkeiten oder von Feststoffen aus faserartigen Materialien, in deren Zellen die Flüssigkeiten oder

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die Peststoffe eingeschlossen sind, z.B. zum Entfernen von Zucker aus Zuckerrohrbagasse, durch Mazerisierung des faserartigen Materials mit einer Tränkungsflüssigkeit und Aussetzung des mazerierten Materials einem hohen Druck, wodurch ein Teil der Tränkungsflüssigkeit und die natürliche Flüssigkeit oder der Peststoff ausgedrückt wird und die Zellen aufgebrochen werden und wobei die Tränkungsflüssigkeit für Jede Druckbehandlung entweder eine frisch zugeführte Flüssigkeit oder eine ausgedrückte Flüssigkeit von einer vorhergehenden Druckbehandlung darstellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das faserartige Material einem Niederdruck aussetzt, wodurch ein Teil der TränkungsflUssigkeit und die natürliche Flüssigkeit oder die natürlichen Feststoffe ohne Aufbrechen der Zellen des Materials ausgedrückt werden, und daß man das ausgedrückte faserartige Material mit einer Tränkungsflüssigkeit mazeriert und in eine Hochdruckbehandlung überführt.

Gegenstand ist auch eine Vorrichtung zur Entfernung von Flüssigkeiten oder Peststoffen aus faserartigen Materialien mit mindestens einer Hochdruckeinrichtung, die die Zellen aufbrechen kann, wobei jeder der Druckbehandlungseinrichtungen eine Mazerierungseinriohtung vorhergeht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Druckbehandlungseinrichtung eine Niederdruckbehandlungseinrichtung vorgeht, die bei einem Druok arbeitet, der die Zellen des Materials nicht aufbricht, und daß die Niederdruckbehandlungseinrichtung mit einer Anfangsmazerierungseinrichtung versehen ist.

Insbesondere atellt die Erfindung für die Zuckerindustrie ein Verfahren für die Extraktion des Zuckersaftes aus Zuckerrohr-Bagaase duroh Naßmahlen in einer Reihe von nacheinander

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angeordneten Mühlen zur Verfügung, bei welchen man (a) die Bagasse vor ihrem Eintritt in die einzelnen Mühlen mit einer verdünnten Flüssigkeit mazeriert, (b) die mazerierte Bagasse durch eine Reihe von Mühlen leitet, welche eine Kombination von Hochdruckmühlen, die den Saft auspreßen und ein weiteres Aufbrechen der saftfcragenden Zellen bewirken, und Niederdruckmühlen, die den Saft ohne ein erhebliches Aufbrechen der Zellen durch Anwendung von Druck auspreßen, darstellt, (c) die von den Mühlen ausgepreßten Säfte sammelt und sie als Tränkungsflüssigkeiten für die vorhergehenden Mühlen in der Reihe zurückführt, (d) ah einem Punkt des Mühlenzugs frische Tränkungsflüssigkeit zuführt und (e) den mindestens von einer Mühle in der Nähe des Endes der Reihe ausgepreßten Saft abnimmt.

In der Vorrichtung wird insbesondere eine Einrichtung für die Mazerierung eines faserartigen Materials mit einer verdünnten Flüssigkeit zur Verfügung gestellt. Es ist auch eine Ausdrückungseinheit vorgesehen, um die Flüssigkeit aus dem mazerierten faserartigen Material auszudrücken, ohne daß ein erhebliches Aufbrechen der Zellen stattfindet. Es ist ferner eine Einrichtung für die Mazerierung der ausgedrückten faserartigen Materialien mit einer verdünnten Flüssigkeit und eine Ausdrückungseinrichtung für die Entfernung dieser Flüssigkeit aus dem mazerierten faserartigen Material und zur gleichen Zeit Aufbrechung deren Zellen vorgesehen. Schließlich ist eine Einrichtung für die Zurückführung der Flüssigkeit von jedem Ausdrückungsschritt als Tränkungsflüssigkeit für die vorhergehende Mazerierung vorgesehen.

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Bei der Extraktion des zuckerhaltigen Saftes aus dem Zuckerrohr werden die langen Stengel des Zuckerrohres zunächst zu kleinen Stücken zerschnitten und mechanisch bearbeitet, um soviel wie möglich von dem natürlichen Saft zu entfernen. Dies geschieht normalerweise, indem das Zuckerrohr durch eine Reihe von rotierenden Messern geleitet wird und indem die zerschnittenen Teile in eine Zerquetsch- oder Zerreißvorrichtung gebracht werden, um soviele Zuckerzellen wie möglich aufzubrechen. Nach dieser Behandlung wird das Zuckerrohr in dem Mühlenzug einem weiteren Mahlen unterworfen.

Ein regulärer Mühlenzug besteht normalerweise aus 4 bis Hochdruckmühlen, die nacheinander angeordnet sind. Jede Mühle ist gewöhnlich aus drei großen Walzen gebildet, die an zwei verschiedenen Punkten auf die Bagasse (gemahlenes Zuckerrohr) Druck ausüben. Diese drei Walzen werden als Beschickungs-, Spitzen- und Abgabewalzen bezeichnet. Diese Mühlen üben einen sehr hohen Druck auf die Bagasse aus, der gewöhnlich zwischen l4l und 352 kg/cm , vorzugsweise zwischen 211 und 28l kg/cm liegt. Der mittlere Druck wird durch die von der Spitzenxvalze ausgeübte Gesamtlast, dividiert durch die Walzenlänge und durch 1/10 des Walzendurchmessers definiert. Der Punkt des maximalen Druck in der Schleife der Walze ist erheblich höher als diese mittleren Drücke. Diese Walzen drehen sich normalerweise mit einer linearen Umfangsgeschwindigkeit von 6,1 bis 21,3 m/min, Diese Kombination aus Geschwindigkeit und Druck erfordert große Energiemengen und bewirkt auf den V/alzen einen erheblichen Abtrieb.

Der Mühlendruck iat ferner in zwei Zonen aufgeteilt. Die erste Zone, in welcher keine Mazerierung stattfindet, wird

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als die Trockenmahlzone bezeichnet. Da keine zusätzliche Flüssigkeit zugesetzt worden ist, sind die durch die Trokkenmühlen ausgedrückten Säfte sehr reich und werden als Produkt gesammelt. Sie werden zur Gewinnung des Zuckers weiterverarbeitet. Normalerweise wird nur die erste Mühle oder die erste und die zweite Mühle des Zugs für das Trockenmahlen verwendet. Die zweite Zone, in welchen eine Mazerierung stattfindet, wird als die Naßmahlzone bezeichnet. Vor ihrem Eintritt in die einzelnen Naßmühlen wird die Bagasse mit einer Tränkungsflüssigkeit mazeriert, die den Saft verdrängen kann. Als Tränkungsflüssigkeit wird vor der letzten Naßmühle gewöhnlich Wasser zugesetzt, um das notwendige Volumen der Mazerierungsflussigkeit zu liefern. Die Tränkungsflüssigkeit für die früheren Mühlen wird jedoch erhalten, indem der verdünnte Saft von den späteren Mühlen gesammelt wird und für die Mazerierung der früheren Mühlen zurückgeleitet wird.

