DE3032922A1

DE3032922A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines gemisches aus zucker und aufloesefluessigkeit

Info

Publication number: DE3032922A1
Application number: DE19803032922
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Berg.-Ing. 4630 Bochum Trojan
Original assignee: Hein Lehmann Ag 4000 Duesseldorf; Hein Lehmann AG
Current assignee: Hein Lehmann Trenn- und Foerdertechnik 4000 GmbH
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1982-04-15
Also published as: IN155093B; GB2085026A; GB2085026B; DE3032922C2

Description

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Hein, Lehmann AG, Fichtanatr. 75, 4000 Düsseldorf 1

■- 4" 29.8.1980

De/Am

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus Zucker und Auflösef lüssiglceit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Zuckerlösung konstanter Dichte aus Zucker und Auflöseflüssigkeit, insbesondere in einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, bei dem der Zentrifuge in geregelter Menge Füllmasse zugeführt wird, die in Ablauf und Zucker getrennt wird, wobei der Zucker mit Hilfe einer geregelten Menge an Auflöseflüssigkeit gelöst wird und schließlich die Zucker-

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lösung aus der Zentrifuge abgezogen wird, gemäß Patentanmeldung P 29 10 625,

Verfahren dieser Art werden vor allem bei der Herstellung von Zucker höherer Reinheit eingesetzt. Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 25 50 496 bekannt. Bei der beschriebenen Dichteregelung wird als Regelgröße die Mischtemperatur aus Zuckertemperatur und Auflöseflüssigkeit vorgeschlagen. Sie soll konstant gehalten werden und damit auch das Gewichtsverhältnis Zucker zu Auflöseflüssigkeit, Dieses Gewichtsverhältnis Zucker zu Auflöseflüssigkeit ist ein Maß für die Dichte der Lösung.

Da die Mischtemperatur von 4 Größen abhängig ist, nämlich der Temperatur des Zuckers, der Temperatur der Auflöseflüssigkeit, der Menge des Zuckers und der Menge der Auflöseflüssigkeit, müssen drei Größen mit drei Regeleinrichtungen konstant gehalten werden, damit die vierte, nämlich die Menge an Auflöseflüssigkeit in Abhängigkeit von der Mischtemperatur regelbar wird. Ein sehr umständliches Verfahren, abgesehen davon, daß auch die Umgebungstemperatur nicht ohne Einfluß ist. So würde bei Tage und höherer Außentemperatur eine dichtere Zuckerlösung erzeugt als bei Nacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mittels dessen sich mit einfachen Mitteln und weitestgehend störungsfrei eine Zuckerlösung aus Zucker

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und Auflöseflüssigkeit mit konstanter Dichte unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile erzeugen läßt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgainäß dadurch gelöst, daß die Dichte des Gemisches erfaßt und in Abhängigkeit davon die Menge an Auflöseflüssigkeit, z.B. Wasser zugegeben wird. Damit ist es für die Erzeugung der Zukkerlösung mit vorgegebenen Dichte nicht unbedingt erforderlich, die Menge des Zuckers zu regeln. Auch die Temperaturen und deren eventuelle Schwankungen spielen keine Rolle. Statt mehreis Regelkreise ist nur ein einziger erforderlich. Dadurch kann der regelungstechnische Aufxiand und infolge dessen die Störanfälligkeit wesentlich verringert werden.

Ein exaktes und schnelles Verfahren ist erfindungsgemäß gekennzeichnet dadurch, daß die Dichte der Zuckerlösung mittels eines Dichtemeßgeräts, dem ein Signalgeber zugeordnet ist, erfaßt wird und daß der Ist-Wert χ des Signalgebers auf einen Regler gegeben wird, der sein Ausgangssignal y an ein Stellglied zur Dosierung der Auflöseflüssigkeit weitergibt.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß auch dadurch gelöst werden, daß die Durchflußmenge an Auflöseflüssigkeit und die Durchflußmenge an Füllmasse erfaßt und das Mengenverhältnis beider Mengen konstant gehalten wird. Zur Erfassung der

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Menge an Auflöseflüssigkeit wird bevorzugt ein Durchflußmesser mit elektrischem oder pneumatischen Signalausgang verwendet. Als Meßsignal für die Durchflußmenge an Füllmasse dient vorzugsweise die Stromaufnähme oder Wirkieistungsaufnahme des Motors, der den Zentrifugenkorb antreibt. Dieses Verfahren setzt zwar einen weitgehend konstanten Kristallgehalt der Füllmasse voraus, was aber in der Regel der Fall ist.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des zuerst genannten erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge und mit einem regelbaren Stellglied für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit ist gekennzeichnet durch ein auf das Stellglied über einen Regler einwirkendes Dichtemeßgerät .

