DE2906977C2 - Method and device for obtaining aqueous sugar solutions from sugar-containing parts of plants - Google Patents

Method and device for obtaining aqueous sugar solutions from sugar-containing parts of plants

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DE2906977C2 DE19792906977 DE2906977A DE2906977C2 DE 2906977 C2 DE2906977 C2 DE 2906977C2 DE 19792906977 DE19792906977 DE 19792906977 DE 2906977 A DE2906977 A DE 2906977A DE 2906977 C2 DE2906977 C2 DE 2906977C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.The invention relates to a method and a device according to the preamble of the claim 1 or claim 5.

Bei dem aus der DE-OS 26 33 339 bekannten Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art wird das zerkleinerte Pflanzenmaterial im Gegenstrom zu einer Extraktionsflüssigkeit durch den Aufschlußbehälter geführt, was apparativ zu erheblichen Komplikationen und damit zu einem relativ geringen Wirkungsgrad des bekannten Verfahrens führtIn the method known from DE-OS 26 33 339 in the preamble of claim 1 mentioned type, the shredded plant material is in countercurrent to an extraction liquid through out of the digestion vessel, which in terms of apparatus leads to considerable complications and thus to a relative low efficiency of the known method leads

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches Verfahren der in Frage stehendenThe object of the present invention is to provide a simple method of the in question

ίο Art zu schaffen, welches ohne erhebliche apparative Komplikationen mit großem Wirkungsgrad durchführbar ist.ίο kind of creating, which without significant apparatus Complications can be carried out with great efficiency.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zuerst aufgeschlossen und in einer nachgeschalteten Abtrenn- und Waschstufe extrahiert wird. Hierdurch können erfindungsgemäß die apparativen Komplikationen des gleichzeitigen Aufschließens und Extrahierens im Gegenstrom vermieden und ein besserer Wirkungsgrad erzielt werden.This object is achieved according to the invention with a method of the type mentioned in the preamble of claim 1 solved in that first digested and in a subsequent separation and washing stage is extracted. In this way, according to the invention, the device-related complications of the simultaneous unlocking can be avoided and extraction in countercurrent can be avoided and a better efficiency can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften, den Wirkungsgrad weiter erhöhenden Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung erfolgt das Aufschließen und Extrahieren kontinuierlich, wobei vorzugsweise das Extrahieren zunächst durch Abtrennen in einem Verdichtungsbereich des aufgeschlossenen Pflanzenmaterials und anschließend durch Auswaschen des aufgeschlossenen Pflanzenmaterials erfolgt.
Es i^t außerdem erfindungsgemäß zweckmäßig, das Aufschließen in Gegenwart von Enzymen durchzuführen. Während bei dem Verfahren der DE-OS 26 33 339 ausweislich der Beschreibung ein Abbau von Tri- und Disacchariden nicht stattfindet, ist es gerade die Absicht des erfindungsgemäßen Hinzusetzens von Enzymen, einen Abbau von Polyglucosiden bis zum Monosaccharid Glucose zu erreichen und so einen möglichst hohen Anteil an Polyglucosiden in eine schnell und leicht vergärbare Form zu überführen. Nach dem Verfahren der Erfindung lassen sich Polyglucoside, z. B. der Stärkeapteil in Zuckermais und Zuckerhirse, Dextrane in verdorbenem Zuckerrohr, Dextrine und Hemicellulosen in Zuckerrohr und Agaven sowie andere Polyglucoside in hier nicht im einzelnen aufgeführten Pflanzen zu vergärbarem Zucker abbauen. Nach diesem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, bisher nicht verwertbare pflanzliche Rohstoffe zur Ethanolherstellung zu verarbeiten, wobei erhebliche Ausbeuten an vergärbaren Zuckerlösungen erzieh werden. Die Ausbeutesteigerungen können, je nach Art des eingesetzten Pflanzenmaterials und seines Gehaltes an Ce-Zuckern in den leichter abbaubaren Polysaccariden bis zu 100% erreichen. Auf diese Weise lassen sich die Rohstoffkosten für die Herstellung vergärbarer Zuckerlösungen entsprechend senken, und das Angebot an Rohstoffen für die Gewinnung vergärbarer Zuckerlösungen wird erheblich vergrößert.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, which further increases the efficiency, the digestion and extraction take place continuously, the extraction preferably being carried out first by separating the digested plant material in a compression area and then by washing out the digested plant material.
It is also expedient according to the invention to carry out the digestion in the presence of enzymes. While in the process of DE-OS 26 33 339, as evidenced by the description, a breakdown of tri- and disaccharides does not take place, it is precisely the intention of adding enzymes according to the invention to breakdown polyglucosides down to the monosaccharide glucose and thus as high a level as possible To convert the proportion of polyglucosides into a quickly and easily fermentable form. According to the method of the invention, polyglucosides, e.g. B. the starch portion in sweet corn and sugar millet, dextrans in rotten sugar cane, dextrins and hemicelluloses in sugar cane and agaves and other polyglucosides in plants not listed here in detail to break down into fermentable sugar. According to this aspect of the method according to the invention, it is possible to process vegetable raw materials that were previously unusable for the production of ethanol, with considerable yields of fermentable sugar solutions being raised. The increases in yield can, depending on the type of plant material used and its Ce sugar content, reach up to 100% in the more easily degradable polysaccharides. In this way, the raw material costs for the production of fermentable sugar solutions can be reduced accordingly, and the supply of raw materials for the production of fermentable sugar solutions is increased considerably.

