DE2550496A1

DE2550496A1 - Verfahren und zentrifuge zum abschleudern und wiederaufloesen von zucker

Info

Publication number: DE2550496A1
Application number: DE19752550496
Authority: DE
Inventors: Walter Dietzel; Siegfried Matusch; Helmut Schaper; Erwin Dr Zeichner
Original assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Current assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Priority date: 1975-11-11
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1977-05-18
Also published as: DE2550496C3; DE2550496B2; US4008098A

Description

BRAUNSCHWEIGISCHE IIASCHINENBAUANSTALT 2550496

33 Braunschweig
Am Alten Bahnhof 5 1852

"Verfahren und Zentrifuge zum Abschleudern und Wiederauflösen von Zucker"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschleudern und Wiederauflösen von Zucker in einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, bei dem Zuckerfüllmasse in eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge eingespeist und der abgeschleuderte Zucker mit Auflöseflüssigkeit in Berührung gebracht und mit dieser aus der Zentrifuge ausgetragen wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Zentrifuge zum Abschleudern und Wiederauflösen von Zucker, die einen konischen, innen mit einem Siebbelag ausgerüsteten Schleuderkorb aufweist, der um eine lotrecht verlaufende Achse rotierend angetrieben und innerhalb eines als Auffangraum für abgetrennte Flüssigkeit dienenden Gehäuses angeordnet ist und an seinem oberen Ende einen für den übertritt der Zuckerkristalle dienenden Rand aufweist, wobei der Schleuderkorb und das Gehäuse innerhalb eines gehäuseartigen Außenmantels angeordnet sind, durch dessen Deckel eine Einspeiseeinrichtung für die Füllmasse bis in eine auf der Nabe des Schleuderkorbes befestigte Beschleunigungseinrichtung ragt.

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Zucker sehr hoher Reinheit wird in der Zuckerindustrie dadurch hergestellt, daß man die zuvor gereinigte Zuckerlösung durch Kristallisatoren leitet und die dabei erzeugte Füllmasse in Zentrifugen in eine flüssige Phase und in eine feste Phase - den kristallisierten Zucker - trennt. Die im Ausgangsprodukt noch enthaltenen Verunreinigungen verbleiben dabei in der flüssigen Phase. Gewisse, außerordentlich geringe Mengen an Verunreinigungen sind nach diesem Vorgang jedoch auch noch in den Zuckerkristallen vorhanden. Deshalb werden Zuckerkristalle dieser Art erneut aufgelöst, kristallisiert und einer Trennbehandlung in Zentrifugen unterworfen, wenn hohe Reinheitsgrade des Zuckers erzielt werden sollen. Dabei wird die durch Wiederauflösen gewonnene Zuckerlösung vor der Kristallisation filtriert.

Es gibt noch andere Verwendungsmöglichkeiten für Zuckerlösung, die aus bereits kristallisiertem Zucker durch Wiederauflösen und Filtrieren gewonnen wird. Auf diese Verwendungsmöglichkeiten wird an späterer Stelle noch ausführlich Bezug genommen werden.

Die DT-AS 20 25 828 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art. In dieser Druckschrift wird eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge beschrieben, bei der der konische Schleuderkorb am oberen Ende einen radial verlängerten Rand aufweist, welcher sich bis in ein als Auffangring bezeichnetes kreisringförmiges Rohr hineinerstreckt, das koaxial zur Drehachse des Schleuderkorbes angeordnet ist und für die Aufnahme des Randes einen entsprechenden zum Schleuderkorb hin

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offenen Schlitz aufweist. Dieser Auffangring wird mit Flüssigkeit beschickt; an geeigneter Stelle befindet sich ein Anschluß zum Abführen von fließfähigem Produkt. Der Anmelder dieser Druckschrift nimmt zwar für sich in Anspruch, daß der in den Auffangring in die rotierende Flüssigkeit abgeschleuderte Zucker bereits in diesem Ring wieder aufgelöst und somit flüssig ausgetragen wird. Die Praxis hat gezeigt, daß in dem Auffangring lediglich ein Gemisch aus Flüssigkeit und Zuckerkristallen gebildet werden kann - es wird also lediglich eingemaischt -. Das gebildete Flüssigkeits-Kristallgemisch wird aus der Zentrifuge auf flüssigem Wege abgeführt und muß, bevor es filtrierbar ist, durch Mischpumpen oder in entsprechenden Auflösebehältern mit Rührwerken in Zuckerlösung verwandelt werden.

