DE365780C

DE365780C - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung klarer, auf kristallinischen Zucker verarbeitbarer Saefte und Sirupe aus den Saeften von Zuckerhirse (Sorghum saccharatum)

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Publication number: DE365780C
Application number: DED38815D
Authority: DE
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Priority date: 1920-12-30
Filing date: 1920-12-30
Publication date: 1922-12-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung klarer, auf kristallinischen Zucker verarbeitbarer Säfte und Sirupe aus den Säften von Zuckerhirse (Sorghum saccharatum). Bei der Verarbeitung des zuckerhaltigen Saftes der Zuckerhirse (Sorghum saccharatum) ist man auf große Schwierigkeiten gestoßen, weil der Saft viel Nichtzuckerstoffe und sehr viel Invertzucker enthält, so daß man nur wenig kristallisierten Zucker daraus gewinnt. -Deshalb war es bisher praktisch nicht möglich, Zucker aus Zuckerhirse zu erzeugen.
Es hat sich aber gezeigt, daß man Zucker aus dieser sehr wohl gewinnen kann, wenn man den Saft vor oder nach der Reinigung einem elektrischen Wechselstrom von geringer Spannung unterwirft. Kolloidal gelöste feste Bestandteile werden dadurch koaguliert und unlöslich gemacht und zusammen mit den schwebenden festen Bestandteilen niedergeschlagen. Leichtere organische Schleim-und Kolloidstoffe treten als Schaum an die Oberfläche und können dann abgelassen oder abgeschöpft werden. Bei richtiger Arbeitsweise kann man diesen Vorzug zu einem stetigen Arbeitsverfahren gestalten und man erhält so nach Entfernung von Niederschlag und Schaum einen klaren Saft. der ebenso wie sonst der leicht verarbeitbare Zuckerrohrsaft eingedickt und kristallisiert werden kann.
Es sind zwar schon Verfahren bekannt, welche die Reinigung von Zuckersäften durch die Elektrolyse bezwecken. Die dafür angewendeten Einrichtungen sind aber für die Beliandlung von Rübenzuckersäften bestimmt und sind meist derartig gebaut, daß sie sich der Rübenzuckerfabrikation zwar gut angliedern, aber leinen stetigen Betrieb zulassen.
Die vorliegende technische Durchbildung des Verfahrens trägt den besonderen wirtschaftlichen Umständen, wie sie bei der Verarbeitung von Zuckerhirse vorliegen, Rechnung. Sie erlaubt ein Arbeiten in einer offenen, einfachen und übersichtlichen Einrichtung, die stetiges Durchfließen des Saftes und stetiges Abscheiden des durch die Elektrolyse erzeugten Niederschlages und des sich bildenden Schaumes ermöglicht, wobei ein klarer, zum Abdampfen und zur Gewinnung kristallinischen Zuckers geeigneter Saft gewonnen wird.
Der rohe ungereinigte Saft läuft zwischen Elektroden hindurch, die mit niedriger Spannung mit Gleich-, Wechsel- oder Dreiphasenstrom gespeist werden. Die Elektroden sind in einem Trog zickzackförmig, gleichzeitig Scheidewände bildend, so angeordnet, daß der Saft einen Zickzacklauf nehmen muß. Die Stromgeschwindigkeit des Saftes ist ziemlich schnell und in allen Fällen hinreichend, um das Absetzen von Salzen an den Elektroden zu verhindern. Der Niederschlag wird dauernd am Boden des Troges, der Schaum von der Oberfläche und der geklärte Saft aus der dazwischenliegenden Zone entfernt.
Der Niederschlag wird in geeigneter Weise zu Absetzgefäßen geleitet, die Flüssigkeit abgezogen und der Rückstand gepreßt oder filtriert, um etwa zurückgebliebenen Saft durch Pressen oder Filtrieren zu gewinnen; man kann auch das Gesamterzeugnis durch ein Sandfilter leiten und erhält so einen klaren Saft.
Der Saft wird dann abgedampft und kristallisiert.
Teilweise kristallisierte Säfte oder Roh-Sirupe können in der gleichen Weise behandelt werden, besonders Sirupe aus Abddmpfvorrichtungen für die Entfernung von Eisensalzen, die von der chemischen Umsetzung des Sirups mit der Verdampfungspfanne herrühren.
Untersuchungen-mit großen Mengen Säften vor und nach der Behandlung ergaben folgendes: Vor der Behandlung 81,15 Brix-71,25 Sacharose; 89,84 Reinheit.
Nach der Behandlung 79,3o Brix - 71,25 Sacharose; 89,84 Reinheit.
Die Elektroden werden vorzugsweise aus verschiedenem Stoff hergestellt.
Der Saft oder Sirup darf nicht zu lange mit den Elektroden in Berührung bleiben, d. h. er darf den Wirkungen des elektrischen Stromes nicht länger als höchstens 5 Minuten ausgesetzt sein, wenn man einen Strom von 6 bis io Volt und einer Gesamtstromstärke von io bis 6o Amp. und einer Stromdichte von ungefähr o,oi bis o,o2 Amp. auf den cni' verwendet.
Es lassen sich hierzu Elektrolyten aus Kohle, Zink, Aluminium, Blei und anderen Metallplatten von genügender Stärke verwenden, die sich bequem handhaben und in einen Trog einbauen lassen und sich nicht durchbiegen.
