DE37050C - Neuerung an dem unter Nr. 31244 patentirten Osmose-Apparate - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

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KLASSE 89: Zucker- und Stärkefabrikation.

Zusatz zum Patente No. 31244 vom 29. Juni 1884.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. Mai 1885 ab. Längste Dauer: 28. Juni 1899.

In dem Haupt-Patente ist ein Osmosir- und Eindampf-Apparat mit dreifacher Wirkung beschrieben , der hauptsächlich für die Regeneration der Melasse und der Exosmose-Flüssigkeit bestimmt ist.

Wenn die obere Abtheilung eines solchen Osmose-Apparates mit Melasse und die untere mit schwacher Exosmose-Flüssigkeit beschickt wird, welche von den gewöhnlichen Osmose-Apparaten herstammt, so bewirkt die Heizschlange dieser unteren Abtheilung eine Concentration der in ihr befindlichen Osmose-Flüssigkeit. Diese Arbeitsmethode hat aber den Nachtheil, dafs die durch die Condensation des Dampfes unter dem Pergamentpapier sich bildende salzhaltige Exosmose-Flüssigkeit in die in der unteren Abtheilung enthaltene Exosmose-Flüssigkeit hineinfällt und sich so Exosmose-Flüssigkeit von geringerem Zuckergehalt mit solcher mischt, die weniger reich an Salzen ist, aber mehr Zucker enthält.

Es ist also, um eine möglichst grofse Ausbeute an Zucker und an Salzen zu erzielen, wichtig, diese beiden Sorten Exosmose-Flüssigkeit von einander getrennt zu halten.

Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Zweck erreicht insofern, als sie in einer Vorrichtung besteht, mit Hülfe deren die durch die Condensation des Dampfes unter dem Pergamentpapier entstehende Exosmose-Flüssigkeit für sich abgeleitet wird, ohne dafs sie mit der auf dem Boden der unteren Abtheilung befindlichen Exosmose - Flüssigkeit in Berührung kommt.

Des Weiteren kann bei dieser Anordnung der die Osmose bewirkende Dampf, anstatt von der Abdampfung der in der unteren Abtheilung befindlichen Exosmose - Flüssigkeit zu kommen, von irgend einem- Dampfgenerator hergenommen werden, z. B. von einem besonderen Kessel, welcher zur Concentration der Rübensäfte, zum Abdampfen der Osmose-Flüssigkeit etc. dient, doch mufs dieser Dampf expandirt sein, d. h. er darf nicht eine so hohe Spannung haben, dafs durch denselben ein Zerreifsen des Pergamentpapier bewirkt werden könnte.

Die Beschickung der Dampfabtheilungen mit von aufserhalb des Osmose-Apparates genommenem Dampf hat den Vortheil, die Uebereinanderschichtung einer grofsen Anzahl Abtheilungen zu gestatten, von welchen abwechselnd die eine mit Melasse und die andere mit Dampf beschickt werden; auch kann man alsdann die Höhe einer jeden dieser Abtheilungen auf ein Minimum reduciren. Wie in dem Haupt-Patente erwähnt, können diese Abthei-. lungen oder Pfannen aus Holz sein und die Melasse oder sonstige zu osmosirende Flüssigkeit kann mehreren Osmosen hinter einander ausgesetzt werden, indem man sie nach einander über alle über einander angeordnete Pergamentpapierböden des Apparates laufen läfst und sie von Entfernung zu Entfernung

der kühlenden Wirkung einer Kühlwasserschlange aussetzt, um ein Erhitzen der Dampfabtheilungen zu vermeiden.

Während dieser Circulation in dem Osmose-Apparat von oben nach unten ohne Berührung mit der äufseren Luft zeigt sich durch die Aufnahme des durch das Pergamentpapier gedrungenen Wassers eine Abnahme der Dichtigkeit der osmosirten Flüssigkeit.

Um dies zu vermeiden, lä'fst man einen Luftstrom in den Melasse-Abtheilungen circuliren, welcher beständig die sich über der Melasse bildenden Dämpfe mit sich fortführt und auf diese Weise der Melasse ebenso: viel Wasser entzieht, als durch das Pergamentpapier in die Melasse gedrungen ist.