Der Grund dafür, daß bei der bekannten Zentrifuge nur eingemaischt werden kann und Zucker allenfalls in vernachlässigbar kleiner Menge in Lösung geht, besteht darin, daß der Einfluß des Zeitfaktors übersehen bzw. nicht berücksichtigt wurde. Der in der bekannten Zentrifuge vom Auffangring aufgenommene Zucker kann innerhalb der technisch möglichen Verweilzeit in dem rotierenden Flüssigkeitsring nicht aufgelöst werden, weil jeder Auflösevorgang Zeit in Anspruch nimmt. Unter sonst gleichen den Auflösevorgang beeinflussenden Bedingungen kann der Auflösevorgang nur dadurch zeitlich verkürzt werden, daß man auf mechanische Weise auf das Kristall-Flüssigkeitsgemisch einwirkt. Beim Lösen bilden sich nämlich unmittelbar um jeden Kristall schichtartige Hüllen gesättigter oder nahezu gesättigter Lösung.

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Ein weiterer Lösevorgang ist erst dann möglich, wenn diese Hüllen hoher Konzentration durch Flüssigkeit niedriger Konzentration ersetzt sind. Da bei Zuckerlösungen mit zunehmender Konzentration auch die Viskosität ansteigt, wird der Austausch der Grenzschichten zusätzlich erschwert. Aus diesen physikalischen Gegebenheiten resultiert die bisherige Praxis Zuckerlösungen in Lösungsgefäßen herzustellen, die mit entsprechenden mechanischen Rühreinrichtungen ausgerüstet sind. Durch das mechanische Einwirken der Rührwerke wird nämlich der Austausch der Grenzschichten unterstützt.

Bei der erwähnten bekannten Zentrifuge fließt die Flüssigkeit im Auffangring mit relativ geringer Geschwindigkeit, denn bei hoher Geschwindigkeit würde sich die Zentrifugalwirkung bemerkbar machen. Der in den Auffangring abgeworfene Zucker würde dann im Außenbereich des Auffangringes sedimentieren und könnte auch nicht mehr durch Flüssigkeitsströmung mitgenommen werden. Die Strömungsgeschwindigkeit, bei der diese Sedimentation verhindert wird, ist viel zu gering, um als mechanische Einwirkung auf das Feststoff- bzw. Zucker-Flüssigkeitsgemisch einen die Lösungszeit merklich verkürzenden Einfluß zu haben.

Die eingangs genannte Auslegeschrift stellt daher eine Zentrifuge dar, bei der es in Wirklichkeit primär um das Verhindern der Knotenbildung geht, denn wenn Zucker aus einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge in der üblichen Weise trocken ausgetragen wird, dann ist das Entstehen von Knoten bzw. Zuckerklumpen nahezu unvermeidbar. Diese Zuckerklumpen erschweren aber

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wiederum das anschließende Wiederauflösen des Zuckers. Durch das sogenannte flüssige Austragen des Zuckers aus der kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge kann die Knotenbildung vermieden werden. Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit, ein Feststoff-Flüssigkeitsgemisch zu erzeugen, das bequem gefördert werden kann, Dieser Gedanke ist jedoch nicht neu. So wird beispielsweise schon in der amerikanischen Patentschrift Nr. 2 883 054 eine Zentrifuge gezeigt, bei der der von der konischen Schleudertrommel abgeworfene Zucker in einem Auffangring mit Flüssigkeit besprüht und ausgespült werden kann. Auch in dieser Druckschrift wird obwohl das physikalisch unmöglich ist - davon gesprochen, daß der Zucker auf diese Weise auch wieder aufgelöst werden könnte.

Ein weiteres Beispiel zeigt die amerikanische Patentschrift Nr. 3 301 708. Auch bei dieser kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge umgibt den oberen Trommelrand ein Auffangring und es wird Flüssigkeit auf den in diesem Ring aufgefangenen Zucker aufgegeben. Zum Zwecke der Flüssigkeitsaufgabe wird ein rotierender, mit Flüssigkeit beschickter Düsenkörper verwendet.