Erfindungsgemäß geeignete Enzyme sind insbesondere temperaturbeständige ot-Amylasen, Glucosidasen, Hemicellulasen, Detranasen und Cellulasen. Nach Maßgabe des speziell verwendeten Enzyms werden die Reaktionsbedingungen diesem Enzym, oder umgekehrt, angepaßt. Die angewendete Enzymmenge ist ebenfalls von den vorgenannten Reaktionsparametern abhängig. Die Aktivität der Enzym-Handelsprodukte ist nicht einheitlich angegeben; häufig wird in SKB-Einheiten (Molzahl gebildete Glucose pro Zeiteinheit pro Mengeneinheit) angegeben.According to the invention suitable enzymes are in particular temperature-resistant ot-amylases, glucosidases, Hemicellulases, detranases and cellulases. Depending on the specific enzyme used, the Reaction conditions adapted to this enzyme or vice versa. The amount of enzyme used is also depends on the aforementioned reaction parameters. The activity of the enzyme commercial products is not uniformly indicated; is often in SKB units (number of moles of glucose formed per unit of time per Unit of measure).

Die Aktivität der gehandelten EnzympräparateThe activity of the traded enzyme preparations

schwankt leider außerordentlich stark und reicht z. B. von Cellulasepräparaten von nur lOSKB/1 bis zu Amylasepräparaten von 1 00 000 SKB/1. In der Praxis empfiehlt es sich, durch einige Vorversuche festzustellen, wo die Grenze des wirtschaftlich vertretbaren Aufwandes nach Maßgabe der erzielten Ausbeutesteigerung an vergärbarem Zucker überschritten wird.unfortunately fluctuates extremely strongly and is enough z. B. of cellulase preparations from only lOSKB / 1 up to Amylase preparations from 1 00 000 SKB / 1. In practice, it is advisable to make a few preliminary tests to determine where the limit of the economically justifiable expenditure in accordance with the achieved increase in yield fermentable sugar is exceeded.

Für die Durchführung im großtechnischen Maßstab ist z. B. ein Amylasepräparat mit 20 000 SKB/] gut geeignet, das in einer Menge von 1 I pro 5 t Stärke dzw. Polyglucoside (Verweilzeitmenge) zu überraschend erhöhten Ausbeutesteigerungen führt.For implementation on an industrial scale, for. B. an amylase preparation with 20,000 SKB /] good suitable, dzw in an amount of 1 l per 5 t of starch. Polyglucosides (residence time) too surprising leads to increased yield increases.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 5 genannten, aus der DE-OS 26 33 339 ' ϊ bekannten Art zu schaffen, die einen optimalen Materialfluß unter gleichzeitig vollständiger Abdichtung des unter Druck stehenden Aufschlußbehälters gegen die äußere Atmosphäre ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Eintrags- und Austragseinrichtung des Aufschlußbehälters jeweils als Stopfschnecke ausgebildet ist. Hierdurch wird ein kontinuierlicher Materialfluß gewährleistet, wobei gleichzeitig durch den in der Eintragseinrichtung ausgebildeten Materialpropf eine praktisch vollständige Abdichtung des Aufschlußbehälters erreicht wird.Another aspect of the present invention is to provide a device as described in the preamble of Claim 5 mentioned, from DE-OS 26 33 339 'ϊ known type to create an optimal Material flow while at the same time completely sealing off the pressurized digestion container against the external atmosphere. This is achieved according to the invention in that the entry and the discharge device of the digestion container is designed in each case as a plug screw. This becomes a Continuous flow of material guaranteed, while at the same time by the in the entry device formed material plug a practically complete sealing of the digestion container is achieved.

