DE3933136A1 - Verfahren und vorrichtung zum schleudern eines hochviskosen schleudergutes - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum schleudern eines hochviskosen schleudergutesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Schleudern eines Schleudergutes in Form einer
hochviskosen oder/und zur Klumpenbildung neigenden
Suspension, insbesondere einer
Zuckernachproduktfüllmasse, in zwei oder mehr
kontinuierlich arbeitenden Schleuderstufen, mit
dazwischenliegender Einmaischung sowie einer Vorrichtung
zu seiner Durchführung.
Kontinuierlich arbeitende Siebzentrifugen sind in
vielfältiger Form bekannt. Doppelzentrifugen der
obengenannten Art dienen dazu, zwei
verfahrenstechnisch notwendige bzw. erwünschte
Schleuderstufen möglichst effektiv, energiesparend
bei gleichzeitig geringstmöglichem Stell- bzw.
Grundflächenbedarf durchzuführen. Ein Beispiel
dafür ist die in der DE-OS 34 15 519 beschriebene
Doppelzentrifuge für das kontinuierliche Schleudern
der zweiten Zuckerfüllmasse des sogenannten
B-Zuckers. Eine Weiterentwicklung besteht darin,
die beiden Schleudertrommeln, wie z. B. in
DE-OS 36 22 959 unter Beibehaltung derselben
Verfahrensschritte von oben anzutreiben, um dadurch
Schwingungen, die sich aus der unvermeidlichen Unwucht
infolge einer Ungleichverteilung der Füllmassen ergeben,
zu vermeiden oder zu dämpfen.
Für die Behandlung von hochviskosen oder/und zu
Klumpenbildung neigenden Suspensionen, wie z. B. der
Zuckernachproduktfüllmasse, des sogenannten C-Zuckers,
mußte auf Doppelzentrifugen trotz ihrer anerkannten
Vorteile wegen der außerordentlich hohen Viskosität
dieser Füllmassen bisher verzichtet werden. Bei
solchen hochviskosen Füllmassen wurde dieser
Verfahrensschritt unter Inkaufnahme des zusätzlichen
Platzbedarfes, des Investitionsaufwandes und des
erhöhten Energiebedarfes in einer zweiten separat
stehenden Zentrifuge durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwei oder
mehr Schleuderstufen räumlich übereinander, in
einem gemeinsamen Gehäuse, d. h. bei minimalem
Grundflächenbedarf, für hochviskose oder/und zur
Klumpenbildung neigenden Suspensionen, insbesondere
bei einer Zuckernachproduktfüllmasse durchzuführen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das
Schleudergut vor dem Eintritt in die erste
Schleuderstufe, die Vorschleuderung durch
Schwerkrafteinwirkung in seiner Viskosität soweit
herabgesetzt und homogenisiert wird, daß es als
sämige Füllmasse der Vorschleuderung zugeführt
werden kann, daß die Zuführung der Füllmasse in die
Vorschleuderung ohne Zwangsfördereinrichtung, lediglich
durch die Schwerkraftwirkung erfolgt, daß die Vor
und Nachschleuderung räumlich übereinander und
zusammen mit der Einmaischung in einem gemeinsamen
Zentrifugengehäuse angeordnet sind und das
eingemaischte Schleudergut aus der Vorschleuderung
ohne Zwangsfördereinrichtung lediglich durch die
Schwerkraftwirkung der Nachschleuderung zugeführt
wird.
Die Viskosität beispielsweise einer
Zuckernachproduktfüllmasse, das in zwei oder mehr
Schleuderstufen behandelt werden soll, ist so
hoch, daß selbst bei zentrischer Aufgabe in die
erste Schleuderstufe, d. h. in einen dort
üblicherweise vorhandenen Vorbeschleuniger, eine
gleichmäßige Verteilung der Füllmasse auf die
oberste Siebtrommel nur bedingt zu erreichen ist.
Das bedeutet, daß bei Einsatz einer
Doppelzentrifuge mit untenliegendem Antrieb nach
DE-OS 34 15 519 für ein solches Produkt die daraus
resultierenden Unwuchten äußerst schwer zu beherrschen
wären. Darin ist der Grund zu sehen, warum solche
Doppelzentrifugen für derartiges Schleudergut
nicht eingesetzt werden.
