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Behälter zum Gegenstromextrahieren
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von pflanzlichen Stoffen, insbesondere Zuckerrübenschnitzeln Die
Erfindung betrifft einen Behälter zum Gegenstrom-Extrahieren von pflanzlichen Stoffen,
insbesondere Zuckerrübenschnitzeln, mit an einem rotierenden Mittelrohr befestigten
Transportflügeln und einem oder mehreren darunter angeordneten Schnitzelverteilern,
die zum Reinigen eines horizontalen Siebbodens an der Vorderkante als Siebreiniger
ausgebildet sind und das Mittel zum Abführen von auf dem Siebboden abgelagerten
Pülpe-, Schmutzteilchen oder dergleichen vorgesehen sind.
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Bei solchen Behältern bereitet die für die Leistung des Diffusionturmes
maßgebliche Reinhaltung des Siebbodens erhebliche Schwierigkeiten. Es hat sich gezeigt,
daß es nicht genügt, den Siebboden durch am Schnitzelverteiler vorgesehene Gleitschuhe
oder Siebreinigungsarme ständig zu reinigen. Die feinen Pülpeteilchen,
die
mit der Schnitzelmaische in den Turm eingeführt werden, sind so klein, daß die Förderwirkung
des Schnitzelverteilers nicht ausreicht, die Strömungswirkung der im Gegenstrom
fließenden Auslaugeflüssigkeit aufzuheben. Das hat zur Folge, daß sich immer mehr
Pülpeteilchen im unteren Teil des Turmes ansammeln und den Siebboden hinter dem
Schnitzelverteiler sofort wieder verstopfen.
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Es ist bekannt (DT-PS 11 24 922), als Siebreiniger ausgebildete Abstreifer
mittels verstellbarer Gleitstücke in einstellbarem Abstand von dem Siebboden zu
halten und über diesen hinwegzuführen. Bei den Behältern mit den bekannten im Abstand
über dem Sieb streichenden Abstreifern bleiben immer Pülpe-und Schmutzteilchen auf
dem Siebboden liegen, die nach einer bestimmten Betriebszeit, besonders dann, wenn
die Schicht bereits eine bestimmte Dicke erreicht hat, von den Abstreifern in die
Sieböffnungen gedrückt werden. Das Anwachsen der Schicht wird dadurch begünstigt,
daß der Abstreicher die PülpeundSchmutzteilchen nur abhebt. Die bekannten
Abstreifer
sind insbesondere bei Wachstums- oder mechanisch bedingter schlechter Schnitzelqualität
und bei hohem Schmutzanfall nachteilig, weil die Siebböden sehr schnell verstopfen
und damit die Siebdurchlässigkeit stark nachläßt. Dieses wird dadurch hervorgerufen,
daß kurz über dem Bodensieb eine Entmischung stattfindet. Kleine Rübenteilchen,
Pülpe, kleine Steine, Fremdkörper und Teile, deren spezifisches Gewicht über dem
des Saftes liegt, sinken auf das Sieb ab. Die vorhandenen Siebreiniger heben diese
Stoffe nur an.
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Nach dem Vorbeilaufen der Siebreiniger sinken diese Stoffe jedoch
wieder nach unten auf das Sieb. Im Laufe der Zeit reichern sich die Pülpeteilchen
im siebnahen Bereich so weit an, daß die Siebe teilweise oder in Extremfällen überwiegend
von diesen Teilchen abgedeckt werden. Die kontinuierliche Saft strömung wird empfindlich
gestört und der Extraktionsvorgang beeinträchtigt.
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Bei starker Anreicherung muß sogar die Arbeit unterbrochen, die Anlage
stillgesetzt und gesäubert werden. Das bedeutet für eine Fabrik
Einbußen
des Betriebsergebnisses (höhere Zuckerverluste) bzw. sogar Ausfall ganzer Teile
der Fabrikation (Kapazitätseinbußen).
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Zur Vermeidung dieser flachteile ist es bekannt (DT-PS 10 29 760),
unterhalb des Siebbodens eine Auffangrinne anzuordnen, die mit einem ganze Schnitzel
zurückhaltendes Sieb abgedeckt ist.
