DE41323C - Verfahren und Apparate zum Osmosiren von Melasse und anderen Flüssigkeiten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das vorliegende Verfahren, Melasse oder andere Flüssigkeiten zu osmosiren, besteht im Gegensatz zu dem in Zuckerfabriken allgemein üblichen Verfahren der continuirlichen Osmose darin, dafs man jedesmal eine bestimmte Menge erwärmter Melasse (oder der betreffenden Flüssigkeit) in Arbeit nimmt und dieselbe so oft und so lange mit ganz beliebiger Geschwindigkeit durch die Melasserahmen eines von heifsem Wasser· durchströmten Osmoseapparates und das sie enthaltende Gefüfs hindurchcirculiren oder zwischen beiden hin-und zurückströmen läfst, bis sie den gewünschten Reinheitsgrad erlangt hat. Hierbei wird also die Melasse einer ganzen Reihe auf einander folgender schwacher Osmosen unterworfen; die eine zwar sehr langsame, aber stetig fortschreitende Verbesserung ihrer Reinheit bewirken, mit welcher eine Volumenvergröfserung infolge von Wasseraufnahme verbunden ist.

Zur Ausführung dieses Osmosirverfahrens dienen entweder gewöhnliche Osmoseapparate der bekannten Construction, welche in Weiter unten erläuterter Weise mittelst einer Pumpe oder eines in gleicher Weise wirkenden Flüssig-•keitshebers mit dem die Melasse enthaltenden Gefäfse verbunden werden, oder sogenannte »Osmosatoren«, bestehend aus einem Osmosekörper, welcher nur Wassercirculationskanäle, dagegen keine Melasseeirculationskanäle, statt derselben aber Schlitze oder Oeffnungen beliebiger anderer Form in den Melasserahmen besitzt und innerhalb des die Melasse enthaltenden Gefäfses angeordnet, also vollständig von Melasse umgeben ist.

A. Ausführung des Osmosirverfahrens mittelst gewöhnlicher Osmoseapparate.

Je nachdem der Osmoseapparat O tiefer oder höher als das Melassegefäfs K steht, kommt hierbei die in den Fig. 1 oder 2 dargestellte Apparatcombination zur Anwendung, in allen Fällen nur bestehend aus dem Osmoseapparate O (event, mehreren Osmoseapparaten), dem Melassegefäfs K, welches mit einer Heizvorrichtung D (Dampfschlange) versehen ist (event, noch einem zweiten Gefäfse K₁), sowie der die Circulation der Melasse bewirkenden Pumpe T (oder einem Melasseheber anderer Construction), welche, wie gezeichnet^ durch Rohre mit einander verbunden sind.
. Das Wasser circulirt in bekannter Weise durch den Apparat O, eintretend durch den Einlauftrichter WE, austretend aus der Auslaufschale WA, ebenso die Melasse, welche durch den Trichter M E ein- und aus der Schale MA austritt; nur müssen die für die 'Melassecirculation bestimmten Kanäle, entsprechend der hohen Durchflufsgeschwindigkeit der Melasse, einen bedeutend gröfseren Querschnitt als bei gewöhnlichen Osmoseapparaten 'besitzen.

Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, das Gefäfs K !über dem Osmoseapparate steht, so ist die ,durch Pfeile angedeutete Circulation der Melasse

die folgende: Dieselbe fliefst durch das Rohr r und den Hahn h aus dem unteren Tlieil des Gefäfses K in den Apparat O, durchströmt denselben und fliefst sodann in das Saugrohr q der Pumpe T, welche sie durch das Druckrohr d wieder in das Gefäfs K zurückbefördert, von wo sie, durch die Dampfschlange D wieder auf die erforderliche Temperatur von 90 bis 95⁰C, gebracht, dem Apparat wieder zuströmt.

Steht, wie Fig. 2 zeigt, der Osmoseapparat höher als das Gefäfs K, so circulirt die Melasse, wie ebenfalls durch Pfeile angedeutet, wie folgt: Die Pumpe T saugt die Melasse aus dem. unteren Theil des Gefäfses K und drückt- sie durch das Druckrohr d in den Einlauftrichter ME des Osmoseapparates. Die aus dem letzteren austretende Melasse fliefst direct wieder in das Gefäfs zurück, um hier wieder erwärmt und sodann dem Osmoseapparate wieder zugeführt zu Werden.

