DE29432C - Neuerung an Vacuum-Verdampfapparaten für Zuckersäfte - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

In der nachstehenden Beschreibung soll gezeigt werden, wie es bei sonst gleichen Elementen möglich ist, beim Betrieb der Verdampfapparate und beim Heizen der Systeme von mehr als drei Körpern (effeis multiples) beträchtliche Ersparnisse an Brennmaterial zu machen, und welche Veränderungen an den bezw. Apparaten getroffen werden müssen, um dieses zu erreichen.

Wenn man den Dreikörperapparat in Rohrzuckerfabriken anwendet, so ist man, da man für den Dampf des dritten Körpers keine Verwendung hat, gezwungen, denselben durch Einspritzen von Wasser zu condensiren, genau wie man das bei den Kochapparaten macht; hieraus ergiebt sich, dafs die Verdampfung unter niedrigem Druck vor sich geht, welcher ganz vortheilhaft, aber auch nicht gerade unentbehrlich für die gute Qualität des Syrups ist.

In Rübenzuckerfabriken hingegen ist dies ganz etwas anderes; bei der grofsen Flüssigkeitsmenge, welche hier zum Sieden gebracht wird, und der vielfachen Erwärmung, welche nöthig ist, liefern die Heizschlangen und die Heizkörper für die Diffusion und Scheidung etc. eine sehr grofse Oberfläche für die Condensation der Dämpfe, und da der dritte Körper nicht genügend Dampf für diese beträchtliche Erwärmung liefert, so ist es überhaupt unvortheilhaft, einen Dreikörperapparat anzuwenden, um Brennmaterial zu sparen, es wird vielmehr im allgemeinen ein Zweikörperapparat für jede Arbeit genügen.

Da nun der aus dem zweiten Körper kommende Dampf des Zweikörperapparates nicht unter ioo° haben darf, so arbeitet der Verdampfapparat nicht mehr unter Luftleere, es herrscht vielmehr in dem zweiten Körper annähernd atmosphärischer Druck, bald etwas mehr, bald weniger hoch.

Hieraus ergiebt sich für die Rübenzuckerfabrikation eine ganz neue Methode für die allgemeinen Heizvorrichtungen; die Verdampfung erfolgt in einem Zweikörperapparat ohne Luftleere, wobei die Condensation in normaler Weise durch Injection und Luftpumpe bewirkt wird und als Condensationsoberfläche sämmtliche Heizschlangen oder Heizrohrkörper der Fabrik dienen.

Diese neue Methode bildet den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sie ist mit ihren praktischen Consequenzen und bestimmten Einrichtungen auf der beiliegenden Zeichnung in den Fig. 1 bis 7 zur Darstellung gebracht, Fig. i. Es wird angenommen, dafs man das neue Verfahren in einer Fabrik zur Anwendung bringen will, in welcher die Verdampfung mittelst eines Dreikörperapparates ABC und die Scheidung in der mit Heizschlangen versehenen Wärmpfanne H erfolgt, eine Anordnung, wie sie in Frankreich allgemein üblich ist.

In diesem Falle würde der dritte Körper C überflüssig; er wird deshalb mit dem zweiten

Körper derart verbunden, dafs beide zusammen einen Doppelkörper geben; der erste Körper A des Dreikörperapparates bleibt auf, der erste Körper des Zweikörperapparates und die Körper B und C bilden zusammen den zweiten Körper. Der Condensator Q des Dreikörperapparates wird durch einen Ventilhahn T abgesperrt; auf dem Dampfrohr, welches die beiden Körper B und C verbindet, oder auf deren gemeinschaftlichem Sicherheitskörper D wird ein Stutzen mit Rohr K als Speiserohr für sämmtliche Wärmpfannen etc. montirt, welche in der Fabrik im Betrieb sind und diesen beiden Körpern als Condensatoren dienen; dieses sind unter anderen in einer mit Diffusion arbeitenden Fabrik die folgenden:

