DE2353979A1

DE2353979A1 - Verfahren und vorrichtung zum kristallisieren von zucker

Info

Publication number: DE2353979A1
Application number: DE19732353979
Authority: DE
Inventors: Jacques Edouard Poire
Original assignee: UNION NATIONALE DES COOPERATIV; Union Nationale des Cooperatives Agricoles de Transformation Be
Current assignee: UNION NATIONALE DES COOPERATIV; Union Nationale des Cooperatives Agricoles de Transformation Be
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1973-10-27
Publication date: 1974-05-09
Also published as: ATA909573A; AT334843B; ES420058A1; FR2204436B1; FR2204436A1; GB1418816A; BE806638A; NL7314872A; IT999702B

Description

24, Oktober 1973

Dipl.-Ing. Fr. Buchner bu.-vo.

PotentafiV'clt

ß5 Nürnberg 2353979

Betr.: · '

Patent- und Hgm.-Anmeldung in D.

"Verfahren und Vorrichtung zum Kristallisieren von Zucker"

An m,; Union Nationale des Cooperatives ... '

Verfahren und Vorrichtung zum Kristallisieren von Zucker

Die Erfindung betrifft ein neues industrielles Verfahren zum diskontinuierlichen Kristallisieren von Sacharose. .

Die verschiedenen Verfahren der Kristallisation bestehen darin, einen Sirup au,s dem Zustand der Übersättigung, mit Hilfe von Kristallen in den Zustand der zu geringen Sättigung überzuführen/ wobei die Kristalle entweder plötzlich entstehen oder von außen in den Sirup eingegeben werden. Auf diese Weise vermindert sich die Reinheit der Mutter Flüssigkeit ständig während der Dauer der Kristallisation.

Die fraktionierte Kristallisation besteht darin, die Mutter - Flüssigkeit wieder zu. verwenden, in welcher bereits Kristalle erzeugt worden sind und sie ein zweites und im allgemeinen ein drittes Mal oder noch öfter für weitere Kristallisationsvorgänge zu benützen.

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Die Kristalle, welche beim letzten Sud entstehen, entwickeln sich in einem sehr unreinen Milieu, womit der Nachteil verbunden ist, daß die Kristallisationsgeschwindigkeit immer geringer wird und daß dabei immer mehr Einschlüsse von Unreinheiten, insbesonders farbiger Art, in den Kristallen entstehen.

Die übliche Methode besteht darin, in den Kristallisations- oder Kochapparat zu Beginn des Verfahrens eine bestimmte Menge von sehr reiner Mutter-Flüssigkeit einzugeben, wodurch sehr schnell die Grundlage für die Kristallisation geschaffen wird.

Um den Sättigungsgrad der Mutter-Flüssigkeit abzusenken, ist es wichtig, daß die Kristalle insgesamt eine große Oberfläche haben, wenn die Mutter-Flüssigkeit mit Unreinheiten angereichert worden ist. Deshalb wurden auch zur Verbesserung anfangs Verfahren geschaffen, wie beispielsweise die Herstellung einer Kochgrundlage (a), durch Mischen von Kristallen aus rotem Zucker, der vorzugsweise ausgeschleudert war, mit einer Mutter-Flüssigkeit oder (b) das Verschneiden der Kochmasse oder (c): die Kochmasse wurde filtriert und ein Teil davon in den anderen Teil zurückgegeben oder (d) die Kochgrundlage wurde in einem

Spezialapparat hergestellt.

Alle diese üblichen Verfahren weisen eine Anzahl von Nachteilen auf, wie beispielsweise die folgenden: Die Verwendung einer Kochgrundlage mit Unreinheiten, die Verwendung von zwei Apparaten, die Notwendigkeit die Kristalle im Laufe des Verfahrens umzupumpen, die Möglichkeit, daß sich die Kristalle während dieses Übertragungsvorganges absetzen usw.

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Im Gegensatz dazu, schlägt die Erfindung vor, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem sich die Kristalle in einer Umgebung bilden, welche viel weniger Unreinheiten aufweist als bei den bekannten Verfahren.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum diskontinuierlichen Kristallisieren von Zucker in einer Kochvorrichtung durch aufein- -anderfolgende Sude im Vakuum, wobei erfindungsgemäß ein Teil der Kochmasse eines Sudes, der im Kochapparat enthalten ist, an einer Stelle abgezogen wird, welche über der Heizvorrichtung des Kochapparates angeordnet ist, wobei die Masse stets umgerührt wird und der Rest der Kochmasse als Kochgrundlage für den nächsten Sud im gleichen Kochapparat dient, wobei der Kochgrundlage mehr oder weniger zuckerhaltige Flüssigkeit zugegeben wird.