Der Umstand, dafs das Volumen der Melasse sich durch den Osmoseprocefs auf das 2-, 2¹/.,-bis 3 fache vergröfsert, also das Gefäfs K bei Beginn der Arbeit nur bis zu '/₃ bis '/₂ seiner Höhe mit Melasse angefüllt sein darf, macht die unter Umständen unbequeme Anordnung sehr hoher Melassegefäfse erforderlich. Um dieses nun zu vermeiden, kann man die osmosirende Melasse entweder auf zwei neben einander stehende Gefäfse K vertheilen, welche erst dann mit einander verbunden werden, wenn die Melasse ihr Volumen auf das etwa ι Y₂ fache des ursprünglichen ausgedehnt hat, oder, was- noch empfehlenswerther ist, man bedient sich eines höher stehenden Mclassegefäfses K, welches zunächst die zu osmosirende Melasse aufnimmt und mit der Warmvorrichtung D für dieselbe versehen ist, und aufserdem, wie in Fig. 1 punktirt angedeutet, eines zweiten tiefer stehenden Gefäfses K₁. Die Melasse fliefst dann aus K in den Apparat O, aus diesem durch das Rohr q_x in das Gefäfs K₁ und wird alsdann aus diesem durch die Pumpe T₁ wieder in das obere Gefäfs K zurückbefördert. Man kann in diesem Falle eine gröfsere Pumpe anwenden als sonst, braucht dieselbe aber nicht fortwährend arbeiten zu lassen. Sie braucht nämlich erst dann in Gang gesetzt zu werden, wenn entweder das Gefäfs K nahezu leer oder K_x voll ist, und wird abgestellt, sobald K voll oder K₁ leer ist. Bringt man jedoch am Gefäfs K ein in das Gefäfs K₁ hineinführendes Ueberlaufrohr ti an, so kann man die Pumpe T₁, selbst wenn sie wesentlich mehr Melasse in das Gefäfs K drückt, als durch den Apparat O strömt, ununterbrochen arbeiten lassen.

Bei gleichzeitiger Arbeit mit mehreren Osmoseapparaten ist nur ein einziges Melassegefäfs K oder event, die Gefäfse K und K₁, Fig. i, sowie eine Pumpe T (event. T₁) erforderlich. Die Gesammtanordnung der Apparate entspricht in allen Punkten der oben beschriebenen.

B. Ausführung des "Osmos ir Verfahrens '■■ mittelst »Osmosatoren«.

' Die hierbei zur Anwendung kommenden Osmoseapparate (Osmosatoren) sind in den Fig. 7, sowie 3, 4, 5 und 6 in zwei verschiedenen Constructionen dargestellt. Bei dem in Fig. 7 gezeichneten Osmosator wird das ununterbrochene Durchströmen der Melasse durch die nach aufsen hin offenen Melasserahmen des Osmosekörpers O dadurch bewirkt, dafs derselbe, in dem Melassegefäfs K liegend, sich während des Osmosirens ununterbrochen langsam um seine Längsachse dreht. Die Osmoserahmen haben quadratische Form und liegen, durch vier Schrauben zusammengehalten, zwischen den beiden Stirnplattcn C und C₁, welche mit angegossenen Ilohlzapfcn W und W_t versehen sind, die, in den Stopfbüchsen S und S₁ gelagert,, durch die Stirnwände des Gefäfses hindurchgehen. Der Zapfen W an der Stirnplatte C trägt die Antriebsriemscheibe R.

Die länglichen Oeffnungen ss in den Wänden der Melasserahmen verbinden das. Innere derselben mit dem sie umgebenden, von Melasse erfüllten Räume. Die der Länge nach durch den Osmosekörper hindurchgehenden Wasserein- und Austrittskanäle ν V₁ und t ί,, welche einander diagonal gegenüber liegen, stehen durch Kanäle in beiden Stirnplatten und den Zapfen derselben W und W₁, sowie Durch- ■ brechungen der Stopfbüchsen 5 und S₁ einerseits mit dem Wassereinläuftrichter E, andererseits mit der Auslaufschale A, welcher man entsprechend dem Niveau der Melasse in dem j Gefäfs eine verschiedene Höhe geben kann, in Verbindung. Das durch den Einlauftrichter E eintretende Wässer tritt durch den Kanal ν V₁ in die Wasserrahmen ein, durchströmt dieselben und wird dann durch den Kanal t f, der Auslaufschale A zugeführt.

Zum Anwärmen der Melasse während des Osmosirens derselben dient, die unterhalb des Osmosekörpers liegende Dampfschlange D.