Noch wesentlich schwieriger gestaltet sich das
Verteilungsproblem bei einer oben angetriebenen
Doppelzentrifuge, weil das Schleudergut in diesem
Falle außermittig aufgegeben werden muß. Es würde
sich aufgrund der hohen Viskosität zwangsläufig
eine ungleichförmige Verteilung auf die oberste
Zentrifugentrommel ergeben. Durch einen
zusätzlichen Verfahrensschritt, bei dem das
Schleudergut in einer Misch- und
Homogenisiervorrichtung vor seinem Eintritt in
den Vorbeschleuniger der ersten Schleuderstufe
einer Scherkraft-Einwirkung unterworfen wird, ist
es möglich geworden, auch hochviskose oder/und zu
Klumpenbildung neigende Suspensionen, wie z. B.
Zuckernachproduktfüllmasse, in zwei oder mehr räumlich
übereinander liegenden Schleuderstufen zu
behandeln, so daß sich auch für solche schwierigen
Produkte die Vorteile dieser platzsparenden
Verfahrensweise nutzen lassen. Durch den
mechanischen Einfluß von Scherkraft erzeugenden
Mischwerkzeugen in der Misch- und
Homogenisierstufe gelingt es nämlich - die
Tixotropie einer Suspension ausnutzend - die
Viskosität so weit herabzusetzen, daß eine
gleichmäßige Verteilung selbst bei außermittiger
Zuführung erreicht wird. Unter der
Scherkrafteinwirkung wird auch eine Suspension mit
Klumpen oder sonstigen Inhomogenitäten soweit
homogenisiert, daß eine sämige Füllmasse entsteht.
Je nach Konsistenz des zu behandelnden
Schleudergutes kann es vorteilhaft oder gar
notwendig sein, diesem vor der
Viskositätsherabsetzung und Homogenisierung ein
Hilfsmedium zuzusetzen. Aufgabe dieses
Hilfsmediums ist es, die eventuell zur Erreichung
einer vorgegebenen Viskosität notwendige
Flüssigkeitsmenge bereitzustellen. Sie kann aber
auch als Gleitmittel dienen.
Als Hilfsmittel kann vorteilhaft das aus der
Vorschleuderung abgeschleuderte Filtrat auch im Falle
von Zuckernachproduktfüllmasse die Melasse verwendet
werden.
Je nach Schleudergut kann es angebracht sein, das
Hilfsmedium aufzuheizen, vorzugsweise auf eine
Temperatur zwischen 40 und 70°C.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dient eine kontinuierlich arbeitende Siebzentrifuge
mit zwei oder mehr, mit Abstand übereinander
angeordneten und über eine gemeinsame, von oben
angetriebene Zentrifugenwelle miteinander
verbundenen Schleudertrommeln, die in einem
gemeinsamen Zentrifugengehäuse untergebracht sind,
bei der das aus einer Zuführleitung kommende zu
behandelnde Schleudergut einem Beschleuniger der
oberen Schleudertrommel über ein Regelventil und
eine Speiseleitung zuführbar ist, bei der auf dem
Zentrifugengehäuse eine Misch- und
Homogenisiervorrichtung mit einem in einem Gehäuse
mit Boden und Öffnung umlaufenden Rotor und einem
separaten, außenliegenden Antriebsmotor angeordnet
ist.
Das zu behandelnde Schleudergut wird dabei über
das Regelventil der Misch- und
Homogenisiervorrichtung zugeführt. Vorteilhaft ist
auch der separate, außenliegende Antriebsmotor, da
mit dieser Konzeption eine von der
Schleuderdrehzahl unabhängige Drehzahl des Rotors
frei wähl- und regelbar ist. Vorteilhaft ist auch
der direkte Aufbau der Misch- und
Homogenisiervorrichtung auf dem Zentrifugendeckel,
da hierdurch Leitungen und Fördereinrichtungen
entbehrlich sind.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der
Erfindung besteht darin, daß die Misch- und
Homogenisiervorrichtung mittels eines Sockels auf
dem Zentrifugengehäuse befestigt ist, daß der
Rotor sich um eine vertikale Achse dreht und als
Topf mit Platte und Topfwand ausgebildet ist,
dessen oberer Rand einen aus einem Flansch und
einem Deckel gebildeten Ringschlitz aufweist und
dessen Platte mit Scherkräfte erzeugenden
Mischwerkzeugen versehen ist.
