DE2128031A1

DE2128031A1 - Continuous crystallizer - esp for sugar soln, by evaporation or chilling

Info

Publication number: DE2128031A1
Application number: DE19712128031
Authority: DE
Inventors: Siegfried 3300 Braunschweig. BOIj 13-02 Matusch
Original assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Current assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Priority date: 1971-06-05
Filing date: 1971-06-05
Publication date: 1972-12-14

Abstract

An elongated tank is divided by vertical transverse walls into a number of compartments in which crystal growth takes place simultaneously whilst each compartment is simultaneously heated or chilled. The raw liquid is fed in, at tank liquid level, at one end and transferred from compartment to compartment by individual positive displacement pumps extracting from the base of one compartment and discharging via a stand pipe to liquid level in the next. Reduced power demand from mech. stirrer type and higher yield/uniformity of product than gravity/convection type.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdampfungs-oder Kühlungskristallisieren von Lösungen, insbesondere Zuckerlösungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Verdampfungs- oder Kühlungskristallisieren von Lösungen, insbesondere Zuckerldsungen, bei dem die Lösung kontinuierlich einem liegenden, in mehrere getrennte Räume unterteilten Behälter zugeführt und bei gleichzeitiger Erwärmung bzw. Abkühlung sowie bei fortschreitendem Kristallwachstum nacheinander von einem Raum zum anderen gefördert und aus dem letzten Raum ausgetragen wird. Method and device for continuous evaporation or Cooling crystallization of solutions, particularly sugar solutions. The invention relates to a process for continuous evaporation or cooling crystallization of solutions, especially sugar solutions, in which the solution is continuously a lying, divided into several separate rooms container fed and at the same time Heating or cooling as well as one after the other with progressive crystal growth is conveyed from one room to another and discharged from the last room.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Verdampfungs- oder Kühlungskristallisation von Lösungen, insbesondere Zuckerlösungen, bestehend aus einem langgestreckten liegenden Behälter, der durch Querwände in getrennte Räume' unterteilt ist, in denen sich Heiz- oder Kühlelemente befinden und der Fördereinrichtungen aufweist, welche die Lösung nacheinander durch alle Räume fördern.The invention also relates to an apparatus for continuous Evaporation or cooling crystallization of solutions, especially sugar solutions, consisting of an elongated lying container, which is separated by transverse walls Spaces' is divided, in which there are heating or cooling elements and the conveying equipment having, which promote the solution one after the other through all rooms.

Bei bekannten Ausführungen von Kristallisatoren sind vielfach angetriebene Einbauten vorgesehen, welche die Lösung mit Rühr- und Knetarmen bearbeiten sollen. Bei derartigen bekannten Kristallisatoren sind an einer rotierend angetriebenen Welle Förderflügel, Förderschaufeln oder Schneckengänge vorgesehen, um den Weitertransport der Lösung'bzw. Kochmasse zu gewährleisten. Es sind auch bereits Vorrichtungen zum kontinuierlichen Kristallisieren von Lösungen bekannt, bei denen auf einer koaxial durch den liegenden Behälter verlaufenden Welle scheibenförmige Querwände befestigt sind, die zur Unterteilung in getrennte Räume dienen. Diese Scheiben rotieren,mit der angetriebenen Welle und besitzen Aussparungen, durch welche periodisch Durchtrittsöffnungen für die Lösung geschaffen und wieder versperrt werden, So daß der Ubertritt der Lösung von einem Raum in den anderen durch das normale Fließvermögen der Lösung sowie gegebenenfalls unterstützt durch gleichzeitig vorgesehene Schnecken, Flügel oder Schaufeln bewirkt wird.In known designs of crystallizers are often driven Internals provided, which are to process the solution with stirring and kneading arms. In such known crystallizers are driven in rotation on a Shaft conveyor vanes, conveyor blades or screw flights are provided for further transport the solution To ensure cooking mass. There are already devices for continuous crystallization of solutions known in which on a coaxial disk-shaped transverse walls attached by the lying container extending shaft that are used to divide them into separate rooms. These disks rotate with the driven shaft and have recesses through which passage openings periodically created for the solution and locked again, so that the crossing of the Solution from one room to another due to the normal fluidity of the solution and, if necessary, supported by screws and wings that are provided at the same time or shoveling.

