-
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von fester Trockenmelasse
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es, ausgehend von Zuckerrohr- oder
Rübenmelasse ein festes Trockenprodukt zu erzeugen, das sich leicht konservieren
läßt.
-
Dieses Trockenprodukt kann in der Form von Stücken oder eines Granulats
oder Pulvers hergestellt werden.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet es auch, andere Zucker-
oder zuckerhaltige Erzeugnisse, die aus verschiedenen Stadien der Zuckerfabrikation
stammen, wie Sirup oder wäßrige Zwischenprodukte (égouts) oder die aus ähnlichen,
andere Zuckerarten (dextrose, lactose usw.) behandelnden Industrien stammen. Allgemein
gesprochen, gestattet das Verfahren gemäß der Erfindung die Trocknung thermoplastischer
Erzeugnisse, deren Eigenschaften denen von Melassen verwandt sind.
-
Vor Darlegung des Verfahrens sei an Herstellungsverfahren für ein
solches Erzeugnis erinnert, die in der französischen Patentschrift 1 437 582 des
gleichen Erfinders vom 24. März 1965, nach dem die Melasse zerstäubt und mit Kaolin
umhüllt wird, in der ersten Zusatzanmeldung
No. 160 951, eingereicht
am 29. Juli 1968, zu jener Patentschrift, die sich in erster Linie mit einem Mittel
zum Ausgleichen und Stabilisieren des fertigen Erzeugnisses befaßt, und in der unter
No. 69.26355 eingetragenen französischen Patentanmeldung vom 31. Juli 1969, die
den Zusatz von Erzeugnissen zu der Melasse beschreibt, die die Schmelstemperatur
des Trockenproduktes erhöhen sollen, wodurch das Trocknen in verschiedenen Typen
von Vorrichtungen ermöglicht wird, beschrieben sind. Die genannten Verfahren kranken
allerdings an Schwierigkeiten, die davon herrühren, daß das Trockenprodukt thermoplastisch
ist, eo daß während der Trocknung der Melasse durch Zerstäuben die sich bildenden
Kügelchen klebrig sind, sich an der Wand der Zerstäubungskammer niederschlagen oder
Ach aneinanderhängen, wenn auch das zweckmäßige Einhüllen mit Kaolin die Herstelln
des Produktes gestattetet,Auf Walzentrocknern zeigte sich die gleiche Schwierigkeit,
und man konnte das Fertigprodukt nur ausbringen, in-dem man vor dem Rakelmesser
Kaltluft aufblies, um das Erzeugnis zu verfestigen, und dieses Verfahren ergab nur
eine mäßige Leistung, da zum Abkühlen des Filmes die Walzen nur mit sehr geringer
Geschwindigkeit angetrieben werden dürfte.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gänzlich neues, abweichendes
Verfahren zu schaffen, das darin besteht, gerade das Gegenteil dessen zu tun, was
bisher angestrebt wurde. Anstatt nämlich die Verfestigung oder das Erstarren im
Trockner vorzunehmen, besteht das wesentliche Merkmal des neuen Verfahrens darin,
das Trockenprodukt aus den Trockner in vollständig geschmolzenem Zustand zu entnehmen
und das Erzeugnis dann in einer anderen Vorrichtung in feste Form zu bringen oder
zu strukturieren.
-
Der Grundsatz des neuen Verfahrens gemäß der Erfindung ergibt sich
aus folgenden Überlegungen, die zu zwei wichtigen Schlußfolgerungen führen: 1. Die
Rüben- oder Rohrmelasse kann, wie übrigens auch andere zuckerhaltige Erzeugnisse,
leicht und wirksam in dünner Schicht, sei es in einem Spezialverdampfer oder auf
dampfbeheizten Walzen, bis auf einen Feuchtegehalt in der Gegend von 2 % getrocknet
werden. Wenn man diese Trockenmelasse, allerdings im Schmelzzustand, in einen Behälter
abkühlen läßt, in den ein Thermometer eingetaucht ist, stellt man fest, daß, wenn
die Trockenmelasse einen zu hohen Feuchtegehalt (beispielsweise von 3*) hat, in
Verlauf der Abkühlung kein vollständiges Erstarren erfolgt und die getrocknete Melasse
bei Haumtemperatur weich bleibt. Wenn hingegen die getrocknete Melasse einen niedrigeren
Feuchtegehalt (beispielsweise 2%) hat, stellt man im VErlauf der Abkühlung eine
volle Erhärtung in der Gegend von 60 bis 70°C fest, und diese Erhärtungstemperatur
ist, je nach d@m R@stfeuchtegehalt und je nach Art der Melasse verschieden.