Zweck der Erfindung ist es ferner, einen Kochapparat zur Durchführung des o.g. Verfahrens zu schaffen, der erfindungsgemäß eine Entnahmeöffnung aufweist, die mit einer Schließvorrichtung versehen ist und in-der Wandung der Vorrichtung über dem höchsten Punkt der Heizvorrichtung angeordnet ist, sowie ein mechanisches Rührwerk, das in der Kochvorrichtung unter der Entnahmeöffnung angeordnet ist.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, daß zwei aufeinanderfolgende Sude in der gleichen Vorrichtung durchgeführt werden körinen, ohne daß es erforderlich ist, die Kristallmasse während des Arbeitsablaufs umzupumpen.

Bei diesem Verfahren werden die Unreinheiten weniger in Umlauf gesetzt,

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so daß eine schnellere Extraktion ohne Temperaturerniedrigung erfolgt.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden nachfolgend an Hand der beigegebenen Zeichnung erläutert, welche einen Längsschnitt durch die schematische Darstellung eines Kochapparates nach der Erfindung zeigt.

Die Zeichnung stellt einen Köchapparat 1 dar, wie er üblicherweise in Zuckersiedereien verwendet wird; er weist eine Wandung 2 auf, die sich nach unten in einen konischen Teil 3 fortsetzt und an dessen untersten Punkt eine Entleerungsleitung 4 angeordnet ist,· die ein Ventil ,5 aufweist. Der Apparat ist oben durch einen Deckel 6 geschlossen von dem eine Leitung 7 wegführt, die mit einem Ventil 8 versehen ist. Die Leitung 7 ist mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden.

Im Innern des Kochapparates ist unten eine Heizvorrichtung bekannter Art angeordnet, die beispielsweise ein Bündel von mit Dampf beheizten Röhren 9 aufweisen kann, wobei der Dampf durch eine Leitung 10 zugeführt wird. Durch eine Leitung 11 läuft das Kondenswasser ab.

Dieses Bündel von vertikalen Rohren, das insgesamt kegelförmig ausgebildet ist, weist ein zentral angeordnetes Rohr 12 auf, in welchem ein mechanisches Rührwerk, bei 13 schematisch dargestellt, angeordnet ist. Das Rührwerk ist in Richtung des Pfeiles f 1 durch einen Motor über eine Achse 15 angetrieben. Es ist aber auch möglich, andere Arten

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von Röhrenbündeln bzw. Heizvorrichtungen zu verwenden, beispielsweise solche, mit horizontal verlaufenden Röhren, bei denen ebenfalls ein Durchgang zur Anordnung des Rührwerks vorgesehen ist.

Das mechanische Rührwerk bewirkt/ daß sich die Kochmasse M zwischen den Röhren des Bündels 9 hindurchbewegt und im Sinne der Pfeile f 2 umläuft. '

Die Vorrichtung weist eine seitliche Abzugsöffnung 16 auf, welche in der Wandung 2Jüber dem höchsten Punkt der Heizröhren 9 angeordnet ist. Diese öffnung ist mit einem Ventil 17 versehen und einem Rohr zum Auslassen der Kochmasse, in nicht dargestellte Behälter, beispielsweise solche mit Rührwerken und Kühleinrichtungen/ in Vorratsbehälter usw. " .

Die zu behandelnde zuckerhaltige Flüssigkeit wird in den Kochapparat T von unten durch eine Leitung 19 eingeführt, die ein Ventil 20 aufweist und in den unteren konischen Teil 3 der Vorrichtung mündet.

Das Verfahren nach der Erfindung wird mit der dargestellten Vorrichtung in folgender Weise durchgeführt.

Der Kochmasse eines bestimmten Sudes wird in üblicher Weise eine Flüssigkeit von relativ großer Reinheit zugeführt und eventuell am Schluß eine kleine Menge Flüssigkeit von mittlerer Reinheit, so daß insgesamt mit einer mittleren Konzentration gearbeitet wird. Dann stellt man den Dampf ab und hebt das Vakuum auf.