Ein Wasserstandszeiger, an der Stopfbüchse S₁ angebracht, zeigt das Niveau des Osmosewassers; ein mit einer Scala Q. versehener Melassestands-' zeiger an einer der Stirnwände des Gefäfses das Niveau der darin befindlichen Melasse an. Zur Erkennung des Melasseniveaus dienen aufserdem noch die Probirhähne P und P₁.

Mit dem Osmosator wird in der Weise gearbeitet, dafs man nach Füllung des Gefäfses K mit Melasse bis zu einer gewissen Höhe, z. B. N_n sowie des Osmosekörpers mit heifsem Wasser zunächst die Melasse auf 90 bis 95⁰ C. erwärmt, hierauf den Osmose-

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körper Ό, durch welchen fortwährend heifses Wasser läuft, in Drehung versetzt und so lange unter beständiger Erwärmung damit fortfährt, bis die Melasse den gewünschten Reinheitsgrad erlangt hat. Alsdann wird der Apparat abgelassen und von neuem gefüllt.

Der in den Fig. 3, 4, 5 und 6 dargestellte Osmosator besteht aus einem feststehenden, nur Wassercirculation besitzenden Osmosekörper O mit nach aufsen hin offenen Melasserahmen, welcher derartig in das Melassegefäfs K eingebaut ist, dais sein sogenanntes festes Kopfstück C gleichzeitig die eine Stirnwand, des Gefäfses bildet. An derselben sind demgemafs der Wassereinlauftrichter i?, die bewegliche Wasserauslaufschale A, ein Wasserablafshahn c, für den Osmosekörper ein Entluftungsrohr /, sowie ein Niveau-Anzeiger für die Melasse in dem Gefäfs und das Wnsscr in dem Osmosekörper in der üblichen'Weise angebracht; Die Melasserahmen haben in diesem Falle die bequemere rechteckige Form und nur" in^: ihrer oberen und unteren Wandung α und 1J₁ die länglichen Oeffnungen s und S₁ für die Circulation der Melasse. Das Wasser tritt in die Wasserrahmen durch den ' mit dem Einlauftrichter E in Verbindung stehenden Kanal v, ein und aus demselben durch den Kanal v., aus, welcher es durch das Rohr i der Auslaufschale A zuführt. Zur Entlüftung der Wasserrahmen dient, der in den Entluftungsrohren I und Z₁ an beiden Kopfstücken endigende Kanal V₃. Das dem Steigen des Melassespiegels entsprechende Heben der Wasserauslaufschale A, welche durch einen Kautschukschlauch f mit dem Rohr i bezw. dem Kanal V₂ verbunden ist, wird mittelst des Schwimmers m und der durch die Achse η verbundenen Hebel k und /r, bewirkt. ■

Der'Osmosekörper ruht nicht direct auf dem Boden q des Gefäfses. K, es ist vielmehr zwischen der unteren Rahmenwand a_{ und dem Gefäfsboden noch ein freier Raum von 15 bis • 20 cm Höhe vorhanden, indem die seitlichen Rahmenwände b und b_t , welche die einzelnen Rahmen tragen, entsprechend nach unten zu verlängert sind. Ebenso ist auch das lose Kopfstück C₂ bis auf den Gefäfsboden g hinab verlängert. Zur seitlichen Führung desselben, sowie sämmtlicher Rahmen dienen die beiden an den Stirnwänden C und C₁ des Gefäfses befestigten U-Eisen e und e,.

Das Zusammenschrauben des Osmosekörpers geschieht vpn aufsen, und zwar mittelst der beiden Druckschrauben G und G₁, welche durch ■die Stopfbüchsen S und S₁ in der Stirnwand C₁ hindurchgehen. Der Raum F unterhalb des Osmosekörpers, welcher durch die Verlängerungen der Rahmenwandungen b und ^₁ sowie tdes Kopfstückes C₂ und einen Theil der Stirnwand C gebildet wird, steht (abgesehen von dem nicht völlig dichten Anschlüsse obiger Theile an den Gefäfsboden g) in erster Linie nur mit dem Innern der Melasserahmen durch die ■ Oeffnungen j ,, in zweiter Linie durch die Oeffnungen s mit dem Aufsenraum in ■ Verbindung. · In demselben ist möglichst dicht unter den Rahmen die Heizschlange D zum Anwärmen der Melasse angebracht.