Der gemeinsame Nachteil aller solcher Vorrichtungen zum kontinuierlichen Kristallisieren besteht in dem außerordentlich hohen Bedarf an Antriebsleistun, Ferner werden viele Kristalle durch die mechanischen Rühr- und Förderelemente-angegriffen und beschädigt. So ist trotz intensiver Durchmischung und trotz Zwangsförderung der Lösung bisher kein befriedigend gleichmäßiges Kristallwachstum erzielt worden, da sich eine konstante Aufenthaltszeit aller Kristalle pro Kammer nicht einstellen läßt.The common disadvantage of all such devices for continuous Crystallization consists in the extraordinarily high demand for drive power, Further be many crystals attacked by the mechanical stirring and conveying elements and damaged. This is the case despite intensive mixing and despite forced subsidies the solution has not yet achieved a satisfactorily uniform crystal growth, since there is no constant residence time of all crystals per chamber leaves.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sind Vorrichtungen zum kontinuierlichen Kristallisieren geschaffen worden, bei denen die Lösung durch ihr eigenes Fließverhalten unter Schwerkrafteinfluß durch die einzelnen Räume des liegend angeordneten Behälters wandert. Die Umwälzung unter erforderliche Durchmischung der Lösung in den einzelnen Räumen selbst wurde durch entsprechende Gestaltung der Heiz- oder Kühlelemente erreicht. Die Querwände dieser bekannten Vorrichtungen sind in Höhe des Füllstandes der Lösung entweder mit Ubertrittskanten oder in geeigneter anderer Höhenlage mit Durchtrittsöffnungen ausgerüstet, wobei die Durchtrittsöffnungen mit Leitflächen versehen sind, die eine bestimmte Strömung der Lösung beim Ubertritt erzwingen sollen.To avoid these disadvantages, devices for continuous Crystallize has been created in which the solution is by its own flow behavior under the influence of gravity through the individual spaces of the horizontally arranged container wanders. The agitation with required mixing of the solution in the individual The rooms themselves were achieved by appropriately designing the heating or cooling elements. The transverse walls of these known devices are at the level of the level of the solution either with overflow edges or in a suitable other height position with passage openings equipped, the passage openings are provided with baffles, the one to force a certain flow of the solution when crossing.

Ein gleichmäßiges Kristallwachstum, insbesondere eine einheitliche Kristallgröße konnte aber auch bei diesen bekannten Vorrichtungen nicht erzielt werden. Dieser, vor allem für die Zuckerindustrie, sehr schwerwiegende Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß sich innerhalb der einzelnen Räume #es Behälters Zonen unterschiedlichen Strömungsverhaltens bilden. Die in Behälterlängsrichtung, d. h. in Durchsatzrichtung verlaufende Strömungskomponente ist lediglich im Bereich der Ubertrittskante oder der Durchtrittsöffnung einer Trennwand vorherrschend im unmittelbar darunter liegenden sich zum Behälterboden erstreckenden Raum wird diese Strömungskomponente fast zu Null und die Bewegung der Lösung findet in diesem Bereich fast ausschließlich unter dem Einfluß der Wärmebehandlung statt. Das bedeutet, daß-die in diesen Bereichen befindliche Lösung wesentlich länger und intensiver in dem einzelnen Raum zirkuliert als derjenige Anteil der Lösung, der sich im oberen Bereich befindet, in dem die in Durchsatzrichtung verlaufende Strömungskomponente besonders groß ist.A uniform crystal growth, especially a uniform one However, even with these known devices, crystal size could not be achieved will. This is a very serious disadvantage, especially for the sugar industry results from the fact that there are zones within the individual rooms # of the container different flow behavior. The in the longitudinal direction of the container, d. H. The flow component running in the throughput direction is only in the area of Overflow edge or the passage opening of a partition predominantly in the immediate area The space below that extends to the bottom of the container becomes this flow component almost to zero and the movement of the solution takes place almost exclusively in this area takes place under the influence of the heat treatment. That means that-those in these areas The solution in question circulates much longer and more intensively in the individual room than that portion of the solution that is in the upper area in which the Flow component running in the throughput direction is particularly large.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdampfungs- oder Kühlungskristallisieren von Lösungen zu schaffen, bei dem ein gleichmäßiges Kristallwachstum gewährleistet ist.The present invention is based on the object of a method and a device for continuous evaporation or cooling crystallization to create solutions in which a uniform crystal growth is ensured is.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das einleitend bezeichnete Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß die Lösung durch Umpumpen mittels Dickstoff- oder Verdrängerpumpen von einem Raum zum anderen gefördert wird.To solve this problem, the introductory part is indicated Method according to the invention in that the solution by pumping is conveyed from one room to another by means of thick matter or displacement pumps.

