DE3409658A1 - Fallstromverdampfer - Google Patents

Description

Fallstromverdampfer

Die Erfindung betrifft einen Fallstromverdampfer mit einem oberen und einem unteren Rohrboden und darin eingelassenen Heizrohren innerhalb einer Heizkammer, an die oberhalb eine Saftzulauf- und -verteilerfcammer und unterhalb eine Brüdenkammer mit Brüden- und Sumpfabzug angeschlossen ist, wobei die Durchmesser von Brüdenkammermantel, Heizkammermantel und Verdampferkopf gleich groß sind und in der Brüdenkammer ein Abscheider, sowie im Brüdenkammermantel ein Brüdenabzugsstutzen vorgesehen ist.

Mit derartigen Verdampfern wird insbesondere in der Zuckerindustrie der Dünnsaft eingedickt. Zu diesem Zweck sind Fallstromverdampfer bekannt (DE-GM 19 5?2 031), bei denen die Brüdenkammer den unteren Teil der Heizkammer ringförmig umgibt. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß aufgrund des vergrößerten Brüdenraumdurchmessers der Platzbedarf solcher Verdampfer sehr groß ist.

Zur Verringerung des Platzbedarfes ist es bekannt (DE-AS 11 14 784) , den Fallstromverdampfer mit durchgehend gleichem Durchmesser herzustellen. Bei dieser Art Verdampfer wird der zu konzentrierende Saft als entspannter Saft in den Verdampferkopf eingeführt und auf die Verdampferrohre verteilt. Mit dem innerhalb der Brüdenkammer vorgesehenen Abscheider werden die Brüden von dem konzentrierten Saft abgeschieden.

Der bei der Zuckerherstellung aus der Saftfabrikation ankommende Saft muß entspannt werden, bevor er in den Fallstromverdampfer eingeführt wird. Entweder wird der Saft außerhalb des Fallstromverdampfers, oder aber innerhalb des Verdampferkopfes entspannt. Im letzteren Falle muß der Verdampferkopf gegenüber der Heizkammer mit einem größeren Durchmesser ausgebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fallstromverdampfer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bei reduziertem Platzbedarf eine Entspannung des überhitzten Saftes in der Brtiden-

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kammer erfolgt, in der gleichzeitig mit einfachsten Mitteln eine Trennung der Brüden vom konzentrierten Saft durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß innerhalb der Brüdenkammer ein einen Ringraum bildender Leitring vorgesehen ist, der mit seinem oberen Teil unterhalb des unteren Rohrbodens befestigt ist, wobei der obere Innendurchmesser des Leitringes mindestens so groß ist wie der Durchmesser des Bündels der Heizrohre und der untere Durchmesser höchstens so groß ist wie der Durchmesser einer im Sumpf der Brüdenkammer vorgesehenen Sumpfwanne und daß der Abstand zwischen der Unterkante des Leitringes und der Oberkante der Sumpfwanne gleich oder größer 1/4 des unteren Durchmessers des Leitringes ist*

Der einzudickende Saft wird außerhalb der Sumpfwanne in die Brüdenkammer eingeführt und kann dort entspannen und wird dann in den Verdampferkopf geführt. Der in den Verdampferkopf eingeführte entspannte Saft wird innerhalb der Heizrohre konzentriert, tritt am unteren Ende der Heizrohre aus und wird

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mittels des Leitringes ohne Vermischung mit dem sich entspannenden Saft in die Sumpfwanne geleitet, in der die Brüden abgeschieden und gemeinsam mit den Brüden aus dem entspannten Saft abgezogen werden.

Zu den wesentlichen Aufgaben des Unterteiles eines Zuckerverdampfers gehört die Trennung des Brüden vom Zuckersirup» Diese Trennung ist aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme abgeschlossen, bevor der Brüden seine maximale Geschwindigkeit im Ringraum erreicht. Vielmehr geht die Trennung im Bereich noch kleiner Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Brüden und Sirup vonstatten, so daß die gefürchtete Sogwirkung des umgelenkten und dann aufwärtssteigenden, beschleunigten Brüdens unterbleibt. Der Brüden wird außerhalb des Querschnittes des zwischen Unterkante Leitring und Oberkante Sumpfwanne strömenden Sirupregens umgelenkt, so daß ein Mitriß von vor allem kleinen Tropfen weitgehend unterdrückt wird. Um auch feinste Sirupteilchen aufzufangen, ist am unteren Teil des Leitringes ein bis zum Brüdenkammermantel reichender Tropfenfänger vorgesehen.