Endlich. läfst sich auch theilweise abgenutztes Pergamentpapier in dem Apparat selbst regeneriren, indem man demselben auf chemischem Wege kohlensauren Kalk incorporirt, welcher sich in dem Pergamentpapier festsetzt und die zu grofs gewordenen Poren zum Th eil verstopft.

In der Zeichnung ist in Fig. ι in Seitenansicht ein Osmose-Apparat dargestellt, in welchem die aus der Condensation des Dampfes unter dem Pergamentpapier entstehende Exosmose - Flüssigkeit für sich abgeleitet wird.

Fig. 2 zeigt im Detail einen senkrechten Schnitt. ■

Der hier dargestellte Apparat besteht aus zwei Abtheilungen oder Pfannen A und B, von welchen die untere Pfanne A mit einem Boden versehen ist, während die obere Pfanne B keinen Boden hat und von der unteren durch eine Pergamentpapierschicht C geschieden ist, die zwischen zwei Metallrosten D D (s. Fig. 2) gehalten wird. Beide Pfannen sind durch Kautschukstreifen α α, Fig. 2, hermetisch mit einander verbunden.

In der oberen Pfanne befinden sich Kühlschlangen E E, welche durch Trichter b b gespeist werden.' Die untere Pfanne ist mit Heizschlangen FF versehen, welche von irgend einem Dampferzeuger oder Abdampfapparat mit Dampf versehen werden. Durch den Auslauf G kann die untere Pfanne A entleert werden.

Die untere Pfanne A wird durch das mit Trichter versehene Rohr J mit Flüssigkeit gefüllt. Ein Schauloch M gestattet, den Gang der Operation im Innern der Pfanne A zu verfolgen. Durch Gegengewichte K kann die obere Pfanne B von der unteren abgehoben werden, wenn man das Pergamentpapier untersuchen oder auswechseln will; hierbei wird alsdann die Pfanne B zwischen den Führungsschienen L geführt, welche an der unteren Pfanne befestigt sind.

In der unteren Pfanne A ist ein horizontaler Tisch a^l aus Blech oder anderem geeigneten Material ungefähr 10 cm von der Pergamentschicht C entfernt angeordnet. ■

Dieser Tisch a¹, der in Fig. 2 in senkrechtem Schnitt dargestellt ist, ruht auf eisernen Trägern ■ b¹, welche in der Längsrichtung der Pfanne laufen. Derselbe ist horizontal und mit Rändern c von ungefähr 2 bis 3 cm Höhe versehen. Zwischen diesen Rändern und den Innenwänden der Pfanne ist ringsum ein freier Zwischenraum von ungefähr 2 cm Breite.

Dieser Zwischenraum dient dazu, den in der Pfanne A entwickelten Dampf vorbeistreichen zu lassen, der sich alsdann ohne Druck unterhalb der ganzen Pergamentpapierlage verbreitet. Der Tisch a¹ dient dazu, die unter dem Pergamentpapier condensirten Dämpfe zu sammeln, welche im Zustande einer salzhaltigen Exosmose-Flüssigkeit niedertropfen. Von diesem Tisch fliefst die Flüssigkeit durch ein Rohr ins Freie, ohne mit der auf dem Boden der Pfanne A befindlichen Exosmose - Flüssigkeit irgendwie in Berührung zu kommen.

Um zu verhindern, dafs die von dem Pergamentpapier niedertropfende salzhaltige Exosmose - Flüssigkeit durch den 2 cm breiten Zwischenraum zwischen dem Tisch und der Wand der Pfanne A auf den Boden der letzteren falle, wird über dem Tisch α^Λ längs der Wand der Pfanne A ein schräger, einige Centimeter breiter Streifen angebracht, welcher die an den Rändern niedertropfende Flüssigkeit auffängt und nach' dem Tisch hinleitet.

Am oberen Theil der unteren Pfanne A ist seitlich ein Lufthahn f angebracht.