Die Figur 1 zeigt einen typischen Hochdruck-Mühlenzug, der nacheinander arbeitet. Das Zuckerrohr wird geschnitten und zerrissen und in die Mühle 1 des Zugs eingeführt. Da keine Mazerierung stattgefunden hat, wirkt diese Mühle als Trockenmühle. Der durch die Mühle 1 ausgedrückte Saft wird .durch die Leitung 20 als Produkt entfernt. Die Bagasse wird sodann durch die Mühlen 2, 3 und 4 befördert. Vor ihrem Eintritt in jede Mühle wird die Bagasse mit dem Saft mazeriert, der in der unmittelbar vorhergehenden Mühle ausgepreßt worden ist. Dieser Saft wird durch die Leitungen JO und J51 in die vorhergehenden Mühlen zurückgeführt. Vor der Mühle Nummer 4 wird durch die Leitung 50 frisches Wasser zugeführt. Das Endprodukt aus der Naßmahlzone wird von der Mühle 2 durch die Leitung 21 abgenommen.

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Die Art der verwendeten Mazerislerung ist für die Erfindung nicht kritisch. Es kann jedes beliebige Verfahren Anwendung ,finden, das die Tränkungsflüssigkeit in Kontakt mit dem reichen Saft in der Bagasse bringt. Gewöhnlich werden die Techniken des Waschens, Einweichens und/oder Sprühens benutzt. Auch die Art der Tränkungsflüssigkeit, die als Basis einer Mazerierung eingesetzt wird, ist für die Erfindung nicht kritisch. Es ist lediglich erforderlich, daß die Basisflüssigkeit den reichen Saft aus den Zellen der Bagasse ersetzen kann und mit dem Natursaft mischbar ist. Vom praktischen wirtschaftlichen Standpunkt wird Wasser als frische Tränkungsflüssigkeit oftmals verwendet. Die Praxis dieser Erfindung gestattet die Einführung von frischer Tränkungsflüssigkeit in jeder beliebigen Mühle des Zugs, sofern sie gleichfalls in der letzten Mühle der Naßmahlzone des Zugs zugesetzt wird.

Die Menge der frischen Tränkungsflüssigkeit, die für die Mazerisierung verwendet wird, hängt von den verschiedenen gewünschten Prozeßbedingungen ab. Wenn es vom Standpunkt der Extraktion zweckmäßig ist soviel wie möglich Tränkungsflüssigkeit zu verwenden, dann regelt der Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse bis zu einem gewissen Ausmaß die Geschwindigkeit und die Kapazität der Mühlen. Normalerweise variiert die Menge der frischen Tränkungsflüssigkeit von etwa 5 bis etwa 35 %, bezogen auf das Gewicht des ursprünglich eingesetzten Zuckerrohrs. Am häufigsten werden 15 bis 25 % frische Tränkungsflüssigkeit verwendet. Diese Flüssigkeit kann gewünsentenfalls erhitzt werden, um eine Disintegration der Zellwände zu bewirken. Jedoch erschwert die Verwendung der heißen Mazerisierung die Beschickung der Mühle. Bestimmte AusfUhrungsformen der Erfindung gestatten jedoch die

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Verwendung sowohl einer heißen als auch einer kalten Mazerisierung gleichzeitig mit einer einzigen Mühlenanordnung, ohne daß Verluste der Mühlenkapazität stattfinden. Diese Ausführungsformen sollen später näher erläutert werden.

Der Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse wird am zweckmäßigsten als das Gewichtsverhältnis Saft zu Pasern in der Bagasse ausgedrückt. Die Bezeichnung "Saft" soll alle Flüssigkeiten in der Bagasse mit Einschluß sowohl der natürlichen als auch der Tränkungsflüssigkeit umfassen. Die Fasern repräsentieren sämtliche trockenen wasserunlöslichen Materialien in der Bagasse. Da einerseits ein hoher Feuchtigkeitsgehalt dn der Bagasse zur Steigerung der Extraktion und andererseits ein niedriger Feuchtigkeitsgehalt zur Verbesserung der Beschickungseigenschaften erwünscht ist, ist im Einzelfall notwendig, den optimalen Feuchtigkeitsgehalt zu bestimmen, der sowohl eine gute Extraktion als auch angemessene Mahleigenschaften ergibt.

Zur Erzielung der besten Extraktion muß der Massestrom des Safts, der von der Schleife der Walzen herkommt, ausreichend sein, um jeden Teil der Fasern gut zu waschen und* um eine gute Vermischung des natürlichen Saftes und der Tränkungsflüssigkeit zu ergeben. Die Bagasse muß jedoch eine genügende Ablauffähigkeit aufweisen, daß dieser Massensaftstrom über die Beschickungsseite der Bodenwalze entweichen kann. Wenn der Ablauf nicht genügend ist, dann wird der Saft von der Bagasse wieder absorbiert und das Ganze wird zu naß, um in der richtigen Weise in die Mühle eingespeist werden zu können. Darüber hinaus· bewirkt ein mangelnden Ablaufen, dass ein Teil des Saftes mit der

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Bagasse durch den maximalen Druckpunkt in der Schleife der Walzen mitgepreßt wird. Daher wird er unmittelbar darauf von der Bagasse wieder absorbiert, wenn der Druck auf der Abgabeseite der Walzen geringer wird. Es hat sich daher herausgestellt, daß es die Ablaufkapazität und der Feuchtigkeitsgehalt sind, die die Extraktions- und Mahleigenschaften der Bagasse bestimmen.

Es wurde auch gefunden, daß die Ablaufkapazität der Bagasse eine umgekehrte Funktion des Walzendrucks ist. Reguläre Mühlen erfordern einen hohen Walzendruck, um die Faserzusammenpressung und die Aufbrechung der Zellen zu bewerkstelligen. Solche hohen Drücke begrenzen die Ablauffähigkeit und erniedrigen daher die Kapazität der Walze.

Obgleich festgestellt wurde, daß die AbIaufkapazität eine umgekehrte Funktion des Druckes ist, wurde aber auch gefunden, daß diese Beziehung keine umgekehrt proportionale Funktion darstellt. So haben beispielsweise Versuche mit Rückflußmühlen, die mit dem 10. Teil des Drucks von regulären Mühlen arbeiten, gezeigt, daß die Zunahme der Ablaufkapazität unter diesem verminderten Druck etwa l800 % beträgt.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Rückflußmühlen sind aus mindestens zwei zusammenwirkenden Walzen zusammengesetzt, die die Flüssigkeit ausdrücken können. Obgleich in einer einzigen Rückflußmühle mehr als .zwei zusammenwirkende Walzen eingesetzt werden können, steigert, das Vorliegen von weiteren Walzen die Extraktionswirksamkeit nicht erheblich, es sei denn, zwischen den verschiedenen Walzen innerhalb der Rückflußmühle wird eine Mazerisierung

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durchgeführt. Für die Praxis dieser Erfindung ist es kritisch, daß die Rückflußmühlen bei einem Druck betrieben ■werden, der niedrig genug ist, um einen angemessenen Ablauf der Bagasse zu gestatten und der hoch genug ist, um das Auspressen des Saftes zu bewirken. Es wurde gefunden, daß der durchschnittliche Druck (wie er vorstehend definiert wurde), der von den Rückflüßmühlen ausgeübt wird, ungefähr 5 bis etwa. J50 % des Durchschnittsdrucks betragen sollte, der von den regulären Mühlen mit dem gleichen Durchmesser im Zug ausgeübt wird. Vorzugsweise arbeiten die Rückflußmühlen mit einem Druck von etwa 10 % des Drucks der regulären Mühlen.

