DE2521214A1 - Feststoffextraktionsapparat - Google Patents

Description

• Feststoffextraktionsapparat Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat zum kontinuierlichen Extr#hieren und Trennen von in einem Feststoff entheltenen, löslichen Bestandteilen aus dem Feststoff, welcher Apparat einen langgestreckten, unter Druck stehenden Behandlungsraum, an dessen Enden Ein- und Auslaufstellen für den zu behandelnden Stoff vorgesehen sind, einen dort untergebrachten Förderer zum Hindurchleiten des Stoff es durch den Behandlungsraum hindurch sowie Einrichtungen zum Leiten eines Lösungsmittels in den Behandlungsraum hinein und davon heraus aufweist.
• Der in der Holzbearbeitungsindustrie zu verwendende Rohstoff, Holz, enthält, wie bekannt, Bestandteile, die mit Hilfe von verschiedenartiger Lösungsmitteln vom Holz getrennt werden können und die als Extral;tstoffe bezeichnet werden. Diese Extraktstoffe wirken in gewissem Masse nachteilig auf das Verfahren zur Herstellung von Zellstoff, da sie das Eindringen u.a.
• von Kochchemikalien ins Holz erschweren. Wenn die Extraktstoffe vor dem Kochen vom Holzrohstoff getrennt werden, können die Kochchemikalien leichter in das Holz eindringen, wobei der Chemikalienverbrauch#reduziert wird und der zu verwendende Rohstoff in bezug auf seine Grösse recht ungleichmässig sein kann, ohne dass das Kochergebnis hierdurch beeinträchtigt wird. Dies ermöglicht das Kochen u.a. von mit einer Rindenschicht überzogenem Holzabfall mit recht guten Kochergebnissen. Es können ferner auch solche Bestandteile getrennt werden, die eventuell ihre Zusamensetzung verändern oder sich während des Kochens des Zellstoffes spalten.
• Es ist zum Extrahieren eines Feststoffes und zum Trennen der gelösten Bestandteile aus dem Reststoff eine Anzahl Apparate entwickelt worden, die im Funktionsprinzip recht V#e': voneinander abweichen. Das Hauptunterschied liegt darin, dass einige A. .rate satzweise und einige kontinuierlich funktionieren.
• Es hat sich erwiesen, dass die kontinuierlich arbeitenden Apparate, denen der Rohstoff und das Lösungsmittel kontinuierlich zugeführt und entnarmen werden, in technischer Hinsicht die funktionstuchtigsten sind.
• Solche Extraktionsapparate sind u.a. der Bollmann-Extraktionsapparat, in welchem in mit perforierten Böden versehenen, an einem Schaufelkettenelevator befestigten Schaufeln enthaltener Rohstoff mit einem im Verhältnis zu diesem erst in gleicher und dann in entgegengesetzter Richtung fliessenden Lösungsmittel in einer senkrechten Kammer behandelt wird, und der Hildebrandt-Extraktions#pparat, in welchem der Rohstoff, von drei verschiedenen Schnecken befördert, in einem U-förmigen Rohr in einer dem Lösungsmittel entgegengesetzten Richtung fliesst.
• In dem Efremov-Extr .-'sionsapparat wird der Rohstoff mittels eines Zyklons und eines Schneckenförderers einem senkrecht stehenden Extraktionsapparat zugeführt. Dort wird der Rohstoff mit einem im Verhältnis zu ihm zunächst in gleicher und dann in entgegengesetzter Richtung fliessenden Lösung#mitte) behandelt, wonach der Rohstoff mit Hilfe des Schneckenförderers auf einen Schaufelförderer überführt wird, wo er zusätzlich noch im Gegenstrom mit dem Lösungsmittel behandelt wird Von diesen bekannten Apparaten sind die zwei Erstgenannten jedoch keine Druckapparate, während der Letztgenannte, der ein Druckapparat ist, in seinem Gesamtaufbau verhältnismässig kompliziert und im Hinblick auf die Variationsmöglichkeiten der Behandlung begrenzt ist.
• Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber den vorbekannten Apparaten verbesserten Extraktionsapparat zu schaffen, welche Aufgabe mittels des erfindungsgemässen Apparates gelöst wird, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Behandlungsraum N-förmig ausgebildet ist und eine senkrechte Vorsättigungskarrrner, der das Lösungsmittel vorzugsweise in der gleichen Richtung wie der zu behandelnde Stoff zugeführt wird, eine an den Unterteil der Voreättigungskarrmer angeschlossene, nach oben geneigte Misch- und Extraktionskammer, die mit einem Förderer versehen ist und der das Lösungsmittel vorzugsweise in einer dem Stoff entgegengesetzten Richtung zugeführt wird, sowie eine senkrechte, an den Oberteil dar Misch- und Extraktionskammer angeschlossene Auslasskarner zum Austragen des behandelten Stoffes aufweist.