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Mit Hilfe der seitlichen Öffnung 16, die über dem Röhrenbündel 9 angeordnet ist, läßt man die Masse in ein Rührwerk ab, bis das. Niveau der Öffnung erreicht ist, wobei jedoch stets die Rührvorrichtung 13 in Betrieb ist.

Diese abgelassene Kochmasse, die danach eventuell noch ein Rührwerk passiert, ist ausgeschleudert und besteht aus Kristallen, sowie aus Mutter-Flüssigkeit, welche unreiner ist, als die ursprüngliche war. Diese Flüssigkeit dient dann als Vorrat für weitere Kristallisationsvorgänge.

Infolge der Tätigkeit des Rührwerks kann die Grundmasse im Kochapparat 1 verbleiben, so lang dies zweckmäßig und nötig ist. Bei Beginn des nächsten Sudes stellt man allmählich das Vakuum wieder her, wobei das Rührwerk 13 immer noch in Betrieb ist und dann läßt man Dampf einströmen, sowie durch die Leitung 19 zuckerhaltige Flüssigkeit.

Als Mutter-Flüssigkeit verwendet man insbesondere eine solche, die Unreinheiten enthält; sie kann eventuell einen geringen Anteil der Mutter-Flüssigkeit enthalten, welche durch den o.g. Sud entstanden ist. Man verwendet Flüssigkeiten, mit einer Reinheit geringerer Größenordnung, als bei den bekannten Verfahren.

Wenn die Kochvorrichtung gefüllt ist, kann sie entweder über die Leitung 4 völlig entleert werden oder eventuell nur teilweise bis zur Höhe der öffnung 16. Dann wird die Kochmasse durchgerührt und in der üblichen Weise ausgeschleudert.

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Auf diese Weise kann man sowohl zwei aufeinanderfolgende Sude der fraktionierten Destillation, mit Hilfe einer einzigen Kochanlage durchführen, als auch eine wesentlich größere Menge an Kochmasse erhalten, als mit dem bekannten Kochapparat.

Man stellt insbesondere dabei fest, daß die Kristalle des Sudes mit den meisten Unreinheiten^größer sind, als sie mit den bekannten Verfahren erzeugt werden und daß ihre Oberfläche bereits eine bedeutende Größe aufweist, wenn man in den letzten Sud Mutter-Flüssigkeit einführt, wie es beim letzten Sud üblich ist.

Interessant ist, daß das Ruhrwerk 13 ermöglicht, die Leistung des Apparates 1 zu steigern, wenn man stets für eine gute Zirkulation sorgt. Man hat es auf diese Weise in der Hand, die Sude im beliebigen Verhältnis zueinander durchzuführen.

Neben den anderen Vorteilen des neuen Verfahrens ist es möglich, für die beiden aufeinanderfolgenden Sude unterschiedliche Mengen an Kochmasse verwenden zu können, um so die Herstellung dem Bedarf der Fabrikation anpassen zu können. Dazu kommt als weiterer Vorteil, daß die Gesamtzeit.zur Durchführung der beiden Sude nicht größer ist, als die Zeit, die erforderlich ist, um beim bekannten Verfahren den letzten Sud durchzuführen. .

Ein Ausfuhrungsbeispiel das keine Einschränkung darstellen soll, wird nachfolgend beschrieben. -

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Beispiel:

Entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung arbeitet man ähnlich wie in einer Zuckersiederei, wo normalerweise zwei Sude, mit Hilfe von Kuhlvorrichtungen durchgeführt werden (dies erfolgt anstelle von drei Süden). Man bringt die Kochmasse des zweiten Sudes im Kochapparat auf 90,9 Brix, wobei das Ruhrwerk stets in Betrieb ist. Während das Ruhrwerk weiterläuft, beseitigt man das Vakuum, schließt die Dampfzufuhr und läßt die Nasse durch die seitliche Öffnung der Kochvorrichtung ablaufen, um durch die Übliche Behandlung des zweiten Sudes den Zucker aus dem Abfluß zu gewinnen.

Dann wird die seitliche Abflußleitung gespült, worauf das Vakuum im Kochapparat wieder langsam hergestellt wird.