Wenn eine reguläre Mühle und eine Rückflußmühle mit verschiedenen Durchmessern verwendet werden, dann sind die Drücke eine Funktion ungefähr· der Quadratwurzel der Durchmesser der Walzen der einzelnen Mühlen. Bei den meisten Mahloperationen beträgt der von den Rückflußmühlen ausge-

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übte Druck etwa 3»52 bis etwa 56,2 kg/cm , vorzugsweise 21,1 bis 35,2 kg/cm^£

Es wurde festgestellt, daß beim Betrieb der Rückflußmühlen in den angegebenen- Druckbereichen nur ein sehr geringes Aufbrechen der Zellen stattfindet. Obgleich ein Aufbrechen der Zellen erwünscht ist, sind diese Drücke nicht ausreichend, um ein genügendes Aufbrechen zu bewirken. Es ist daher zweckmäßig, den Gesamtrückfluß-Mühlendruckbereich als einen solchen zu definieren, der kein erhebliches Brechen der Zellen bewirkt. Die anderen Betriebsbedingungen für die Rückflußmühle sind bei der Durchführung der Erfindung nicht kritisch. Die Walzen der Rückflußmühle können aus allen geeigneten Materialien, z.B. rostfreiem Stahl,

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gefertigt sein. Sie können eine beliebige Lange und einen beliebigen Durchmesser, je nach den Erfordernissen des ,Mühlenzugs, aufweisen. Die Oberfläche der Walzen kann glatt sein, ist aber vorzugsweise in der Weise aufgerauht, daß eine stärkere Haftung der Bagasse erzielt wird.

Zum Erhalt einer hohen Extraktion von löslichen Peststoffen ist es erforderlich, daß das Verhältnis Saft zu Pasern (auf das Gewicht bezogen) in der Bagasse genügend groß ist, um einen hohen Massenstrom des Saftes in der Schleife der Walzen zu gestatten. Es ist daher zweckmäßig, die Rückflußmühle mit einer Bagasse zu beschicken, die im Einklang mit der angemessenen Beschickbarkeit und der Mühlengeschwindigkeit ein so hoch wie mögliches Saft-zu-Paser-Verhältnis hat. Der Feuchtigkeitsgehalt der eintretenden Bagasse hängt von zwei Paktoren ab, nämlich vom Feuchtigkeitsgehalt der ausgetragenen Bagasse von der vorhergehenden Mühle und der Menge der Tränkungsflüssigkeit, die zwischen den Mühlen zugesetzt wird. Da die Menge des verdünnten Saftes, der für die Mazerisierung verft&ar ist,und der Feuchtigkeitsgehalt der ausgetragenen Bagasse an der Vorderseite des Mühlenzugs am größten ist, werden normalerweise hier die höchsten Saft-zu-Faser-Verhältnisse gefunden. Aus diesem Grunde läuft das Rückflußmahlen am wirksamsten ab, wenn es in der Nähe der Vorderseite des Mühlenzugs durchgeführt wird. PUr die meisten Bagassen ist es zweckmäßig, daß das Verhältnis 3aft zu Pasern mindestens 4:1 vor dem Eintritt in die Rückflußmühle ist. Vorzugsweise ist dieses Verhältnis mindestens 4,5ί1·

Es ist diese Kombination von leichtem Druck und hohem Verhältnis 3aft zu Pasern in der Bagasse, die die äußerst

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wirksame Punktion der Rückflußmühlen gestattet. Auf Grund der überlegenen Ablaufeigenschaften können die Rückflußmühlen die Bagassen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt bearbeiten, ohne daß Verstopfungen und andere Beschickungsprobleme auftreten. Auf Grund der niedrigen Drücke, die dttcch Rück-■flußmühle ausgeübt werden, sind die Krafterfordernisse erheblich niedriger, als bei den regulären Dreiwalzenmühlen. Darüber hinaus tritt bei diesen Mühlendrücken ein geringerer Abrieb auf und eine leichtere Bauart der Walzen wird ermöglicht. Auf diese V/eise werden die Ersatz- und Wartungskosten auf einen Bruchteil derjenigen der regulären Mühlen herabgedrückt. Die Extraktionswirksamkeit der Rückflußmühle kann derjenigen einer regulären Mühle gleichkommen oder diese übersteigen* wenn sis gemäß der Erfindung betrieben wird. Dies führt zu erheblichen Einsparungen sowohl bei den Mühlen, als auch bei den Bewegungseinrichtungen und hinsichtlich der Energie- und Wartungskosten.

Zur Erzielung der verbesserten Extraktionen gemäß der Erfindung ist es erforderlich, die Bagasse vor dem Eintreten in jede einzelne Mühle der Naßmahlzone des Zugs zu mazerieren. Wenn vor einer Mühle keine Mazerierung verwendet wird, dann fällt die Extraktionswirksamkeit in ausgeprägter V/eise ab und die Mühle funktioniert mehr als eine trockene Mühle. Wenn einmal eine frische Tränkungsflüssigkeit zu einer der stromabwärts gelegenen Mühlen gegeben worden ist, dann ist es für die Durchführung dieser Erfindung kritisch, daß die durch die Mühlen ausgedrückten Säfte als Tränkungsflüssigkeit für eine vorhergehende Mühle zurückgeschickt werden und daß ihre Verwendung als Tränkungsflüssigkeit für sich selbst nicht gestattet wird. Obgleich die gesammelten Safte miteinander vermischt v/erden können

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und dieses Gemisch für die frühere Mazerierung verwendet werden kann, kann man auch so vorgehen, daß man die Säfte nicht miteinander vermengt und in einer beliebigen Mühle verwendet, die einen Teil des Gemisches ausdrückte. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können drei verschiedene Arten der Sammlung des Saftes und der Verteilung verwendet werden. Am meisten wird bevorzugt, den durch eine Mühle ausgepreßten Saft zusammen und als einzige Tranlcungsflüssigkeit der unmittelbar zuvor gelegenen Mühle zurückzuführen. Wenn diese Methode durch den gesamten Mühlenzug angewendet wird, dann wird der Konzentrationsgradient der löslichen Feststoffe zwischen dem Saft der nicht-mazerierten Bagasse und der Tranlcungsflüssigkeit verbessert. •Bei einer zweiten einsetzbaren Methode wird der ausgepreßte Saft einer Mühle gesammelt und als Tranlcungsflüssigkeit für eine frühere Mühle zurückgeführt, die aber nicht unmittelbar vor der Aucdrückmühle im Zug angeordnet ist. Diese Methode gestattet die Anwendung einer gespaltenen Maleinisierung, wie sie später näher erläutert werden soll. Eine dritte Methode des Sammelns und der Verteilung des ausgepreßten Saftes gestattet die Vermengung der Säfte aus zwei oder mehreren Mühlen und die Zurücks chi clcung dieses Gemisches als Tranlcungsflüssigkeit für eine oder mehrere Mühlen, die vor den auspressenden Mühlen im Zug angeordnet sind. Bei jeder dieser drei Methoden wird an einem Punkt des Mühlenzugs, gewöhnlich in der Nähe der Vorderseite, wo der Saft am reichsten ist, der ausgepreßte Saft nicht weiter zurückgeführt, sondern vielmehr als Produkt abgenommen und zur Gewinnung des Zuckers v/eiterverarbeitet.