Dichteänderungen der Zuckerlösung können dann sofort erfaßt und schnell ausgeglichen werden, wenn bei einer Vorrichtung mit einer Zentrifuge, die eine Prallwand und einen die Prallwand abgrenzenden Stauring aufweist, im Bereich des Staurings eine Probenahmeleitung angeschlossen ist, die zum Dichtemeßgerät führt.

Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Mengenverhältnisregelung zeichnet sich dadurch aus, daß bei einer Zentrifuge mit je einem regelbaren Stellglied für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit und die der Füllmasse je ein Durchflußmengenmesser für die Auflöseflüssigkeit und die Füllmasse vorgesehen sind, wobei der Durchfluß-

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-δι mengenmesser für die Füllmasse über einen Verhältnisnagler auf das Stellglied für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit einwirkt.

Anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele wird im folgenden die Erfindung näher erläutert.

Dabei zeigt die linke Hälfte der Zeichnung einen Schnitt einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Dichtemeßgerät und die rechte Hälfte einen Schnitt der Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Mengenverhältnisregelung.

Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit deren Hilfe bei Verwendung einer Zentrifuge eine Zuckerlösung aus Zucker und Auflöseflüssigkeit erzeugt wird. Die so gewonnene Zuckerlösung besitzt eine hohe und konstante Dichte, die zur besseren Weiterverarbeitbarkeit der Zuckerlösung wesentlich beiträgt. Die Zentrifuge besitzt einen konischen, nach oben sich erweiternden Zentrifugenkorb 1 mit vertikaler Achse. Den Zentrifugenkorb 1 treibt ein Motor 20 an. Ein Gehäuse 2 umgibt die Einbauten der Zentrifuge. Der obere Teil des Gehäuses kann als erste Prallwand 3 für den von der Abschleuderkante 4 des Zentrifugenkorbes abgeschleuderten Zucker dienen. Geringfügig unterhalb der Hohe der Abschleuderkante 4 ist am Gehäuse 2 ein durchgehender erster Stauring 5 befestigt, der die erste Prallwand 3

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nach unten abschließt. Über dem ersten Stauring 5 befindet sich eine Ringleitung 6 mit Öffnungen, die die austretende Flüssigkeit z.B. Einmaischflüssigkeit gegen die erste""T?rallwand 3 und/oder auf den freifliegenden Zucker richtet. Der zwischen 10 und 30 mm unterhalb der Abschleuderkante angeordnet und rechtwinklig zur Prallwand verlaufende erste Stauring 5 hat eine Breite von 30 mm. Eine austauschbare zweite Prallwand 16 ist am Deckel 17 des Gehäuses 2 eingebaut. Innerhalb der zweiten Prallwand 16 ist im Bereich des Deckels eine Ringleitung 18 für die Auflöseflüssigkeit vorgesehen. Prallwand 16 und Ringleitung 18 sind gemeinsam an dem beispielsweise hochklappbaren Deckel 17 austauschbar befestigt. Die Ringleitung 18 für die Löseflüssigkeit besitzt Öffnungen, die die Auflöseflüssigkeit, insbesondere Wasser oder eine ungesättigte Zuckerlösung, gegen die zweite Prallwand 16 und/oder auf den freifliegenden Zucker richten. Die zweite Prallwand 16 reicht bis etwa 40 mm unterhalb der Höhe der Abschleuderkante 4 des Zentrifugenkorbes 1. Sie wird durch einen nach innen weisenden rechtwinklig angeschlossenen zweiten Stauring 19, der nur wenige Millimeter, z.B. 5 mm, breit ist, begrenzt. Auf die eingebaute zweite Prallwand 16 prallt der gesamte abgeschleuderte Zucker, so daß in diesem Einbaufall die für Einmaischzwecke vorgesehene erste Prallwand und die ihr zugeordnete erste Ringleitung 6 nicht zur Wirkung kommt. Ein Zwischenmantel 7 trennt innerhalb des Gehäuses 2 die Räume 8, 9 für den Ablauf und den Zucker voneinander. Der Boden 10 des äußeren Raumes 9 ist geneigt. Im Bereich der tiefsten Stelle ist

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übereinander je ein Auslaß 11,12 angeordnet. Zwischen den beiden Au&iässen 11,12 ist ein Syphonblech 13 vorgesehen. Das Syphonblech 13 ist oben und unten offen und bildet zwischen sich und der Innenseite des Gehäuses einen nach oben sich erweiternden Abflußkanal. Der Auslaß 11 ist verschlossen. Innerhalb des äußeren Raumes 9 ist eine Heizeinrichtung eingebaut. Die Heiseinrichtung besitzt eine Ringleitung 14 mit Öffnungen aus denen das Heizfluid, insbesondere Dampf, annähernd in Richtung der LängserStreckung der Ringleitung 14, d.h. annähernd tangenial austreten kann.