Außerdem wird der Leckdampfverlust der erfindungsgemäßen Eintrags- und Austragseinrichtung gegenüber den aus der DE-OS 26 33 339 bekannten Ventilen erheblich verringert. 3dIn addition, the leakage steam loss of the feed and discharge device according to the invention is compared the valves known from DE-OS 26 33 339 are significantly reduced. 3d

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in einer Gehäuseinnenwand der Stopfschnecken Längsrippen vorgesehen, die ein Mitdrehen des Materials in der Schnecke verhindern.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention are in a housing inner wall the stuffing screw is provided with longitudinal ribs that allow the material to rotate in the screw impede.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jeweils zwischen der Eintragseinrichtung und dem Aufschlußbehälter und zwischen der Austragseinrichtung und einer als Wascheinrichtung ausgebildeten nachfolgenden Einrichtung zum Abtrennen der wäßrigen Zuckerlösungen ein Absperrorgan vorgesehen. Die Innenwand dieses Absperrorgans muß vollkommen glatt und ohne Kanten sein, die den Materialfluß behindern und zu einem Aufstauen des Pflanzenmaterials führen könnte. Die «5 Absperrorgane dienen dazu, während des Anfahrvorgangs den Aufbau eines dichten Materialstopfens zu ermöglichen und bei Betriebsstörungen einen Abschluß des Aufschlußdruckbehälters nach außen zu gestatten.According to another advantageous embodiment of the device according to the invention is in each case between the entry device and the digestion container and between the discharge device and a as Washing device formed subsequent device for separating the aqueous sugar solutions a shut-off device is provided. The inner wall of this shut-off device must be perfectly smooth and without edges be that obstruct the flow of material and could lead to a build-up of the plant material. The «5 Shut-off devices serve to block the build-up of a tight material plug during the start-up process enable and to allow closure of the digestion pressure vessel to the outside in the event of malfunctions.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen die Einrichtung zum Abtrennen der wäßrigen Zuckerlösungen, die insbesondere als Gegen-/Kreuzstromwaschanlage und/oder als im Stopfbereich der als Stopfschnecke ausgebildeten Austragseinrichtung angeordneter Siebmantel ausgebildet ist.Further advantageous embodiments of the device according to the invention relate to the device for Separation of the aqueous sugar solutions, which are used in particular as a countercurrent / crosscurrent washing system and / or as formed in the stuffing area of the discharge device designed as a stuffing screw arranged sieve shell is.

Zur Verbesserung der Wärmebilanz der Einrichtung und damit einer Energieeinsparung ist der Austragseinrichtung eine Rückgewinnungseinrichtung zur Nutzung der in den Brüden enthaltenen Wärmeenergie und zur Gewinnung eines Brüdenkondensats nachgeschaltet.To improve the heat balance of the device and thus to save energy, the discharge device a recovery device for using the thermal energy contained in the vapors and for Downstream extraction of a vapor condensate.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigtThe invention is explained below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zuckersaftgewinnung, b51 shows a device according to the invention for extracting sugar juice, b5

Fig. 2 einen vergrößerten Teilausschnitt von Fig. 1,FIG. 2 shows an enlarged partial section of FIG. 1,

Fig. 3 einen weiteren vergrößerten Teilausschnitt von Fi g. !,undFig. 3 shows a further enlarged partial section of Fi g. !,and

F i g. 4 eine andere Ausfuhr ungsform der Vorrichtung zur Zuckersaftgewinnung.F i g. 4 another embodiment of the device for sugar juice production.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt ein Transportband 1, das das vorzerkleinerte Pflanzenmaterial einem Eintrags- bzw. Dosierbunker 2 zuführt Dc Eint.-agsbunker 2 läuft nach unten konisch zu und besitzt auf einer Welle 3 einen Dosierschneckengang 4, der das Pflanzenmaterial einer Stopfschnecke 5 zuführt Die Welle 3 ist weiterhin mit einem Schneckenband 6 oder Krählarmen 7, T ausgerüstet, die sich in geringem Abstand zur Innenwand des Eintragsbunkers 2 bewegen und ein Anhaften des Pflanzenmaterials und eine Brückenbildung verhindern. Die Schneckenwelle 3 wird über ein Regelgetriebe 11 durch einen Motor 52 angetrieben.The in F i g. 1 comprises a conveyor belt 1, which feeds the pre-shredded plant material to a feed or metering bunker 2 3 is also equipped with a screw conveyor 6 or rake arms 7, T , which move at a small distance from the inner wall of the feed hopper 2 and prevent the plant material from sticking and bridging. The worm shaft 3 is driven by a motor 52 via a control gear 11.

