DE2934964A1

DE2934964A1 - Verfahren zur nutzung des waermeinhaltes von brueden bei der eindampfkristallisation von dicksaft.

Info

Publication number: DE2934964A1
Application number: DE19792934964
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Herbert Ing. 8350 Plattling Licha; Dr.-Ing. Dr. Peter Mosel; Ekkard Dipl.-Ing. Schröter
Original assignee: Sueddeutsche Zucker AG
Current assignee: Suedzucker AG
Priority date: 1979-08-29
Filing date: 1979-08-29
Publication date: 1981-03-12
Also published as: DE2934964C2

Description

Verfahren zur Nutzung des Wärmeinhaltes von
Brüden bei der Eindampfkristallistation von Dickstaft Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung des Wärmeinhaltes von Brüden der Eindampfkristallisation nach der mehrstufigen Safteindickung im Bereich der Eindampfkristallisation (Zuckerkristallisation) bzw.
Zuckerhaus.
In der Bundesrepublik Deutschland wird zur Zeit von den Zuckerherstellern für die Erzeugung von 1 kg Zucker eine Heizwärme von ca. 7500 kJ benötigt.
Der Verbrauch dieser Heizwärme teilt sich wie folgt auf: Verbrauch für Anwärmung von Prozeßmedien: 33% : 2500 kJ/kg Zucker Verbauch nach der mehrstufigen Safteindickung im Bereich der Eindampfkristallisation bzw.
Zuckerhaus: 67% : 5000 kJ/kg Zucker Es ist anzustreben, den hohen Heizwärmeverbrauch nach der mehrstufigen Safteindickung (67%, entsprechend 5000 kJ/kg Z) zu reduzieren. Die Reduzierung soll dadurch erreicht werden, daß an der Stelle des bisher verwendeten Heizmediums, nämlich Brüden aus der Verdampfstation (siehe ULLMANNS ENCYKLOPADIE DER TECHNICHEN CHEMIE, 3. Auflage 1969, Band 19, S. 239), Brüden aus der Eindampfkristallisation (Zuckerkristallisation) verwendet werden. Diese Brüden werden bis jetzt nur zu max. 20% für Anwärmzwecke benutzt. Jede nicht erfolgte Brüdenentnahme aus der Verdampfstation ist gleichzusetzen mit einer Primärenergieinsparung.
Aus der De-PS 27 29 192 ist ein Verfahren zur Ausnutzung des Wärmeinhaltes von Kondensaten und/oder Brüden bei der Zuckerherstellung während der Saftreinigung und Safteindampfung bekanntgeworden. Dabei wird der Dünnsaft einer Dampfungsverdampfung unterzogen, vor welcher der Dünnsaft zunächst abgekühlt, anschließend ein- oder mehrstufig entspannt und somit konzentriert wird. Anschließend wird der so abgekühlte und konzentrierte Dünnsaft wieder mit Kondensaft und/oder Brüden aus dem Zuckerherstellungsprozeß auf seine Ausgangstemperatur angewärmt. Für eine Einigung von Dicksaft, Zentrifugenabläufen und/oder Lösungen auf wieder aufgelöstem Zucker ist dieses bekannte Verfahren nicht wie dort beschrieben ohne weiteres anwendbar. Die Heizflächen der Verdampfer würden bei der Eindickung der vorliegenden hochkonzentrierten Lösungen inkrustieren, die mögliche Wärmeübertragung würde innerhalb kürzester Zeit erheblich beeinträchtigt werden.
Das Verfahren wird undurchführbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das aus der DE-PS 27 29 192 bekannte energiesparende Verfahren bei der Dünnsaftbehandlung auch für die Eindampfkristallisation von Dicksaft verwendbar zu machen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Anwendung des aus der DE-PS 27 29 192.5 bekannten Verfahren zur Ausnutzung des Wärmeinhaltes von Kondensaten und/oder Brüden bei der Zuckerherstellung durch Entspannungsverdampfung, bei der Saft zunächst abgekühlt, anschließend ein- oder mehrstufig entspannt und somit konzentriert wird und der so abgekühlte und konzentrierte Saft anschließend wieder mit Kondensat und/oder Brüden aus dem Zuckerherstellungsprozeß auf seine Ausgangstemperatur angewärmt wird, auf Dicksaft, Zentrifugenabläufe (Sirupe) aus den einzelnen Kristallisationsstufen und/oder Lösungen aus wieder aufgelöstem Zucker, wobei Mittel zur Vermeidung einer Ausbreitung des Entspannungsdruckes auf den Wärmeaustauschbereich (Abkühlen und Anwärmen des Saftes) vorgesehen sind.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Vorgänge "Verdampfung und "Anwärmung" durch eine Drucksperre voneinander getrennt. Ziel der Trennung ist es, die bei der Eindickung der genannten konzentrierten Lösungen auftretenden Inkrustationen nicht an den Heizflächen der Austauscher, sondern im Entspannungsgefäß entstehen zu lassen. Dadurch bleibt der Wärmeübergang weitgehend erhalten. Die Ausfällungen im Entspanner haben auf den Eindickungsprozeß keinen Einfluß.
Anhand des beigefügten beispielsweisen Verfahrensschemas wird die Erfindung näher erläutert: Die einzudickende Lösung wird in einem Wärmeaustauscher 1 im Gegenstrom gegen eingedicktes Produkt abgekühlt und in den Entspanner gepumpt. Die eingedickte, abgekühlte Lösung wird mittels eines Wärmeaustauschers 3 angewärmt und ebenfalls dem Entspanner 2 zugeführt. Heizmedium 4 ist Brüden aus der Eindampfkristallisation (Kochstation). Die Vorgänge Verdampfung und Anwärmung werden durch eine Drucksperre 5 voneinander getrennt. Ein Teil der eingedickten Lösung wird dem Kreislauf entnommen, im Gegenstrom angewärmt und zur nächsten Kristallisationsstufe gefördert. Der im Entspanner 2 anfallende Wasserdampf wird in einem Kondensator 6 mit Vakuumpumpe niedergeschlagen.
Die Produkttemperatur im Entspanner ist in Abhängigkeit von der Reinheit der einzudickenden Lösung festzulegen. Ziel ist es, die größtmögliche Temperaturdifferenz zwischen Anwärmung und Entspannung zu erreichen, ohne dabei den Sättigungszustand der Lösung zu überschreiten. Je kleiner die Temperaturdifferenz ist, desto grösser muß die Umwälzleistung sein, um die gewünschte Eindickung zu erreichen.
Die Grenzen der möglichen Eindickung werden also von der Entspannungstemperatur sowie von der ein- oder mehrfachen Umwälzung bestimmt.
Bisher wird der Brüden aus der Eindampfkristallisation in Mischkondensatoren niedergeschlagen. Das hieraus austretende Fallwasser wurde in den Vorfluter eingeleitet oder Uber Rückkühlwerke gekühlt, wobei der Oberschuß an Fallwasser den Kläranlagen zufließt. Wird jetzt Brüden aus der Eindampfkristallisation nach dem beschriebenen Verfahren verwendet und dieser vorher über einen Saft- bzw. Tropfenabscheider geführt, kann das anfallende Kondensat als warmes und härtefreies Wasser in den Prozeß zurückgenommen werden.
Somit fällt diese Menge an Kondensat nicht als umweltbelastendes Abwasser an.
Die Erfindung ist eine Entlastung der zentralen Kondensation.
Werden z.B. in einer bestehenden Fabrik Teile der Eindampfkristallisationsstufen vergrößert, trägt die Erfindung dazu bei, daß die bestehende Kondensation nicht erweitert werden muß und damit auf dort größere Investitionskosten verzichtet werden kann.
Im Gegensatz zur Eindickung im höheren Temperaturbereich wird die Qualität der temperaturempfindlichen Lösungen durch die Eindampfung im Niedrigtemperaturbereich nicht beeinflußt.
Das beschriebene Verfahren hat eine hohe Leistungsziffer.
Die elektrische Energie für Pumpen ist im Verhältnis zu der Wärmemenge, die den Brüden aus der Eindampfkristallisation entzogen wird, sehr klein. Die nachfolgenden Beispiele sollen einen Einblick geben, welche Einsparungspotentiale mit der Erfindung genutzt werden können: Beispiel 1: Der Dicksaft aus der mehrstufigen Verdampfstation hat in der Regel einen Trockensubstanzgehalt von 65 - 70 X.
Nach der anschließenden Dicksaftfiltration kann der Saft 0 0 von 95 C auf 80 C abgekühlt werden. Mittels des beschriebenen Verfahrens wird der Dicksaft weiter bis zu einem Trockensubstanzgehalt von z.B. 72 - 75% eingedickt. Die dabei mögliche Einsparung beträgt im Mittel 450 kJ/kg Zucker.
Beispiel 2: Zwischenprodukte, die als Zentrifugenabläufe bei den einzelnen Kristallisationsstufen anfallen, werden aus technologischen Gründen verdünnt. Hier in diesem Beispiel vor einer Ionenaustauscher-Anlage.
Nach dem Ionenaustausch, vor Eintritt in die nächste Kristallisationsstufe, wird das Produkt mit dem beschriebenen Verfahren von z.B. 65 auf 75 Bx eingedickt. Die dabei eingesparte Primärenergie beträgt hier 250 kJ/kg Zucker.