1. die Siedepfanne L mit genügend grofser Heizfläche;

2. die Diffusionsheizkörper M, deren Heizfläche entsprechend vergröfsert werden kann;

3. der rohrförmige, verticale Calorisator N neben den Diffusionsapparaten, durch welchen der Saft geleitet wird, bevor er in die Scheidepfanne H gelangt, und in welchem eine Temperatur von ungefähr 90⁰ herrscht;

4. die Heizschlangen sämmtlicher Wärmeapparate für den Saft und Syrup, bevor dieselben filtrirt werden, sowie überhaupt alle durch Dampf geheizten Apparate in der Fabrik;

5. die Heizschlagen der Scheidepfanne H. Die Verdampfung erfolgt hierbei in dem

zweiten Körper B auf 25 bis 27⁰B.; hierauf wird der Syrup filtrirt und in dem dritten Körper C bis auf 35 oder 40⁰ B. gebracht; dieser Körper dient als Reservoir für den Syrup zur Speisung des Klärsels und zum Körnen. Das abfliefsende Condensationswasser des ersten Körpers sammelt sich, wie gewöhnlich, in dem Ballon O, wobei es sich empfiehlt, den Ballon geschlossen zu construiren und mit einem Hahn zu versehen, durch welchen man die nicht condensirbaren Gase entweichen läfst, dergestalt, dafs in dem Ballon und in dem unteren Theil des ersten Körpers annähernd derselbe Druck herrscht.

Das Condensationswasser der beiden zweiten Körper sammelt sich in gleicher Weise in einem anderen Ballon oder geschlossenen Reservoir P, welcher des reichlich vorhandenen Ammoniaks wegen mit der Kohlenstation verbunden, im übrigen aber ebenso montirt ist wie der vorige. Alle übrigen Condensationswasser der Anlage sammeln sich in dem Condensator Q des früheren Dreikörperapparates, welcher mittelst des Ventilhahnes T von dem dritten Körper separirt ist und in welchem keine Einspritzungen mehr gemacht werden, und werden von hier durch die Luftpumpe des Dreikörperapparates abgesaugt.

In dem Falle, dafs ein Theil oder sämmtliche Heizschlangen des Betriebes zu functioniren aufhörten, würde auch der Zweikörperapparat aufser Thätigkeit gesetzt werden; deshalb mufs der zweite Körper C durch seinen Sicherheitskörper in Verbindung mit dem Condensator bleiben, von welchem er andererseits bei normalem Betrieb durch den Hahn T abgesperrt ist. Man öffnet diesen Hahn und bedient sich der Einspritzung, sobald die Condensation auf der Oberfläche der gesammten Heizrohrköper unterdrückt ISt₁₁ und der Apparat wird hierdurch zu einem gewöhnlichen Zweikörperapparat.

Um in dem zweiten Körper eine Temperatur von ioo° zu erhalten, mufs der Dampf in dem ersten Körper einen gewissen Ueberdruck haben; würde man nun, um dies zu erreichen, den nöthigen Dampf direct in den Körper leiten, so würde man einen so hohen Druck erhalten, dafs dadurch leicht der Gang der Maschinen unterbrochen werden könnte; um diesem Uebelstande vorzubeugen, führt man den Dampf nicht direct in den Körper, sondern in einen Calorisator (röhrenförmig oder mit Heizschlangen versehen), in welchem der zu verdampfende Saft enthalten ist. Der Austritt aus diesem Calorisator erfolgt am unteren Theil des röhrenförmigen Zwischenraumes des ersten Körpers und der Saft tritt dort gleichzeitig mit dem gebildeten Dampf in den ersten Körper über.

An Stelle des Calorisators kann man auch im Innern des Körpers selbst, sei es oberhalb oder unterhalb des Rohrkörpers, eine Heizschlange anordnen, welche innerhalb des Saftraumes in den Saft eintaucht und welcher der bezw. Dampf direct zugeführt wird; jedenfalls aber mufs diese Heizschlange so placirt sein, dafs sie in keiner Weise das Reinigen der Rohre behindert.