• Mittels des erfindungsgemässen Apparates werden gegenüber den vorbekannten Apparaten folgende Vorteile erreicht: Der Apparat ist hinsichtlich# seiner Konstruktion und Funktion erheblich einfacher und funktionstüchtiger als die vorbekannten Apparate zufolge der grossen Variationsmöglichkeiten bezüglich der Strömungen und Extraktionsgeschwindigkeiten.
• Mittels des Apparates ist die Extraktion beim Dampfdruck des Lösungsmittels oder in Gegenwart eines inerten Gases, wie z.B. des Stickstoffes, durchführbar, wobei die Diffusion des Lösungsmittels in den Rohstoff, und damit der Gewinn an Extraktionsstoff, verbessert und der Extraktionsvorgang im Vergleich zum Extrahie:'-# unter normalem Druck beschleunigt wird.
• Der Apparat eignet sich für Serienschaltung, wobei in verschiedenartigen Lösung#:#itteln lösliche Bestandteile in je einem Extraktionsapparat aus dem Rohstoff getrennt werden können.
• Der Apparat lässt sich äusserst leicht auch bei einem andersartigen kontiruierlichen Verfahren, wie z.B. beim Kochen von Zellstoff oder bei Furfuralhydrolyse, einsetzen, weil die Betrtebsgeschwindigkeiten und verhältnisse des Apparates geschmeidig auf andersartige Verfahren abgestimmt werden können.
• Der Apparat eignet sich gut für die Behandlung von verschiedenartigen Rohstoffen, da die Grösse und das Eigengewicht des Apparates in recht weiten Grenzen variieren können.
• Der erfindungsgemässe Apparat weist eine Vorsättigungskarner, in der sich der zu behandelnde Stoff lediglich durch Einwirkung der Schwerkraft frei nach unten bewegt, und erst hiernach eine Misch- und Extraktionskammer auf, in welcher der zu behandelnde Stoff zwangsläufig mit einem zugeführten Lösungsmittel vermischt und kontinuierlich einer Auslasskarrtner zugeleitet wird. Hierdurch ist es möglich, die Wirksamkeit der Vorsättigung des zu behandelnden Stoffes mittels Druckstösse in der Vorsättigungskammer zu erhöhen, ehe der Stoff in die Mischkammer gelangt. Es ist an sich bekannt, dass eine Druckstossbehandlung die Extraktion fördert. Somit ist eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Einlaufende der Vorsättigungskammer mit einer nach dem Rotations- oder Klappenprinzip arbeitenden Sperrvorrichtung versehen ist, die das Richten derartiger Druckstösse auf den Stoff in einem kontinuierlichen Prozess während des eigentlichen Extraktionsvorganges ermöglicht.
• Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Prinzipschema einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Extraktionsapparates, Figur 2 eiren Vertikalschnitt des eigentlichen Extraktionsapparates in schematischer Darstellung, und Figur 3 eine alternative Ausführungsform des Auslaufendes des Extraktionsapparates.
• Ein lösliche Bestandteile enthaltender Rohstoff, wie z.B. Holzabfall, wird mittels eines Telleraufgebers 1 aus einem Silo zu einer mit zwei Klaffen versehenen Sperrvdrrichtung 2 zugeführt, von wo er in eine senkrechte, sich nach unten verbreiternde Vorsättigungskarrmer 3 hineinfällt, in welcher er infolge der Schwerkraft nach unten gepresst wird und durch das untere Ende der Vorsättigungskamer in ein sich schräg Mach oben erstreckende Misch- und Extraktionskammer 4 gelangt, in welcher ein von einem Hydraulmotor 5 angetriebener Schneckenförderer 6 vorgesehen ist.
• Das Lösungsmittel wird durch Siebe 7 und 6 zugeführt und durch ein Sieb 9 ausgetragen, wobei das im Verhältnis zum Holzabfall in gleicher Richtung fliessende Lösungsmittel in der senkrechten Vorsättigungekammer 3 mittels von der Sperrvorrichtung 2 gelieferter Druckstösse in den Holzabfall eindringt.
• In der Misch- und Extraktionskammer 4 werden das Lösungsmittel und die Extrakstoffe mittels einer durch ein in entgegengesetzter Richtung fliessendes Lösungsmittel und eine Schnecke bewirkten Mischung vom Rohstoff getrennt.
• Vom Schneckenförderer fällt der Rohstoff in eine senkrechte Auslasskarrrner 10 hinein, in welcher ein mit dem Rohstoff eventuell mitfliessender Ueberschuss an Lösungsmittel durch ein Sieb 11 herausgesogen wird. Aus der Auslasskammer 10 fällt der Rohstoff, von dem die löslichen Bestandteile getrennt worden sind, durch eine mit zwei Klappen versehene Einrichtung 12 in eine senkrechte Nachbehandlungekammer 13 hinein, in welcher der Rohstoff mit einem in entgegengesetzter Richtung strömenden Heissgas oder Dampf behandelt wird, um das restliche in den Rohstoff eingedrungene Lösungsmittel davon zu trennen. Das Gas strömt durch ein Sieb 15 am unteren Ende der Kammer 13 hinein und durch ein Sieb 14 am oberen Ende der Kammer heraus. Der Rohstoff wird mittels eines Telleraufgebers 16 aus dem Behandlungsraum herausgeleitet.