Die in der linken Hälfte der Zeichnung gezeigte Vorrichtung besitzt weiterhin eine Probenahmeleitung 21, die im Bereich des Staurings 19 angeschlossen ist und direkt zu einem außerhalb der Zentrifuge befindlichen Dichtemeßgerät 22 führt. Durch die Probenahmeleitung kann unmittelbar ein Teilstrom der Zuckerlösung abgezogen, zum Dichtemeßgerät _oeleitet und von dort beispielsweise wieder in die Zentrifuge zurückgeführt werden.

Eine Zuleitung 23 für die Auflöseflüssigkeit mündet in die Ringleitung 18. Die Zuleitung 23 besitzt ein Stellglied 24 für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit. Ein Signalgeber 25 des Dichtemeßgerätes 22 ist mit einem Regler 26 mit Leitgerät verbunden. Regler 26 und Stellglied 24 sind miteinander gekoppelt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Dichtemeßgerät arbeitet nach folgendem Prinzip. Eine beispielsweise aus einer Einmaischzentrifuge kommende Füllmasse wird über ein Stellglied 27, z.B. einen Füllmassere-

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gulierschieber zentral zugeführt und in der Zentrifuge in Abiauf und Zucker getrennt. Dieser Ablauf wird über Leitung 15 abgezogen. Der von der Abschleuderkante 4 abgeschleuderte Zucker erreicht nach kurzer Wegstrekke freifliegend die nahe zweite Prallwand 16, wo infolge der hohen Aufprallgeschwindigkeit eine starke Kornzerstörung auftritt. Von dort wird der Zucker mittels der aus Ringleitung 18 austretenden Auflöseflüssigkeit gelöst. Die Lösung aus Wasser und Zucker läuft über den zweiten Stauring 19, fließt nach unten und sammelt sich im äußeren Raum 9. Auslaß 11 ist verschlos- ; sen. Damit die erzeugte Zuckerlösung aus Zucker und Auflöseflüssigkeit automatisch eine hohe, konstante Dichte besitzt j wird aus dem äußeren Räum 9 oder vorzugsweise über die Probenahmeleitung 21 fortlaufend eine geringe Menge der Zuckerlösung entnommen und dem Dichtemeßgerät 22 zugeführt. Das Dichtemeßgerät 22 bestimmt die jeweilige tatsächliche Dichte der Zuckerlösung und gibt durch den angebauten Signalgeber 25 den Ist-Wert χ auf den Regler 25. Der Regler 25 vergleicht den Ist-Wert χ mit einem vorgegebenen Sollwert und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal an das Stellglied 24 für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit weiter. Liegt der gemessene Ist-Wert der Dichte der Zuckerlösung über dem SoIl-Wert, ist also die Dichte der Zuckerlösung zu hoch, wird das Dosierventil des Stellglieds 24 weiter geöffnet. Dies geschieht so lange bis die gewünschte Dichte erreicht wird. Liegt der gemessene Ist-Wert der Dichte unter dem Soll-Wert, ist also die Dichte der Zuckerlösung zu niedrig, reduziert das Dosierventil die zuzugebende Menge an Auflöseflüssigkeit so lange bis wiederum die gewünschte Dichte erreicht wird.

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m.· Lu 'icL ^.i.iiL._tii LLiI L Ue der Zeichnung gtiiiuL^Le Vorrichtung zur Erzeugung einer Zuckerlösung konstanter Dichte besitzt eine sogenannte Mengenverhältnisregelung, Dazu ist ein Stromwandler 30 als Signalgeber vorgesehen, der ausgehend vom Stromkabel 31 zur Energieversorgung des Motors 20 dessen Stromaufnahme oder Wirkleistung sauf nähme erfaßt. Der Stromwandler 30 ist mit einem Regler 32 verbunden, der seinerseits auf das Stellglied 28, z.B. einen Fü\lmasseregulierschieber mit pneumatischem Antrieb, einwirkt. In der Zuleitung 23, die in die Ringleitung 18 mündet, ist ein Durchflußmesser 27 mit Signalgeber 29 und in Durchlaufrichtung der Auflöseflüssigkeit nachfolgend ein Stellglied 24 zur Dosierung der Auflöseflüssigkeit angeordnet. Signalgeber 29 ist mit

1.5 einem Regler 34 und dieser mit dem Stellglied 24 in Wirlo verbindung gebracht. Das vom Signalgeber des Stromwandlers 30 abgegebene Signal wird außerdem einem Verhältnisregler 33 zugeleitet, dessen Ausgang mit dem Regler 34, der die zuzugebende Menge an Auflöseflüssigkeit regelt, verbunden ist.