Durch die vertikale Drehachse ist die genau
mittige Aufgabe des Schleudergutes auf die
Innenfläche der Platte des Rotors möglich. Das
durch die Mischwerkzeuge in seiner Viskosität
herabgesetzte und homogenisierte Schleudergut wird
an der Topfwand nach oben geleitet und über den
von dem Flansch des Rotors und einem Deckel
gebildeten Ringschlitz in den Gehäuseinnenraum
geleitet. Insbesondere bei einem mit
Mischwerkzeugen, z. B. Stiften ausgestatteten Rotor
zeigen sich die Vorteile einer unabhängig von der
Schleuderdrehzahl wählbaren Rotordrehzahl. Sie
kann dadurch optimal auf das zu behandelnde
Schleudergut abgestimmt werden. Bei zu geringer
Geschwindigkeit der Mischwerkzeuge würde nämlich
die Suspension nicht oder nicht ausreichend
verflüssigt, bei einer zu hohen Geschwindigkeit
würde das Schleudergut ggf. Schaden nehmen, z. B.
würden im Falle einer Zuckernachproduktfüllmasse bei
einer Unfangsgeschwindigkeit der Mischwerkzeuge über
10 m/s die Kristalle zerschlagen.
Einem möglichen Rückfluß der bereits in der
Viskosität herabgesetzten und homogenisierten
Füllmasse kann dadurch vorgebeugt werden, daß sich
an den Flansch des Rotors ein nach unten weisender
Kragen mit einem Abstand zur Topfwand anschließt
und daß in den dadurch gebildeten Freiraum ein
Zylinder eingreift, der auf dem Boden des Gehäuses
befestigt ist.
Um den Abfluß des vorbehandelten Schleudergutes
aus der Misch- und Homogenisiervorrichtung zu
erleichtern und kontinuierlich zu gestalten, kann
zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder eine von
oben nach unten geführte Wendel vorgesehen ist,
die im unteren Teil im Bereich der Gehäuseöffnung
endet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlusses der
Misch- und Homogenisiervorrichtung an die
Speiseleitung der Zentrifuge erfolgt in der Weise,
daß sich an die Gehäuseöffnung über ein Gleitblech
eine Zuführung zur Speiseleitung anschließt und
daß die Zuführung aus einem Rohr einer Gummimuffe,
einem rohrförmigen Schauglas und einer Verbindung
besteht.
Für den Fall, daß dem zu behandelnden Schleudergut
ein flüssiges Hilfsmedium zugesetzt werden muß, ist
vorgesehen, daß in den Rotor ein mit dem
Regelventil verbundene Leitkonus mündet und an
diesem eine Leitung für das Hilfsmedium
angeschlossen ist, die vorzugsweise tangential
mündet. Der Leitkonus wird dazu mittig und mit
großem Spiel durch den Deckel des Rotors geführt.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels
einer Doppelzentrifuge in den Fig. 1 und 2
dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch die Doppelzentrifuge
mit Misch- und Homogenisierstufe sowie
zwei Schleuderstufen,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Misch- und
Homogenisiervorrichtung.
Die in einem Zentrifugengehäuse 2 untergebrachte
Doppelschleuder 1 weist die beiden
übereinanderliegenden Schleudertrommeln 3 und 4
auf, die von einer gemeinsamen Zentrifugenwelle
mit obenliegendem Motor 6 angetrieben werden.
Beide Schleudertrommeln 3 und 4 sind jeweils mit
einem Vorbeschleuniger 7 versehen.
Anstelle der bisherigen, direkten Einführung des
zu schleudernden Gutes ist erfindungsgemäß eine
Misch- und Homogenisiervorrichtung 8 zwischen dem
Regelventil 11 und der Speiseleitung 9 und zwar
direkt auf dem Zentrifugengehäuse 2 angeordnet.
Die Speiseleitung 9 führt zum Vorbeschleuniger 7
der oberen Schleudertrommel 3. Das zu behandelnde
Schleudergut wird mittels einer Zuführleitung 10
und einem Regelventil 11 der Misch- und
Homogenisiervorrichtung 8 zugeführt. Mittels einer
Leitung 12 kann ein Hilfsmedium dem Schleudergut
zugesetzt werden. Die Misch- und
Homogenisiervorrichtung 8 ist mit ihrem Gehäuse 16
und einem Sockel 14 auf dem Zentrifugengehäuse 2
aufgesetzt. Innerhalb des Gehäuses 16 ist ein
Rotor 13 vorgesehen, der von einem separaten,
außenliegenden Antriebsmotor 22 angetrieben wird.
