DE238670C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 238670 KLASSE 89 c. GRUPPE

Diffusionsverfahren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. März 1909 ab.

Im Diffusionsverfahren hat man bereits vorgeschlagen, bei jedem Diffuseur eine Pumpe anzuordnen, mit deren Hilfe den Saft aus dem Diffuseur abzuziehen, ihn durch einen besonderen Kalorisator oder überhaupt durch eine Anwärmvorrichtung zu schicken, ihn hier von neuem zu erwärmen und dann in den Diffuseur zurückzubringen.

Auch hat man bereits angeregt, die in den

ίο Diffuseur einzufüllenden Schnitzel mit ständig unter Vermittlung einer Anwärmvorrichtung erwärmtem Saft zu vermischen, so daß schon vom Eintritt der Schnitzel an in den Diffuseur heißer Saft auf dieselben einwirkt.

Dies kann auch unter Vermittlung der zu Je^ dem Diffuseur gehörigen Pumpe geschehen, welche übrigens noch in der Weise ausgenutzt werden kann, daß sie den Saft unter Beseitigung des sonst üblichen Druckreservoirs von einem Diffuseur zum nächsten weiterdrückt.

Die vorliegende Erfindung will bei solchen Verfahren, bei welchen jeder Diffuseur mit einer besonderen Pumpe arbeitet, eine weitere wesentliche Verbesserung" dadurch schaffen, daß der Kalorisator oder überhaupt die Anwärm- oder Heizvorrichtung innerhalb des Diffuseurs selbst angeordnet ist und durch geeignete, in der Fabrik zur Verfügung stehende Heizdämpfe derart — eventuell unter Evakuierung der Verdampfungsräume — beheizt wird, daß schon während der Diffusion eine Verdampfung eintritt. Hierbei kann — eventuell unter Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Dämpfe oder auch unter Benutzung der selbsterzeugten Brüden — die Verdampfung nach Art der Mehrfachverdampfung ausgeführt werden, wobei eventuell eine von der Temperatur der zur Verfügung stehenden Dämpfe oder Brüden abhängige Evakuierung Platz greifen kann. Diese schon während der Diffusion eintretende Verdampfung sichert offenbar einen geringeren Saftabzug, schafft, konzentriertem! Saft von größerer Reinheit und erleichtert dadurch in erheblichem Grade die Arbeit in den nachfolgenden Stationen. Nicht nur, daß die Saftverdampfstation wesentlich entlastet wird, tritt auch hinsichtlich des Kalkverbrauches eine erhebliche Ersparnis ein, und die Filterstationen werden bedeutend leistungsfähiger.

Der Gegenstand der Erfindung" ist in der Zeichnung zur Veranschaulichung gebracht, und zwar ist

Fig. ι ein Querschnitt durch einen Diffuseur mit eingebauter Heizvorrichtung, während

Fig. 2 schematisch die Anlage einer Diffusionsbatterie, die mit Mehrfachverdampfung· arbeitet, zeigt.

Innerhalb jedes Diffuseurs ist eine irgendwie gestaltete Heizvorrichtung eingebaut. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen horizontalen Wänden 27, die den Diffuseur in einen oberen und einen unteren Raum teilen, Röhren 28 angeordnet, durch welche der Saft hindurchrieseln kann. Die Heizvorrichtung ist derart ausgestaltet, daß die zugeführten Schnitzel nach dem unteren Raum des Diffuseurs gelangen können.

Gemäß der Zeichnung ist angenommen, daß ein Füllrohr 2 zur Anwendung" kommt, welches den Heizkörper durchdringt, also nach

dem unteren Teil des Diffuseurs zu ausmündet, so daß die durch Füllrohr 2 von oben zugeführten Schnitzel direkt an die richtige Stelle geleitet werden. Ein Verteiler 20 kann für eine gleichmäßige Verteilung der Schnitzel Sorge tragen. Wie schon eingangs erwähnt, gehört zu jedem Diffuseur eine Pumpe 9 irgendwelcher Art, welche durch eine angeschlossene Rohrleitung den Saft des Diffuseurs vom unteren Teil desselben abzieht und durch ein anderes Rohr dem Diffuseur oberhalb des Heizkörpers 27, 28 wieder zuführt. Die Zuführung des Saftes kann beispielsweise durch Sprührohre 17 erfolgen, durch welche der Saft gleichmäßig über die ganze Heizfläche verteilt wird, so daß der Saft, durch alle Heizrohre 28 hindurchrieselnd, an deren heißen Wänden stark erwärmt werden muß. Diese Pumpe dient also zunächst in bekannter