Die Position der Rückflußmühle in dem Mühlenzug beeinflußt auch die Extraktion dieser Mühle und die Gesamtextraktion

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des Mühlenzugs. Da die Rückflußmühlen mit einer höheren Extraktionswirksamkeit betrieben werden können als die regulären Mühlen und weil sie mit einer feuchteren Bagasse arbeiten können, wird es bevorzugt, die Rückflußmühlen in der Nähe der Vorderseite der Naßmahlzone des Zugs anzuordnen, wo die Bagasse am feuchtesten und der Saft am reichsten ist. Andere Erwägungen können jetzt jedoch zweckmäßig machen, die Rückflußmühlen durch die gesamte Naßmahlzone hindurch anzuordnen oder sie an der Nähe des Endes der Naßmahlzone vorzusehen.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform dieser Erfindung, die nacheinander vier reguläre HachdruckmUhlen und zwei Niederdruck-Rückflußmühlen verwendet. Das Zuckerrohr wird,, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, hergestellt und durch die reguläre Mühle 1 geleitet. Der durch die reguläre Mühle ausgedrückte Saft wird als Produkt durch die Leitung 20 abgenommen. Die ausgetragene Bagasse der Mühle wird sodann mit dem Saft mazeriert, der durch die Leitung 6o durch die Rückflußmühle 11 ausgedrückt worden ist. Die mazerierte Bagasse wird sodann durch die Rückflußmühle 10 geleitet. Der ausgedrückte Saft der Rückflußmühle 10 wird als Produkt durch die Leitung 22 abgezogen. Die ausgetragene· Bagasse wird sodann mit dem Saft mazeriert, der durch die Leitung 32 von der regulären Mühle 2 ausgedrückt worden ist und wird durch die Rückflußmühle 11 geleitet. Die ausgetragene Bagasse der Rückflußmühle 11 wird mit dem ausgedrückten Saft der regulären Mühle 3 durch die Leitung JO mazeriert und durch die reguläre Mühle 2 geleitet. Die ausgetragene Bagasse von der regulären Mühle 2 wird sodann mit dem ausgedrückten Saft der regulären Mühle 4 durch die Leitung 31 mazeriert und in die reguläre Mühle 3 geleitet.

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Die ausgetragene Bagasse der regulären Mühle J5 wird hierauf mit Wasser durch die Leitung 50 mazeriert und durch die re-.guläre Mühle 4 geleitet.

Die Figur j5 zeigt eine Ausfuhrungsform dieser Erfindung, bei welcher vier reguläre Hochdruckmühlen und vier Niederdruck-Rückflußmühlen durch den gesamten Mühlenzug arbeiten. Das Zuckerrohr wird gemäß Figur 1 hergestellt und durch die reguläre Mühle 1, die Rückflußmühle 10 und die Rückflußmühle 11, wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben, geleitet. Die ausgetragene Bagasse von der Rückflußmühle 11 wird sodann mit den Säften mazeriert, die durch die Rückflußmühle 12 durch die Leitung 65 ausgepreßt worden sind und durch die reguläre Mühle 2 geleitet. Die ausgetragene Bagasse der Mühle 2 wird sodann mit den ausgedrückten Säften der regulären Mühle ~5 durch die Leitung yj mazeriert und hierauf durch die Rückflußmühle 12 geleitet. Die ausgetragene Bagasse der Rückflußmühle 12 wird sodann mit den ausgedrückten Säften der Rückflußmühle I3 durch die Lei tung 66 mazeriert und in die reguläre Mühle j5 geleitet. Die ausgetragene Bagasse der regulären Mühle 3 wird mit den ausgedrückten Säften der regulären Mühle 4 durch die Leitung 38 und mit der frischen Tränkungsflüssigkeit durch die Leitung 55 mazeriert und sodann durch die Rückflußmühle 13 geleitet. Die ausgetragene Bagasse der Rückflußmühle wird mit frischer Tränkungsflüssigkeit durch die Leitung mazeriert und sodann durch die reguläre Mühle 4 geleitet.

Die Figur 4 zeigt die Verwendung von zwei RückflußmUhlen und vier regulären Mühlen, die nacheinander in Betrieb sind. Das Zuckerrohr wird gemäß Figur 1 hergestellt und sodann durch die Leitung 60 mit dem Saft mazeriert, der

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in der Rückflußmühle 11 ausgedrückt worden ist. Bei diesem Verfahren ist kein trockenes Mahlen vorgesehen. Das mazerierte Zuckerrohr wird sodann in die Rückflußmühle 10 geleitet, wo der ausgedrückte Saft als Produkt durch die Leitung 24 abgenommen wird. Die ausgetragene Bagasse von •der Mühle 10 wird hierauf mit dem Saft mazeriert, der durch die Leitung ^2 von der regulären Mühle 2 ausgedrückt worden ist. Die Bagasse wird hierauf durch die Rückflußmühle 11 und die regulären Mühlen 2 und 3 in der gleichen Weise wie gemäß Figur 2 geleitet. Die ausgetragene Bagasse von der regulären Mühle J5 wird sodann mit dem Saft mazeriert, der durch die Leitung y\ von der regulären Mvhie 5 ausgedrückt worden ist und in die reguläre Mühle 4 geleitet. Die ausgetragene Bagasse von der Mühle 4 wird sodann mit Wasser mazeriert, das durch die Leitung 51 eintritt. Die mazerierte Bagasse wird sodann durch die reguläre Mühle 5 geleitet.

Die Figur 5 zeigt ein Beispiel für eine gespaltene Mazerierung. Bei dieser Art von Prozeß sind einige der Rückflußmühlen zwischen den regulären Mühlen durch den Mühlenzug hindurch angeordnet. Der durch eine besondere Art von Mühlen (Rückfluß- oder reguläre Mühle) ausgedrückte Saft wird als Tränkungsflüssigkeit für eine Mühle des gleichen Typs zurückgeführt. Somit wird der von einer Rückflußmühle ausgedrückte Saft als Tränkungsflüssigkeit nur für eine andere Rückflußmühle, die vor dieser im Zug angeordnet ist, benutzt. Dieselben Kriterien gelten für die regulären Mühlen. Diese Methode gestattet auch die Verwendung von großen Mengen der Tränkungsflussigkeit auf solchen RückflußmUhlen, die diese handhaben können und von geringeren Mengen auf den regulären Mühlen, wo der Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse

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Beschickungsprobleme mit sich bringt. Diese Methode gestattet fernerhin, daß die stromabwärts gelegenen Rückflußmühlen von der zusätzlichen Zerreibung Vorteil haben, die auf der Bagasse durch die ineinander einwirkenden regulären Mühlen erfolgt.