Claims

ANSPROCHE 1. Anwendung des aus der DE-PS 27 29 192.5 bekannten Verfahrens zur Ausnutzung des Wärmeinhaltes von Kondensaten und!oder Brüden bei der Zuckerherstellung durch Entspannungsverdampfung, bei der Saft zunächst abgekühlt, anschließend ein- oder mehrstufig entspannt und somit konzentriert wird und der so abgekühlte und konzentrierte Saft anschließend wieder mit Kondensat und/oder Brüden aus dem Zuckerherstellungsprozeß auf seine Ausgangstemperatur angewärmt wird, auf Dicksaft, Zentrifugen-abläufe (Sirupe) aus den einzelnen Kristallisationsstufen und/oder Lösungen aus wieder aufgelöstem Zucker, wobei Mittel zur Vermeidung einer Ausbreitung des Entspannungsdruckes auf den Wärmeaustauschbereich (Abkühlen und Anwärmen des Saftes) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung zur Durchführung der Anwendung nach Anspruch 1 mit mindestens einem Entspannungsgefäß und vor- und nachgeschalteten Wärmeaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in den Zu- bzw. Ableitungen zwischen Entspannungsgefäß (2) und Wärmeaustauschern (1, 3) eine Drucksperre (5) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksperre (5) jeweils als eine'Drosselstelle, ein in Richtung zum Entspannungsgefäß öffnendes Rückschlagventil oder dergleichen ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksperre (5) unmittelbar am Entspannungsgefäß (2) angeordnet ist.