ao Weise zur Zirkulation des Saftes innerhalb des gleichen Diffuseurs zwecks intensiver Erwärmung des ersteren wie auch der Schnitzel; sie kann aber auch zum Weiterdrücken des . Saftes von einem Diffuseur zum nächsten benutzt werden, und schließlich kann mit ihrer Hilfe auch das frisch in den Diffuseur eingefüllte Schnitzelgut direkt mit heißem Saft bespült werden, wobei der jeweils infolge der Berührung mit dem Schnitzelgut abgekühlte

■30 Saft durch die Pumpe abgesaugt und von neuem wieder von oben zugeführt wird, so daß er durch Berührung mit dem Heizkörper wieder erwärmt wird.

Die Anordnung des Heizkörpers innerhalb des Diffuseurs hat, wie schon eingangs erwähnt, den Zweck, schon während der Diffusion eine teilweise Verdampfung herbeizuführen, wobei sich die entwickelten Dämpfe im oberen Teil des Diffuseurs ansammeln.

Eventuell kann die Verdampfung auch mit Heizdämpfen niedriger Temperatur durch entsprechend hohe Evakuierung herbeigeführt werden. Zweckmäßig wird hierbei das Prinzip der Mehrfachverdampfung zur Anwendung gebracht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Hier ist angenommen, daß für die Beheizung der Diffusionsbatterie Dampf zur Verfügung steht und die Batterie aus zehn Diffuseuren zusammengesetzt ist. Auch hier hat natürlich jeder Diffuseur seine besondere Pumpe, und der in einem Diffuseur zuströmende Saft tritt in jedem Falle durch Regenoder Sprührohre oberhalb des Heizkörpers 28 in den Diffuseur ein, so daß der Saft, ehe er mit den Schnitzeln in Berührung kommen kann, durch den Heizkörper hindurchgehen, also erwärmt werden muß; Der Heizkörper seinerseits steht durch zweckmäßig an gegenüberliegenden Seiten des Diffuseurs angeordnete Rohransätze mit den Zu- und Abfiußleitungen in Verbindung, so daß das jeweilige Heizmedium durch den Heizkörper hindurchstreichen muß. Zur besseren Ausnutzung der Heizwirkung des Mediums können zwischen den Rohren des Heizkörpers Wände angeordnet sein, so daß etwa ein Zickzackweg innerhalb des Heizkörpers resultiert.

Die Diffusionsarbeit vollzieht sich dann beispielsweise folgendermaßen:

Diffuseur I soll mit Schnitzeln frisch gefüllt werden und erhält zu dem Zweck gleichzeitig mit den frischen Schnitzeln, wie schon oben erwähnt, aus Diffuseur II einen heißen Saftregen, wobei dieser Saft, ehe er mit den frischen Schnitzeln in Berührung kommen kann, noch durch Berührung der heißen Rohre des Heizkörpers einer weiteren Erwärmung unterliegt. Der infolge der Berührung mit den kalten Schnitzeln abgekühlte Saft wird durch die zugehörige Pumpe im unteren Teil des Diffuseurs abgezogen und von · neuem durch die Sprüh- oder Regenrohre oberhalb des Heizkörpers wieder in denselben Diffuseur I eingeführt, so daß dieser abgekühlte Saft beim Durchströmen des Heizkörpers von neuem erwärmt wird. Dieses Zuführen des heißen Saftes aus Diffuseur II und die durch die Pumpe veranlaßte Zirkulation des Saftes innerhalb des Diffuseurs I geschieht so lange, bis durch Umstellung eines, nicht weiter dargestellten Ventils der Saft durch die Pumpe zum Meßkasten fortgedrückt wird.

Die Erwärmung der Heizkörper in den verschiedenen Diffuseuren erfolgt je nach den örtlichen Verhältnissen entweder durch hochgespannten oder niedriggespannten Dampf und im weiteren Verlauf auch durch die in den beheizten Diffuseuren entstehenden Brüden, die den Heizkörpern anderer Diffuseure zwecks Beheizung wieder zugeleitet werden. In der Zeichnung ist angenommen, daß sowohl hochgespannter als auch niedriggespannter Dampf für die Beheizung vorhanden ist.