Wenn es sich darum handelt, dieselbe Flüssigkeit mehreren Osmosen hinter einander auszusetzen, so ordnet hierfür der Erfinder mehrere Pfannen über einander an, von welchen abwechselnd immer eine mit Dampf und die andere mit der zu osmosirenden Flüssigkeit beschickt wird.

Die zu osmosirende Flüssigkeit fliefst alsdann durch besondere, hierfür in den Wänden der Pfanne angebrachte Kanäle von einer Pfanne in die andere.

In Fig. 3 ist ein solcher Apparat im Schnitt dargestellt.

Die verschiedenen Melassepfannen können einzeln beschickt werden, oder aber die Melasse kann, wie oben bereits erwähnt und in der Zeichnung angenommen, successive von einer Pfanne in die andere fliefsen.

Die Pfannen bestehen hier aus Rahmen und sind von zweifacher Art, je nachdem sie mit Melasse oder mit Dampf beschickt werden.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist ein solcher Rahmen M¹ in oberer Ansicht, im Querschnitt und im Längenschnitt dargestellt. Derselbe ist nach unten hin offen und oben mit dem Metallsieb m^l überzogen, welches durch die Querschienen n^l n¹ unterstützt wird.

Der in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellte Rahmen N¹ ist an seiner unteren Seite mit einzelnen Querdrähten r¹ versehen und oben mit einem nicht perforirten Ueberzug o¹ aus Blech versehen, der von Querschienen getragen wird.

Wenn der Rahmen N¹ auf den Rahmen M¹ gesetzt und ein Streifen Pergamentpapier C, Fig. 3, dazwischen gelegt wird, so liegt dieses auf dem' Metallsieb m^l und wird von den Drähten r¹ r¹ niedergehalten.

In Fig. 10 ist ein besonderer Rahmen Q¹ dargestellt, welcher zur Dampf beschickung dient.

Aus diesen Rahmen ist der Osmose-Apparat, Fig. 3, zusammengesetzt. Die Rahmen ruhen auf dem Gestell 0\ gegen welches sie durch eine Platte P¹ und durch Schrauben fest angedrückt werden.

Der expandirte Dampf tritt durch ein Rohr s¹ in den Dampfbeschickungsrahmen Q.¹ ein und vertheilt sich durch die sechs senkrechten. Kanäle f¹, welche in den Seiten der Rahmen angebracht sind, und durch die in dem Rahmen Ai¹ angebrachten horizontalen Kanäle i² in die verschiedenen Dämpfpfannen N¹. Der Dampf tritt in die senkrechten Kanäle i¹ durch die in dem Rahmen Q.¹ angebrachten horizontalen Kanäle i³ ein. Auch der Rahmen Q.¹ ist durch einen Blechboden nach unten abgeschlossen.

Die Exosmose-Flüssigkeit, die sich unter dem Pergamentpapier in den einzelnen Dampfpfannen N¹ bildet, tropft auf die Böden o¹ ab und fliefst von dort durch die horizontalen Kanäle 1C¹ und die senkrechten Kanäle κ¹ in die Rohre u^s, Fig. 10.

Die Pfanne Q.¹ ist mit einem Manometer versehen und steht mit einer Reinigungsvorrichtung F¹ in Verbindung.

Die verschiedenen Rahmen Af¹ N¹ sind mit senkrechten Kanälen v^l versehen, welche mit den Dampfpfannen durch horizontale Kanäle v² v² verbunden sind. Diese senkrechten Kanäle v^l dienen zur Herstellung einer Verbindung der Dampfpfannen mit der atmosphärischen Luft, welche durch Luftröhren eintritt.

Damit der Dampfdruck im Apparat niemals zu stark werde, wird einer oder mehrere der Kanäle P des oberen Rahmens mit einem sehr dünnen Blatt Pergamentpapier verschlossen, welches platzt, sobald der Druck das zulässige Maximum überschreitet.