Eine reelle und der Wirklichkeit entsprechende Beschreibung der Vorgänge innerhalb einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge gibt die amerikanische Patentschrift Nr. 3 2 38 063. Bei dieser bekannten Zentrifuge ist in einem relativ großen axialen Abstand vom oberen Rand des konischen Schleuderkorbes ein Ringrohr angeordnet, das radial nach außen gerichtete Austrittslöcher oder Düsen für Flüssigkeit aufweist. Der über den oberen

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Rand des Schleuderkorbes abgeworfene Zucker wird bei dieser Zentrifuge auf elastisch nachgiebigen Prallwänden aufgefangen, wobei zugleich aus dem Ringrohr und den Düsen Flüssigkeit aufgesprüht wird. Es soll auf diese Weise ein Feststoff-Flüssigkeitsgemisch geschaffen werden, das bequem und knotenfrei aus der Zentrifuge ausgetragen werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Zentrifuge zu schaffen, durch welche der von der Schleuderkorbtrommel abgeworfene Zucker noch innerhalb der Zentrifuge wieder vollständig gelöst werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das einleitend bereits erwähnte Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß die Zuckerkristalle unmittelbar beim Passieren des oberen Randes des Schleuderkorbes der Zentrifuge von oben her mit im Winkel zu ihrer Flugbahn gerichteten Strahlen von unter Druck stehender Lösungsflüssigkeit beaufschlagt werden und daß die Lösungsflüssigkeit von den hohen Luftturbulenzen in einen turbulent strömenden Flüssigkeitsnebel verwandelt wird, daß die mit Flüssigkeit beaufschlagten Zuckerkristalle durch diesen Flüssigkeitsnebel hindurch gegen eine feste geneigte Wand geschleudert, beim Aufprall gegebenenfalls zerkleinert und von den Turbulenzen des Flüssigkeitsnebels beaufschlagt über diese feste Wand bis zu einer Stauzone geführt, zusammen mit Luft und Flüssigkeitsnebel sowie bereits erzeugter Lösung durch einen engen Spalt getrieben und schließlich als reine Lösung über ein Stauwehr geleitet und

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aus der Zentrifuge abgeleitet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das neue Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der erzeugten Zuckerlösung auf einem vorbestimmten hohen Wert durch Regelung konstant gehalten wird, indem die Temperatur der Lösung gemessen wird und Abweichungen von einem bestimmten Sollwert als Steuersignale zur Veränderung der pro Zeiteinheit zugeführten Mengen der Füllmasse und der Auflöseflüssigkeit verwendet werden, wobei die Temperatur der Füllmasse und der Auflöseflüssigkeit auf konstanten, jedoch wenigstens geringfügig voneinander abweichenden Werten gehalten werden bzw. Abweichungen von den konstanten Werten bei der Regelung berücksichtigt werden.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dient auch eine Zentrifuge der eingangs genannten Art, welche erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem axialen Abstand oberhalb des oberen Randes des Schleuderkorbes ein kreisringförmiges Rohr mit gegen den Rand gerichteten Düsen angeordnet ist, das mit einer Speiseleitung für unter Druck stehende Auflöseflüssigkeit verbunden ist und daß in einem bestimmten Abstand vom Rand des Schleuderkorbes ein koaxial zur Drehachse angeordneter Prallring vorgesehen ist, der von einem Bereich oberhalb des oberen Randes des Schleuderkorbes aus in bezug auf die Drehachse bogenförmig gekrümmt, radial nach außen und unten verläuft, wobei die Konkavseite dem Schleuderkorb zugewandt ist und der Krümmungsradius vom inneren zum äußeren Rand des Prallringes kleiner wird und daß das äußere und zugleich untere Ende

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des Prallringes zusammen mit einer waagerecht angeordneten Zwischenplatte einen schmalen Durchtrittsschlitz für das Gemisch aus Zuckerlösung, Zuckerkristallresten und Luft bildet und daß außerhalb des Prallringes auf der Zwischenplatte eine aufrechtstehende ringförmige Stauwand angeordnet ist, deren Oberkante in einem bestimmten Abstand oberhalb des Durchtrittsschlitzes verläuft.

Es hat sich als vorteilhaft für die schon erwähnte, ein weiteres Merkmal der Erfindung darstellende Dichteregelung erwiesen, wenn an die Zwischenplatte ein nach unten sowie durch den Außenmantel nach außen führendes Ableitrohr für die Zuckerlösung angeschlossen ist und wenn in diesem Ableitrohr ein Feinthermometer angeordnet und regeltechnisch mit Dosiereinrichtungen im Füllmassezulauf sowie in der Speiseleitung für Auflöseflüssigkeit zur Konstanthaltung einer bestimmten hohen Konzentration der Lösung verbunden ist.