Durch die Formgebung des inneren Leitringes, insbesondere als sich nach unten verjüngender Konus, wird der Brüden nach Verlassen der Heizkammerrohre bis zum Verlassen des Verdampfersdurch den von der Sumpfwanne umgebenden Auslaßstutzen im Verdampfersumpf gleichförmig beschleunigt, so daß Wirbel- und unnötige Turbulenzentfachung auf ein Mindestmaß reduziert werden.

Mit der Verlegung des ringförmigen Brüden-Abscheideraumes in den Bereich unterhalb der Heizkammer zum Entspannen des Saftes und Abscheiden der Brüden reduziert sich der Durchmesser der Brüdenkammer und des Verdampferkopfes auf den Durchmesser der Heizkammer. Damit werden die zunehmenden Schwierigkeiten bei der Aufstellung großer Verdampfer, insbesondere bei Aufstellung innerhalb bestehender Gebäude vermieden. Es entfällt somit der bekannte, die Heizkammer umgebende, die Brüdenkammer bildende Doppelmantel als druckführender Behälterteil und der vergrößerte Durchmesser des Verdampferkopfes. Damit werden neben der Platzersparnis konstruktive und fertigungstechnische Schwierigkeiten in der Werk-

statt und auf der Baustelle vermieden. Ein glatter durchgehender Verdampfermantel läßt sich einfacher herstellen als ein abgestufter Mantel.

Die Entspannung des einzudickenden Saftes und die gleichzeitige Trennung der Brüden vom konzentrierten Saft wird dadurch verbessert, daß die Brüdenkammer einen Zufuhrstutzen zum Zuführen eines überhitzten Saftes und einen Abzugsstutzen zum Abzug eines entspannten Saftes aufweist und daß in den Verdampferkopf eine Zuführleitung für den entspannten Saft eingeführt ist. Dabei ist der im Brüdenkammermantel vorgesehene Brüdenabzugstutzen im Bereich des Ringraumes zwischen dem unteren Rohrboden und dem Tropfenfänger angeordnet e-.

Der rohrfreie Ringraum im äußeren Bereich der Heizkammer schafft die Voraussetzung für die ausreichende Bemessung des vom Leitring gebildeten Ringrauraes innerhalb der Brüdenkammer. Damit kann im Bereich des Dampfzufuhrstutzens innerhalb der Heizkammer ein die Heizrohre umgebendes perforiertes zylindrisches Prallblech vorgesehen sein, dessen

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Durchmesser dem oberen Durchmesser des Leitringes entspricht. Erstreckt sich das Prallblech etwa über die halbe Höhe der Heizkammer, so ist eine einwandfreie Verteilung des Heizdampfes gewährleistet, wodurch die an sich bekannte, außerhalb des Heizkammermantels angeordnete Verteilerringleitung entfallen kann. Auch dies führt zur Verringerung des Grundplatzbedarfes. Aufgrund des speziell perforierten Prallbleches innerhalb der Heizkammer, kann der Dampf ähnlich wie bei Umwälzverdampfern in die Heizkammer eintreten.

Mit der Anordnung des Leitringes werden die beteiligten Ströme von Heizdampf, Brüden und Sirup so konsequent wie möglich geführt, und zwar in der Weise, daß der Dampfeintritt und der Brüdenabzug in ringförmigen konzentrischen Räumen vor sich geht, während das Konzentrat zentral abgezogen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben.

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Mit 2 ist der Heizkammermantel bezeichnet, der die Heizkammer 1 bildet, in der ein oberer Rohrboden 3 und ein unterer Rohrboden 4 zur Aufnahme der Heizrohre 5 befestigt ist. Die Heizkammer 1 ist am oberen Ende mit einem Dampfzufuhrstutzen 6 und am unteren Ende mit einer Kondensatabführung 7 versehen. Oberhalb der Heizkammer 1 befindet sich der Gehäusekopf 8 als Safteinlaufkammer 9 mit einer Saftzuführung 10 für einen entspannten Saft und einer Saftverteilung 11.

Unterhalb der Heizkammer 1 befindet sich eine von einem Brüdenkammermantel 12 gebildete Brüdenkammer 13. Der Heizkammermantel 2, der Gehäusekopf 8 und der Brüdenkammermante1 12 sind mit gleichem Durchmesser ausgebildet. Unterhalb des unteren Rohrbodens 4 befindet sich ein Leitring 16, der im Ausführungsbeispiel als Konus ausgebildet ist. Es ist denkbar diesen Leitring auch zylinderförmig auszubilden. Mit seinem oberen Durchmesser, der mindestens so groß ist wie der Durchmesser des Bündels der Heizrohre 5, ist der Leitring 16 an der Unterseite des unteren Bodens 4 befestigt. Im Bereich des unteren Durch-