Wie in F i g. 2 im einzelnen zu erkennen ist, besteht zwischen dem Dosierschneckengang 4 und dem Schneckengang 8 der Stopfschnecke 5 eine Unterbrechung, wodurch verhindert wird, daß sich grobfasriges Pflanzenmaterial zwischen Schneckengang und Bunkerwand klemmt und die Vorrichtung damit außer Funktion setzt. An der Innenwand des Schneckengehäuses der Stopfschn-icke 5 sind Längsrippen 59 vorgesehen, um das Mitdrehen des zur Abdichtung erforderlichen Materialstopfens zu verhindern.As in Fig. 2 can be seen in detail, exists between the metering screw flight 4 and the Auger flight 8 of the plug screw 5 an interruption, which prevents coarse-fibred Plant material is stuck between the worm tunnel and the bunker wall and the device is out of the way Function sets. Longitudinal ribs 59 are provided on the inner wall of the screw housing of the stuffing lugs 5, to prevent the material plug required for sealing from turning.

Zwischen der Stopfschnecke 5 und einem Aufschlußdruckbehäl.er 21 befindet sich ein Absperrorgan 10. Dieses Absperrorgan dient einerseits zur Abdichtung des Aufschlußbehälters 21 nach außen, und andererseits wird durch das beim Anfahrvorgang der Vorrichtung geschlossene Absperrorgan 10 der für die Abdichtung erforderliche Materialstopfen zwischen der Stopfschnecke 5 und dem Aufschlußbehälter 21 gebildet.Between the plug screw 5 and a digestion pressure vessel 21 there is a shut-off element 10. This shut-off element serves on the one hand for sealing of the digestion container 21 to the outside, and on the other hand, by the start-up process of the device closed shut-off device 10 of the material plug required for sealing between the stuffing screw 5 and the digestion vessel 21 is formed.

Über die Stopfschnecke 5 gelangt das Pflanzenmaterial in den Aufschlußbehälter 21. In Fig. 1 besteht der Aufschlußbehälter aus einem liegenden, zylindrischen Druckbehälter 72 mit Ein- und Austragsstutzen 23, 24 für das Pflanzenmaterial und einer Bandschnecke 25, die den gleichmäßigen, zwangsweisen Transport durch den Aufschlußbehälter 21 besorgt, wobei i:i radialer Richtung eine Durchmischung stattfindet und die aufzuwendende Energie für den Materialtransport gering bleibt. Um Materialstau und tote Ecken im Aufschlußbehälter 21 zu vermeiden, ist am Behäiterende im Bereich des Austragsstutzens 24 die Bandschnecke 25 unterbrochen und hinter dem Austragsstutzen 24 ein gegenläufiges Schneckenstück 26 vorgesehen. Diese Ausi'ührungsform ist bei kleineren Anlagen und besonders dann von Vorteil, wenn das zu verarbeitende Material nach der Vorzerkleinerung und während des thermischen Aufschlusses eine mehr breiige Konsistenz hat und einen hohen Stärkeanteil enthält. Durch die Anordnung wird eine gute Durchmischung des Materials mit den zugesetzten Chemikalien und Enzymen und ein rascher Ablauf der Reaktion erreicht.Via the screw conveyor 5, the plant material enters the digester 21. In Fig. 1, the digester from a horizontal cylindrical pressure vessel 72 with inlet and discharge port 23, 24 for the plant material and a ribbon screw 25 the uniform, forced transport through the Digestion container 21 concerned, with i: i mixing taking place in the radial direction and the energy required for transporting the material remains low. In order to avoid material jams and dead corners in the digestion container 21, the conveyor screw 25 is interrupted at the end of the container in the area of the discharge nozzle 24 and a counter-rotating screw piece 26 is provided behind the discharge nozzle 24. This embodiment is advantageous in smaller systems and particularly when the material to be processed has a more pulpy consistency after pre-shredding and during the thermal digestion and contains a high proportion of starch. The arrangement ensures that the material is thoroughly mixed with the chemicals and enzymes added and that the reaction proceeds quickly.

Die Beschickung des Aufschlußbehälters 21 erfolgt entweder füllstand- oder gewichtsabhängig über eine Füllstandsregelung oder durch Regelung des Behälterinhaltsgewichtes. The digestion container 21 is charged either by filling level or by weight via a Level control or by controlling the weight of the container.

Durch entsprechende Lagerung des Aufschlußbehälters 21 auf einer Waage 27 kann eine stetige Regelung der Beschickung, vorzugsweise durch Änderung der Drehzahl der Stopfschnecke 5, erreicht werden. Die Ba..dschnecke 25 des Aufschlußbehälters 21 wird über ein Regelgetriebe 28 durch einen Motor 29 angetrieben. Durch Drehzahländerung kann die Vorschubgeschwindigkeit der Bandschnecke 25 und damit die Verweilzeit des Materials im Aufschlußbehälter 21 variiert werden.By appropriate storage of the digestion container 21 on a scale 27, continuous regulation can be achieved the feed, preferably by changing the speed of the screw plug 5, can be achieved. the Ba..dschnecke 25 of the digestion container 21 is driven by a motor 29 via a control gear 28. By changing the speed, the feed speed of the screw conveyor 25 and thus the dwell time of the material in the digestion container 21 can be varied.