Fertigungstechnisch besonders zweckmäßig ist es, wenn der Prallring nach Art eines Korbbodens geformt ist, weil dann auf genormte Konstruktionselemente zurückgegriffen werden kann.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren und Zentrifugen wird erfindungsgemäß tatsächlich ein vollständiges Wiederauflösen der Zuckerkristalle innerhalb der Zentrifuge erreicht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die aus der Zentrifuge abfließende Zuckerlösung eine Konzentration in der Größenordnung

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von 60 bis 70 Brix und mehr aufweist und somit ohne jegliche Zwischenschaltung irgendwelcher Verfahrensstufen sofort filtriert werden kann.

Der Grund dafür, daß bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge bzw. mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik ein vollständiges Auflösen erzielt wird, besteht darin, daß alle besonderen Situationen innerhalb einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge in erfinderischer Weise sinnvoll zur mehrfachen mechanischen Einwirkung auf das Flüssigkeits-Zuckergemisch genutzt werden. So ist bekannt, daß die Zuckerkristalle am oberen Rand des konischen Schleuderkorbes die höchste in der Zentrifuge herrschende Geschwindigkeit haben. Aus diesem Grunde wird die Auflöseflüssigkeit an dieser Stelle und möglichst im Winkel, beispielsweise im rechten Winkel, auf die abgeworfenen bzw. über den oberen Rand des Schleuderkorbes tretenden Zuckerkristalle unter Druck aufgespritzt. Die beiden Medien treffen sich unter größten Differenzgeschwindigkeiten und es wirken sich erhebliche kinetische Energien im Sinne eines intensiven Grenzflächenaustausches aus. Die Flüssigkeit wird infolge der unvermeidbaren hohen Luftturbulenzen und infolge des Zusammenpralls mit dem Zucker in feinste Tröpfchen verteilt und bildet in dem Raum, der von dem Prallring umschlossen wird, einen dichten Nebel feinverteilter Auflöseflüssigkeit, der jedoch unter sehr heftigen von der hohen Drehzahl der Schleudertrommel verursachten Turbulenzen strömt. Die Zuckerkristalle müssen durch diesen

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turbulenten Stromungsnebel hindurch und werden dabei bereits
ein zweites Mal einer mechanischen Beeinflussung ausgesetzt,
welche dafür sorgt, daß die Flüssigkeitshäute bzw. Grenzschichten an den Kristalloberflächen ausgetauscht werden, so daß der Lösungsvorgang fortschreiten kann. Bereits nach relativ kurzer Flugstrecke prallen die Kristalle auf die schräge Fläche des
Prallringes. Ihre Bewegungsenergie führt sie über die gekrümmte Fläche des Prallringes hinweg, dabei werden die Zuckerkristalle teilweise zerrieben oder zerschlagen, dieser Vorgang vollzieht sich aber zugleich unter dem Einfluß intensivster turbulenter Strömung des schon mehrfach erwähnten Flüssigkeitsnebels. Es
tritt damit eine dritte Einwirkung auf den Losevorgang ein, in dem durch Zerkleinerung von Zuckerkristallen die Oberfläche, die mit der Löseflüssigkeit in Verbindung treten kann, vergrößert wird, darüber hinaus bewirken Strömung bzw. Bewegung über eine feste Oberfläche und Luftturbulenzen einen weiteren intensiven Austausch von Grenzschichten. Am unteren und radial äußeren
Ende des Prallringes wird durch die Zwischenplatte ein Stau
erzeugt. Die Flüssigkeit, die sich in dieser Stauzone befindet, wird wiederum intensiv mechanisch durchwirbelt. An dieser Stelle befinden sich in der Flüssigkeit nur noch vereinzelte geringe Kristallreste, der überwiegende Teil des Zuckers ist bereits gelöst. Unter dem Einfluß der hohen Luftturbulenzen, die die Rotation des Schleuderkorbes erzeugen, wird die gestaute Flüssigkeit mit den Restkristallen zwischen dem Außen- bzw. Untenrand des Prallringes und der Zwischenplatte durch einen relativ engen Schlitz hindurchgepreßt, wobei sich Luft und Flüssigkeitsnebel

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als Beimengungen im Sinne einer vierten mechanischen Einwirkung auswirken. Außerhalb des Prallringes muß die Flüssigkeit noch ein Stauwehr überfließen und kann ausgetragen werden. Die Funktionsfähigkeit des neuen Verfahrens und der neuen Zentrifuge ist im Versuch mit Hilfe eines Prototypes bestätigt worden.