Um diese verschiedenen Heizmedien den Heizkörpern zuführen zu können, sind die Heizkörper der verschiedenen Diffuseure untereinander, wie die Zeichnung erkennen läßt, durch kurze Rohre bzw. durch das Umgehungsrohr C verbunden. In diesen Verbindungsrohren sitzen die Ventile e¹ bis e¹⁰. Für die Zuleitung hochgespannten Dampfes ist eine Leitung £ vorgesehen, von welcher der Dampf über Ventile f¹ bis /¹⁰ in diese Verbindungsrohre und damit in die zugehörigen Heizkörper eintreten kann. Für niedriggespannten Dampf oder wenn heiße Brüden, z. B. aus der Verdampfstation, zur Verfügung stehen, ist ein zweites Rohr A vorhanden, welches über Ventile d¹ bis d^w ebenfalls mit den Verbindungsrohren in Kommunikation steht.

Des weiteren ist noch ein sogenanntes Brüdenrohr B vorhanden, welches über Ventile b¹ bis b^w mit den Verbindungsrohren der Heizkörper und über Ventile a¹ bis α¹⁰ mit den Verdampfungsräumen der verschiedenen Diffuseure I bis X verbunden ist. Schließlich ist noch ein Abzugsrohr D vorhanden, welches ebenfalls mit den Verbindungsrohren der Heizkörper über Ventile c¹ bis c¹⁰ in Verbindung steht.

Die Heizkörper der Diffuseure 1 und II erhalten dann von der Leitung E über die geöffneten Ventile f¹ und f² (f^s bis /¹⁰ sind geschlossen) Dampf. Der Saft in beiden Diffuseuren wird bis zur höchstzulässigen Temperatur erwärmt. Der Verdampfungsraum·des . Diffuseurs I steht durch die Schnitzelzuführungsöffnung mit der Außenluft in Verbindung, der Verdampfungsraum von Diffuseur II ist aber gegen die Auß.enluft abgeschlossen und steht über Ventil a² mit dem Brüdenrohr B in Verbindung. Dieses Brüdenrohr kann in später zu beschreibender Weise mit dem zum Kondensator führenden Abzugsrohr D in Verbindung < gebracht werden und wird durch eine in dieses Rohr D eingeschaltete Luftpumpe ständig evakuiert. Die Heizkörper . der Diffuseure III, IV und V erhalten aus dem Rohr A entweder niedriggespannten Dampf oder heiße Brüden. Demzufolge sind die Ventile d^s, d'¹, d^r' geöffnet, die Ventile d¹, d², d^a bis d¹⁰ geschlossen. Die Verdampfungsräume der Diffuseure III, IV und V stehen über die offenen Ventile a³, al·, α⁵ (α¹ und α^β bis α¹⁰ sind geschlossen) mit dem Brüdenrohr B in Verbindung. Von den Ventilen in den Verbindungsleitungen der Heizkörper ist e¹, β^Ά, e^a und e¹⁰ geschlossen, während e⁷, e^s, e" offen stehen (e², e⁴·, e⁵ können offen oder geschlossen sein).

Die in den Diffuseuren II, III, IV, V durch die Verdampfung erzeugten Brüden gelangen über die Ventile a?,a^s, al·, a° in das Brüdenrohr B und über das offene Ventil 5° (fc¹ bis Ψ und V bis b¹⁰ sind geschlossen) nacheinander durch die Heizkörper der Diffuseure VI, VII, VIII, IX bei offenen Ventilen e⁷, e^s, e⁹, worauf die völlig ausgenutzten Brüden über das offene Ventil c⁹ nach dem Abzugsrohr D kommen. Die Diffuseure VI, VII, VIII, IX werden dadurch mehr und mehr angewärmt, während Diffuseur X entleert wird. Ist der Diffuseur I gefüllt und aus demselben das nötige Saftquantum zum Meßgefäß fortgedrückt, so beginnt die Beschüttung des Diffuseurs X in der oben angegebenen Weise mit frischen Schnitzeln unter gleichzeitiger Anwärmung derselben durch heißen Saft aus dem Diffuseur I und durch Zirkulation dieses Saftes über den jetzt durch hochgespannten Dampf erwärmten Heizkörper. Die Heißdampfzuführung nach Diffuseur II hört auf, vielmehr erhält dieser jetzt aus Leitung A .niedriggespannten Dampf. Sinngemäß werden die übrigen Ventile umgeschaltet.