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Hier werden die abgelagerten Pülpe- oder Schmutzteilchen von einem
als Siebreiniger arbeitenden Schnitzelverteiler durch das Sieb in die Auffangrinne
gedrückt und mechanisch oder hydraulisch aus dieser entfernt. Die Schnitzelverteiler
sind so angeordnet, daß sie durch ihre eigene Schwerkraft die abgelagerten Teilchen
zunächst über das feine Bodensieb vor sich herschieben und dann durch das gröbere
Abdecksieb nach unten in die Auffangrinne drücken. Dabei ist es nicht zu vermeiden,
daß die Pülpe- und Schmutzteilchen nicht nur durch die Abdecksiebe in die Auffangrinne,
sondern auch in die öffnungen des Siebbodens gedrückt werden und dieses damit verstopfen.
Ein
weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Auffangrinne
mit undurchlässigen Querrippen versehen werden muß, wodurch ein Teil der auszutragenden
Teilchen nicht in die Auffangrinne gelangen kann, sondern über die Querrippen hinweg
weiter vor den Schnitzelverteilern hergeschoben werden. Ein weiterer Nachteil der
bekannten Einrichtung besteht darin, daß die auszutragenden Teilchen mit Extraktionssaft
ausgetragen werden müssen. Damit kein Extraktionssaft verlorengeht, werden die Pülpeteilchen
mit einem Teil des Saftes oberhalb des Siebbodens in den Extraktionsturm zurückgepumpt.
Hierdurch wird die Pülpeanreicherung im siebnahen Bereich ständig vergrößert, was
zu noch höheren Siebverstopfungen führt. Der zum Transport der Pülpe zur Verfügung
stehende Saft hat eine bestimmte Konzentration und muß folglich an der dieser Konzentration
entsprechenden Stelle demExtraktionsraum wieder zugeführt werden. An einer höheren
Stelle kann das Pülpe-Saft-Gemisch demExtraktionsbehälter nicht zugeführt werden,
weil dort das Konzentrationsgefälle vom
Behälterinhalt zum zugeführten
Saft nicht mehr im Bereich des Zulässigen liegt und damit der Extraktionsverlauf
gestört und die Zuckerverluste vergrößert werden. Bei einer und insbesondere bei
mehreren Auffangrinnen wird die Wirkfläche des Siebbodens verkleinert. Hierdurch
wird nicht nur der Wirkungsgrad des Extraktionsbehälters verschlechtert, sondern
darüber hinaus wird das Restsieb noch stärker belastet und führt vermehrt zu Verstopfungen
der Sieböffnungen. Die als Siebreiniger arbeitenden Schnitzelverteiler streichen
dicht über dem Siebboden. Die Auffangrinnen sind mit grobmaschigen Sieben abgedeckt.
Die Verbindungsstellen der feinmaschigen Bodensiebe mit den grobmaschigen Abdecksieben
bilden Angriffspunkte für die Siebreiniger, die an diesen Stellen in die Siebe einhaken
und diese zerstören.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Extraktionsarbeit wesentlich
zu verbessern und die vorstehend beschriebenen Nachteile zu vermeiden, indem eine
ständige Reinigung des
Siebbodens in Verbindung mit der Entfernung
der die Behinderung verursachenden Stoffe durchgeführt wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem oder ves den Schnitzelteilern
in Drehrichtung gesehen Reinigungsleisten nachgeschaltet sind, die dicht über dem
Siebboden streichend eine die abgelagerten Teilchen zum Behälterinneren oder Behälteräußeren
transportierenden Schrägstellung aufweisen und daß oberhalb des Siebbodens im Bereich
des Mittelrohres oder des Behältermantels eine den Extraktionssaft zurückhaltende
Abzugseinrichtung zum Aufnehmen der abgelagerten und zusammengeschobenen Pülpe-,
Schmutzteilchen oder dergleichen angeschlossen ist.
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Mit dieser Einrichtung werden die abgelagerten Pülpe-, Schmutzteilchen
oder dergleichen hinter dem Schnitzelverteiler von der Stoßkante der Reinigungsleiste
erfaßt und auf einem kleinen Sieb sektor lose vor der Reinigungsleiste mit 'einer
seitlichen Transportkomponente über den
Siebboden geschoben, bis
die Teilchen am inneren oder ren Behälterrand in die Abzugsöffnungen gelangen. Dadurch,
daß die Reinigungsleiste die abgelagerten Teilchen mit einer seitlichen Transportkomponente
nur vor sich herschiebt, wird ein Eindrücken der Teilchen in die Öffnungen des Siebbodens
verhindert.