Der Motor 22 ist an einem Boden 15 befestigt. Im
wesentlichen besteht der Rotor 13 aus einem Topf
18, auf dessen Platte 20 Mischwerkzeuge 17
befestigt sind. Nach oben hin ist der Topf 18 mit
einem Deckel 25 versehen, der auf Distanzstücken
24 abgestützt ist und damit einen Ringschlitz 19
als Austrittsöffnung bildet. Die Distanzstücke 24
sitzen auf einem Flansch 26 der zylinderförmigen
Topfwand 23. Am äußeren Umfang des Flansches 26
ist ein nach unten ragender, zylinderförmiger
Kragen angebracht, der zusammen mit der Topfwand
23 einen Freiraum bildet. In diesen Freiraum ragt
ein Zylinder 28 hinein, der mit seiner unteren
Seite fest mit dem Boden 15 verbunden ist.
Zwischen dem Zylinder 28 und der Gehäusewand 16
ist eine von oben nach unten verlaufende Wendel 29
angeordnet, auf der das vorbehandelte Schleudergut,
die Füllmasse, gut fließbar der Gehäuseöffnung 30
zugeleitet wird. Am unteren Ende der Wendel 29 ist
ein Gleitblech 41 vorgesehen, mit dem die
Zuführung des Schleudergutes in die Gehäuseöffnung
30 erleichtert wird. Von hier fließt die Füllmasse
über die Zuführung 31 in die Speiseleitung 9. Die
Zuführung 31 besteht aus einem Rohr 32, an das
mittels einer Gummimuffe 33 ein zylinderförmiges
Schauglas 34 angeschlossen ist. Dieses wiederum
ist mittels einer Verbindungsmuffe 35 mit
dem oberen Ende der in Fig. 2 nicht dargestellten
Speiseleitung 9 verbunden.
Die Misch- und Homogenisiervorrichtung 8 ist nach
oben hin über eine Dichtung 39 mittels eines
Deckels 38 verschlossen. Mit dem Deckel 38 ist ein
Leitkonus 36 dicht verbunden und ragt mit Spiel
durch den Deckel 25 in den Topf 18. In diesen
Leitkonus mündet (vorzugsweise tangential) die
Leitung 12 für das Hilfsmedium eingeführt. Mittels
eines Flansches 37 wird das Regelventil 11 mit dem
Leitkonus 36 verbunden.
Das schlecht fließende Schleudergut,
beispielsweise eine Zuckernachproduktfüllmasse, fällt auf
das Zentrum der Innenfläche 40 des Tellers 20, der
mit seiner Nabe 21 rotiert. Die Mischwerkzeuge 17
sorgen für eine Herabsetzung der Viskosität und
innige Homogenisierung des Schleudergutes, wobei
das über die Leitung 12 zugegebene Hilfsmittel
gleichzeitig als Gleitmittel die Homogenisierung
und damit die Herabsetzung der Viskosität
verbessert. Das zunächst hochviskose Schleudergut
erhält in der Misch- und Homogenisiervorrichtung
eine fließfähige bzw. sämige Konsistenz, so daß es
über den Ringschlitz 19 aus dem Topf 18 des Rotors
13 austreten und damit auf die Wendel 29 gelangen
kann. Von hier gleitet es über die Gehäuseöffnung
30 und die Zuführung 31 in die Speiseleitung 9 und
durch diese hindurch in den Vorbeschleuniger 7 der
oberen Schleudertrommel 3. Jetzt wird das zu
schleudernde Gut ohne Schwierigkeiten gleichmäßig
auf die Siebfläche der Schleudertrommel 3
verteilt. Die weitere Verfahrensweise entspricht
dem aus DE-OS 36 22 959 bekannten Stand der
Technik.