Die eingangs genannte Vorrichtung kennzeichnet sich zur Lösung der vorgenannten Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß jeder Raum über Ein- und Austrittsstutzen und je wenigstens eine außerhalb des Behälters angeordnete Dickstoff- oder Verdrängerpumpe, welche als Fördereinrichtung zum Weitertransport der Ldsung dient, mit dem jeweils benachbarten Raum verbunden ist.The device mentioned at the beginning is characterized for solving the The aforementioned object according to the invention in that each space has inlet and outlet nozzles and at least one thick matter or displacement pump arranged outside the container, which serves as a conveying device for the further transport of the solution, with the respective adjacent room is connected.

Dadurch, daß die Lösung erfindungsgemäß von einem Raum zum anderen durch Umpumpen gefördert wird, wobei der nächstfolgende Raum vorher durch Weiterpumpen geleert wurde, kann ein gleichmäßiger Durchfluß der Lösung-gesichert werden.By the fact that the solution according to the invention from one room to another is promoted by pumping, with the next following room beforehand by pumping further has been emptied, a steady flow of the solution can be ensured.

Durch entsprechende Auswahl der Anzahl und der Lage der Ein- und Austrittsstatzen kann das Entstehen von Zonen unterschiedlichen Strömungsverhaltens vermieden werden.By appropriate selection of the number and position of the entry and exit claws the creation of zones with different flow behavior can be avoided.

Für das Umpumpen selbst wird keine übermäßig große Leistung erforderlich. Es tritt auch keine Beeinträchtigung der Kristallbildung ein, weil es Pumpen gibt, die eine schonende Förderung von Feststoff-Flilssigkeitsgemischen gewährleisten. Zusätzlich ist es denkbar, im Inneren eines jeden Raumes entweder durch entsprechende Anordnung und Ausbildung der Heiz- oder Yliihlelemente oder aber durch den Einbau zusätzlicher Leitelemente dafür zu sorgen, daß eine gleichmäßige Durchströmung des jeweiligen Raumes erzielt wird. Die durch das Umpumpen im Inneren eines jeden Raumes erzielten gleichmäßigen Strömungsverhältnisse gewährleisten nunmehr eine fast einheitlich gleiche Aufenthaltszeit aller Anteile der Lösung in jedem Raum. Somit sind die Voraussetzungen für ein gleichmäßiges Kristallwachstum gegeben.No excessively large power is required for the pumping itself. There is also no impairment of crystal formation because there are pumps which ensure gentle pumping of solid-liquid mixtures. In addition, it is conceivable inside each room either by appropriate Arrangement and design of the heating or Yliihlelemente or by the Installation of additional guide elements to ensure that a uniform flow of the respective room is achieved. The one by pumping inside everyone Room achieved uniform flow conditions now ensure a almost uniformly the same residence time of all parts of the solution in every room. Thus, the prerequisites for uniform crystal growth are given.

Es wurde schon erwähnt, daß durch entsprechende Auswahl der Lage und der Anzahl der Stutzen zum Abziehen und Einführen der Lösung Einfluß auf das Strömüngsverhalten der Lösung in den#einzelnen Räumen genommen werden kann. Es besteht in diesem Zusammenhang ~also die r4öglichkeit, die Lösung am Boden des jeweiligen Raumes abzuziehen und in Höhe des' Füllstandes in den nächstfolgenden Raum einzuspeisen. Diese Lage der Stutzen wUrde die längste Verweilzeit der Lösung in dem jeweiligen Raum gewährleisten.It has already been mentioned that by appropriate selection of the location and the number of nozzles for withdrawing and introducing the solution has an influence on the flow behavior the solution in the # individual rooms can be taken. It exists in this context ~ So the possibility of pulling off the solution on the floor of the respective room and to be fed into the next room at the level of the fill level. This location of the The nozzle would ensure the longest residence time of the solution in the respective room.

Ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahrens geeigneten erz in dungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdampfungs- oder Kühiungskristallisieren von Lösungen, insbesondere Zuckerlösungen, ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of one for implementing the invention trained method suitable ore in duly trained device for continuous evaporation or cooling crystallization of solutions, in particular Sugar solutions, is shown in the drawing.