-
Gewisse (in den genannten Patenten beschriebene) Zusätze können die
Erstarrungstemperatur der getrockneten Melasse erhöhen.
-
Daraus ergibt sich die erste der oben erwähnten Schlußfolgerungen:
Um eine fest Trockenmelasse zu erreichen, muß die Trocknung genügend heftig vorangetrieben
werden, so daß die Trockenheit möglichst hoch ist (d.h. beispielsweise einem Feuchtegehalt
von weniger als 2% entspricht).
-
2. Wenn die Temperatur dieser getrockneten Melasse erhöht wird, indem
der Behälter fortschreitend wiedererwärmt wird, stellt man fest, daß die Melasse
in der Gegend von 60 bis 700C wieder erweicht (und dies ist die Umkehrung des bei
der Abkühlung festgestellten Phänomens) und, wenn die Temperatur weiter erhöht wird,
wird die Melasse in der Gegend von 90 bis 1000C vollständig flüssig. Bei einer getrockneten
Melasse, die auf eine Temperatur von 11000 gebracht worden war, wurde eine Viskosität
von 3000 cP (centipes), d.h. eine verhältnismäßig niedrige Viskosität, gemessen.
-
Daraus folgt die zweite der oben genannten Schlußfolgerungen: Die
getrocknete Melasse, die auf einer genügend hohen Temperatur gehalten wird, hat
eine nur geringe Viskosität und läßt sich leicht mittels Pumpen fördern und schließlich
zu Pulver verarbeiten.
-
Gemäß der Erfindung wird daher die Melasse im rohen Zustand oder
unter Zugabe der nützlichen Zusätze in Vorrichtungen getrocknet, die die Erzielung
einer maximalen Trockenheit (z.B. entsprechend höchstens 4 Feuchtigkeit) gestatten,
und dabei wird bei einer genügend hohen Temperatur gearbeitet, so daß sich die Melasse
dank ihrer geringen Zähigkeit im geNchmolzenen Zustand aus der Vorrichtung ausbringen
läßt. Diese Trockenmelasse im Schmelzzustand wird anschließend durch Pumpen einer
Vorrichtung zugeführt, in der sie eine Abkühlung ei fährt und die gewünschte Loste
Struktur erhält.
-
Die Technik hat den Vorteil daß mit äußerst hoher Leistung in einfachen
Vorrichtungen getrocknet werden
kann, da keine Beschränkungen hinsichtlich
der Temperatur bestehen, soweit es sich nicht um die Bräunungstemperatur des in
der Melasse enthaltenen Zuckers handelt.
-
Nachdem dieses primäre Erzeugnis (Trockenmelasse im Schmelzzustand)
hergestellt ist, können im zweiten Stadium der Herstellung mehrere -rypen von Vorrichtungen
für das Abkühlen des primären Erzeugnisses im Schmelzzustand verwendet werden, um
das geforderte feste Prockenprodukt zu erhalten.
-
In folgenden werden beispielsweise mehrere Typen der Herstellung besprochen,
die auf diesem Prinzip beruhen und von denen ein Teil bereits mit Erfolg erprobt
ist.
-
Beispiele der Trocknung Einleitend wird die Melasse wiedererwärmt,
so daß sie sich leicht pumpen läßt, und es können einige oder alle Hilfsprodukte
oder Stabilisatoren (NaCl, Kaolin, Luzerne usw.) zugesetzt werden.
-
Diese Melasse (Rohr- oder Rübenmelasse) kann auf dampfbeheizte Walzentrockner
gerichtet werden, deren Temperatur derart geregelt ist, das sie keine Bräunung der
Zuckormelasse hervorruft. Die Walzen können unter Vakuum stehen, Das Trockenerzeugnis
im Schmelzzustand (mit etwa 4 Feuchtigkeit) wird mit Messern gerakelt und fließt
auf Rutschen, die gegebenenfalls innen mit sehr heißem Wasser beheizt sind, so daß
sich das Trockenprodukt im Schmelzzustand wegen seiner geringen Zähigkeit leicht
unter Schwerkraftwirkung ausbringen und durch Pumpen dem zweiten Herstellungsstadium
zuführen läßt.