Die Figur 5 zeigt die Verwendung von vier Rückflußmühlen und von vier regulären Mühlen, die nacheinander mit einer gespaltenen Mazerisierung arbeiten. Das Zuckerrohr wird, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, hergestellt und der regulären Mühle 1 zugeführt. Der durch die Mühle 1 ausgedrückte Saft wird als Produkt durch die Leitung 25 entfernt. Die ausgetragene Bagasse von der Mühle 1 wird sodann mit dem Saft mazeriert, der durch die Leitung βθ durch die Rückflußmühle 11 ausgedrückt worden ist und in die Rückflußmühle 10 geleitet. Der durch die Mühle 10 ausgedrückte Saft wird als Produkt durch die Leitung 24 abgezogen. Die ausgetragene Bagasse von der Mühle 10 wird sodann mit einem Gemisch mazeriert, daß aus den ausgedrückten Säften der regulären Mühle und der Rückflußmühle 12 durch die Leitung 70 besteht und die Bagasse wird in die Rückflußmühle 11 geleitet. Die ausgetragene Bagasse der Mühle 11 wird sodann mit dem Saft mazeriert, der durch die Leitung 30 an der regulären Mühle 3 ausgedrückt worden ist und in die reguläre Mühle 2 geleitet. Der von der Mühle 2 ausgedrückte Saft wird durch die Leitung 39 entfernt und mit dem Saft der Rückflußmühle 12 vermischt. Die ausgetragene Bagasse der Mühle 2 wird sodann mit dem Saft mazeriert, der durch die Rückflußmühle 13 durch die Leitung 63 ausgepreßt worden ist und in die Rückflußmühle 12 geleitet. Der von der Mühle 12 ausgedrückte Saft wird durch die Leitung 67 entfernt und mit dem Saft der regulären Mühle 2 vermischt.

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Die ausgetragene Bagasse der Mühle 12 wird sodann mit dem Saft, der durch die reguläre Mühle 3 ausgedrückt worden ist, mazeriert. Die ausgetragene Bagasse von der Mühle wird sodann mit Wasser mazeriert, das durch die Leitung 56 eintritt und in die Rückflußmühle I3 geschickt. Dieses Wasser kann heiß oder kalt sein. Die ausgetragene Bagasse von der Mühle IJ wird sodann in die reguläre Mühle 4 ohne eine weitere Mazerisierung geleitet. Die Mühle 4 wirkt als Trockner, um die Bagasse für das Verbrennen vorzubereiten. Sie wird nicht als ein Teil der Naßmühlzone betrachtet. Es wird ersichtlich, daß die Säfte der Mühlen 2 und 12 nicht miteinander vermischt werden brauchen, daß sie aber in die 'Mühlen 10 bzw. 11 zurückgeführt werden könnten. Das Produkt könnte sodann sowohl bei der Mühle als auch bei der Mühle 11 abgezogen werden. Die frische Tränkungsflüssigkeit könnte auch vor der regulären Mühle 4 gewünschtenfalls zugegeben werden.

Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben. Es wird ersichtlich, daß weitere ■ Ausführungsformen ohne weiteres konstruiert werden können und daß die Merkmale verschiedener Ausführungsformen mit einem einzigen System kombiniert werden können. So kann z.B. jede beliebige Anzahl von Mühlen, entweder von regulären oder von Rückflußmühlen, verwendet werden und sie können in jeder beliebigen Reihenfolge angeordnet werden. In jeder beliebigen Mühle des Zugs kann eine heiße oder kalte Mazerisierung eingeführt werden. Die ausgedrückten Säfte können zu jeder beliebigen vorhergehenden Mühle des Systems zurückgeführt v/erden. Das Produkt kann an jeder beliebigen Mühle abgenommen werden, bei welcher dies die Feststoffkonzentration im Saft rechtfertigt.

1 0 9 8 U 3 / 1 ? 3 A BAD

In den Beispielen ist die Konzentration an löslichen Peststoffen als die Menge von Feststoffen des ursprünglichen Zuckerrohrs angegeben, die in dem Saft vorhanden ist. Wenn beispielsweise 100 Gewichtsteile eines anfänglichen.Zuckerrohrs 14 Teile Fasern und 86 Teile Saft enthalten, von welchem 10 Teile lösliche Feststoffe sind, dann ist der Gehalt an löslichen Feststoffen des Zuckerrohrs 10 % (10/100·) χ 100. Wenn der Saft und die Feststoffe in aufeinanderfolgenden Mühlen extrahiert werden, dann bleibt die Basis zur Bestimmung des Feststoffgehalts dieselbe, d.h. 100 Teile des ursprünglichen Zuckerrohrs. Da die Basis durch den gesamten Prozeß hindurch die gleiche bleibt, kann der prozentuale Anteil der Feststoffe in dem Zuckerrohr, ob er nun in dem. ausgedrückten Saft oder in dem Saft der Bagasse vorliegt, arithmetisch miteinander verglichen werden. Die Saftkonzentrationen werden gleichfalls auf der gleichen Basis (pro 100 Gewichtsteile ursprüngliches Zuckerrohr) berechnet und können gleichfalls arithmetisch miteinander verglichen werden. In den Beispielen werden sowohl die Extraktionen des Saftes als auch der löslichen Feststoffe in dieser Weise angegeben.

Nachstehend sind einige Beispiele verschiedener Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Zum Erhalt der Extraktionswirksamkeiten für jede Mühle in dem System wurden absatzweise geführte Versuche durchgeführt. Dieses Vorgehen gestaltete die Bewertung des Vorhaltens der einzelnen Mühlen und eliminierte die Verluste, die beim kontinuierlichen Betrieb von Mühle zu Mühle auftreten würden. Ferner wurde zur Simulierung der Wirkung einer regulären Mühle eine Zweiwalzenmühle verwendet. Drei Walzenmühlen erfordern eine Drehplatte in dem Raum zv/ischen den beiden Bodenwalzen,

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um die Bagasse nach oben von der Austragungsseite der ersten Schleife der Beschickungsseite der zweiten Schleife zu richten. Auf dieser Drehplatte bleibt am Ende eines Versuchs immer etwas Bagasse zurück. Zur Erzielung einer Materialbilanz für jede Mühle würde es erforderlich sein, daß die "Oberwalze jeder Breiwalzenmühle entfernt werden würde und die Bagasse gesammelt werden würde. Es würde jedoch nicht möglich sein, diese Walze in einem ausreichenden Zeitraum zu entfernen, um die Verdampfung eines Teils der Feuchtigkeit in der Bagasse zu verhindern. Dieser Feuchtigkeitsverlust, würde eine genaue Berechnung der Mühlenvjirksamkeit unmöglich machen. Daher wurden zwei V/alzen verwendet.

Die zur Simulier,ung der regulären Dreiwalzenmühle verwendete Vorrichtung bestand aus zwei Zweiwalzen-Laboratoriumsmühlen. Jede Mühle war mit einem 11,11 cm breiten Beschikkungskasten zwischen den Seitenplatten versehen. Die Walzen waren aus heißgewalzten Schwerwand-Stahlrohren mit einem Durchmesser von 3,Ql cm hergestellt. Diese Walze erstreckte sich durch den Mühlenrahmen und war mit einem Griff zum Drehen versehen. Die Walzen, waren in der Mühle so angeordnet, daß auf einer Seite ein Griff war, wobei der andere Walzengriff an der anderen Seite war. Auf diese Weise konnten zwei Betriebspersonen miteinander die Walzen drehen, wobei jeder auf einer Seite der Mühle stand. Die Walzenoberflächen waren flach, wobei keine Einkerbungen vorgesehen waren.

Die Walzenbelastung wurde durch Federn vorgesehen, die auf den Mühlenkappen so angeordnet waren, daß ein multiplizierender Effekt von zwei zu eins auf die Lagerzapfen der
oberen Walze erzielt wurde. Die minimale öffnung der Mühle

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war durch gesetzte Nuten, die die obere Kappe hielten, einstellbar. Die maximale öffnung der Walzen war durch den Kompressionsraum der Federn begrenzt. Der durchschnittliche Druck der regulären Mühle wurde auf 112 kg/cm eingestellt, was einem Druck von etwa 281 kg/cm mit einer regulären 8l,3 cm-Mühle entspricht.