Über den gesamten Aufschlußbehälter 21 sind in F i g. 1 nicht eingezeichnete Anschlüsse zum Einbringen von Heißdampf/Heißwasser, Chemikalien und Enzymen sowie für den Anschluß der notwendigen meß- und regeltechnischen Einrichtungen angebracht, wobei der Dampf hauptsächlich tangential und damit parallel zur Behälterwand einströmt. Hierdurch werden lokale Überhitzungen vermieden und eine gleichmäßige Verteilung des Dampfes erreicht.Over the entire digestion vessel 21 are shown in FIG. 1 connections, not shown, for introduction of superheated steam / hot water, chemicals and enzymes as well as for the connection of the necessary measuring and control equipment attached, with the steam mainly tangential and thus parallel to the Container wall flows in. This avoids local overheating and ensures that it is even Distribution of steam achieved.

Durch Kompensatoren 30,30' wird die Gewichtsmessung des Aufschlußbehälters 21 ermöglicht.The weight is measured by compensators 30, 30 ' of the digestion container 21 allows.

In F i g. 4 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem senkrecht stehenden Aufschlußbehälter 31 dargestellt. Diese Ausführungsform ist besonders für größere Anlagen wegen ihres geringen Platzbedarfs von Vorteil. Das Material gelangt wieder in einen Eintragsbunker 2, der sich von der bereits beschriebenen Ausführungsform insoweit unterscheidet, als er keine Stopfschnecke, sondern eine Dosierschnecke 5' mit einem Dosierschneckengang 8' enthält. Über diese Dosierschnecke 5' gelangt das Material in eine Eintragsstopfschnecke 42. Auf der von einem Motor 48 über ein Regelgetriebe 47 angetriebenen Welle der Eintragsstopfschnecke 42 befinden sich im Bereich unter der Dosierschnecke 5' Paddel 43, im übrigen Bereich ein Voilschneckengang 44 mit abnehmender Steigung.In Fig. 4 is an embodiment of the device according to the invention with a vertical one Digestion tank 31 is shown. This embodiment is particularly suitable for larger systems because of their low space requirement is an advantage. The material arrives again in an entry bunker 2, which differs from the embodiment already described in this respect, when he did not have a plug screw, but a dosing screw 5 'with a dosing screw flight 8' contains. Via this metering screw 5 ', the material arrives at a feed screw conveyor 42. On the from a motor 48 via a control gear 47 driven shaft of the feed auger 42 are located in the area under the metering screw 5 'paddle 43, in the remaining area a Voilschneckengang 44 with decreasing Pitch.

Hierdurch wird das Material soweit komprimiert, daß sich ein dichtender Stopfen ausbildet. Über einen Kompensator 45 und eine Absperrvorrichtung 46 gelangt das Material in einen Aufschlußbehältcr 31. Dieser ist in der gezeigten Ausführungsform als siloartiger vertikaler Druckbehälter ausgebildet und entspricht im Prinzip einer vergrößerten Ausführung des Eintragsbunkers. Der Aufschlußbehälter 31 besteht aus einem zylindrischen und einem unteren konischen Teil mit einem angeflanschten Mantelrohr 35 einer Dosierschnecke 38. Auf einer Welle 32 der Dosierschnecke 38, die über ein Regelgetriebe 39 von einem Motor 40 angetrieben wird, befindet sich eine Transportschnecke 34 mit geringem Durchmesser und eine schmale Bandschnecke 33 und/oder Krählarme 36, 36'. Der Materialfluß durch den Aufschlußbehälter 31 erfolgt unter der Wirkung der Schwerkraft; die Transportschnecke 34 egalisiert den Materialfluß, während die Bandschnecke 33 und/oder Krählarme 36, 36' ein Anhaften des Materials an der Behälterinnenwand und eine Brückenbildung verhindern. Das Aufschlußbehälter 31 ist mit Anschlüssen 41, 4Γ für das Einbringen von Heißdampf/Heißwasser, Chemikalien und Enzymen sowie für die erforderlichen Meß- und Regeleinrichtungen versehen; über eine Wiegeeinrichtung 37, 37' wird sein Gewicht und sein Füllungsgrad gemessen.This compresses the material to such an extent that a sealing plug is formed. About a Compensator 45 and a shut-off device 46, the material enters a digestion container 31. In the embodiment shown, this is designed as a silo-like vertical pressure vessel corresponds in principle to an enlarged design of the entry bunker. The digestion tank 31 consists from a cylindrical and a lower conical part with a flanged casing tube 35 a Dosing screw 38. On a shaft 32 of the dosing screw 38, which via a control gear 39 of a Motor 40 is driven, there is a screw conveyor 34 with a small diameter and a narrow belt screw 33 and / or rake arms 36, 36 '. The flow of material through the digestion tank 31 takes place under the action of gravity; the screw conveyor 34 equalizes the flow of material, while the conveyor screw 33 and / or raking arms 36, 36 'cause the material to adhere to the inner wall of the container and prevent bridging. The digestion tank 31 is equipped with connections 41, 4Γ for the Introduction of superheated steam / hot water, chemicals and enzymes as well as for the necessary measuring and Control devices provided; via a weighing device 37, 37 'its weight and degree of filling are measured.