-
Bei einer anderen Form der Durchführung der Trocknung gemäß der Erfindung
kann die Trocknung in einem Verdampfer
und zwdr entweder in einem
gewöhnlichen Verdampfer mit hoher Zirkulation oder vorzugsweise in einem Dünnschichtverdampfer,
der ein leichteres und schnelleres Verdampfen ermöglicht, durchgeführt werden. Ein
Verdampfortyp, der gut. Ergebnisse liefert ist jener, bei dem die Melasse mittels
der Flügel ines läufers auf einer beheizten Oberfläche zu einem dünnen Film verteilt
wird und das Erzeugnis unter der Wirkung der Schwerkraft abwärtsbewogt wird und
im Maß der Abwärtsbewegung seine Feuchtigkeit durch Verdampfen abgibt. die getrocknete
Melasse im Schmelzzustand wird am unteren Teil der Vorrichtung abgezogen.
-
Der Verdampfer ergibt eine bedeutende Verdampfungsleistung bei verhältnismäßig
geringer Fläche und kann offensichtlich unter Vaku@m betrieben werden.
-
Beispiele der Abkühlung Nach Verlassen der rrocknungsanlage liegt
eine rrockenmelasse vor, di.> flüssig ist, vorausgesetzt, daß eine ausreichend
hohe Temperatur aufrechterhalten wird.
-
Diese Trockenmelasse im Schmelzzustand soll einen Feuchtegehalt unter
ca. 2% aufweisen, so daß sie als Folge des im folgenden beschriebenen Abkühlens
die Erzielung eines festen und harten Erzeugnisses ermöglicht. Wie erinnerlich,
muß das Erzeugnis, nachdem es die Trocknungsanlage verlassen hat, bis auf eine -remperatur
unter 60 bis 700C abgekühlt werden, damit ein festes Erzeugnis erzielt wird.
-
Dazu können verschiedene Kühlverfahren verwendet werden, von denen
in folgenden Beispiele angegeben werden:
1) Am Ausgang des Trockners
fällt das Erzeugnis unter der Wirkung der Schwerkraft in einen Schacht oder ein
Behältnis, das mit einem erheblichen Volumen an Kaltluft beschickt wird. Beim Niederfallen
erhärtet das Produkt in der Form von Fäden oder Stücken, die dann nur noch gemahlen
werden müssen.
-
2) Am Ausgang des Trockners wird das flüssige Erzeugnis unter Druck
in eine heftig gekühlte Spinndüse (filière) eingeführt, und man erhält auf diese
Weise Päden oder getrennte Stücke, die nach Bedarf gebrochen oder gemahlen werden
können.
-
3) An Ausgang des Trockners wird zur Verfestigung des Erzeugnisses
ein Zerstäuber verwendet, der nicht als Trockner sondern als Kühler dient. Die getrocknete
Melasse, die auf hoher Temperatur gehalten wird, wird dann über Doppelmantelrohre
zu einer Zerstäuberturbine (oder -düsen) gepumpt, so daß die getrocknete Melasse
auf hoher Temperatur gehalten wird. Anstatt in die Zerstäuberkammer Heißluft einzuführen,
wird Kaltluft oder leicht angewärmte Luft eingeführt, so daß eine Wiederaufnahme
von Peuchtigkeit vermieden wird.
-
@@@ Die Trockenmelasse. der Viskositsit gering ist (3000 c bei 100
bis 110°C), läßt sich mittels der Turbine oder der Zerstäuberdüsen leicht zu Pulver
verarleiten, wobei die dispergierten Teilchen augenblicklich abkühlen und erstarren,
so daß ein i>ulver gefälligen Aussehens erzielt wird. Wenn die eingeführte luft
genügend angewärmt wird, bewillt sis in dem Zerstäuber eine Nachtrocknung durch
Verdampfung, und auf diese Weise erhält man die für die Verfestigung angestrebte
Abkühlung. Man kann übrigens diese Wirkung der Kühlung durch Verdampfung in de@
@@@st@ube@ nutzen, um die
Verdampfung in dem Trockner etwas weniger
weit treiben zu müssen.