Es wurden nicht eingekerbte Walzen verwendet, um ein so naturgetreues wie mögliches Bild zu liefern. Zur Bestimmung der Mahlgeschwindigkeit wurde ein Beschickungstrog oder Träger konstruiert, der bis zu 1 kg Ansätze des vorbereiteten Zuckerrohrs aufnehmen konnte. Ein Schurz aus einem Faserglas-Maschengewebe mit den Abmessungen 10,8 cm χ 106,7 cm wurde auf den Trog mit einem Ende gelegt und in die Schleife der Walzen unter dem vollen Mühlendruck hineingewalzt. Hierauf wurden auf den Maschenschurz die Zuckerrohrproben oder die Bagassenproben gelegt. Beim Drehen der Mühlenwalzen liefen' sowohl der Schurz als auch das Zuckerrohr durch die Walzen, und zwar unter schwerem Druck. Durch Messung der verwendeten Menge des Siebschurzes zur Beförderung der Bagassedecke sowie der Zeit, die zum Mahlen der Decke erforderlich war, konnten sowohl die Massenais auch die spezifischen Faser-Vermahlungsgeschwindigkeiten erhalten werden.

Bei allen Versuchen wurde, geschnetzeltes Zuckerrohr mit gleichförmiger Feinheit verwendet. Um Variationen auszuschalten, die auf Grund der Vorbereitung des Zuckerrohrs auftreten könnten.

Die Rückflumühlen bestanden aus zwei I/alzen mit der gleichen Konstruktion und mit dem gleichen Durchmesser wie die regulären Walzen. Diese Ilühlen wurden mit einem Druck von

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ungefähr 11,2 kg/cm betrieben.

Die Testversuche bestanden aus einer Reihe von absatzweise geführten Versuchen durch aufeinanderfolgenden Mühlen, um die Wirkung eines Mühlensystems nachzuahmen. Der nach jedem Test erhaltene Saft wurde gesammelt und auf die anxvendbare Bagasse in der nächsten Testreihe aufgebracht. Die Versuche wurden weitergeführt, um an ein Gleichgewicht heranzukommen. Der Saft aus jeder Mühle wurde gewogen und auf den Peststoffgehalt untersucht. Auch die in jede Mühle eintretende und diese verlassende Bagasse wurde gewogen. Nach dem letzten Mahlen wurde der Pasergehalt und der Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse bestimmt. Aus diesen Werten wurde der Peststoff- und der. Saftgehalt des ursprünglichen Zuckerrohrs bestimmt.

Pur jede Mühle in dem Zug wurde die prozentuale Extraktion des Safts und der löslichen Peststoffe bestimmt. Alle Ergebnisse der Versuche wurden mit einem Kontroll-Standard verglichen, der aus einer Reihe von Versuchen bestand, bei welchen die Mühlen in der traditionellen Weise ohne eine Verbindungsmazerierung arbeiteten.

Es hatte sich als notwendig herausgestellt, eine erhebliche Anzahl von Versuchen für jede gegebene Reihe durchzuführen, um ein Saft-Feststoff-Gleichgewient zu erhalten. Demgemäß trat oftmals eine Verschmutzung der Proben vor Erhalt des Gleichgewichts auf. Zur Vermeidung dieser Erscheinung und zur schnelleren Erzielung des Gleichgewichts wurden die Gewichte und die Peststoffgehalte der 3äfte von früheren Versuchen gesch-ätzt und die synthetischen Proben wurden zuvor hergestellt. Diese Probon wurden als Tränkungs-

flüssigkeit für den ersten Testversuch jeder Reihe verwendet. Mit diesem synthetischen Saft konnte ein vernünftiges Gleichgewicht nach drei Mühlen-Versuchen erhalten werden. In den meisten Fällen wurde aus Sicherheitsgründen ein weiterer Test vorgenommen.

Die Versuche erfolgten in der Weise, daß die Bagasse durch die geeigneten Mühlen geleitet wurden, um das gewünschte System nachzuahmen. Die für jede Reihe nach dem Gleichgewicht erhaltenen Ergebnisse wurden gemittelt. Die Abkürzungen "reg" und "Rückfl." bedeuten reguläre bzw. Rückflußmühlen. Die Bezeichnungen naß und trocken beziehen sich auf die Art und Weise, auf welche die Mühle betrieben wurde, d.h. ob es sich um eine Naßmühle oder eine Trockenmühle handelte. Alle Gehalte an Pasern, Säften und löslichen Peststoffen sind auf das Gewicht bezogen und auf das ursprüngliche Zuckerrohr (100 Teile). Sämtliche Verhältnisse und prozentualen Gehalte sind ebenfalls auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Unter Anv/endung der oben beschriebenen Arbeitsweise wurden Versuche durchgeführt, um den Betrieb eines regulären Mühlensystems entsprechend der Figur 1 nachzuahmen. Es wurde ein System aus vier regulären Mühlen simuliert. Die Gesamtextraktion an löslichen Feststoffen betrug 88,5 %· Die Naßmahlzone hatte eine Gesamtextraktionswirksamkeit an löslichen Feststoffen von 62,2 %, Die für jede einzelne Mühle erhaltenen Werte sind in Tabelle I zusammengestellt. Dieser Versuch diente als Kontroll-Standard, um Vergleiche mit anderen Versuchen durchzuführen.

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Beispiel 2

Unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise wurden Versuche durchgeführt, um den Betrieb eines Systems der Figur 2 zu simulieren. Die (je samt extraktion an löslichen Feststoffen betrüg 92,5 %» Die Extraktion der loslichen Feststoffe in der Naßmühlzone betrug 75,5 %. Die für jede einzelne Mühle erhaltenen Werte sind in Tabelle II zusammengestellt. Im Vergleich zu dem Standardversüch des Beispiels 1 besitzt dieses Mühlensystem eine 4,5 $ige Verbesserung der Gesamtfeststoffextraktion und eine 21,4 ^ Verbesserung der Naßmahlextraktion.

Beispiel

Unter Verwendung der Testwerte der Beispiele 1, 2 und 4 war es möglich, die ExtraktionsWirksamkeiten verschiedener Mühlensysteme zu berechnen. Die Extraktion von verschiedenen Mühlen bei einem jeweiligen Verhältnis Saft zu Fasern der Beschickungsbagasse .wurde gemessen und graphisch dargestellt. Aus diesen graphischen Darstellungen war es möglich verschiedene Mühlensysteme zu simulieren und die Wirksamkeiten der einzelnen Mühlen zu berechnen sowie die Gesamtwirksamkeit des Systems. Das Beispiel j? dient zur Aufzeigung der Extraktion eines Mühlensystems, das der Figur entspricht. Die einzelnen Daten für die Mühlen sind in Tabelle III zusammengestellt. Die errechnete Gesamtextraktion der löslichen Feststoffe für ein Mühlensj^stem,ähnlich der Figur 3, beträgt 93,5 ^c,o, wobei die Naßmühlenextraktion 78,5 % beträgt. Dies bedeutet eine 5,6 /oige Zunahme der Gesamtextraktion und eine 26,2 #ige Zunahme der Naßmühlenextraktion im Vergleich mit dem Standard-Versuch.