Der dritte Sud wird im gleichen Apparat ebenfalls unter Vakuum durchgeführt, wobei dem Kochapparat zunächst ein verfeinerter Abfluß zugeführt wird und zuletzt ein Abfluß des zweiten Sudes von 70 bis 80 hl Kochmasse. Wenn der dritte Sud beendet ist, läßt man die Kochmasse durch die in Boden der Vorrichtung angeordnete Leitung auslaufen und fuhrt mit ihr die Üblichen Verfahrensschritte, wie sie fUr den dritten Sud Üblich sind, durch.

Man erhält dann folgende Resultate:

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Reinheit de« Zuckers des zweiten Sudes Reinheit des Abflusses des zweiten Sudes Reinheit des schlechtesten Abflusses des zweiten Sudes Reinheit des verfeinerten Abflusses · Reinheit der Kochmasse des dritten Sudes Reinheit der Mutter-Flttssiakeit des dritter* Sude* am

Ausfluß

Reinheit dear Melasse

98,2 82,0 69,6 75,0 86,5

64,4 58,2

Die Bilanz; des Verfahrens nach der Erfindung im Vergleich zm dem bekannten Verfahren, wie? es normalerweise in. der gleichen Zuckersiederei durchgeführt wird:, ist, wie fcrlgt.

I·., Bekannt«« VerJahren

2. Sud Z:. Sud·

Kochzeit

31 h W min 7 1*00 min

Gesamtsumme 101 fa TiS mim Volumen der Kochmasse

490

BE*. Verfahren nach; der irfindung;

Kochzeifc	Völumenr der	Volumen	der Kocharundlage
	Kochmasse	für- den	$. Stad
2. Sud; 31 h TS min; *3. Sud! 4 hi TS min**	im w
Gesamtsumme? h 3& min	490 hl

Es ergibt sich also, daß man bei dem gleichen Volumen an Kachmasse, weiche in den beiden Süden verarbeitet werden, anstatt einer Kachzeit von IO h 15 min beim bekannten Verfahren, nur 7 h 30 min beim Verfahren nach der Erfindung benötigt, wobei noch der Vorteil hinzukommt, daß die beiden Sude im gleichen Kochapparat durchgeführt werden können.

Die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung sind also folgendes

1. Verwendung der gleichen Kochanlage zur DurchfUhrung der beiden aufeinanderfolgenden fraktioniert«η Kri$*olli«ationspr0Ze«se_r ein Umstand, der vorteilhaft ist fßsr d*n; jfoufflbedajriv

2. Die Erhöhung der Zuckermenge beim ersten Sud.

3. Die Vergrößerung des Ertrags bei: der Extraktion.,

4. Die Verbesserung der Kristallausscheidung beim letzten Sud.

Das Verfahren, dessen Hauptanwendungsgebiet die Verbesserung: des fcte^ kannten industriellen Kri^allisötionÄverfcthrens, isft, bei dem in zwei Süden mit Kristallisation und Zwischenkühlung gearbeitet wird, kann auch für Kristallisationsvorgänge in Zuckersiedereifttt in gleicher; Weise Anwendung finden.

Claims

25. Oktober 1973 Bu.-Vo.

Betr.:

Patent- und Hgm.-Anmeldung in D.

"Verfahren und Vorrichtung zum Kristallisieren von Zucker"

Anm.: Union Nationale des Cooperatives ... - - -

Patenten s ρ r U c h e

(τ) Verfahren zum diskontinuierlichen Kristallisieren von Zucker in einem Kochapparat in aufeinanderfolgenden Süden im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kochmasse eines Sudes an einer Stelle Über der Heizvorrichtung des Kochapparates abgelassen wird, wobei die Nasse stündig umgerührt wird, während die restliche Masse eine Kochgrundlage für den folgenden Arbeitsgang bildet, die daraufhin im selben Apparat verarbeitet wlrd^/wsfesi mehr oder weniger zuckerhaltige Flüssigkeit zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und dritte Sud im gleichen Kochapparat durchgeführt wird.

3. Kochvorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Ablaßöffnung aufweist, die mit einer Schließvorrichtung versehen und in der. Seitenwandung der Vorrichtung, an einer Stelle Über dem höchsten Punkt der Heizvorrichtung angeordnet ist, und daß die Vorrichtung ein mechanisches Ruhrwerk aufweist, welches unterhalb der seitlichen Auslaß-

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öffnung angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung aus einem Bündel von ringförmig angeordneten Heizröhren besteht, wobei in der Mitte eine der Zirkulation
dienende Röhre angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk in der zentralen Röhre der Heizvorrichtung angeordnet ist.

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