Zu diesem Zweck erweitert man die Wand des Körpers oberhalb des Rohrkörpers in der in Fig. 2 dargestellten Weise und ordnet 'dann in dem entstandenen ringförmigen Raum die Heizschlange an, wobei die Rohrplatte vollkommen frei bleibt. Bei der zweiten Scheidung kann sich das Bedürfnifs' herausstellen, einen Dampf von mehr als ioo° zu haben; wenn man sich nun hierzu des Dampfes des ersten Körpers bedient, ohne zuvor das reichlich vorhandene Ammoniak absorbirt zu haben, so würden die kupfernen Heizschlangen zerfressen werden, und deshalb ist es nöthig, die kupfernen Heizschlangen der Scheidepfannen durch solche aus Eisen zu ersetzen, weil letzteres Material durch Ammoniak nicht ange-. griffen wird.

Der Dampf wird hierbei von dem ersten Körper durch das Rohr Y entweder direct in den zweiten Körper oder erst in den Sicherheitskörper geleitet; von gröfserem Vortheil dürfte jedoch die folgende Anordnung sein:

Der ganze aus dem Saft gebildete Dampf des ersten Körpers tritt in den zweiten Körper über und der Ueberschufs, welchen man für die Scheidung verwenden will, tritt aus dem ringförmigen Zwischenraum des zweiten Körpers durch die Rohre für die Ableitung der ammoniakhaltigen Dämpfe, welche von da einen gröfseren Durchmesser erhalten, wie gewöhnlich , und nicht mit Hähnen versehen sind; von hier aus geht der Dampf alsdann in die eisernen Heizschlangen der Scheidepfannen über. Hieraus ergiebt sich der weitere Vortheil, dafs man die zweiten Körper ebenso gründlich wie schnell von Ammoniak befreit.

Um Dämpfe von mehr als ioo° zu erhalten, kann man sich auch des in dem zweiten Körper aus dem Saft erzeugten Dampfes bedienen; diese Dämpfe werden in allen Heizschlangen der Anlage condensirt und ihre Retouren effectiiiren sich, indem sie durch Regulirventile zu den Condensatoren Q gehen. Sobald man einige oder mehrere dieser Regulirventile öffnet, strömt der Dampf in den Condensator und in die Luftpumpe, wobei von letzterer gleichzeitig mit dem condensirten Wasser ein gewisses Quantum Dampf im Innern des Cylinders eingeschlossen und zusammengeprefst wird, welche Pressung von ^]/₂ bis ι Atmosphäre betragen wird, und es ist klar, dafs proportional dieser Pressung auch die Temperatur dieses Dampfes steigen wird.

Hiervon ausgehend, dürfte es genügen, wenn man in 5 bis 10 m Hohe ein geschlossenes Reservoir anordnet, in welches sowohl das durch die Luftpumpe fortgedrückte Wasser, als auch der eingeschlossene, geprefste Dampf geleitet wurde.

Am Boden dieses Reservoirs würde man alsdann das Wasser ableiten und am oberen Ende müfste ein passendes Rohr zur Entnahme des gespannten Dampfes und zu dessen Weiterführung in die bezw. Heizschlangen und Körper angeordnet werden; nöthigenfalls kann man auch eine besondere Compressionspumpe für diesen Zweck anwenden.

Auf diese Weise kann man z. B. die Säfte der zweiten Scheidung auf ungefähr 95⁰ erwärmen und sie in einem Apparat zum Kochen bringen, welcher nur in der vorbeschriebenen AVeise mit Dampf gespeist wird.