Die Melasse fliefst durch ein Rohr oder einen Trichter in die oberste Pfanne iV¹ des Apparates, Fig. 3, an deren linkem Ende ein und dann in der Richtung der Pfeile nach deren rechtem Ende und durch den daselbst befindlichen zweimal gebogenen Kanal x¹ an der darunter liegenden Pfanne M¹ vorbei in die zweite Pfanne N\ von dieser durch einen gleichen Kanal x¹ in die dritte Pfanne N¹ und so fort, so dafs die oben eingetretene. Melasse unter der beständigen Wirkung der durch den Dampf in den Dampfpfannen hervorgerufenen Osmose über sämmtliche Pergamentblätter C fliefst, um endlich unten durch M⁴ und T¹ auszutreten.

Vortheilhafterweise legt man jedes Pergamentblatt zwischen zwei Lagen Gewebe.

Von Entfernung zu Entfernung versieht man eine der Melassepfannen mit einer Kühlschlange E\ welche die Melasse abkühlt. Alle diese -,Kühlschlangen werden durch ein geröiiäsehaftliches Rohr F² F², Fig. 3, gespeist.

Die rechtwinkligen Kanäle x¹ sind so angeordnet, dafs die Melasse ständig 1 bis 5 cm hoch auf dem Pergamentpapier C steht.

Wie ersichtlich, wird bei einem solchen Osmose-Apparat nach und nach die zu osmosirende Flüssigkeit an Dichtigkeit abnehmen.

Wenn also z. B. die Melasse bei ihrem Eintritt in den Apparat eine Dichtigkeit von 35⁰B. hat, so nimmt diese Dichtigkeit mit jeder weiteren Pfanne, durch welche die Melasse hindurchgeht, ab.

Diese Abnahme der Dichtigkeit rührt davon her, dafs ein Theil des die Osmose bewirkenden, auf der unteren Seite des Pergamentpapieres sich condensirenden Dampfes als Wasser durch das Pergamentpapier hindurchdringt und sich mit der Melasse mischt.

Es findet allerdings gleichzeitig in den Melassepfannen eine Verdampfung der Melasse statt; allein der hier gebildete Dampf condensirt sich wieder an der unteren Wand der darüber liegenden Decke o¹ und fällt als Wasser in die Melasse zurück.

Die Condensation des der Melasse entsteigenden Dampfes findet bei dem in Fig. 1 dargestellten Osmose-Apparat nicht statt, weil dort die Melassepfanne nach oben offen ist und der Dampf infolge dessen in die freie Luft entweichen kann, wodurch die durch die Osmose bewirkte Wasserzunahme durch die gleichzeitige beständige Verdampfung von Wasser aus der Melasse compensirt und letztere infolge dessen sich stets auf der gleichen Dichtigkeit hält.

Bei dem zusammengesetzten Osmose-Apparat, Fig. 3, kann man ein gleiches Resultat erzielen , wenn man die sich über der Melasse in den verschiedenen Pfannen N bildende Dampfschicht durch einen Luftstrom, der beständigdurch diese Pfanne drculirt, mit sich fortnehmen läfst.

Wenn der passirende Luftstrom derart ist, dafs er eine hinlängliche Abkühlung der Melasse bewirkt, so kaiin man die Kühlschlangen E¹E¹ weglassen.

Den Luftstrom kann man durch Oeffnungen in den Seitenwänden . der Melassepfannen mit.

Hülfe irgend eines Gebläses oder Saugapparates durch diese Pfannen hindurchtreiben.

Ein in der angegebenen Weise eingerichteter Osmose-Apparat ist in
. Fig. 11 im Schnitt dargestellt, und in

Fig. 12 bis 14 sind die Rahmen dargestellt, aus welchen dieser Apparat zusammengesetzt ist und welche, bis auf die zu beschreibenden Einrichtungen, genau so construirt sind, wie die in Fig. 4 bis 6 dargestellten.

In dem Rahmen JV¹, Fig. 14, sind die Oeffnungen d α angebracht, welche dazu dienen, die Luft einzulassen, welche alsdann durch.die Oeffnungen β β wieder austritt und daBef,;die sich in den Pfannen 2V¹ entwickelnden Dämpfe mit sich hinwegführt.