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Von der Stoßkante der Reinigungsleiste werden nur die auf dem Siebboden
abgelagerten Fremdstoffe erfaßt, während die Schnitzel davon unberührt den Verarbeitungsprozeß
durchlaufen, weil sie über eine Schräge der Reinigungsleiste nach oben befördert
werden. Entmischungen und Rückmischungen der flüssigen oder der festen Phase werden
damit auf ein Minimum reduziert. Die Zuckerausbeute ist höher, die Kapazitätsauslastung
des Extraktionsbehälters wird größer.
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Mit der Erfindung wird eine ungestörte Saftdurchströmung des Bodensiebes
und damit auch der ganzen Schnitzelsäule erreicht, wodurch die Gesamtbetriebsweise
des
Extraktionsprozesses verbessert wird.
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Die abgeschiedenen Stoffe können separat in bekannter Weise behandelt
werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt
durch den unteren Teil des Behälters im Bereich des Siebbodens (Schnitt A-B in Fig.
2), Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie C-D in Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht
gemäß Punkt "A" in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie G-H in Fig. 3,
Fig.
5 eine weitere vergrößerte Darstellung gemäß Punkt "A" in Fig. 1, in anderer konstruktiver
Ausgestaltung, Fig. 6 eine Draufsicht auf die Reinigungsleisten, Fig. 7 eine weitere
in Draufsicht dargestellte Anordnung der Reinigungsleisten, Fig. 8 einen Schnitt
gemäß Linie E-F in Fig. 2, Fig. 9 eine vergrößerte Draufsicht auf die Reinigungsleiste
(Ansicht in Richtung Z in Fig. 8).
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Der Extraktionsbehälter besteht aus einem zylindrischen Behältermantel
1, der gemeinsam mit einem konzentrisch gelagerten und umlaufend angetriebenen
Mittelrohr
6 einen ringförmigen Extraktionsraum E bildet. Der Extraktionsraum "E" ist am unteren
Ende mit einem Siebboden 2 abgeschlossen.
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Der untere Behälterteil ist trichterförmig als Saftfangkammer 5 zum
Sammeln und Abführen des gewonnenen Rohsaftes ausgebildet. Oberhalb des waagerecht
verlaufenden Siebbodens 2 sind radial vom Mittelrohr 6 abstehende waagerechte Schnitzelverteiler
10 und 11 angeordnet. In bekannter Weise kann einem oder allen Schnitzelverteilern
10, 11 das auszulaugende Gut von unten zugeführt und von dort gleichmäßig über dem
Siebboden verwerden.
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teilt ruder gesamte Behälter ist auf einem Stützgerüst 4 aufgestellt,
an dem auch der Behälterboden 3 befestigt ist. Innerhalb des Behälterbodens 3 ist
die zum Antrieb des Mittelrohres 6 erforderliche Welle 8 gelagert und mittels einer
Dichtung 9 abgedichtet. Die Vorderkanten 12 der Schnitzelverteiler 10 und 11 bestehen
aus einzelnen beweglichen dicht über den Siebboden 2 streichenden Reinigungsschuhen.
Zwischen den beiden Schnitzelverteilern 10 und 11 ist eine
Reinigungsleiste
13 vorgesehen, die zur Radialen unter einem Winkel verläuft und dicht über das Bodensieb
2 als Schleppleiste streicht. Die Reinigungsleiste 13 weist an der in Umlaufrichtung
(Pfeil "B") vorne gesehenen Kante eine senkrecht zum Siebboden 2 verlaufende Stoßkante
14 auf, an die sich eine nach hinten ansteigende Schrägfläche 15 anschließt. über
Lenker 28 und Trageisen 30 ist die Reinigungsleiste 13 pendelnd aufgehängt.
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Die Trägereisen 30 sind an den Schnitzelverteilern 10 und 11 befestigt,
wobei die Lenker 28 über Bolzen 29 an den Trägereisen 30 aufgehängt sind.
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Das auszulaugende Gut kann den Schnitzelverteilern 10, 11 von unten
zugeführt werden und verläßt diese dann an der in Drehrichtung (Pfeil "B") gesehenen
rückwärtigen Seite. Oberhalb der Schnitzelverteiler 10, 11 sind nicht dargestellte
Transportflügel an dem Mittelrohr 6 befestigt, von denen das auszulaugende Gut im
Gegenstrom zu der Extraktionsflüssigkeit nach oben transportiert
wird.