109843/1234 ^original

Beispiel 4

Unter Anwendung der Arbeitsweise des Beispiels 1 wurden Tastversuche durchgeführt, um den Betrieb eines Mühlensystems gemäß Figur 4 zu simulieren. Die Gesamtextraktion an löslichen Peststoffen betrug 92,5 %. Die Extraktion der löslichen Peststoffe in der Naßmahlzone betrug 92,5 %> Die Werte für die einzelnen Mühlen sind in Tabelle IV gezeigt. Im Vergleich mit dem Standard des Beispiels 1 hatte dieses Mühlensystem eine 4,5 #ige Verbesserung der Gesamtfeststoff extraktion und eine 48,5 #ige Verbesserung der Naßmahlextraktion.

Beispiel 5

Unter Verwendung der Berechnungsmethode, die in Beispiel 5 beschrieben wurde, wurden für ein Mühlensystem, das demjenigen der Figur 5 ähnlich war, Extraktionen erhalten. Die Tränkungsmenge betrug J>0 %. Die einzelnen Werte sind in Tabelle V zusammengestellt.

Die errechnete Gesamtextraktion an löslichen Peststoffen für ein Mühlensystem ähnlich der Figur 5 beträgt 95,0 %, wobei die Naßmahl extraktion 8j5,8 % ist. Dies bedeutet eine 7i3 ^iße Zunahme der Gesamtextraktion und eine 42 ^ige Zunahme der Naßmahlextraktion im Vergleich zum Standard.

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Tabelle I

Beispiel 1 (Figur 1) Kontroll-Standard Kühlen-Nr. (bezogen auf die Stellung i:

Mühlenart

Eintretende Bagasse Fasergehalt % Saftgehalt % Saft-Faserverhältnis Lösliche Feststoffe fo

■vusgetragene Bagasse Fasergehalt % Saftgehalt % 3aft-Faserverhältnis Lösliche Feststoffe %

Ausgedrückter Saft

in dem System)

Saft

Gehalt an löslichen Feststoffen fi ,Vasgedrückter Saft,'Eintretender Saft γ> lusgedrückte lösliche Feststoffe:' Eintretende lösliche Feststoffe %

Tränkung (Wasser) %

Ge 3 axt -Naß niühl en -Extr akt i on (Jd eintr. lösl. Feststoffe)

Gesamt-Extraktion (fo lösliche Feststoffe im Zuckerrohr)

Terringerung der Verluste % (Kontroll-Standard)

1 Regulär trocken	2 Regulär naß	3 Regulär naß	4 Regulär naß
al;? 6,2 12,1	13.9 51.0 3.7 5,1	13.9 45.5 3.3 3.5	42,8 3.1 2,1
13.9 28,3 2,0 3.7	13.9 23.7 1.7 2,8	13.9 22,8 1,6 2,1	13.9 21,0 1,5 1.4
57.8 8,4 67.1 69.4	27.3 2.3 53.5 45.3	22,7 1.4 49.9 4o,O	21,8 0,7 50,9 34,3
			" 30,0

62,2

88,5 0

Wenn nichts anderes angegeben ist, dann beziehen sich die prozentualen Angaben auf das Gewicht

des ursprünglichen Zuckerrohrs.

- 28 -

Tabelle II

Beispiel 2 fFigur 2) , ■ ■

Xlüilen-Kr. (bezogen auf die Stellung in dem System) 1 2 3 *4 5 6

?:ühlenarr Regulär Rückfl. Rückfl. Regulär Regulär Regulär

trocken naß naß naß naß naß ■

EiiiTrtende Bagasse

v-aergehalt $ 13,9 13,9 13,9 13,9 13,9 13,9

^-.rrgeiialt % 86,1 6l,7 68,5 59,1 47,0 43,0

7. afr-Faserverhältnis 6,2 4,4 4,9 4,3 3,4 3,1

~' :he Feststoffe # 12,1 6,4 5,6 3,9 2,3 1,4

Ausgetragene Bagasse

Fasergehalt % 13,9 13,9 13,9 13,9 13,9 13,9

Saftgehalt # ■ 28,3 34,4 35,1 25,0 23,0 21,0

Saft-Faserverhältnis 2,0 2,5 2,5 1,8 1,7 1,5

Lösliche Feststoffe # 3,7 3,6 2,9 1,9 1,4 0,9

--'-- fr 57,8 27,3 33,4 34,1 24,0 22,0

Oc-ialr an löslichen Feststoffen fa 8,4 2,8 2,7 . 2,0 0,9 0,5

.,s^edrückter Saft/Eintretender Saft % 67,1 44,3 48,7 57,7 51,0 51,0 .'.7.3gedrückte lösliche Feststoffe/

Tintretende lösliche Feststoffe '% 69,4 43,5 48,2 51,3 39,0 36,0

•Hr.irung (Wasser) <S 20,0

φ '■·= .2 a::;-.-Kaßmühlen-Extraktion

S ' «intr. lösl. Feststoffe) 75,5

^: : lösliche Feststoffe im Zuckerrohr) 92,5

■■■ir.~erung der Yefluste fo 34,8

r^v:n nichts anderes angegeben ist, dann beziehen sich die prozentualen Angaben auf das Gewicht _», ■■■2 ursprünglichen Zuckerrohrs. —*

- 29 -

Tabelle III

Beispiel 3 "(Figur 3) Mühlen-Nr. (bezogen auf die Stellung in dem System) Mühlenart

Eintretende Bagasse Pasergehalt % 3aftgehalt % Saft-Paserverhaltnis Lösliche Peststoffe %

Ausgetragene Bagasse Fasergehalt fo 3aftgehalt % ,Saft-Paserverhältnis Lösliche Peststoffe

5 7

Regulär Rückfl. Rückfl. Regulär Rückfl. Regulär Rückfl. Regulär trocken naß naß naß naß naß, naß naß

-IP-

-abgedruckter Saft Saft fo

Gehalt an löslichen Peststoffen % Ausgedrückter Saft/ Eintretender Ausgedrückte lösliche Peststoffe/'

61,6
4,4
6,6

13,9

34,3

2,5

3,7

27,3

2,9

43,3

4,9

6,1

13,9
35,2

2,5
3,2

33,3
2,9

48,6

13,9
59,3

4,3
4,6

13*9

25,1

1,8

2,2

34,2

2,4

57,7

13,9

58,0
4,2
3,5

13,9

33,9

2,4

2,1

24,1

1,4

41,6

13,9

57,7

4,2

2,6

13,9

24,8

1,8

1,3

32,9

1,3

57,0

13,9

51,6

3,7

1,7

13,9

27,8

2,0

1,2

23,8

0,5 46,1

43,9 47,5 52,1 40,0 50,0 29,4

ro Eintretende lösliche Peststoffe ^4>Tränlrang (Wasser) fo

0-v* ;.· am t -N aßmühl en-Extr akt i on (;1 eintr. lösl. Peststoffe)

Gecarr.t-Extraktion ^:., .■ ^:

(■j lösliche Feststoffe im Zuckerrohr)

Verringerung der Verluste %

'Jerin nichts anderes angegeben ist, dann beziehen sich die prozentualen Angaben auf das Gewicht o.eζ ursprünglichen Zuckerrohrs.