Zur Erzeugung einer schnellen Circulation der Melasse durch die Melasserahmen in aufsteigender Richtung dient eine mechanische, in ähnlicher Weise wie eine Schraubenpumpe wirkende Circulationsvorrichtung, bestehend aus dem geschlossenen, vor der Stirnwand C horizontal angeordneten, cylindrischen Rohre //, dessen Mitte durch das gebogene, rechteckige Knierohr 0 mit oben genanntem Räume F communicirt, während es an den beiden Enden durch die Kanäle ρ und ^₁ in der Stirnwand C mit den beiden Räumen J und J₁, zwischen dem Osmosekörper und den Seitenwänden des Gefäfses, in Verbindung steht. In dem Rohr// liegt concentrisch zu seiner Achse die durch eine Stopfbuchse hindurchgehende, aufsen mit einer Antriebsriemscheibe versehene Welle v, jwelche die beiden dreiflügeligen Circulationsschrauben w und W₁, die eine linksgängig, die andere rechtsgängig, trägt.

Ist das Gefäfs mit Melasse gefüllt, .so wird, sobald die Welle in richtigem Sinne in Umdrehung versetzt wird, die Melasse aus den beiden Seitenräumen J und J₁ .herausgesogen und in den Raum F unter dem Osmosekörper hineingedruckt. Von hier aus tritt sie durch die Oeffnungen S₁ in die Melasserahmen ein, durchströmt dieselben in aufsteigender Richtung, um sodann durch, die .Oeffnungen s wieder in das Gefäfs auszutreten und endlich, 'an den Seitenwandungen desselben entlang hinabsteigend, wieder in die Räume J und J₁ zurückzukehren, wie durch Pfeile angedeutet.

Die beschriebene Circulationsvorrichtung, welche eine sehr lebhafte Melassecirculation durch die Rahmen hindurch bewirkt, kann natürlich auch durch eine Pumpe beliebiger ι Construction ersetzt werden.
¹ Die Arbeit mit diesem Osmosator unterscheidet sich nicht von der oben beschriebenen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zum Osmosiren von Melasse oder anderen Flüssigkeiten, darin bestehend, dafs man die Melasse oder andere Flüssigkeit durch die Melasserahmen eines oder mehre- ' rer Osmosekörper, deren Wasserrahmen von heifsem Wasser durchströmt werden, so lange circuliren oder hin- und zurückströmen läfst, bis der gewünschte Reinheitsgrad erreicht ist.
2. 2. Zur Ausführung des in Anspruch i. angegebenen Osmosirverfahrens die Combination der bekannten Osmoseapparate O (Fig. ι und 2) mit einem oder mehreren besonderen, die Melasse oder dergl. enthaltenden Gefäfsen K und einer Circulationsv.orrichtung, z. B. Pumpe T, für .die Melasse,

   . wobei letztere entweder aus Gefäfs K (Fig. 1) in den tiefer stehenden Osmoseapparat O fliefst und geeignetenfalls nach Passiren eines zweiten tiefer stehenden Gefiifses K₁ durch die Pumpe T₁ wieder emporgehoben wird, oder die Melasse aus dem Gefäfs K (Fig. 2) in den höher stehenden Osmoseapparat O emporgehoben wird und aus diesem wieder in das Gefäfs K zurückfliefst. · ■
3. 3. Zur Ausführung des in Anspruch 1. angegebenen Osmosirverfahrens:

   a) entweder ein Osmosator, bestehend aus der Combination eines Melassegefäfses mit einem Osmosekörper ohne Melassedrculationskanale, statt dessen aber mit Schlitzen in den Melasserahmen in der Weise, dafs der Osmosekörper innerhalb des Melassegefäfses angeordnet, also vollständig von der Melasse umgeben ist, welche durch eine in dem Gefäfs angebrachte. Heizvorrichtung' auf der erforderlichen Temperatur erhalten wird;'

   b) oder der-in Fig_: 7 im Längenschnitt dargestellte Osmosator,. charakterisirt dadurch, dafs bei demselben der inner-

   ' halb des Melassegefäfses K angeordnete ' Osmosekörper O behufs Erzeugung ';■■ der erforderlichen Melassecirculation durch die Rahmen um seine Längsachse drehbar ist;

   c) oder ein (in Fig. 3 im Längenschnitt, in Fig. 4 im Querschnitt und in Fig. 5 im Grundrifs dargestellter) Osmosator,

   ; charakterisirt dadurch, dafs mit dem fest-■ stehenden Osmosekörper O eine mechanische Antriebsvorrichtung, Pumpe oder dergleichen H zur Circulation der Melasse durch die Rahmen combinirt. und der Raum F unter dem Osmosekörper seitlich abgeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.