Der Austrag aus dem Aufschlußbehälter 21 (Fig. 1) oder 31 (Fig.4) erfolgt über eine Stopfschnecke 51 (Fig.3) mit Ein- und Austragsstutzen 53, 54. Die Stopfschnecke 51 besitzt Schneckengänge 5Z die erst hinter dem Eintragsstutzen 53 beginnen und über ein Regelgetriebe 55 durch einen Motor 56 (F i g. 1 und 4) angetrieben werden. Im Bereich des Eintragsstutzens 53 befinden sich Paletten oder Paddel 57, die das Material dem Schneckengang 52 zuführen. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß sich kein grobfaseriges Pflanzenmaterial zwischen Schneckengang und Schnekkengehäuse klemmt. An der Innenwand des Schneckengehäuses sind Längsrippen 59 vorgesehen, die ein Mitdrehen des Materials verhindern.The discharge from the digestion container 21 (Fig. 1) or 31 (Fig.4) takes place via a stuffing screw 51 (Fig.3) with inlet and outlet connections 53, 54. The The stuffing screw 51 has screw flights 5Z that begin only behind the inlet connection 53 and over a Variable speed gearbox 55 are driven by a motor 56 (Figs. 1 and 4). In the area of the inlet nozzle 53 there are pallets or paddles 57 which feed the material to the screw flight 52. Through this arrangement it is guaranteed that there is no coarse-fibred plant material between the worm duct and the worm housing stuck. On the inner wall of the screw housing longitudinal ribs 59 are provided, which a Prevent the material from rotating at the same time.

Im Stopfbereich 60 ist ein Siebmaterial 61 vorgesehen, durch den wäßrige Zuckerlösung über eine Leitung 63 und ein Ventil 64 abgezogen werden kann. Die obere Konzentration der anfallenden Zuckerlösung ist durch die Zellsaftkonzentration des eingesetzten Pflanzenmaterials gegeben.A sieve material 61 is provided in the stuffing area 60, through which aqueous sugar solution is fed via a line 63 and a valve 64 can be withdrawn. The upper concentration of the resulting sugar solution is through given the cell sap concentration of the plant material used.

H) Am Ende des Stopfbereiches 60 befindet sich ein Absperrorgan 62 mit gleicher Funktion wie das Absperrorgan 10 (F ig. 1).H) At the end of the stuffing area 60 there is a shut-off element 62 with the same function as that Shut-off device 10 (Fig. 1).

Das über die Stopfschnecke 51 aus dem Aufschlußbehälter 21 (Fig. 1) oder 31 (Fig. 4) ausgetragene heiße Pflanzenmaterial wird einer Gegen-ZKreuzstrom-Waschanlage 70 mit mehreren Waschstufen zugeführt. Pumpen 71 sorgen für den Umlauf der Waschflüssigkeit. Das Waschwasser wird über eine Leitung 73 aufgegeben. In der Waschanlage 70 sorgt ein Transportband 74 für den Durchsatz des Pflanzenmaterials. Die gewünschte zuckerhaltige Lösung wird über eine Leitung 75 ausgetragen, während der Austrag des ausgewaschenen Pflanzenmaterials bei 76 erfolgt.
Die beim Austrag des heißen Pflanzenmaterial ausThe hot plant material discharged from the digestion container 21 (FIG. 1) or 31 (FIG. 4) via the plug screw 51 is fed to a counter-Z-cross-flow washing system 70 with several washing stages. Pumps 71 ensure the circulation of the washing liquid. The washing water is fed in via a line 73. In the washing installation 70, a conveyor belt 74 ensures the throughput of the plant material. The desired sugar-containing solution is discharged via a line 75, while the washed-out plant material is discharged at 76.
The discharge of the hot plant material from

2r> der Stopfschnecke 51 (Fig.3) anfallenden Brüden können über einen Kompressor 81 (F i g. 1 und 4) abgesaugt, verdichtet und in einen Wärmeaustauscher 82 kondensiert werden. Das über eine Leitung 83 austretende Kondensat kann zur Senkung des Wasser-Verbrauchs wiederverwendet werden. Die bei 84 austretende aufgeheizte Wärmeaustauscherflüssigkeit dient zur Verbesserung der Wärmebilanz. 2 r > the stuffing screw 51 (FIG. 3) can be sucked off, compressed and condensed in a heat exchanger 82 via a compressor 81 (FIGS. 1 and 4). The condensate emerging via a line 83 can be reused to reduce water consumption. The heated heat exchanger liquid exiting at 84 serves to improve the heat balance.