Es ist nicht zu vermeiden, daß der durch das Bodensieb 2 abgezogene Rohsaft Pülpe-oder
Schmutzteilchen oder dergleichen mit nach unten führt, die sich auf dem Bodensieb
2 absetzen. Die Saftdurchlässigkeit des Bodensiebes 2 ist ein Maß für die Leistung
des Extraktionsvorganges. Die Schnitzelverteiler 10, 11 bzw. die bekannten Siebreiniger
können mit ihrer Vorderkante lediglich die auf dem Siebboden 2 abgelagerten Teilchen
anheben, die sodann hinter dem Schnitzelverteiler wieder auf das Bodensieb absinken.
Das an der Rückseite 32 der Schnitzelverteiler 10 und 11 austretende Gut besteht
aus Schnitzeln, Pülpe und Schmutzteilchen. Die Schnitzel schwimmen in der Extraktionsflüssigkeit
sofort auf> sodaß sie nicht im Bereich des Siebbodens 2 verweilen. Lediglich
die feinen Pülpeteilchen und die schwereren Schmutzteilchen werden von dem nach
unteqströmenden Saft im Bereich des Siebbodens 2 gehalten. Hier werden sie von der
Stoßkante 14 der Reinigungsleiste 13
erfaßt und im Ausführungsbeispiel
mit einer seitlichen Komponente
zum Rehälterinneren hin verschoben. Dadurch wird das Rodensieb 2 von den unerwsinschten
Teilchen gereinigt, die gleichzeitig abgeführt werden. Diese Teilchen können entweder
zum Behälterinneren oder zum Behälteräußeren hingeführt werden. Vorteilhafter ist
das Abziehen der Pülpeteilehen im Bereich des Mittelrohres. Vor der Reinigungsleiste
sammeln sich die Pülpeteilehen zu einem Haufwerk, das durch die seitliche Transportkomponente
immer dichter wird. Wird das Haufwerk vom Behälteräußeren um Behälterinneren verschoben,
dann wird zufolge des auf einem kleinen Radius verschobenen Haufwerken nur eine
kleinere Siebfläche des Siebbodens 2 abgedeckt und dadurch der Saftdurchgang beg%'nstigt.
Das untere Abschlußblech 7 des Mittelrohres @ bildet gemeinsam mit dem Behälterboden
3 in Höhe des Bodensiebes 2 einen Ringspalt 16 mit einer @ingöffnung 33, in die
die abgelagerten Schmutzteilchen "P" von der Reinigungsleiste 13 hineingedrückt
werden. Von dort werden sie über eine Abzugseinrichtung 18 abgeführt und in bekannter
Weise
einer weiteren Behandlung unterworfen. Die Abzugseinrichtung 18 ist an einem im
Behälterboden 3 eingelassenen Abzugsstutzen*17 angeschlossen. Die in den Ringspalt
16 hineirjgedrlckten Teilchen werden von einem mitrotierenden am Abschlußblech 7
befestigten Schubblech 21 erfaßt und dem Stutzen 17 zugeführt. Dabei kann das Abzutrs
blech als V-förmiges Schubblech 21 oder aber als winkelförmiges an der Welle 8 befestigtes
Eisen 21a ausgebildet sein. Damit die abzuscheidenden Teilchen keinen allzu großen
Weg innerhalb des @ingspaltes 16 zurücklegen müssen, wird zweck#äßigerweise der
Ringspalt 16 von einer durchgehenden Ringdichtung 20 abgedichtet. Wird der Behälter
boden 3 zwischen der Ringöffnung 33 und der Ringdichtung 20 mit einer Vertiefung
19 versehen, so können sich die abgeflihrten Teilchen dort zammelrl, ohne daß die
Gefahr besteht, daß sie wieder in den Extraktionsraum zurückgespült werden. Damit
kei.n zuckerhaltiger Extraktionssaft verlorengeht, besteht die Abzugseinrichtung
18 aus einem Sammelbehälter 22, der an seinem Eintrittsstutzen 23
mit
einem Ventil 25 und an seinem Austrittsstutzen 24 mit einem Ventil 26 versehen ist.
Im normalen Betrieb ist das Ventil 26 sttindig geschlossen.
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Ist über eineangebrachte Füllstandsanzeige 27 er-I.ennbar oder wird
mittels einer nicht dargestellten Meßeinrichtung festgestellt, daß sich der Sammelbehälter
22 mit Fest stoff gefüllt hat, dann wird das Ventil 25 von Hand oder Uber eine automatische
Steuerung geschlossen und gleichzeitig das Ventil 26 geöffnet. Jetzt können die
angesammelten Feststoffe abgeführt werden, ohne daß ein Verlust an zuckerhaltigem
Extraktionssaft zu verzeichnen ist. Auch bei geschlossenem Ventil 26 ist nicht zu
vermeiden, daß Extraktionssaft in den Sammelbehälter 22 einfließt. Die schwereren
abzuscheidenden Teilchen sinken jedoch auf den Boden des E3ehctlters und verdrängen
die Extraktionsfliissigkeit nach oben. Das Ventil 26 bleibt solange geschlossen,
bis der Behälter 22 mit Feststoffe gefüllt ist. Damit ist sichergestellt, daß nur
reststoffe und kein Saft abgeführt werden. oollter, sich die Feststoffe ohne
Flüssigkeit
nicht abführen lassen, so kann eine gesonderte Spüleinrichtung) am Behälter 22 angebracht
sein.
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Anstelle eines Abzugsstutzens 17 kann der Behälterboden 3 auch mit
mehreren Abzugsstutzen 17 ausgerüstet werden, die in diesem Falle an eine nicht
dargestellte ringförmige Sammelleitung angeschlossen werden. Die Abzugseinrichtung
18 ist jetzt mit der Sammelleitung verbunden.
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Eine durchgehende einteilige Reinigungsleiste 13 ist nur schwerlich
den fabrikationsbedingten Unebenheiten des Siebbodens 2 anzupassen. Zu diesem Zweck
kann die Reinigungsleiste 13 in mehrere Teilleisten unterteilt sein, so wie es beispielsweise
die Fig. 6 und 7 zeigen. Nach Fig. 6 besteht die Reinigungsleiste 13 aus den Teilleisten
13a bis 13c und nach Fig. 7 aus den Teilleisten 13a bis 13e. Die Reinigungsleiste
13 kann jeweils über zwei Lenkern 28 an zwei Trägereisen 30 aufgehängt sein. Ebenso
können die
Teilleisten 13a bis 13e jeweils mittels eines einzelnen
Lenkers 28 an einem Trägereisen (30a bis 30e) aufgehängt sein. Diese kurzen einzelnen
Teilleisten 13 lassen sich besser den Unebenheiten des Siebbodens anpassen, so daß
jederzeit ein sicheres Anliegen am Siebboden 2 gewährleistet ist. Das Aufliegen
der Teilleisten auf dem Siebboden wird dadurch verbessert, wenn die Lenker 28 mittels
einer Feder.31 nach unten gedrückt werden. Zur Verbesserung der auf die auszutragenden
Teilchen wirkende Transportkomponente sind die Teilleisten 30a bis 30e jeweils unter
dem gleichen Neigungswinkelo& zur Tangentialen angeordnet. Damit ist sichergestellt,
daß der Reibwiderstand und damit die Transportkomponente an allen Stellen nahezu
gleich ist und somit ungleichmäßige Anhäufungen von Pülpeteilchen vor den Reinigungsleisten
vermieden werden. Je mehr die Reinigungsleiste 13 in Teilleisten unterteilt ist,
ergibt sich die Form einer Spirale, die besonders günstig für den Austrag der abzutransportierenden
Teilchen ist.
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Die dem Behältermantel 1 zugeordneten Teilleisten
haben
eine größere Siebfläche zu bestreichen als die dem Mittelrohr 6 zugeordneten Teilleisten.
Damit alle Teilleisten in etwa die gleiche "iebfläche bestreichen, sind die Linsen
der Teilleisten vom Behälteräußeren zum Beiiälterinneren hin verkleinert. Bei der
Unterteilung der feinigungsleisten 13 in Teilleisten 13a bis 13e müssen die einzelnen
Teilleisten sich überdeckend angeordnet sein.
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Zweckmäßigerweise werden die Abstände der Teilleisten 13a bis 13e
in Umfangsrichtung nahezu gleich gehalten.