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messers ist der Leitring 16 mit einem bis zur Innenwand des Brüdenkammermantels 12 reichenden Tropfenfänger^ 15 versehen. Zwischen dem Tropfenfänger 15 und dem unteren Rohrboden 4 befindet sich innerhalb des vom Leitring 16 gebildeten Ringraumes 19 ein Brüdenabzugsstutzen 14. Im Sumpf der Brüdenkammer 13 befindet sich eine Sumpfwanne 17 mit einem zentral angeordneten Ablaufstutzen 18 für das Konzentrat. Der untere Durchmesser "D" des Leitringes 16 ist höchstens so groß wie der Durchmesser der Sumpfwanne 17, wobei der Abstand "H" zwischen der Unterkante des Leitringes 16 und der Oberkante der Sumpfwanne 17 gleich oder größer als 1/4 des unteren Durchmessers "D" des Leitringes 16 ist. Der konzentrierte Saft verläßt gemeinsam mit den Brüden die Heizrohre 5 im unteren Teil. Das Gemisch wird von dem Leitkegel 16 in den Brüdenraum 13 und weiter in die Sumpfwanne 17 geführt, wo sich Saft und Brüden trennen. Auch auf dem Wege vom Leitring 16 zur Sumpfwanne 17 werden Teile des Brüden abgetrennt. Mit dieser Maßnahme ist gewährleistet, daß der aus dem Leitring 16 ausströmende Sirup ohne Störung in die Sumpfwanne 17 gelangt. Außerhalb der

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Wanne 17 befindet sich nämlich im Brüdenraum 13 ein Zulaufstutzen 22 für einen einzudickenden Saft, der innerhalb der Brüdenkammer 13 im Bereich des äußeren Brüdenkammer-Durchmessers entspannt. Der entspannte Saft wird über einen Saftablaufstutzen 21 abgezogen und über eine Leitung 23 in die Saftzuführung 10
eingeführt.

Die Brüden aus dem konzentrierten Saft treten
gemeinsam mit den Brüden des entspannten Saftes
durch den Tropfenfänger 15 unter Zurückhaltung von
tropfenförmigen Partikelchen in den Ringraum 19 ein und werden dort über den Stutzen 14 abgezogen.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Fallstromverdampfer mit einem oberen und einem unteren Rohrboden und darin eingelassenen Heizrohren innerhalb einer Heizkammer, an die oberhalb eine Saftzulauf- und -vertexlerkammer und unterhalb eine Brüdenkamraer mit Brüden- und Sumpfabzug angeschlossen ist, wobei die Durchmesser von Brüdenkammermantel, Heizkammermantel und Verdampferkopf gleich groß sind und in der Brüdenkammer ein Abscheider sowie im Brüdenkammermantel ein Brüdenabzugsstutzen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Brüdenkammer (13) ein einen Ringraum (19) bildender Leitring (16) vorgesehen ist, der mit seinem oberen Teil unterhalb des unteren Rohrbodens (4) befestigt ist, wobei der obere Innendurchmesser des Leitringes (16) mindest so groß ist wie der Durchmesser des Bündels der Heizrohre (5) und der untere Durchmesser höchstens so groß ist wie der Durchmesser einer im Sumpf der Brüdenkammer (13) vorgesehenen Sumpfwanne (17), und daß der Abstand (H)

zwischen der Unterkante des Leitringes (16) und der Oberkante der Sumpfwanne (17) gleich oder größer 1/4 des unteren Durchmessers (D) des Leitringes (16) ist.

2. Fallstromverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unteren Teil des Leitringes (16) ein bis zum Brüdenkammermantel

(12) reichender Tropfenfänger (15) vorgesehen ist.

3. FaIIstromverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitring (16) sich nach unten verjüngend konisch ausgebildet ist.

4. Fallstromverdampfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brüdenkammer

(13) einen Zufuhrstutzen (22) zum Zuführen eines einzudickenden Saftes und einen Abzugsstutzen

(21) zum Abzug eines entspannten Saftes aufweist und daß in den Verdampferkopf (8) eine Zufuhrleitung (10) für den entspannten Saft eingeführt ist.

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5. Fallstromverdampfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Brüdenkammermantel (12) vorgesehene Brüdenabzugsstutzen (14) im Bereich des Ringraumes (19) zwischen dem unteren Rohrboden (4) und dem Tropfenfänger (15) angeordnet ist.

6. Fallstromverdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des oberen Teiles der Heizkammer (1) ein die Heizrohre (5) umgebendes perforiertes zylindrisches Prallblech (20) vorgesehen ist, dessen Durchmesser dem oberen Durchmesser des Leitringes (16) entspricht, und daß im Bereich des Dampfzufuhrstutzens (6) das Prallblech (20) unperforiert ist.

7. Fallstromverdampfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Prallblech (20) etwa über die halbe Höhe der Heizkammer (1) erstreckt.