Ist der Heizdampf genügend heiß und in hinreichender Menge vorhanden, so kann auch eine mehrfache Verdampfung eintreten, indem Diffuseur III und IV Heizdampf aus Leitung A erhalten, während die Brüden über Ventile α³, al· und Brüdenrohr B durch das offene Ventil ¥' in die Diffuseure V und VI geschickt werden, hier eine erneute Verdampfung veranlassen, worauf die Brüden dieser Diffuseure bei offenen Ventilen a?, a^ä und V in die Diffuseure VII, Vlllund IX und schließlich zum Kondensator gelangen. Diese Ausbildung setzt natürlich innerhalb des Brüdenrohres B eine Anzahl Ventile voraus, wie sie durch die punktierten Ventile g^s, g⁷ angedeutet werden.

Soll in der Fabrik der direkte Dampf zur Beheizung der Diffusionsbatterie erspart werden, stehen dagegen für den Betrieb der Diffusionsbatterie genügend heiße Brüden, z. B. aus den Vorverdampfapparaten zur Verfügung, so kann das Dampfzuleitungsrohr E wegfallen. Unter der Annahme, daß Diffuseur III frisch beschüttet wird, während Diffuseur IX frisches Wasser bzw. die wieder ' go zu benutzenden Abwässer erhält, wird dann Diffuseur III bei offenem Ventil d^s aus Leitung A direkt mit dem Heizmedium gespeist, worauf, wenn dieses den Heizkörper des Diffuseurs III intensiv erwärmt hat, es bei offenen Ventilen e*, e⁵, e° nacheinander die Heizkörper der Diffuseure IV, V, VI durchströmt und allmählich kondensiert. Die Verdampfungsräume der DiffuseurelV, V und VI werden hierbei über Brüdenrohr B evakuiert, wobei die entstehenden Brüden durch die offenen Ventile al·, α⁵, α° eventuell zwecks weiterer Ausnutzung durch das offene Ventil V in die Diffuseure VII und VIII und von hier in das Abzugsrohr Ό gelangen. Die Anwesenheit der Heizkörper innerhalb der Diffuseure ermöglicht aber auch, den abgezogenen Rohsaft auf eine für die Zwecke der Saturation ausreichende Temperatur zu bringen bzw. zum gewissen Grade vorzuwärmen. Zu dem Zweck wird der aus Diffuseur III abgezogene Rohsaft nicht direkt in den Meßkasten befördert, sondern gelangt durch die Pumpe dieses Diffuseurs in den beheizten Diffuseur II und eventuell durch dessen Pumpe in den gleichfalls beheizten Diffuseur I, so daß hier erst die jeweils gewünschte Anwärmung des Saftes eintritt, ehe er durch die Pumpe des Diffuseurs I in das Meßgefäß gelangt. Hierbei kann sich der Rohsaft in den Diffuseuren II

und I so lange aufhalten, als dies jeweils zur Erlangung der gewünschten Anwärmung notwendig ist, da z. B. Diffuseur II erst nach mehreren Minuten undDiffuseur I noch später zur Befüllung mit Schnitzeln gebraucht wird. Auch kann der Saft in den einzelnen beheizten Diffuseuren selbständig zirkulieren, ehe er durch eine besondere Leitung nach dem Meßgefäß gedruckt wird. Die Zahl der so ausnutzungsfähigen Diffuseure als Rohsaftvorwärmer hängt natürlich von der Größe der Diffusionsbatterie selbst ab. Diese A^orwärmung hat insofern noch einen besonderen Vorteil, als dann der frisch zu beschickende Diffuseur sich bereits in angewärmtem Zustande befindet, wenn frische Schnitzel eing'efüllt werden. Die zur Beheizung notwendigen Brüden werden bei solcher Ausbildung von der Leitung A bei offenem Ventil d¹ durch die

ao Heizkörper der Diffuseure I, II und III geschickt, wo sie anwärmend wirken und gelangen dann in die Diffuseure IV, V und VI, wo die Verdampfung eintritt. Im übrigen ist der Verlauf wie oben angegeben. Selbstverständlieh können die Heizkörper der Diffuseure I bis VI auch einzeln direkt mit Leitung A durch d¹ bis d° verbunden sein.