In der Waschanlage 70 wird die über die Leitung 73 eingespeiste Wassermenge so eingestellt, daß die Summe aus im Aufschlußbehälter 21 (Fig. 1) oder 31 (F i g. 4) zugegebenem Dampf und/oder Heißwasser und dem in der Waschanlage 70 zugegebenen Waschwasser etwa der Gewichtsmenge des eingesetzten Pflanzenmaterials gleich ist. Nach Maßgabe der in der Stopfschnekke 51 über die Leitung 63 abgezogenen Zuckermenge liegt dann die Konzentration der aus der Waschanlage über die Leitung 75 abgezogenen Zuckerlösung bei etwa 2 bis 20 Prozent, z. B. etwa 12 ProzentIn the washing system 70, the amount of water fed in via line 73 is adjusted so that the Sum of the steam and / or hot water added in the digestion container 21 (FIG. 1) or 31 (FIG. 4) and the washing water added in the washing installation 70 corresponds approximately to the amount by weight of the plant material used is equal to. According to the amount of sugar drawn off in the screw plug 51 via the line 63 the concentration of the sugar solution drawn off from the washing system via line 75 is then included about 2 to 20 percent, e.g. B. about 12 percent

Bei zu niedriger Konzentration der aus der Waschanlage ausgetragenen Zuckerlösung kann diese auch teilweise oder vollständig anstelle von Heißwasser in den Aufschlußbehälter 21 (Fig. 1) oder 31 (Fig.4) rückgespeist werden.If the concentration of the sugar solution discharged from the washing system is too low, it can also partially or completely instead of hot water in the digestion tank 21 (Fig. 1) or 31 (Fig. 4) be fed back.