Bin sehr wesentlicher weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ergibt sich aus der Anwendung des neuen Verfahrens und der neuen Zentrifuge» Für sehr viele industrielle Verwendungszwecke wird nämlich Flüssigzucker hoher Reinheit benötigt. Zur Verhinderung des Kristallisierens wird dieser Zucker in Invertzucker verwandelt. Zuvor muß jedoch auf dem geschilderten Wege der Kristallisation und Wiederauflösung und Filtration erst Zuckerlösung geschaffen werden. Wegen der extrem hohen Reinheitsanforderungen war bisher ausschließlich der Einsatz periodisch arbeitender Zentrifugen die Gewähr dafür, daß man Zucker der erforderlichen Reinheit erhielt.

Erfindungsgemäß kann aber auch in der kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge durch intensives Decken bereits eine hohe Reinheit erzielt werden. Die bei dieser Arbeitsweise aus der Zentrifuge ausgetxagene Zuckerlösung braucht dann nach dem Filtrieren lediglich noch der Invertbehandlung unterzogen zu werden, um als Flüssigzucker verwendbar zu sein.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.

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Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten, kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, die zur Durchführung des erfundenen Verfahrens geeignet ist.

Figur 2 zeigt eine im Maßstab vergrößerte Einzelheit der Zentrifuge nach Figur 1, wobei die für die Auflösung des Zukkers maßgebenden Vorgänge schematisiert angedeutet sind.

Die Figur 1 zeigt eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge 1, bei der ein konischer nach oben offener Schleuderkorb 3 um eine lotrecht verlaufende Drehachse 2 rotiert. Zum Antrieb dient ein Antriebsmotor 4. Der Schleuderkorb 3 ist auf der Innenseite in überlicher Weise mit einem Sieb 5 ausgerüstet. Der Schleuderkorb 3 weist einen oberen Rand 6 auf.

Im Zentrum des Schleuderkorbes 3 befindet sich eine Beschleunigungsund Aufbereitungseinrichtung 7, in die hinein sich eine Einspeiseeinrichtung 8 erstreckt, welcher Füllmasse 9 aus einem Dosierschieber 10 in wählbarer Menge zugeführt wird. Die Füllmasse wird beim Passieren des Siebes 5 von der flüssigen Phase befreit und über den Rand 6 abgeworfen. Düsenrohre 11, die an geeignete - nicht gezeigte - Speiseleitungen angeschlossen sind, dienen dazu, den auf dem Sieb 5 in Richtung zum oberen Rand 6 gleitenden Zucker mit Wasser oder Dampf zu beaufschlagen.

Die aus der Füllmasse abgetrennte flüssige Phase wird in einem Auffangraum 12 aufgefangen und abgeleitet. Dieser Auffangraum 12

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wird durch ein den Schleuderkorb 3 umgebendes Gehäuse 13 definiert.

Um mit der in vorstehender Weise ausgebildeten kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge den über den oberen Rand 6 des Schleuderkorbes 3 abgeworfenen Zucker noch in der Zentrifuge selbst wieder auflösen zu können, sind folgende Vorkehrungen getroffen: in einem gewissen axialen Abstand oberhalb des Randes 6 befindet sich ein kreisringförmig ausgebildetes Rohr 14, welches über eine Speiseleitung 15 sowie ein Dosierventil 16 an eine Zuführleitung 17 für Auflöseflüssigkeit angeschlossen ist. In geringem radialen Abstand vom Rohr 14 erstreckt sich der innere Rand eines Prallringes 18, der nach Art eines Korbbodens gekrümmt ist und infolgedessen in Höhe des oberen Randes 6 des Schleuderkorbes 3 dem über den Rand 6 abgeworfenen Zucker eine Schrägfläche darbietet. Das untere Ende des Prallringes 18 verläuft lotrecht. Es endet unter Belassung eines schmalen Durchtrittsschlitzes 19 oberhalb einer Zwischenplatte 20, die waagerecht innerhalb eines Außenmantels 21 der Zentrifuge und des Gehäuses 13 verläuft. In einem gewissen radialen Abstand außerhalb des Prallringes 18 ist auf der Zwischenplatte 20 eine ringförmige Stauwand 22 angeordnet, deren obere Kante in einer bestimmten Höhe oberhalb des Durchtrittsschlitzes 19 verläuft.