-
Wie in der bereits erwähnten französischen Patentschrift 1 437 382
beschrieben, kann in die dem Zerstäuber zugeführte Melasse oder in den Zerstäuber
selbst ein trockenes Kaolinpulver eingeführt werden, das eine Umhüllung bewirkt
und eine gute Konservierung gewährleistet. Auch kann vor oder nach den Trocknen
Luzernennehl eingeführt werden und das Gaze unter den oben beschriebenen Bedingungen
zerstäubt werden.
-
4) An Ausgang des Trockners kann allgemeiner Jede Kühltechnik (Walzenkühlung)
verwendet werden, und es kot sowohl eine direkte Kühlung als auch eine Kühlung durch
Pulverbildung oder Zerstäubung in einem Luftstrom in Frage.
-
In der Zeichnung sind zum besseren Verständnis der Erfindung und der
verschiedenen Durchführungsformen des angegebenen Verfahrene die typischsten Anordnungen
beispielsweise schematisch dargestellt.
-
Fig. 1 veranschaulicht schematisch die Anlage zur Trocknung der geschmolzenen
Melasse und ein Beispiel eines Kühlers; Fig. 2 veranschaulicht eine andere Anlage
sur Kühlung und Verfestigung der Trockenmelasse und zur Erzielung des Fertigproduktes;
and Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anlage gemäß Fig. 2 für die
Erzielung des verfestigten Produktes.
-
Gemäß Fig. 1 wird die Rohmelasse in einem Behälter 1 gesammelt, der
mit einer Heizschlange 2 ausgestattet ist und aus dem die Melasse mittels. einer
Pumpe 3 in einen Mischbehälter 4 gefördert werden kann, der gegebenenfalls auch
die Hilfszusätze, wie Luzernenmehl, Kaolin, Kochsalz (NaCl) aufnimmt, die aus Behältern
5, 6, 7 zugeführt werden.
-
Die geschmolzene Melasse, die dauernd auf einer Temperatur gehalten
wird, die ausreicht, um der Melasse eine geringe Viskosität zu verleihen, wird mittels
einer Pumpe 8 über eine der drei Leitungen 9, 10, 11 in eine Trocknungsvorrichtung
gefördert. Die Darstellung der. drei Leitungen 9, 10, 11 in der gleichen Figur soll
auf die Xöglichkeit hinweisen, Trockner unterschiedlicher Typen zu verwenden, und
diese Leitungen münden in einen Walzentrockner, einen Verdampfer für Flüssigkeiten,
die an der Innenwand einer beheizten vertikalen Zylinders in Form eines dünnen Filmes
verteilt werden, bzw. in einer Trockner Jedes beliebigen anderen (nicht dargestellten)
Typs.
-
Wenn ein Walzentrockner mit zwei horizontalen, beheizten Walzen 12,
13 verwendet wird, die in dem in der Zeichnung durch Pfeile angegebenen Drehsinn
umlaufen, gelangt die dem Walzenspalt zugeführte Melasse in den Bereich oberhalb
des Walzenspaltes, bildet bei 14 und 15 Je einen dünnen Film und erfährt eine ausgeprägte
Trocknung, und die Filme werden schließlich mittels Rakeln16, 17 abgestreift, so
daß sie sich von den Walzen trennen und über beheizte Rutschen 18, 19 abgeführt
werden, von wo sie der KUhl-und Verfestigungsvorrichtung zugeliefert werden. Zur
Vereinfachung der Figur wurde die Aufnahme der über die Rutschen 18 abfließenden,
geschmolzenen Trockenmelasse nicht dargestellt, jedoch ist bei 20 eine Verfestigungsvorrichtung
für die Verfestigung der über die Rutsche 19 abfließenden Melasse schematisch angedeutet.
Diese Vorrichtung 20 kann aus einem vertikalen Schacht bestehen, durch den ein aufsteigender
Kaltluftstrom 21 geführt ist
und in dem die Melasse in Form von
Fäden oder Stücken erhärtet, die am Boden des Schachtes gesammelt und anschließend
gebrochen oder gemahlen werden können.