13,9 42,8

13,9 21,0

21,8

0,4 to 51,0

33,3 20,0

78,5

93,5 43,5

- 30 -

Tabelle 17

Beispiel 4(Figur 4)

Mühlen-Nr. (bezogen auf die Stellung in dem System) Mühlenart

2 3 ²J- 5 6 ".

Rückfl. Rückfl. Regulär Regulär Regulär Regulär naß naß naß naß naß naß .

Eintretende Bagasse „, Fasergehalt % ■ >; Saftgehalt % . Saft-Faserverhältnis £ Lösliche Feststoffe

Ausgetragene 3agasse Fasergehalt % Saftgehalt %

3aft-Faserverhältnis t Lösliche Feststoffe ; 13,9

136,0

9,8

17,5

13,9

50,9

3,7

6,3

13,9

92,5

6,7

9,4

13,9
42,6

3,1
4,0

13,9
68,0

4,9

5,4

13,9
26,4

1,9
2,3

85,1
11,2

62,5
64,0

49,9
5,4

53,9
57,4

41,6

3,1
61,2

57,4

13,9

48,7

3,5

3,2

13,9

23,3

1,7

1,8

25,4
1,4

52,2
43,8

13,9

45,1

3,3

2,3

13,9

22,8

1,6

1,4

co Ausgedrückter Saft

J^ Saft %

Gehalt an löslichen Feststoffen ^r,O

^ Ausgedrückter Saft/Eintretender Saft %

^ Ausgedrückte lösliche Feststoffe/'

ω Eintretende lösliche Feststoffe %

Tränkung (Wasser) >j

,rio ..imt-IIaßraühlen-Extraktion (.1 eintr. lösl. Feststoffe)

Gen imt-Extraktion· ("j lösliche Feststoffe im Zuckerrohr)

Verringerung der Verluste fo

.."enn nichts anderes angegeben ist, dann beziehen sich die prozentualen Angaben auf das Gewicht des ursprünglichen Zuckerrohrs.

22,3
0,9
49,4

39,2

13,9 42,8

3,1

1,4

13,9

21,0

1,5 0,9

21,8

0,5

50,9

35,7 ,20,0

92,5

92,5 34,8

- 31 -

Tabelle V

Beispiel 5 (Figur 5)
Mühlen-Nr. (bezogen auf die
Stellung in dem System)

Mühlenart

Eintretende.Bagasse
Fasergehalt %
Saftgehalt %
Saft-Faserverhältnis
Lösliche Feststoffe %

Ausgetragene Bagasse
Fasergehalt fo
Saftgehalt fo
Saft-Faserverhältnis
Lösliche Feststoffe

1 2 Regulär Rückfl, trocken naß

5 5 7

Rückfl. Regulär Rüqkfl. Regulär Rückfl. Regulär naß . naß naß naß naß naß

28,3

co Ausgedrückter Saft

*- Saft % 57,8

^ω Gehalt an löslichen Feststoffen <$ 8,4

"-* Ausgedrückter Saft/Eintretender Saft % 67,1

13,9

81,3

5,9

4,8

13,9

36,6

2,6

2,2

44,7
2,6
55,0

13,9

57,9

4,2

2,7

13,9

24,8

1,8

1,3

33,1
1,4
57,2

13,9

45,3

3,3

1,6

13,9

32,6

2,4

1,4

69,4 49,2 54,2 51,8

12,7
0,3

28,1
18,8

13,9 43,9

3,2 1,4

13,9

22,6 1,6 0,9

21,3 0,5 48,5

35,7

13,9

52,6

3,8

0,9

13,9 32,1

0,6

20,5 0,3 38,9

33,3

Ausgedrückte lösliche Feststoffe/
Eintretende lösliche Feststoffe %

Tränkung (Wasser) %

Gesamt-Naßmühlen-Extraktion
{% eintr. lösl. Feststoffe)

Gesamt-Extraktion

(% lösliche Feststoffe im Zuckerrohr)

Verringerung der Verluste %

'.!■vnn nichts anderes angegeben ist, dann beziehen sich die prozentualen Angaben auf das Gewicht des ursprünglichen Zuckerrohrs.

- 32 -

Claims

- 33 -Patentansprüche

1. Verfahren zur Entfernung von Flüssigkeiten oder von Peststoffen aus faserartigen Materialien, in deren Zellen die Flüssigkeiten oder die Feststoffe, eingeschlossen sind, z.B. zum Entfernen von Zucker aus Zuckerrohr-Bagasse, durch Mazerisierung des faserartigen Materials mit einer Tränkungsflüssigkeit und Aussetzung des mazerierten Materials einem hohen Druck, wodurch ein Teil der Tränkungsflüssigkeit und die natürliche Flüssigkeit oder der Feststoff ausgedrückt wird und die Zellen aufgebrochen werden und wobei die TränkungsflUssigkeit für jede Druckbehandlung entweder eine frisch zugeführte Flüssigkeit oder eine ausgedrückte Flüssigkeit von einer vorhergehenden Druckbehandlung darstellt, dadurch gekennzei chnet , daß man das faserartige Material einem Niederdruck aussetzt, wodurch ein Teil der TränkungsflUssigkeit und die natürliche Flüssigkeit oder die natürlichen Feststoffe ohne Aufbrechen der Zellen des Materials ausgedrückt werden, und daß man das ausgedrückte faserartige Material mit einer TränkungsflUssigkeit mazeriert und in eine Hochdruckbehandlung überführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruck 5 bis 3>0 $ des nachfolgenden Hochdrucks ist.

j5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Durchschnittsdruck bei der Niederdruckextraktion j5,5 bis 56*2 kg/cm beträgt.

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²I-. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man den Niederdruck durch mindestens zwei gemeinsam wirkende Walzen
in einer getrennten Linie ausübt.

5· Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material Druckextraktionen unterwirft, die hintereinander
stattfinden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß alle Niederdruckbehandlungen den Hochdruckbehandlungen vorgehen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Niederdruck- und Hochdruckbehandlungen abwechseln.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche Ibis 7 j dadurch gekennzeichnet , daß man die ausgepreßte Flüssigkeit von der Hochdruckbehandlung als Tränkungsflüssigkeit den vorhergehenden Hochdruckbehandlungen zuführt und daß man die ausgepreßte Flüssigkeit von den Niederdruckextraktionen als Tränkungsflüssigkeit den vorhergehenden Niederdruckbehandlungen zuführt.

9. Vorrichtung zur Entfernung von Flüssigkeiten oder Feststoffen aus faserartigen Materialien mit mindestens einer Hochdruckeinrichtung, die die Zellen aufbrechen kann, wobei jeder der Druckbehandlungseinrichtungen eine Mazerisierungseinrichtung vorhergeht, dadurch gekennzei ch net, daß der Druckbehandlungseinrichtung eine Niederdruckbehandlungseinrichtung vorgeht, die bei einem Druck

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- .35 -

arbeitet, der die Zellen des Materials nicht aufbricht, und daß die Niederdruckbehandlungseinrichtung mit einer Anfangsmazerisierungseinrichtung versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch g e k e η η zeichnet, daß Jede Druckbehandlungseinrichtung mit Einrichtungen für die Zurückführung der Flüssigkeit zu einer vorhergehenden Druckbehandlungseinrichtung, die denselben Druck anwendet, versehen ist.

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