Damit auch bei diesem Ausführungsbeispiel die erzeugte Zuckerlösung aus Zucker und Auflöseflüssigkeit automatisch eine hohe, konstante Dichte besitzt, wird die Stromaufnahme des Motors 20 fortlaufend durch den Stromwandler 30 bestimmt. Die Stromaufnahme bzw. die Wirkleistungsaufnahme des Motors ist der zufließenden Menge an Füllmasse direkt proportional und kann deshalb als Ist-Wert χ der Füllmassemenge dienen. Dieser Ist-Wert χ wird auf den Regler 32 gegeben, dessen Ausgangssignal y das Stellglied 28 beeinflußt. Steigt z.B. die Stromauf-

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nahrae oder Wirkleistungsaufnahme des Motors an, ist dies ein Zeichen dafür, daß die pro Zeiteinheit zugeführte Füllmassemenge ebenfalls zunimmt. Ist ein höchst zulässiger Wert erreicht oder wird er überschritten, gibt dar Regler 32 ein entsprechendes Signal an das Stellglied 28, das die zufließende Füllmasseraenge drosselt bis der gewünschte, vorgegebene Sollwert wieder erreicht ist. Fällt dagegen die Stromaufnahme der Wirkleistungsaufnahme des Motors ab, so wird das Stellglied 28 weiter geöffnet, damit mehr Füllmasse in die Zentrifuge fließen kann. Damit ist eine Konstanthaltung der Füllmas semenge sichergestellt. Ein weiterer Regelkreis ist gebildet durch das Stellglied 24 für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit ,""den Durchflußmesser 27 für die Auflöseflüssigkeit, den damit verbundenen Signalgeber und den Regler 34. Dieser Regelkreis dient dazu, die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Auflöseflüssigkeit konstant auf einen vorgegebenen Sollwert W zu halten. Die beiden Regelkreise sind über den Verhältnisregler 33 derart miteinander verbunden, daß sich der Sollwert W des Regelkreises für die Auflöseflüssigkeit proportional dem Ist-Wert χ der Füllmassemenge ändert. Das Ausmaß der Änderung kann mit Hilfe des Verhältnisreglers 33 eingestellt werden. Der Verhältnisregler dient somit zur . Einstellung der gewünschten Dichte der Zuckerlösung.

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Claims

Hein, Lehmann AG, Fichtenstr. 75, 4000 Düssaidorf 1 29.8.1980 De/Atn Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung einer Zuckerlösung konstanter Dichte aus Zucker und Auflöseflüssigkeit, insbesondere in einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, bei dem der Zentrifuge in geregelter Menge Füllmasse zugeführt wird, die in Ablauf und Zucker getrennt wird, wobei der Zucker mit Hilfe einer geregelten Menge an Auflöseflüssigkeit gelöst wird und schließlich die Zuckerlösung aus der Zentrifuge abgezogen wird, gemäß Patentanmeldung P 29 10 625, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Zuckerlösung erfaßt und in Abhängigkeit davon die Menge an Auflöseflüssigkeit zugegeben wird. - 2 -

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Zuckerlösung mittels eines Dichtemeßgeräts(22), dem ein Signalgeber (25) zugeordnet ist, erfaßt wird und daß der Ist-Wert χ des Signalgebers (25) auf einen Regler (26) gegeben wird, der sein Ausgangssignal y an ein Stellglied (24) zur Dosierung der Auflöseflüssigkeit weitergibt.

3. Verfahren zur Erzeugung einer Zuckerlösung konstanter Dichte aus Zucker und Auflöseflüssigkeit, insbesondere in einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, bei dem der Zentrifuge in geregelter Menge Füllmasse zugeführt wird, die in Ablauf und Zucker getrennt wird, wobei der Zucker mit Hilfe einer geregelten Menge an Auflöseflüssigkeit gelöst wird und schließlich die Zuckerlösung aus der Zentrifuge abgezogen wird, gemäß Patentanmeldung P 29 10 625, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge an Auflöseflüssigkeit und die Durchflußmenge an Füllmasse erfaßt und das Mengenverhältnis beider Mengen konstant gehalten wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge und mit einem regelbaren Stellglied für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit, gekennzeichnet durch ein auf das Stellglied (24) über einen Regler (26) einwirkendes Dichtemeßgerät (22).

5. ^/orrichtung mit einer Zentrifuge, die eine Prallwand und einen die Prallwand abgrenzenden Stauring aufweist, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Staurings (19) eine Probenahmeleitung (21) angeschlossen ist, die zum Dichtemeßgerät (22) führt.

6» Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 mit einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge und mit je einem regelbaren Stellglied für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit und die der Füllmasse, gekennzeichnet durch je einen Durchflußmengenmesser (27, 30) für die Auflöseflüssigkeit und die Füllmasse, wobei der Durchflußmengenmesser (30) für die Füllmasse über einen Verhältnisregler (33) auf das Stellglied (24) für die Dosierung der Auflöseflüssigkeit einwirkt.

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