Die Figur zeigt eine Schemazeichnung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrtrchtung.The figure shows a schematic drawing of those designed according to the invention Device.

Wie die #Figur erkennen läßt, besteht die Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdampfungs- oder Kühlungskristallisieren von Lösungen, insbesondere Zuckerlösungen aus einem liegend angeordneten beispielsweise zylindrischen Behälter 1. Dieser liegend angeordnete Behälter 1 ist durch Querwände 2 in getrennte Räume 3 aufgeteilt. Die Querwände 2 können je nach Art der ~durchgeführten Kristallisation oberhalb der Füllstandhöhe in den Räumen 3 enden oder aber auch, wie in gestrichelten Linien angedeutet ist, bis an den oberen Rand des Behälters reichen und eine hermetische Trennung der Räume 3 voneinander bewirkein.As the #Figur shows, the device for continuous Evaporation or cooling crystallization of solutions, especially sugar solutions from a horizontally arranged, for example, cylindrical container 1. This horizontally The arranged container 1 is divided into separate rooms 3 by transverse walls 2. the Transverse walls 2 can, depending on the type of crystallization carried out above the The filling level ends in the rooms 3 or else, as in dashed lines is indicated to extend to the upper edge of the container and a hermetic one Separate the rooms 3 from each other.

Bei der Verdampfungskristallisation ist eine Besaugung des oberhalb der Lösung befindlichen Raumes erforderlich, um die freiwerdenden Dämpfe und Gase zu entfernen.In the case of evaporative crystallization, there is suction of the above the space in the solution is required to absorb the vapors and gases that are released to remove.

Zu diesem Zweck~dient ein Saugrohr 4. Dieses S,augrohr 4 kann mit Zweigsauganschlüssen ausgerüstet werden, die in der Figur in gestrichelten Linien eingezeichnet sind, wenn die Räume 3 vollständig hermetisch voneinander getrennt sind. Zwischen das in diesem Fall zentrale Saugrohr 4 und die einzelnen Saugstutzen können bedarfsweise Absperrorgane 5 eingeschaltet werden, um möglichst vielseitige Arbeitsbedingungen verwirklichen zu können. Es ist nur ein derartiges Absperrorgan'5 als Beispiel eingezeichnet.A suction pipe 4 is used for this purpose. This suction pipe 4 can be used with Branch suction connections, which are in of the figure in dashed lines Lines are drawn when the spaces 3 are completely hermetically separated from one another are. Between the suction pipe 4, which is central in this case, and the individual suction nozzles Shut-off elements 5 can be switched on if necessary, in order to be as versatile as possible Realizing working conditions. It is just such a shut-off device5 shown as an example.

In jeden einzelnen Raum 3 führen Rohrstutzen 6 hinein.Pipe sockets 6 lead into each individual room 3.

In Einzelheiten br#aucht auf diese nicht eingegangen zu werden, weil derartige Stutzen bei Vorrichtungen zum Kristallisieren üblich sind. Sie dienen zum Einspeisen von Kristallfuß frischer Lösung oder Lösungsmittel und gestatten es, die Arbeitsbedingungen während des Kristallisationsvorganges in bestimmter Richtung zu steuern.This is not to be discussed in detail either, because such nozzles are common in devices for crystallization. You serve for feeding in fresh solution or solvent and allow it, the working conditions during the crystallization process in a certain direction to control.

Die Räume 3 liegen bei dem Behälter 1 in Reihe hintereinander. Die zu kristallisierende Lösung tritt über einen Eintrittsstutzen 7 an einem Ende ein. Jeder Raum 3 ist mit einem Austrittsstutzen 8 ausgerüstet. Jeder auf den ersten Raum 3 folgende Raum weist zusätzlich noch einen Eintrittsstutzen 9 auf. Um die Lösung von einem Raum zum anderen zu fördern, werden Dickstoff-Verdränger- oder Drehkolbenpumpen 10 eingesetzt. Der, bezogen auf die Durchflußrichtung der Lösung, letzte Raum 3 ist mit seinem Austrittsstutzen 8 #nicht an eine Pumpe 10 angeschlossen.The spaces 3 are in the container 1 in series one behind the other. the Solution to be crystallized enters via an inlet nozzle 7 at one end. Each room 3 is equipped with an outlet connection 8. Everyone at first Room 3 following room also has an inlet connection 9. To the To convey solution from one room to another, thick matter-displacer or Rotary lobe pumps 10 used. The last room 3, based on the direction of flow of the solution is not connected to a pump 10 with its outlet nozzle 8 #.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel münden die Austrittsstutzen 8 im Bodenbereich der jeweiligen Räume 3, während die Eintrittsstutzen 9 nach Art von Steigrohren in dem oberen Bereich der Räume 3 münden.In the embodiment shown, the outlet nozzle 8 open into Floor area of the respective rooms 3, while the inlet nozzle 9 in the manner of Riser pipes open in the upper area of the rooms 3.