Alle Oeffnungen β β stehen mit einem Sammelkanal γ in Verbindung, welcher senkrecht durch die Seitenwände der Rahmen M¹ und .ZV¹ hindurchgeht. Der Luftzutritt durch die Oeffnungen α. α kann durch die hölzernen Schieber oder Keile <$■ regulirt werden.

Der Sammelkanal γ endigt in das Rohr ε, welches für sich einen Saugschornstein bildet oder mit einem solchen oder einem Exhaustor in Verbindung steht.

Die Melasse gelangt in die obere Melassepfanne durch eine aus zwei im Winkel stehenden Holzleisten gebildete Rinne η.

Der Apparat ist ferner noch mit Ausläufen für die osmosirte Melasse und für die Exosmose-Flüssigkeit versehen, sowie mit einem Reinigungsrohr und den Luftröhren V¹ V¹. Man kann jede Melassepfanne.' mit mehreren Oeffnungen α α und β β für den Ein- und Austritt der Luft versehen; auch kann man entweder jede Melassepfanne oder nur einen Theil derselben mit solchen LuftöfFnüngen versehen.

Es ist nothwendig, dafs der Luftstrom in •der Weise regulirt werde, dafs man ihn nach Belieben sowohl zum Abkühlen als auch zum Abdampfen benutzen kann; doch ist es nothwendig, jede heftige Bewegung der Luft in den Melassepfannen zu vermeiden. Anstatt -das Rohr ε mit einem Saugschornstein oder einem sonstigen Saugapparat zu verbinden, kann man es auch mit einem geschlossenen, mit Wasser gefüllten Behälter verbinden, der unten mit einem Auslaufhahn verbunden ist. Wenn man alsdann diesen Hahn öffnet, so läuft das Wasser aus und erzeugt dadurch über sich ein Vacuum, welches die aus den Melassepfannen kommende, mit Dampf gesättigte Luft gleichmäfsig ansaugt.

Diese Einrichtung hat den Vortheil, durch Regulirung der aus dem Behälter auslaufenden Flüssigkeitsmenge genau die Schnelligkeit, mit welcher die Luft den Apparat passirt, reguliren zu können. Mit zwei Reservoiren, von welchen das eine sich füllt, während das andere sich leert, kann man die Luftcirculation in den Melassepfannen continuirlich machen. Dasselbe Wasser kann immer wieder benutzt werden, indem man es mit Hülfe einer Pumpe ab³ wechselnd wieder in das eine oder andere Reservoir einpumpt.

Der Melassevertheiler η kann in der Weise angeordnet werden, dafs man die Melasse continuirlich in einem dünnen Streifen über die ganze Breite der oberen Pfanne fliefsen läfst. Die der Melasse zu gebende Geschwindigkeit richtet sich nach dem Salzgehalt, welche die osmosirte Flüssigkeit haben soll.

Die Melasse mufs kalt in die obere Pfanne gelangen; sie enthält oft Stoffe in Suspension, welche sich auf das Pergamentpapier ablagern und zuletzt dessen osmosirende Wirkung paralysiren würden. Aus diesem Grunde mufs dieselbe vor dem Eintritt in den Apparat filtrirt werden.

Es ist nöthig, den Osmose-Apparat von Zeit zu Zeit mit kochendem Wasser auszuwaschen.

Zu diesem Zwecke wird die Melasse durch das Entleerungsrohr X¹ ausgelassen und heifses Wasser so lange nachgegossen, bis dasselbe bei seinem Austritt klar erscheint.

Nach einer gewissen Zeit erleidet das Papier eine Abnutzung, welche sich durch eine Analyse der Exosmose - Flüssigkeit, die alsdann mehr Zucker und weniger Salz enthält, leicht constatiren läfst. Man kann dem so abgenutzten Pergamentpapier seine ursprünglichen Eigenschaften wiedergeben, indem man in den Körper desselben ein unlösliches Salz niederschlägt,^ welches weder von der Melasse, noch vom Wasser, noch vom Dampf angegriffen wird.

Am geeignetsten hierfür haben sich Lösungen von Kalk in kaltem Wasser oder von kohlensaurem Natron erwiesen.