Das vorliegende Verfahren wird bei Temperaturen von 40 bis 1500C, vorzugsweise 100 bis 130° C durchgeführt, wobei sich Temperaturen von etwa 110 bis 115° C als besonders vorteilhaft erwiesen haben. Die angewendeten Drücke ergeben sich aus den angewendeten Temperaturen und betragen demgemäß 1 bis 5 bar, vorzugsweise 1 bis etwa 3 bar und insbesondere 1 bis etwa 1,8 bar. Das Verfahren wird bei pH-Werten von 3 bis 9, vorzugsweise 5 bis 8, durchgeführt, wobei pH-Werte von etwa 63 bis 7,7 besonders vorteilhaft sind. Zur Erzielung dieser pH-Werte werden gegebenenfalls übliche Säuren (z. B. Schwefelsäure) oder Laugen (z.B. Alkalihydroxid) und Puffersubstanzen (z.B. Phosphate oder Acetate) verwendet Der angewendete pH-Wert richtet sich in erster Linie nach dem verwendeten speziellen Enzym.The present process is carried out at temperatures of 40 to 150 0 C, preferably 100 to 130 ° C, said temperatures have been found of about 110 to 115 ° C to be particularly advantageous. The pressures used result from the temperatures used and are accordingly 1 to 5 bar, preferably 1 to about 3 bar and in particular 1 to about 1.8 bar. The process is carried out at pH values of 3 to 9, preferably 5 to 8, pH values of about 63 to 7.7 being particularly advantageous. To achieve these pH values, customary acids (e.g. sulfuric acid) or alkalis (e.g. alkali hydroxide) and buffer substances (e.g. phosphates or acetates) may be used. The pH value used depends primarily on the specific enzyme used.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Gewinnung wäßriger Zuckerlösungen aus zuckerhaltigen Pflanzenteilen, bei dem zerkleinertes Pflanzenmaterial bei erhöhten Temperaturen und erhöhtem Druck aufgeschlossen und extrahiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst aufgeschlossen und in einer nachgeschalteten Abtrenn- und Waschstufe extrahiert wird.1. Process for the production of aqueous sugar solutions from sugar-containing parts of plants, in which crushed plant material opened up and at elevated temperatures and pressure is extracted, characterized in that first unlocked and in a downstream Separation and washing stage is extracted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschließen und Extrahieren kontinuierlich erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that that the digestion and extraction takes place continuously. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrahieren zunächst durch Abtrennen in einem Verdichtungsbereich des aufgeschlossenen Pflanzenmaterial und anschließend durch Auswaschen des aufgeschlossenen Piianzenmaterials erfolgt3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the extracting first by Separating in a compression area of the digested plant material and then by washing out the disintegrated Piianzenmaterials he follows 4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschließen in Gegenwart von Enzymen erfolgt.4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the digestion takes place in the presence of enzymes. 5. Vorrichtung zur Gewinnung wäßriger Zuckerlösungen aus zuckerhaltigen Pflsnzenteilen mit einer Zerkleinerungseinrichtung für die Pflanzenteile, einer Transporteinrichtung für das zerkleinerte Pflanzenmaterial, einer Dosiereinrichtung, einem Behälter zum Aufschließen des Pflanzenmaterials und einer Einrichtung zum Abtrennen der wäßrigen Zuckerlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrags- und Austragseinrichtungen des Aufschlußbehälters (21) jeweils als Stopfschnecke (5, 51) ausgebildet ist.5. Device for obtaining aqueous sugar solutions from sugar-containing plant parts with a Shredding device for the plant parts, a transport device for the shredded Plant material, a metering device, a container for opening up the plant material and a device for separating the aqueous sugar solutions, characterized in that the Entry and discharge devices of the digestion container (21) each as a screw plug (5, 51) is trained. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Gehäuseinnenwand der Stopfschnecken (5,51) Längsrippen (59) vorgesehen sind.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that in an inner wall of the housing Plug screws (5.51) longitudinal ribs (59) are provided. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen der Eintragseinrichtung (5) und dem Aufschlußbehälter (21) und zwischen der Austrageinrichtung (51) und einer als Wascheinrichtung (70) ausgebildeten nachfolgenden Einrichtung zum Abtrennen der wäßrigen Zuckerlösungen ein Absperrorgan (10,62) vorgesehen ist.7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that in each case between the entry device (5) and the digestion container (21) and between the discharge device (51) and a subsequent one designed as a washing device (70) A shut-off device (10, 62) is provided for separating off the aqueous sugar solutions. 8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abtrennen der wäßrigen Zuckeriösungen mindestens eine Gegen-ZKreuzstromwaschanlage aufweist.8. The device according to at least one of claims 5 to 7, characterized in that the Device for separating the aqueous sugar solutions at least one counter-Z cross-flow washing system having. 9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Stopfbereich (60) der als Stopfschnecke ausgebildeten Austragseinrichtung eine als Siebmantel (61) ausgebildete Einrichtung zum Abtrennen der wäßrigen Zuckerlösungen vorgesehen ist.9. The device according to at least one of claims 5 to 8, characterized in that im The stuffing area (60) of the discharge device, which is designed as a stuffing screw, has a screen casing (61) trained device is provided for separating the aqueous sugar solutions. 10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine der Austragseinrichtung (51) nachgeschaltete Rückgewinnungseinrichtung (81,82) zur Nutzung der in den Brüden enthaltenen Wärmeenergie und zur Gewinnung eines Brüdenkondensats.10. The device according to at least one of claims 5 to 9, characterized by one of the Discharge device (51) downstream recovery device (81, 82) for using the in the Vapors contain thermal energy and to obtain a vapor condensate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4400469A (en) * 1981-06-15 1983-08-23 Harris Fritz B Production of ethanol from Jerusalem Artichokes
FR2522683A1 (en) * 1982-03-05 1983-09-09 Valorisation Agrobiologique Processing proteinaceous and sugar contg. plant matter - to recover feed cake and opt. juice for alcoholic fermentation
EP0088686A1 (en) * 1982-03-05 1983-09-14 Societe De Valorisation Agrobiologique Process for the treatment of glucidic vegetal materials for obtaining dehydrated press cakes and sugar juices
FR2570716B2 (en) * 1982-03-05 1987-01-09 Valorisation Agrobiologique IMPROVED PROCESS FOR THE PHYSICO-CHEMICAL TREATMENT OF PLANTS, PARTICULARLY CARBOHYDRATE PLANTS
FR2638064A1 (en) * 1988-10-21 1990-04-27 Guillamot Gilbert Method for preparing purees and cocktails of fruit and vegetable nectars

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3195446A (en) * 1957-07-09 1965-07-20 French Oil Mill Machinery Process for recovery of juice from sucrose bearing materials
DE1908225C3 (en) * 1969-02-14 1975-08-14 1000 Berlin Biotechnical process for the production of enzymes that hydrolytically split starch-like polysaccharides and dextrans as well as oligosaccharides of the corresponding bond types
DE2633339C2 (en) * 1976-07-24 1984-10-25 Ballweg, Achim, Dipl.-Ing., 6650 Homburg Method and device for obtaining concentrated sugar juice from sugar-containing parts of plants

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