Abweichend von der gezeigten Ausführung kann jeder Raum 3 mit mehreren Austrittsstutzen 8 ausgerüstet werden, die beispielsweise über den Querschnitt in geeigneter Weise verteilt sind, um einen gleichmäßigen Abzug der Lösung aus dem Raum zu sichern. Es können aber auch je Raum 3 mehrere Eintritts-Stutzen 9 vorgesehen und mit ihren offenen Enden über den Querschnitt des jeweiligen Raumes 3 verteilt werden. Durch eingeschaltete Steuerelemente, Verwendung von mehr als einer Pumpe' 10 zur Verbindung zweier aufeinanderfolgenden Räume 3 sowie durch nicht dargestellte Einbauten läßt sich gewähr-# leisten, daß die Aufenthaltszeit der Lösung in Folge einer gleichmäßigen Durchströmung der Räume 3 stets einheitlich und gleichmäßig ist. So wird unter sonst einwandfreien Betriebsverhältnissen die Voraussetzung für eine-gleichmäßige Kristallbildung und Erzielung einer einheitlichen Kristallgröße geschaffen.Notwithstanding the embodiment shown, each room 3 can have several Outlet nozzles 8 are equipped, for example over the cross-section in are appropriately distributed to ensure an even withdrawal of the solution from the Secure space. However, several inlet nozzles 9 can also be provided for each room 3 and with their open ends distributed over the cross section of the respective space 3 will. When controls are switched on, more than one pump is used ' 10 to connect two consecutive rooms 3 and not shown Internals can be guaranteed that the residence time of the solution in a row a uniform flow through the rooms 3 always uniform and even is. Thus, under otherwise perfect operating conditions, the prerequisite for a-uniform crystal formation and achievement of a uniform crystal size created.

Nicht eingezeichnet sind in den Räumen 3 befindliche Heiz-oder Kühlelemente. Es ist üblich, solche Heiz- ode Kühlelemente so auszubilden, daß eine Zirkulation entsteht, bei welcher eine einwandfreie Durchmischung und thermische Behandlung des Lösungsmittels gewährleistet ist.Heating or cooling elements located in spaces 3 are not shown. It is customary to design such heating or cooling elements in such a way that circulation arises, in which a perfect mixing and thermal treatment of the solvent is guaranteed.

Claims

1. Process for continuous evaporation or cooling crystallization of solutions, especially sugar solutions, in which the solution is continuously a lying in several separate rooms subdivided container and at the same time Warming or

Cooling down and one after the other with progressive crystal growth is conveyed from one room to another and discharged from the last room d a d u r c h g e k e'h n-z e i c h n e t that the solution is pumped around by means of Thick matter and displacement pumps are conveyed from one room to the other.

2. The method according to claim 1 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the solution is pumped out of the floor area of a room.

3. The method according to claim 1 and / or 2 d a d u r c h g e k e n n shows that the solution is pumped into a room at the level of the fill level will.

4. Device for continuous evaporation or cooling crystallization of solutions, in particular Sugar solutions consisting of one elongated lying container, which is divided into separate rooms by transverse walls in which there are heating or cooling elements and the conveying devices has, which the solution successively through all rooms promotes d a d u r c h it is indicated that each room (3) has inlet and outlet nozzles (8; 9) and in each case at least one thick matter or thick matter arranged outside the container (1) Displacement pump (10), which acts as a conveying device for the further transport of the solution is connected to the adjacent room (3).

5. Apparatus according to claim 4 'd a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the inlet nozzle (9) in each case at the level of the level in the room (3) empties.

6. Apparatus according to claim 4 and / or 5 ~ d a d u r c h g e k e n n z e i h n e t that the outlet nozzle (8) in the floor area into the room (3) flows out.