-
Die geschmolzene Trockenmelasse kann anstatt einem Walzentrockner
über eine Leitung 10 einem Vertikalverdampfer 22 zugeführt werden, in dem ein Läufer
rotiert, der schematisch durch Darstellung seiner Welle 23 angedeutet ist und der
die Melasse auf die zylindrische Wand des Verdampfers 22 schleudert, die mittels
in einem Heizmantel umgewälzten Dampfes beheizt ist. Die Melasse fließt entlang
der vertikalen Wand abwärts und trocknet dabei, und die Trockenmelasse im Schmelzzustand
wird in einem Behälter 25 gesammelt, der mit einen Heizmantel ausgestattet und gegebenenfalls
mit einem Rührwerk 26 (Fig. 2) ausgerüstst ist. Von dort kann die Melasse von einer
Pumpe 27 aufgenommen und durch eine Leitung 28 den Verfestigungsvorrichtungen zugefördert
werden.
-
Fig. 2 zeigt lediglich eine Zerstäuberkühlung, Jedoch wurden schematisch
die Ausgangsleitungen 29, 30, 31 dargestellt, deren je eine in eine gekühlte Spinndüse,
in eine Zerkleinerungsvorrichtung und in eine beliebige andere Kühlvorrichtung münden
kann.
-
Wenn eine Zerstäuberkühlung verwendet wird, wird die Melasse den bei
32 angedeuteten Zerstäuber über eine Leitung 28 zugeführt. Der Zerstäuber ist in
einem Lufteintrittskanal 33 angeordnet, der von einen Gebläse 34 gespeist ist, das
die Luft durch eine Heizeinrichtung 35 hindurch fördert, die die Luft ausreichend
anwärmt, um eine Wiederaufnahme von Feuchtigkeit durch die trockene Melasse zu verhindern,
und die beispielsweise gegen 400C oder, wenn die Verdampfung, wie oben bereits angedeutet,
in dem Zerstäuber suendegeführt werden soll, mehr@ beträgt.
-
Bei 36 kann ferner eine Zufuhr von Kaolin oder einem anderen Stabilivierungamittel
vorgesehen sein, das aus einem Behälter 37 zugeliefert wird.
-
In der Zerstäuberkammer 38, die mit einem pneumatischen Besen von
dem in der französischen Patentschrift 1 437 582 b-schriebenen Art ausgestattet
sein kann, erhärtet die Melasse Das Trockenprodukt in Form eines Pulvers oder Granulates,
das ar Boden der Zerstäuberkammer anfällt, wird vorsugweise direkt unterhalb der
Kammer bei 39 gesammolt, wo es in einem Mischer 40 aufgenommen werden und sofort
mit Stabilisierungserzeugnissen aus einem Behälter 41 gemischt werden kann. Das
Fertigprodukt wird bei 42 ausg.bracht und (beispielsweise durch Sieben Wiegen, Verpacken)
weiterbehandelt. Die Zerstäuberkammer steht vorzugsweise unter Druck, so daß ein
Eintreten von Luft verhindert wird.
-
Anstatt das erstarrte Produkt direkt am Boden der Zerstäuberkammer
38 zu sammeln, kann es, wie in Fig. 3 angedeutet, über eine Leitung 43 eines pneumatischen
Förderers angesaugt werden, dessen Gebläse bei 44 angedeutet ist.
-
Das Erzeugnis gelangt in einen Zyklon,45 in dessen unterem Teil es
nach Durchtritt durch einen Drehschieber 46 gsammelt wird. Anschließend kann es
gesiebt werden, und der von dem Sieb durchgelassene Teil kann (gegebenenfalls nach
Zusats von Stabilitierungsmitteln) einer Wiege- und Verpackungseinrichtung zugeführt
werden, während der Siebrückstand gemahlen oder gebrochen oder als Granulat verwendet
werden kann.
-
Die Luft verläßt die Zerstäuberkammer 38 durch eine Leitung 47, in
die sie durch ein Sauggebläse 48 angesaugt wird, das die Luft durch einen ZykLon
49 treibt, in dem das
mitgerissene pulverförmige Erzeugnis sich
trennt, um sich in der Leitung 43 wieder zu vereinen. Das Gebläse 48 fördert durch
einen Filter mit selbstreinigenden Filterelementen 51 zur Atmosphäre, wodurch die
von der Melasse nicht zurückgehaltenen Kaolinteilchen abgeschieden werden, und bei
50 ist schematisch ein Sammelbehälter angedeutet, in dem dieses Kaolin, gegebenenfalls
für die Wiederverwendung gesammelt wird. Natürlich können die Teile 47 bis 50 auch
für den Luftaustritt aus der Kammer 38 verwendet werden, wenn das Produkt, wie in
Fig. 2 gezeigt, direkt gesammelt wird.
-
Patent ansprüche