Nach monatelangem Gebrauch wurde keine Abnutzung der Elektroden wahrgenommen, Das ist darauf zurückzuführen, daß mit schwacbsauren Säften gearbeitet wird. Keinesfalls ist die Anwendung löslicher Elektroden beabsichtigt.
Wenn die Umlaufsbewegung der Flüssigkeit zu langsam ist oder gehemmt wird, werden die Elektroden mit einem Niederschlag oder Schlamm .bedeckt, und die Reinigung wird verzögert.
Auf der Zeichnung ist eine besonders einfache Anordnung zur Ausführung des Verfahrens veranschaulicht, wobei die Verwendung eines Dreiphasenwechselstroms gewählt ist.
Abb. i zeigt die Vorrichtung im senkrechten Schnitt, und Abb.2 im Grundriß.
Die Vorrichtung besteht aus einem hölzernen oder anderem Gefäß i, das im rechtwinkligen Schnitt gezeichnet ist und mit Zinkelektroden 2, Kohlenelektroden 3 und Aluminiumelektroden q. versehen ist. Diese sind entweder mit Sammelschienen oder den entsprechenden Leitungsdrähten 5, 6 und 7 einer Dreiphasenleitung verbunden, die einen Strom von q. bis i o Amp. auf den cm2 Elektrodenfläche liefert. Erfinder verwendet eine Dynamo von ioo Amp. bei 6o Umdrehungen, aber er benutzt nur einen Strom von io bis 6o Amp., um nicht die Maschine und den durch das Gefäß i gehenden Strom zu überlasten.
Alle Zinkelektroden werden zu einer Phase 5, alle Kohlenelektroden -3 zu einer zweiten Phase 6 und alle Aluminiumelektroden zu einer dritten Phase 7 verbunden.
Alle Elektroden sind so angeordnet, daß sie einen zickzackförmigenDurchgang Ifür den Saft freilassen. Sie sind etwa 1/2 m voneinander entfernt.
Zeigt der erste Durchlauf bei der Analyse eine ungenügende Reinigung, so verzögert man die Geschwindigkeit # des Elektrolyten oder vermehrt die Elektrodenanzahl im Troge.
Der gereinigte Saft wird durch einen Zulauf 8 an dem einen Ende des Gefäßes i eingeführt und geht zwischen den Elektroden in einer Zickzackbahn von dem einen Ende des Gefäßes zu dem anderen. Der klare Sirup fließt ungefähr in halber Höhe des Troges durch ein Rohr 9 ab.
Der Niederschlag gelangt durch einen Schlitz io in eine überlaufkammer i i, während der Schaum sich hinter der letzten Elektrode anhäuft und dann entweder durch den Auslauf 1.2 zu dem Filter fließt oder abgeschöpft -wird.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Saftes beim Zickzacklauf zwischen den Elektroden ist ungefähr 5 m in der Minute; eine derartige Geschwindigkeit dürfte genügen, um eine Erhitzung und Zersetzung auf den Elektroden zu verhindern. Die Geschwindigkeit wird entsprechend der Zusammensetzung und dem spez. Gewicht der Säfte veränderlich sein; bei den Säften, mit denen der Erfinder Versuche angestellt hat, mußte die Stromgeschwindigkeit mindestens i m in 5 Sekunden betragen.
Die Sirupe und Säfte sollen vorzugsweise schwach sauer sein; für die Säuerung eignen sich z. B. schweflige Säure oder Phosphorsäure. Die Säuerung vermehrt die Trennungsgeschwindigkeit und erleichtert den Stromdurchfluß, so daß eine niedrigere Spannung als sonst möglich angewendet werden kann.
Die erhaltenen Zuckersäfte und Sirupe können noch mittels Knochenkohle entfärbt und weiter gereinigt werden.
Um nicht organische Bestandteile, wie Gummi, Wachs, Kolloide, in Lösung zu bringen, darf die Arbeitstemperatur etwa 7f° C nicht übersteigen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Stetiges Verfahren zur wirtschaftlichen Gewinnung klarer, auf kristallinischen Zucker verarbeitbarer Säfte und Sirupe aus den bisher der Verwertung sich entziehenden Säften von Zuckerhirse (Sorghum saccharatum), dadurch gekennzeichnet, daß besagte Säfte und Sirupe in ständigem, zickzackförmig geführtem Durchlauf zwischen gleichzeitig als Wände dienenden Elektroden der Einwirkung eines elektrischen Stromes unterworfen werden, wobei die Geschwindigkeit des Durchlaufes der Säfte so geregelt wird, daß ein Absetzen von Stoffen an den Elektroden nicht stattfindet und wobei ständig der Schaum von oben, der Niederschlag von unten und der gereinigte und geklärte Saft in der Mitte abläuft.
2. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der Vichtzuckerstoffe dadurch gefördert -wird, daß die Elektrolyse in schwach saurer (schwefligsaurer oder hosphorsaurer) Lö-Lösung vor sich geht.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2 unter Verwendung eines Dreiphasenstromes, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitig die Wände bildenden Elektroden, zwischen denen der Saft hindurchfließt, abwechselnd aus Kohle-, Zink- und Aluminiumplatten bestehen, die jeweils mit einer Phase des Dreiphasenstromes verbunden sind.