Anstatt den dritten Körper C mit dem Dampf des ersten Körpers A zu heizen, kann man dies mit dem Dampf des zweiten Körpers B thun, dergestalt, dafs der in letzterem vorhandene Dicksaft nicht mehr mit Dampf von mehr als ioo° geheizt wird; aber hierbei wird der aus dem Körper austretende Dampf condensirt und geht für den allgemeinen Betrieb verloren; eine derartige Anlage ist in Fig. 3 gezeichnet

Der Zweikörperapparat wird hier aus den beiden Körpern A und B gebildet. Zur Regulirung des für den Körper C nöthigen Dampfes, welcher Körper als Concentrationsapparat, ähnlich einem gewöhnlichen Kochapparat, dient, und zur Erhaltung des in dem zweiten Körper B gebrauchten Dampfes auf ioo° wird in dem Evacuationsrohr dieses Körpers ein passendes Drosselventil angeordnet, welches von Hand oder automatisch zu bewegen ist.

Für die automatische Regulirung kann man einen kleinen Cylinder anordnen, in welchem sich ein Kolben frei bewegt, so dafs die Drosselklappe geschlossen wird, sobald in dem zweiten Körper eine Luftleere entsteht. Für diesen Zweck können natürlich auch alle anderen Abschlufs- und Regulirvorrichtungen Verwendung finden, gleichviel, ob dieselben von Hand bewegt werden oder automatisch functioniren; der geeignetste Platz für die Anbringung dieses Ventils oder der Drosselklappe wird entweder vor oder hinter dem Sicherheitskörper in der Dampfleitung, vielleicht bei G oder bei F ganz nach der Bequemlichkeit für die Installation zu suchen sein, in jedem Falle aber hinter der Abzweigung K, durch welche der Dampf aus dem zweiten Körper den übrigen Verbrauchsstellen der Fabrik zugeführt wird. Die Condensationswässer des ersten und zweiten Körpers sammeln sich wie früher in P und O₁ alle übrigen Retouren aber gehen durch den Condensator Q des Dreikörperapparates und werden durch die Luftpumpe entfernt.

Da es nun nöthig ist, den Dampf des dritten Körpers zu condensiren, wird der Sicherheitskörper E desselben mittelst des Stutzens X mit dem Condensator R des Kochkessels verbunden, oberhalb dieses Stutzens aber wird ein Ventil oder sonstiges Absperrmittel 5 angeordnety um den Condensator aufser Verbindung mit dem Kochkessel setzen zu können, sobald der letztere aufser Betrieb ist.

In dem Falle, wo man mit continuirlichen Pressen arbeitet, kann der kalte Prefssaft dadurch erwärmt werden, dafs man denselben zuerst durch den Wärmeapparat E gehen läfst, welcher sich am Ende fast aller Dreikörperapparate befindet; von da leitet man alsdann den Saft durch einen zweiten Vorwärmer D, welcher an Stelle des, Sicherheitskörpers des zweiten Körpers angeordnet ist.

In diesem Falle müfste das Regulirventil (Drosselklappe) des zweiten Körpers bei F angebracht sein und auch das Rohr K müfste in der Nähe hiervon am unteren Theil des Vorwärmers abzweigen.

Der Saft tritt aus dem Vorwärmer D, welcher den Vorwärmer Dl ersetzt, der hierbei in Fortfall kommt, mit 90 bis 95⁰ aus und ge-

Claims (1)

1. langt von hier in der früheren Weise zur Scheidung.

   Diese vorbeschriebene Anordnung läfst sich mit einigen Aenderungen, welche durch die Unterschiede bei beiden Verfahren bedingt sind, in der Raffinerie anwenden; zwei Körper C und D, Fig. 4 und 5, welche den ersten und zweiten Körper eines Dreikörperapparates bilden, verdampfen das Klärsei auf 40 bis 42⁰ und heizen die Kochkessel E₁ E₂ E₃ E₄, etc. mit dem Dampf des zweiten Körpers D; hierbei entwickelt sich bei der Verdampfung des Klärsels nur wenig Dampf, so dafs sämmtlicher in dem zweiten Körper erzeugte Dampf in den Heizschlangen der im Betrieb stehenden Kochkessel zur Condensirung gelangt.