Man verfährt wie folgt:

Nachdem der Osmose-Apparat gut ausgewaschen worden, führt man in denselben eine kalte, klare Lösung von Kalk in Wasser ein, indem man sie, wie die Melasse, über das Pergamentpapier laufen läfst, bis sie aus dem Auslauf T¹ austritt.

Wenn die Melassepfannen so mit dieser Kalkschicht beschickt sind, so leitet man in die Dampfpfannen Dampf ein, welcher die Kalklösung auf Siedehitze erhitzt.

Da der Kalk in warmem Wasser weniger löslich ist wie in kaltem, so schlägt er sich theilweise in dem Pergamentpapier nieder.

Nach einigen Minuten läfst man das Wasser ablaufen und beschickt nunmehr den Apparat mit Sodalösung von 1 bis 2 pCt. Sodagehalt, während man die Dampfzuleitung in den Dampfpfannen bestehen läfst.

Die Anwendung der Soda hat den Zweck, in dem Pergamentpapier kohlensauren Kalk niederzuschlagen, welcher die zu sehr geöffneten Poren des Pergamentpapieres theilweise schliefst.

Sollte die Inkrustation des Pergamentpapieres zu stark geworden sein, so wäscht man den Apparat mit Wasser aus, das ungefähr ι pCt. Salzsäure enthält.

Nachdem der Osmose - Apparat gut ausgewaschen worden, wird er wieder in Gang gesetzt und mit neuer Melasse beschickt.

Claims (6)

Pa tent-Ansprüche:

1. Die Einschaltung eines Zwischentisches a¹ (Fig. ι) zwischen die Scheidewand S und die Dampfschlange F der Verdampfpfannen B, welche durch Anspruch i. des Haupt-Patentes geschützt sind, zwecks der Verhinderung einer Vermischung der den Dampf liefernden Osmose - Flüssigkeit mit der von dem Pergamentpapier niedertropfenden.

2. Die Anwendung einer zweiten, das Osmosepapier überdeckenden Scheidewand (Metallrost oder Netz) D (Fig. 2) neben der durch Anspruch 1. des Haupt-Patentes geschützten, auf welcher das Papier ruht.

3. Die Anordnung der durch Anspruch 1. des Haupt-Patentes geschützten Pfanne B mit Gegengewichten K (Fig. 1), um ein leichtes Abheben dieser Pfanne von der darunter liegenden zu ermöglichen.

4. Die Anordnung von seitlichen Kanälen £^l i² w' u¹ x^l v^l und v² (Fig. 4 und 8) in den die Stelle der durch Anspruch 3. des Haupt-Patentes geschützten verticalen Pergamentpapier - Scheidewände vertretenden horizontalen Rahmen M¹ und N¹ zwecks der directen Verbindung aller Rahmen Ai¹ unter einander einerseits und aller Rahmen N unter einander andererseits, sowie zur Verbindung der Dampfpfannen mit der atmosphärischen Luft.

5. Die in den Rahmen AT¹ und N¹ angebrachten senkrechten bezw. im rechten Winkel abgezweigten Kanäle αβγ (Fig. 11), welche an Stelle des durch Anspruch 3. des Haupt - Patentes geschützten, oben offenen Bassins B dazu dienen, den Luftzutritt zu der zu osmosirenden Flüssigkeit bei den im übrigen gegen die Luft abgeschlossenen Melassepfannen N zu bewirken.

6. Die Regeneration des bei den durch das Haupt-Patent und das gegenwärtige Zusatz-Patent geschützten Osmose-Apparaten verwendeten Pergamentpapieres, wenn dasselbe theilweise abgenutzt ist, durch Fällung von kohlensaurem Kalk in den Poren des Papieres in der Weise, dafs man die vorher gereinigten Melasse-Abtheilungen zuerst mit kalter Kalklösung beschickt, aus dieser alsdann durch Erwärmen einen Theil des Kalkes ausfällt und dann nach Ablassen der warmen Kalklösung unter fortdauerndem Erwärmen Sodalösung nachfolgen läfst.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.