In der Zwischenplatte 20 ist eine Austrittsöffnung für Zuckerlösung vorgesehen, an die sich ein Ableitrohr 23 anschließt.

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Durch dieses Ableitrohr 23 wird die Zuckerlösung aus der Zentrifuge 1 ausgetragen.

In das Ableitrohr 23 ragt ein Feinthermometer 24, welches über regeltechnische Verbindungen 25 mit einem Regler 26 in Verbindung steht, der seinerseits über regeltechnisehe Verbindungen 27 mit einem Stellglied 28 des DosierSchiebers 10 sowie mit einem Stellglied 29 der Dosiereinrichtung 16 in Verbindung steht.

Die beschriebene Zentrifuge arbeitet wie folgt. Die aus dem Dosierschieber 10 mit möglichst konstanter Temperatur in dosierter Menge durch die Einspeiseeinrichtung 8 fließende Füllmasse 9 wird nach Passieren der Beschleunigungseinrichtung 7 im Schleuderkorb 3 in eine feste Phase, den Zucker und eine flüssige Phase, in den Ablauf getrennt. Der Zucker wird gegebenenfalls durch Wasser oder Dampf gedeckt und tritt über den Rand 6 aus. Das ringförmige Rohr 14 weist Austrittslöcher oder Düsen 30 auf, durch welche Auflöseflüssigkeit mit geeigneter Temperatur unter Druck und durch die Dosiereinrichtung 16 auch in geregelter Ilenge im Winkel zur Flugrichtung auf die Zuckerkristalle aufgesprüht wird. In Figur 2 deuten Pfeile 31 die Flugrichtung der Zuckerkristalle an, während Pfeile 32 die Richtung der Strahlen der Auflöseflüssigkeit angeben. Bei der Darstellung in Figur 2 ist zu berücksichtigen, daß es sich um einen Axialschnitt handelt, so daß die dargestellten Richtungen noch durch eine senkrecht zur Zeichnungsebene gerichtete Bewegungskomponente, die durch die Rotation des Schleuderkorbes 3 erzeugt wird, zu

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ergänzen wäre.

Die Zuckerkristalle, die in Richtung der Pfeile 31 abgeworfen werden und die Flüssigkeitsstrahlen, die in Richtung der Pfeile 32 ausgestoßen werden, treffen sich mit sehr hoher Geschwindigkeit, wobei sich sehr große kinetische Energien auswirken. Es entsteht in dem vom Prallring 18 umschlossenen Raum unter Mitwirkung der sehr heftigen turbulenten Luftströmung, die von der Rotation des Schleuderkorbes 3 verursacht wird, ein dichter Flüssigkeitsnebel 33, in dem sich, wie in der Figur 2 durch Pfeile angedeutet ist, zusätzlich sehr heftige Turbulenzen und Wirbel bilden. Bereits beim ersten Kontakt der Auflöseflüssigkeit mit den Zuckerkristallen findet ein sehr heftiger Stoffaustausch statt, der einen sofortigen intensiven Start des Lösungsvorganges bewirkt. Auf dem Weg in Richtung der Pfeile 31 werden die Zuckerkristalle erneut durch dichtes feinverteiltes flüssiges Medium, nämlich die Auslöseflüssigkeit hindurchgeschleudert, so daß wiederum ein intensiver Flüssigkeitsaustausch stattfindet, der die Lösung weiterfördert. Die Zuckerkristalle treffen dann auf den Prallring 18 auf und werden infolge der innewohnenden Energie in etwa der durch die Pfeile 34 angedeuteten Weise teils in Drehrichtung teils in Richtung auf das untere Ende des Prallringes bewegt. Dabei wirken sich hohe mechanische Kräfte aus, die teilweise zu einer mechanischen Zerkleinerung der einzelnen Zuckerkristalle führen, aber zusätzlich auch einen intensiven Misch- und Rühreffekt auf die Auflöseflüssigkeit ausüben, die die Kristalle auf diesem Wege begleitet. Eine zusätzliche