   Durch eine passende Anordnung von Ventilen und Röhren kann man nöthigenfalls den ersten Körper C isoliren. Es wird hierfür die folgende Anordnung vorgeschlagen, welche bei der Raffinerie die Concentration der Exosmosewässer und solcher Flüssigkeiten von geringer Dichtigkeit bei Anwendung geringer Kosten erlaubt.

   Diese Flüssigkeiten, denen eine gewisse Erhöhung der Temperatur nicht schadet, gelangen in einem Doppelkörper A und B zur Verdampfung, dergestalt, dafs der eine Körper entleert wird, während der andere auf den Siedepunkt gelangt; die hierbei erzeugten Dämpfe dienen alsdann zum Heizen des ersten Körpers C des vorbeschriebenen Systems. Das Verkochen erfolgt auf diese Weise wie in einem Vierkörperapparat, indem die Osmose-Flüssigkeiten und das Klärsei vollkommen getrennt von einander zur Verdampfung gelangen, und es ist leicht, die einzelnen Körper dieses Systems durch passende Rohr- und Ventilanordnung von einander zu separiren.

   Es können hierbei auch noch andere Flüssigkeiten als nur Osmosewässer und Klärsei verdampft werden, dies geschieht alsdann in dem Körper C, in welchem kein Klärsei eingeführt wird; dabei mufs die Rohrleitung, durch welche die zu verdampfenden Flüssigkeiten in den Körper C geleitet werden, und diejenige, durch welche die concentrirten Säfte abgeleitet werden, mit Hähnen versehen sein, um jede gewünschte Flüssigkeit zuführen und nach der Concentration ableiten zu können, ohne sie mit dem in dem Körper D enthaltenen Klärsei in Berührung zu bringen, wobei immer die Möglichkeit bestehen bleibt, die Arbeit in der oben angegebenen Weise führen zu können. Ebenso mufs auch der Körper D dergestalt angeordnet sein, dafs die Zuführung des Klärsels in denselben direct erfolgen kann und ohne dafs letzterer erst den Körper C passirt.

   Die Retouren sämmtlicher Kochkessel (Pfannen) erfolgen durch eine besondere Luftpumpe E.

   Die Construction der geschlossenen Körper C und D kann sowohl Röhrenkörper wie Heizschlangen berücksichtigen, es ist nur dafür Sorge zu tragen, dafs, damit die Kochapparate mit Leichtigkeit von dem letzten Körper aus gespeist werden können, der Boden dieses Körpers ungefähr auf demselben Niveau liegt wie die Böden der Kochkessel.

   In den Fig. 6 und 7 ist gezeigt, in welcher Weise die zur Verwendung gelangenden Heizschlangen zu construiren und anzuordnen sind; die spiralisch gebogene Schlange ist mit ihrem inneren Ende an einem central stehenden Rohrkörper α befestigt, durch welchen die Zuleitung des Dampfes erfolgt, während am anderen, äufseren Ende der Schlange dieselbe in einen Rohrkörper b von kleinerem Durchmesser ausläuft, welch letzterer zur Abführung des Condensationswassers dient.

   Es ist klar, dafs man bei dieser Ausführung mehrere Heizschlangen über einander anordnen und somit die Heizfläche beliebig variiren kann, sowie dafs alsdann immer das eine Ende des centralen Rohres α entsprechend verschlossen werden mufs.

   Pat en t-An s ρ ruch:

   Bei der Benutzung von Brüdendämpfen der Verdampfapparate zur Beheizung anderer Apparate der Zuckerfabriken, z. B. der Calorisatoren für den Rübensaft, die Anwendung eines völlig ohne Einspritzwasser arbeitenden, lediglich mit Luftpumpe und Abfallrohr versehenen Condensators für die Brüdendämpfe.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.