Claims (10)
1. Verfahren zum Schleudern eines Schleudergutes in
Form einer hochviskosen oder/und zur
Klumpenbildung neigenden Suspension insbesondere
einer Zuckernachproduktfüllmasse, in zwei oder mehr
kontinuierlich arbeitenden Schleuderstufen,
einer Vor- und einer Nachschleuderung mit
dazwischenliegender Einmaischung,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schleudergut vor dem Eintritt in die erste Schleuderstufe, die sogenannte Vorschleuderung, durch Scherkrafteinwirkung in seiner Viskosität soweit herabgesetzt und homogenisiert wird,
daß es als sämige Füllmasse der Vorschleuderung zugeführt werden kann,
daß die Zuführung der Füllmasse in die Vorschleuderung ohne Fördereinrichtung, lediglich durch die Schwerkraftwirkung erfolgt,
daß die Vor- und Nachschleuderung räumlich übereinander und zusammen mit der Einmaischung in einem gemeinsamen Zentrifugengehäuse angeordnet sind und das eingemaischte Schleudergut aus der Vorschleuderung ohne Fördereinrichtung, lediglich durch die Schwerkraftwirkung der Nachschleuderung zugeführt wird.
daß das Schleudergut vor dem Eintritt in die erste Schleuderstufe, die sogenannte Vorschleuderung, durch Scherkrafteinwirkung in seiner Viskosität soweit herabgesetzt und homogenisiert wird,
daß es als sämige Füllmasse der Vorschleuderung zugeführt werden kann,
daß die Zuführung der Füllmasse in die Vorschleuderung ohne Fördereinrichtung, lediglich durch die Schwerkraftwirkung erfolgt,
daß die Vor- und Nachschleuderung räumlich übereinander und zusammen mit der Einmaischung in einem gemeinsamen Zentrifugengehäuse angeordnet sind und das eingemaischte Schleudergut aus der Vorschleuderung ohne Fördereinrichtung, lediglich durch die Schwerkraftwirkung der Nachschleuderung zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Schleudergut vor der
Viskositätsherabsetzung und Homogenisierung ein
Hilfsmedium zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Hilfsmedium das aus der
Vorschleuderung abgeschleuderte Filtrat
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hilfsmedium aufgeheizt
wird, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen
40 und 70°C.
5. Kontinuierlich arbeitende Siebzentrifuge zur
Durchführung eines Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, mit zwei oder mehr, mit
Abstand übereinander angeordneten und über eine
gemeinsame, von oben angetriebene
Zentrifugenwelle miteinander verbundenen
Schleudertrommeln, die in einem gemeinsamen
Zentrifugengehäuse untergebracht sind, bei der
das aus einer Zuführleitung kommende zu
behandelnde Schleudergut einem Beschleuniger
der oberen Schleudertrommel über ein
Regelventil und eine Speiseleitung zuführbar
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Zentrifugengehäuse (2) eine Misch-
und Homogenisiervorrichtung (8) mit einem in
einem Gehäuse (16) mit Boden (15) und einer
Gehäuseöffnung (30) umlaufenden Rotor (13) und
einem separaten, außenliegenden Antriebsmotor
(22) angeordnet ist.
6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Misch- und
Homogenisiervorrichtung (8) mittels eines
Sockels (14) auf dem Zentrifugengehäuse (2)
befestigt ist, daß der Rotor (13) sich um eine
vertikale Achse dreht und als Topf (18) mit
Platte (20) und Topfwand (23) ausgebildet ist,
dessen oberer Rand einen aus einem Flansch (26)
und einem Deckel (25) gebildeten Ringschlitz
(19) aufweist und dessen Platte (20) mit
Scherkräfte erzeugenden Mischwerkzeugen (17)
versehen ist.
7. Zentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an den Flansch (26) des
Rotors (13) ein nach unten weisender Kragen (27)
mit Abstand zur Topfwand (23) anschließt und daß
in den so gebildeten Freiraum ein Zylinder (28)
eingreift, der auf dem Boden (15) des Gehäuses
(16) befestigt ist.
8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse
(16) und dem Zylinder (28) eine von oben nach
unten geführte Wendel (29) vorgesehen ist, die
im unteren Teil im Bereich der Gehäuseöffnung
(30) endet und daß sich an die Gehäuseöffnung
(30) über ein Gleitblech (41) eine Zuführung
(31) zur Speiseleitung (9) anschließt.
9. Zentrifuge nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zuführung (31) aus
einem Rohr (32), einer Gummimuffe (33), einem
zylinderförmigen Schauglas (34) und einer
Verbindungsmuffe (35) besteht.
10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Rotor (13)
ein mit dem Regelventil (11) verbundener
Leitkonus (36) mündet und an diesem eine
Leitung (12) für das Hilfsmedium angeschlossen
ist, die vorzugsweise tangential mündet.
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ID=6390822
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- 1990-09-20 AT AT90118113T patent/ATE114509T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-09-20 EP EP90118113A patent/EP0421200B1/de not_active Expired - Lifetime
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