• Der erfindungsgemässe Extraktionsapparat bildet somit eine im wesentlichen N-förmige Konstruktion, worin der eine Vertikalschenkel aus einer Vorsättigungskaamei 3 und der andere Vertikalschenkel aus einer Auslasskammer 10 und der schräge Verbindungsteil aus einer Misch- und Extraktionskammer 4 bestehen.
• Nach der in Figur t '3rgestellten Ausführungsfonm kann das im Rohstoff eventuell noch übriggebliebene Lösungsmittel auch in der Weise vom Rohstoff getrennt weruen, dass der Rohstoff vom Schneckenförderer 6 in die Auslasskammer auf eine an deren unterem Ende angeordnete. sich zum einen Ende hin verjüngende Schnecke 17 herunterfällt, mit deren Hilfe das im Rohstoff eventuell noch vorhandene Lösungsmittel durch ein Sieb 18 aus dem Rohstoff herausgepresst wird.
• Die Zeichnungen und die dazu gehörige Beschreibung dienen lediglich dazu, die Erfindung zu veranschaulichen. In den Einzelheiten kann der erfindungsgemässe Apparat im Rahmen der Patentansprüche erheblich modifiziert werden. So z.B. kann an Stelle der mit Klappen versehenen Sperrvorrichtung, die vorzugsweise eine in der finnischen Patentanmeldung Nr. 4002/73 beschriebene Konstruktion aufweist, auch eine andersartige Sperrvorrichtung, z.B. eine nach dem Rotationsprinzip funktionierende Einrichtung, gebraucht werden. Das Lösungsmittel kann durch ein am oberen Ende der Schnecke angeordnetes Sieb 7 zugeführt und durch ein am oberen Ende der Vorsättigungskammer angeordnetes Sieb 8 entfernt werden, wobei der Apparat während der ganzen Behandlung nach dem Gegenstrom-Prinzip arbeitet, oder aber kann das Lösungsmittel durch das Sieb 8 hinein- und durch das Sieb 7 herausgeleitet werden, wobei der Apparat nach dem Mitströmungsprinzip arbeitet. Es sind auch andere Kombinationen rl; glich, wenn das am unteren Ende der Schnecke angeordnete 9 entweder zum Zuführen oder zum Austragen verwendet wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Apparat zum kontinuierlichen Extrahieren und Trennen von in einem Feststoff enthaltenen, löslichen Bestandteilen aus dem Feststoff, welcher Apparat einen langgestreckten, unter Druck stehenden Behandlungsraum (3, 4, 10), an dessen Enden Ein- und Auslaufstellen für den zu behandelnden Stoff vorgesehen sind, einen dort untergebrachten Förderer (6) zum Hindurchleiten des Stoffes durch den Behandlungsraum hindurch sowie Einrichtungen (7, 8, 9, 11) zum Leiten eines Lösungsmittels in den Behandlungsraum hinein und davon heraus aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsraum N-förmig ausgebildet ist und eine senkrechte Vorsättigungskammer (3), der das Lösungsmittel vorzugsweise in gleicher Richtung wie der zu behandelnde Stoff zugeführt wird, eine an den unteren Teil der Vorsättigungskanrner angeschlossene, nach oben geneigte Misch- und Extraktionskammer (4), die mit einem Förderer (6) versehen ist und der das Lösungsmittel vorzugsweise in einer dem Stoff entgegengesetzten Richtung zugeführt wird, sowie eine senkrechte, an den Oberteil der Misch- und Extraktionskammer angeschlossene Auslasskammer (10) zum Austragen des behandelten Stoffes aufweist.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlaufende der Vorsättigungskamfner (3) mit einer nach dem Rotations- oder Klappenprinzip arbeitenden Sperrvorrichtung (2) versehen ist.

3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufende der Auslasskammer (10) mit einer nach dem Rotations- oder Klappenprinzip arbeitenden Sperrvorrichtung (12) versehen

4. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufende der Auslasskammer (10) mit dem oberen Ende einer senkrecht stehenden Nachbehandlungskamer (13) verbunden ist, zu welcher Heissgas in einer zu Bewegungsrichtung d=s behandelten Stoffes entgegengesetzten Richtung zugeführt wird.

5. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufende der Auslasskammer t133 zum Entfernen des behandelten Stoffes aus dem Apparat mit einem sich verjüngenden Schneckenförderer (17) versehen ist.

6. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Misch- und Extraktionskammer (4) untergebrachte Förderer (6) aus einem Schneckenförderer besteht, der sich über die gesamte Länge der genannten Kammer erstreckt.

Leerseite