In vorstehendem ist stets angenommen, daß zwecks Anwärmung der frisch eingefüllten Schnitzel eines Diffuseurs eine Beheizung des Saftes durch die zugehörige Pumpe innerhalb desselben Diffuseurs veranlaßt wird.. Reicht dies aber zur hinreichend schnellen Erwärmung des Saftes bzw. der Schnitzel nicht aus, so kann auch noch der folgende oder mehrere der folgenden Diffuseure zur Anwärmung des abgekühlten Maischsaftes mitbenutzt werden. So kann z. B. der aus dem zu beschickenden Diffuseur III abgezogene abgekühlte Saft durch die Pumpe dieses Diffuseurs in den zu diesem Zweck beheizten Diffuseur II eingedrückt werden und eventuell, wenn dies noch nicht ausreichen sollte, durch die Pumpe des Diffuseurs II in den Diffuseur I gelangen, worauf die Pumpe des letzteren durch ein entsprechend vorgesehenes Rückverbindungsrohr den jetzt stark erwärmten Saft dem mit Schnitzeln zu beschickenden Diffuseur III zuführt. Die Beheizung der Diffuseure und die weitere Ausnutzung der entstehenden Brüden entspricht im wesentlichen vorstehenden Angaben.

. Auch in solchem Falle kann der abgezogene Rohsaft, ehe er in die Saturation geht, einer entsprechenden Anwärmung unterliegen, wobei er dann in den inzwischen entleerten Diffuseur X befördert und durch die Pumpe des letzteren so lange zur Zirkulation gebracht wird, bis die erforderliche Temperatur erreicht ist. Werden mit der Diffusionsbatterie solche Sonderzwecke verfolgt, so muß natürlich für eine entsprechende Länge derselben, d. h. für eine genügende Anzahl von Diffuseuren gesorg't werden, um jeweils die zur Anwärmung des Maischsaftes erforderliche Anzahl von Diffuseuren zur Verfügung zu haben. Andererseits wird jedoch bei dem eigentlichen Diffusionsprozeß infolge der teilweisen Verdampfung der Säfte und der heißen und somit schnelleren Arbeit eine geringere Anzahl von Diffuseuren, als bisher üblich, benötigt, so daß also der Gesamtbedarf an Diffuseuren gegenüber den bisherigen Verfahren nur unwesentlich größer, in den meisten Fällen jedoch gleich sein wird. .

Bei den zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispielen ist selbstverständlich auch die Mitbenutzung direkten Dampfes aus der Leitung E möglich, insbesondere, wenn die Absicht einer. mehrfachen Verdampfung vorherrscht.

Da, wie aus vorstehendem ersichtlich ist, in jedem Apparat nicht nur eine verhältnismäßigschnelle Zirkulation der Säfte eintritt, sondern bei jedem Rundgang nach Passieren der Rohre durch konzentrierte Säfte die Röhren der Heizkörper von immer dünner werdenden Säften durchflossen werden, bis schließlich am Ende reines Wasser die Heizrohren durchfließt und dieselben abspült, wird das lästige Verschleimen und Verkrusten der Heizrohren, wie es bei Vorwärmern und Verdampfapparaten vorkommt, und was die Wärmeübertragung ungünstig beeinflußt, vollständig vermieden. Im übrigen ist aber auch nach jedesmaliger Entleerung und Abkühlung eines Diffuseurs eine Reinigung der Rohre durch Einsteigen vom Verdampfungsraum oder vom Schnitzelraum aus durch Kratzbürsten usw. möglich.

Vorstehende Angaben sind, wie ohne weiteres verständlich, nur Beispiele, und es lassen sich noch zahlreiche andere Variationen zur Durchführung des neuen Diffusionsverfahrens finden, ohne das Wesen der Erfindung zu verändern.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Diffusionsverfahren, bei welchem durch eine zu jedem Diffuseur gehörige Pumpe der Saft innerhalb des Diffuseurs eventuell über eine besondere Heizvorrichtung zur Zirkulation gebracht, außerdem aber auch von einem Diffuseur zum anderen weitergedrückt und schließlich während der Befüllung eines Diffuseurs über einen Heizkörper zur Zirkulation gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eventuell unter teilweiser Evakuierung

   eine Verdampfung schon innerhalb des Diffusionsgefäßes herbeigeführtwird, zum Zweck, den Saftabzug zu verringern sowie einen konzentrierteren und reineren Saft zu erzielen und dadurch eine Entlastung der nachfolgenden Stationen herbeizuführen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung unter Benutzung von in die Diffuseure eingebauten Heizkörpern nach dem Prinzip der Mehrfachverdampfung und unter Evakuierung der Verdampfungsräume der entsprechenden Diffuseure erfolgt.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen.