DE2801088A1

DE2801088A1 - Kuehler fuer gemische von kristallen und kristallisierender fluessigkeit bei der gewinnung von zucker und verwandten erzeugnissen

Info

Publication number: DE2801088A1
Application number: DE19782801088
Authority: DE
Inventors: Rud Frik Madsen
Original assignee: Danske Sukkerfabrikker AS
Current assignee: Danske Sukkerfabrikker AS
Priority date: 1977-01-13
Filing date: 1978-01-11
Publication date: 1978-07-20
Also published as: FR2377450B1; NL7800373A; DK147287B; IT1091880B; US4194557A; GB1585307A; BE862849A; DK147287C; DK12977A; IT7819215A0; FR2377450A1

Description

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LEINWEBER & ZIMMERMANN

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. H. Leinweber (ΐ93ο-τβ) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky

Rosental 7, 8000 München 2

2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989 Telex 528191 lepatd Telegr.-Adr. Leinpat München

den 11. Januar 1978

Unser Zeichen Z/X

Aktieselskabet De Danske Sukkerfabrikker

Langebrogade 5

DK-1001 Kopenhagen K, Dänemark

Kühler für Gemische von Kristallen und kristallisierender Flüssigkeit bei der Gewinnung von Zucker und verwandten

Erzeugnissen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler für Gemische von Kristallen und kristallisierender Flüssigkeit bei der Gewinnung von Zucker und verwandten Erzeugnissen, worunter Erzeugnisse zu verstehen sind, die beim Kristallisieren ein ähnliches Verhalten wie Zucker zeigen, wozu insbesondere andere Saccharide, wie Fructose und Glucose, gehören-

Die Kristallisation leicht löslicher Stoffe, deren Löslichkeit mit steigender Temperatur zunimmt, erfolgt häufig

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ORIGINAL !Ni

durch Kühlen eines Gemischs von Kristallen und Lösung. Dieses Gemisch wird nachfolgend als Füllmasse bezeichnet.

Solche Gemische von Kristallen und Lösung haben häufig eine hohe scheinbare Dichte (Konsistenz). Dies ist z.B. bei der Kristallisation von Saccharose, Fructose und Glucose der Fall. Das Kühlen stößt auf Schwierigkeiten, weil die hohe Viskosität zu einer mäßigen Wärmeübertragung führt und weil häufig an den Kühlflächen eine Schicht von Kristallen wächst, wodurch zusätzlich der Wärmeübergang gesenkt wird.

Die Kühlung erfolgt häufig in Behältern mit Rührmechanismen und bewegbarer oder ortsfester Kühlfläche, die mit Wasser, Luft oder anderen Kühlmedien gekühlt wird. Das Kühlen erfolgt entweder ansatzweise oder dadurch, daß die Füllmasse kontinuierlich durch einen oder mehrere Behälter fließt, die mit einer Kühlanlage ausgestattet sind. In der Praxis hat sich gezeigt, daß im Kristallisationsprozeß der begrenzende Faktor die Erzielung genügenden Temperaturabfalls ist, und es ist oft schwierig und kostspielig, eine ausreichende Kühlfläche auszubilden.

Um optimale Kristallisation mit maximaler Ausbeute zu erreichen, wurde durch Versuche gefunden, daß es beim Kristallisieren des letzten Produkts bei der Saccharosegewinnung nützlich ist, eine rasche Kühlung der Füllmasse von einer Temperatur von 70 - 80 ⁰C, bei der sie anfällt, auf 60 ⁰C zu erhalten, worauf ein rascheres Abkühlen in einer herkömmlichen Anlage von Vorteil ist.

Kühler sind in Form eines Rohrkühlers mit im wesentlichen vertikalen Rohren bekannt, durch die ein Fluid gepumpt wird und die sich zu Kammern an ihren Boden- und oberen Enden hin öffnen und von einem Kühlmedium umgeben sind, z.B. umlaufendem Wasser. Diese bekannten Kühler jedoch sind nicht geeignet zum Kühlen von Gemischen von Kristallen und kri-

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stallisierenden Flüssigkeiten der hier in Frage kommenden Art, da sich auf der Innenwand der Rohre rasch eine Kristallschicht bildet, wodurch die Rohre leicht verstopft werden können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diesem Nachteil abzuhelfen -

Erfindungsgemäß sind in den Rohren Kolben oder Stempel vorgesehen, die in der ganzen oder praktisch in der ganzen Rohrlänge einen Teil des Querschnitts jedes Rohres ausfüllen und dadurch einen schlitzartigen Durchgang entlang der Rohrwand bilden, wobei die Kolben oder Stempel mit einer Einrichtung gekoppelt sind, die sie durch die Rohre auf und ab bewegt.

Durch die Verwendung solcher Kolben oder Stempel wird aufgrund des schlitzartigen Querschnitts des Strömungskanals durch die Rohre ein erhöhter Wärmeübergang erzielt, und es hat sich gezeigt, daß die Auf- und Abbewegung der Kolben oder Stempel durch die Rohre die Kühlflächen sauber hält und den Wärmeübergang weiter steigert.

Zur Erzielung eines maximalen Effekts sollten die Kolben oder Stempel jederzeit ganz durch die Rohre ragen, und um dies zu erreichen, sollten sie vorzugsweise länger als die Rohre sein, wobei sich ihre Enden in den Boden- und oberen Kammern auf und ab bewegen, wodurch zugleich ein wirksamer Rühreffekt der Füllmasse in den Boden- und oberen Kammern erreicht wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Kühler zwei Kühlerabschnitte auf, die parallel miteinander verbunden sind, wobei die Boden- und obere Kammern jeweils miteinander in Verbindung stehen und die Kolben oder Stempel eines Abschnitts sich nach oben bewegen, während sich die des anderen Abschnitts nach unten

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bewegen. Als Ergebnis dieser Anordnung führt der Gesamteffekt der Kolben oder Stempel in den Kammern zu keiner Verdrängung, wodurch starke Druckschwankungen vermieden werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert, von diesen zeigt

Fig. 1 einen Kühler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht im Teilschnitt längs der Linie I-I in Fig. 3,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 3 und

Fig. 3 einen waagrechten Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.

Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Kühler zwei parallel miteinander verbundene Kühlerabschnitte auf. Die zu kühlende Füllmasse wird durch ein Einlaßrohr 14 zugeführt und gelangt durch eine Verbindungskammer 20 in die Bodenkammern 21 der beiden parallelen Kühler 22. Die Kühler weisen eine Reihe von Rohren 11 auf, die von einem Kühlmedium umgeben sind und sich an ihren oberen Enden zu den oberen Kammern 24 hin öffnen, die durch eine Verbindungskammer 25 miteinander in Verbindung stehen, mit der eine Auslaßleitung 15 verbunden ist. Im Kühlmedium sind seitliche Umlenk- oder Prallflächen 23 vorgesehen, die die Strömungsgeschwindigkeit erhöhen, und zur Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums und dadurch zur Erhöhung des Transmissionskoeffizienten wird eine Umlauf- oder Förderpumpe 16 verwendet. In jedem Rohr 11 ist ein zylindrischer Kolben oder Stempel 17 vorgesehen, der z.B. aus einem Rohr besteht, in das zum Ausgleich Sand gefüllt sein kann. Der Durchmesser des Kolbens oder Stempels ist etwas kleiner als der Durchmesser der Rohrwandung, so daß ein Ringschlitz ge-

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bildet wird. Alle Kolben oder Stempel in jedem Kühler sind miteinander verbunden und werden mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 8 auf- und abwärts bewegt.

Die Bewegung kann so gesteuert werden, daß die Kolben oder Stempel eines der Kühler nach oben bewegt werden, während die des anderen Kühlers nach unten bewegt werden. Hierdurch entsteht am Boden der Kühler eine Bewegung, durch die die Abscheidung von Kristallen verhindert und der Druck am Einlaß praktisch konstant gehalten wird.

Die Bewegung der Kolben oder Stempel der beiden Kühler kann auch gleichzeitig in gleicher Richtung erfolgen, oder die Vorrichtung könnte auch mit nur einem Kühler gebaut werden. Dadurch werden starke Druckschwankungen hervorgerufen. Dies ist in manchen Fällen nicht annehmbar, in den Fällen aber, in denen solche DruckSchwankungen akzeptabel sind, ist der Wärmeübergang etwas höher, wie wenn die Kolben oder Stempel in Gegenphase bewegt werden.

Die Kolben oder Stempel können auf verschiedene Weise aufgebaut sein: Als glatte Rohre, als Rohre mit verteilten Schabern oder als Rohre mit einem in Längsrichtung der Rohre verschiedenen Durchmesser. Für eine Füllmasse aus der Zuckergewinnung haben sich Kolben oder Stempel in Form gewöhnlicher glatter Rohre als ebenso wirksam erwiesen wie andere Formen.

Beispiel

In einem Kühler der dargestellten Art, der bei einer Einlaßtemperatur der Füllmasse von 75 ⁰C, einer Auslaßtemperatur von 64 ⁰C und einer Temperatur des Kühlmediums von 40 ⁰C arbeitet, wurde bei der Bearbeitung des Nachprodukts bei der Zuckergewinnung ein Wärmeübergangskoeffizient von 0,67 kcal/

°C min · m gemessen. Der Kolbenhub betrug 30 cm, der Rohrdurchmesser 15 cm, der Kolbendurchmesser 11 cm und die Rohrlänge 200 cm. _8og82g_/o8(U

Claims

Patentansprüche

1. Kühler für Gemische von Kristallen und kristallisierender Flüssigkeit bei der Gewinnung von Zucker und
ähnlichen Produkten, bestehend aus einem Rohrkühler mit
praktisch senkrechten Rohren, die sich in Kammern an ihren Boden- und oberen Enden öffnen, dadurch gekennzeichnet,

daß in den Rohren Kolben angeordnet sind, die in der gesamten oder praktisch ganzen Rohrlänge einen Teil des Querschnitts jeden Rohres ausfüllen und dadurch einen schlitzartigen Durchgang entlang der Rohrwandung bilden, wobei
die Kolben an eine Einrichtung zur Auf- und Abwärtsbewegung durch die Rohre gekoppelt sind.

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben länger als die Rohre und ihre Enden in den Boden- und oberen Kammern auf- und abwärts bewegbar sind.

3. Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei miteinander verbundene, parallel angeordnete Kühlerabschnitte aufweist, deren Boden- und obere Kammern miteinander verbunden sind, wobei die Kolben beider Abschnitte im Gegentakt bewegbar sind.

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