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Einwirkung auf die Flüssigkeit und die wandernden Kristalle üben die Turbulenzen und Wirbel 33 aus. Am unteren Ende des Prallringes 13 sind kaum noch Zuckerkristalle vorhanden, sondern es liegt fast nur noch Zuckerlösung vor. Diese Zuckerlösung mit gewissen Restkristallen bildet am unteren Ende des Prallringes 18 vor dem schmalen Durchtrittsschlitz 19 einen Stau 35. Da der Innenraum des Schleuderkorbes 3 über die Einlaufeinrichtung 8 mit Dampf beaufschlagt wird und da die hohen Drehzahlen des Schleuderkorbes 3 einen Ventilationseffekt verursachen, wird der Flüssigkeitsstau 35 unter Einfluß eines etwa in Richtung der Pfeile 36 in Figur 2 wirkenden Druck- bzw. Strömungseffektes von Flüssigkeitsnebel und Luft durch den Durchtrittsschlitz 19 getrieben. Es tritt dabei ein von Flüssigkeitsnebeln intensiv durchströmtes Flüssigkeits-, Luft- oder Feuchtigkeitsgemisch etwa in Richtung des Pfeiles 37 in Figur 2 durch den Durchtrittsschlitz 19 und über das Stauwehr 22 hinweg. Diese letzte mechanische Einwirkung auf die inzv/ischen geschaffene Zuckerlösung bringt auch die letzten noch vorhandenen Kristallreste zur völligen Lösung, so daß durch das Ableitrohr 23 reine, vollständig gelöste Zuckerlösung abfließt. Versuche haben ergeben, daß sehr hohe Zuckerkonzentrationen in der Größenordnung von 60 bis 70 Brix oder mehr erzielt werden können.

Zur Regelung der Dichte der Zuckerlösung ist das schon erwähnte Feinthermometer 24 vorgesehen. Bei der Dichteregelung wird von der Überlegung ausgegangen, daß die Temperatur der Zuckerlösung abhängig von der Temperatur und der Menge der zufließenden

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Füllmasse sowie abhängig von der Temperatur und Menge der zugeführten Auflöseflüssigkeit ist. Wenn man davon ausgeht, daß die Temperatur der Füllmasse niedriger liegt als die Temperatur der Auflöseflüssigkeit, so bedeutet ein Absinken der Temperatur der durch das Ableitrohr 23 fließenden Zuckerlösung, daß zuviel Füllmasse bzw. zuwenig Auflöseflüssigkeit in die Zentrifuge eingeleitet wird. Demzufolge müßte die Dichte bzw. der Brix ansteigen. Bei einem umgekehrten Verhalten der Temperatur der abgeführten Zuckerlösung würde die entgegengesetzte Situation eintreten. Man kann sich dies zunutze machen, indem man über den schon erwähnten Regler 26 und die rege!technischen Verbindungen 25, 27 Stellglieder 28 und 29 betätigt, um die Menge der Füllmasse und/oder die Menge der unter Druck zugeführten Auflöseflüssigkeit zu dosieren. Voraussetzung für die Funktion dieser Dichteregelung der produzierten Zuckerlösung sind konstante Temperaturen der Auflöseflüssigkeit bzw. der Füllmasse oder aber entsprechende zusätzliche Reglerfunktionen des Reglers 26. Sollten die Temperaturen der Füllmasse und der Auflöseflüssigkeit Schwankungen unterliegen, so müßten diese gemessen und sinngemäß bei der Regelung berücksichtigt werden.

Es kann in der Praxis passieren, daß infolge des Versagens von Pumpen oder dergleichen plötzlich der Zufluß von Auflöseflüssigkeit ausfällt. In der Praxis hätte das innerhalb kurzer Zeit ein totales Verstopfen und Blockieren der Zentrifuge 1 zur Folge. Aus diesem Grunde ist in die Zuführleitung 17 ein Druckmesser 37 eingeschaltet und steuerungstechnisch mit einem Magnetventil

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verbunden, welches eine weitere Speiseleitung 39 für die Zufuhr von Auflöseflüssigkeit zuzuschalten vermag, falls der Druck in der Speiseleitung 17 plötzlich abfällt. Ein Rückschlagventil 40 verhindert in dieser Situation, daß die ersatzweise zugeführte Auflöseflüssigkeit in die falsche Richtung abfließt.

Im Normalfall kann für den Auflösevorgang als Auflöseflüssigkeit Dünnsaft verwendet werden. Es kann aber auch mit Kondensat oder entsprechend aufbereitetem Wasser oder aber auch mit geeigneten Dicksäften gearbeitet werden.

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Claims

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Patentansprüche

O Verfahren zum Abschleudern un-ΐ Wiederauflösen von Zucker in einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, bei dem Zuckerfüllmasse in eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge eingespeist und der abgeschleuderte Zucker mit Auflöseflüssigkeit in Berührung gebracht und mit dieser aus der Zentrifuge ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuckerkristalle unmittelbar beim Passieren des oberen Randes des Schleuderkorbes der Zentrifuge von oben her mit im Winkel zu ihrer Flugbahn gerichteten Strahlen von unter Druck stehender Lösungsflüssigkeit beaufschlagt werden, daß die Lösungsflüssigkeit von den hohen Luftturbulenzen in einen turbulent strömenden Flüssigkeitsnebel verwandelt wird, daß die mit Flüssigkeit beaufschlagten Zuckerkristalle durch diesen Flüssigkeitsnebel hindurch gegen eine feste geneigte Wand geschleudert, beim Aufprall gegebenenfalls zerkleinert und von den Turbulenzen des Flüssigkeitsnebels beaufschlagt über die feste Wand bis zu einer Stauzone geführt zusammen mit Luft und Flüssigkeitsnebel sowie bereits erzeugter Lösung durch einen engen Spalt getrieben und schließlich als Lösung über ein Stauwehr geleitet und aus der Zentrifuge abgeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration bzw. Dichte der erzeugten Zuckerlösung auf einem vorbestimmten, vorzugsweise

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ORIGINAL INSPECTED

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hohen Wert durch Regelung konstant gehalten wird, in dem die Temperatur der Lösung gemessen wird und Abweichungen von einem bestimmten Sollwert als Steuerungssignale zur Veränderung der pro Zeiteinheit zugeführten Mengen der Füllmasse und der Auflöseflüssigkeit verwendet werden, wobei die Temperatur der Füllmasse und/oder der Auflöseflüssigkeit auf konstanten, jedoch wenigstens geringfügig voneinander abweichenden Werten gehalten werden.
3. Zentrifuge zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, die einen konischen, innen mit einem Siebbelag ausgerüsteten Schleuderkorb aufweist, der um eine lotrecht verlaufende Achse rotierend angetrieben und innerhalb eines als Auffangraum für abgetrennte Flüssigkeit dienenden Gehäuses angeordnet ist und an seinem oberen Ende einen für den übertritt der Zuckerkristalle dienenden Rand aufweist, wobei Schleuderkorb und Gehäuse innerhalb eines gehäuseartigen Außenmantels angeordnet sind, durch dessen Deckel eine Einspeiseeinrichtung für die Füllmasse bis in eine auf der Nabe des Schleuderkorbes befestigte Beschleunigungseinrichtung ragt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem axialen Abstand oberhalb des oberen Randes (6) ein kreisringförmiges Rohr (14) mit gegen den Rand gerichteten Düsen (30) angeordnet ist, das mit einer Speiseleitung (15) für unter Druck stehende Auflöseflüssigkeit verbunden ist und daß in einem bestimmten Abstand vom Rand des Schleuderkorbes (3) ein koaxial zur Drehachse (2) angeordneter Prallring (18) vorgesehen ist, der von einem Bereich oberhalb des

oberen Randes des Schleuderkorbes aus in bezug auf die Drehachse bogenförmig gekrümmt, radial nach außen und unten verläuft, wobei die Konkavseite dem Schleuderkorb zugewandt ist und der Krümmungsradius vom inneren zum äußeren Rand des Prallringes (18) kleiner wird und daß das äußere und zugleich untere Ende des Prallringes zusammen mit einer waagerecht angeordneten Zwischenplatte (20) einen schmalen Durchtrittsspalt (19) für das Gemisch aus Zuckerlösung und Zuckerkristallresten und Luft bildet und daß außerhalb des Prallringes (18) auf die Zwischenplatte (20) eine aufrechtstehende ringförmige Stauwand (22) aufgesetzt ist, deren Oberkante in einem bestimmten Abstand oberhalb des Durchtrittsschlitzes (19) verläuft.
4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zwischenplatte (20) ein nach unten sowie durch den Außenmantel (21) nach außen führendes Ableitrohr (23) für die Zuckerlösung anschließt, daß in dem Ableitrohr (23) ein Feinthermometer (24) angeordnet und regeltechnisch mit Dosiereinrichtungen (10, 28; 16, 29) im

.Füllmassezulauf sowie in der Speiseleitung (15, 17) für Auflöseflüssigkeit zur Konstanthaltung einer bestimmten hohen Konzentration bzw. Dichte der Zuckerlösung verbunden ist.
5. Zentrifuge nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Prallring (18) nach Art eines Korbbodens geformt ist.

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