DE4414602A1

DE4414602A1 - Process for controlling the degree of utilization of a discontinuous centrifuge, in particular a sugar centrifuge

Info

Publication number: DE4414602A1
Application number: DE4414602A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Eichhorn; Horst Herold
Original assignee: Pfeifer and Langen GmbH and Co KG
Current assignee: Pfeifer and Langen GmbH and Co KG
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-11-02
Also published as: DE59508848D1; ATE197612T1; EP0679722A3; ES2151937T3; DK0679722T3; EP0679722B1; EP0679722A2

Abstract

To control the efficiency of a centrifuge with an intermittent operation, especially a sugar centrifuge, the thickness of the layer of built-up solid matter on the drum wall is measured during operation. The control action is effected according to a present layer thickness for the solid build-up, the filling mass feed and the feed of a vol. of washing fluid.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Nutzungsgrades einer diskontinuierlich arbeitenden Zentri fuge zum Behandeln einer Füllmasse in Form eines Feststoff- Flüssigkeitsgemisches, insbesondere einer Zuckerzentrifuge, wobei die Füllmasse, und über einen Düsenstock eine Waschflüs sigkeit, mengenregelbar in die Zentrifugentrommel eingegeben werden.The invention relates to a method for controlling the Degrees of utilization of a discontinuously operating centri joint for treating a filling compound in the form of a solid Liquid mixture, in particular a sugar centrifuge, with the filling compound, and a washing liquid via a nozzle assembly liquid, adjustable in volume entered in the centrifuge drum become.

Füllmengen diskontinuierlicher Zentrifugentrommeln können eingestellt werden durch Berührungskontakte, wie z. B. Fühlrädchen, Taster, Staudruckmesser, durch Messung der Energieaufnahme während des Füllens, durch kapazitive Messungen. Dadurch kann sowohl ein Überfüllen der Trommel vermieden und bei Zuckerzentrifugen eine zweckmäßige Kri stallschicht eingestellt werden, die der Zusammensetzung des Magmas während des Einstellvorganges entspricht.Fill quantities of discontinuous centrifuge drums can be adjusted by touch contacts, such as. B. Feeler wheel, feeler, dynamic pressure meter, by measuring the Capacitive energy consumption during filling Measurements. This can both overfill the drum avoided and a convenient solution for sugar centrifuges stable layer can be adjusted to the composition of the magma during the setting process.

Veränderungen der Kristallschicht, die aus Gründen unter schiedlicher Magma-Qualität (Kristallgröße, Feinkornanteil) vielfach erforderlich werden, können nur mit zeitlichem Außerkraftsetzen von Sicherheitsvorschriften - wie Entfernen des Schutzgitters im Zentrifugendeckel bzw. Entriegeln der Deckelklappe - von Hand bei laufender Zentrifuge durch geführt werden, was aus sicherheitstechnischen Gründen nicht zulässig ist. Umgangen wird dieser Nachteil durch eine sichere, nämlich geringere Kristallisatschicht-Einstel lung, was sich jedoch wirtschaftlich ungünstig auswirkt.Changes in the crystal layer due to reasons below Different magma quality (crystal size, fine grain content) can often be required only with a time Overriding safety regulations - such as removal of the protective grid in the centrifuge lid or unlock the lid flap - by hand with the centrifuge running be carried out for security reasons is not permitted. This disadvantage is avoided by a safe, namely lower crystal layer setting development, but this has an economically unfavorable effect.

Die Feststellung der Kristallisatschicht-Stärke, deren Kenntnis für die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit des Zentrifugenvorganges unumgänglich ist (Nutzungs- und Kri stallerhaltungsgrad), kann durch manuelle Messung des Abstandes von Deckel-Innenkante bis Oberkante Kristallisat schicht, bei stehender Zentrifuge vor Beginn des Räumvor ganges, erfolgen.The determination of the crystalline layer thickness, its Knowledge for the assessment of the economy of the Centrifuge process is unavoidable (use and kri degree of conservation), can be measured manually Distance from the inside edge of the lid to the top edge of the crystals layer, with the centrifuge standing before the start of the clearing ganges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer diskontinuierlich arbeitenden Zentri fuge zu schaffen, mit dem ein bislang nicht möglicher Einblick in die komplexen und schnell ablaufenden Vorgänge innerhalb einer Zentrifugentrommel gewährleistet und durch entsprechende Zuordnung der zu messenden Werte auch ein vollautomatischer Programmablauf mit optimaler Wirtschaft lichkeit ermöglicht werden. Außerdem sollen die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden.The invention has for its object a method to operate a discontinuously operating centri to create a joint with which a previously impossible Insight into the complex and fast-moving processes guaranteed within a centrifuge drum and by corresponding assignment of the values to be measured fully automatic program with optimal economy possibility. In addition, the disadvantages the known methods can be avoided.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß während des Betriebes die Schichtdicke der sich auf der Trommelwandung ablagernden Feststoffschicht berührungs frei gemessen und in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Sollschichtdicke der sich ablagernden Feststoffschicht die Füllmassenzufuhr und die Zufuhr der Waschflüssigkeits menge geregelt wird. Der besondere Vorteil einer kontinuier lichen, berührungsfreien Messung der sich ablagernden Feststoffschicht bzw. der Magmaschicht innerhalb der Schleudertrommel liegt u. a. darin, daß durch eine entspre chende Verknüpfung der Meßwerte für die Schichtdicke mit den Ausräumungswerten der Füllmasse in Kombination mit einer elektronischen speicherprogrammierbaren Steuerung eine Zentrifugensteuerung geschaffen werden kann, die mit einem entsprechenden Rechenprogramm über eine Daten verbindung einem internen und/oder externen Prozeßleit system zugeordnet ist. Damit ist es auch möglich, die jeweilige Füllmenge in Abhängigkeit von den Daten der einzuführenden Füllmasse zu regeln, wobei darüber hinaus der Nutzungsgrad der Zentrifuge optimiert werden kann. Von besonderer Bedeutung ist dies für Zuckerzentrifugen, da hier durch den anschließenden Waschprozeß mit Wasser ein Teil des als Kristallisat vorliegenden Feststoffs wieder aufgelöst wird. Durch die Messung der sich ablagern den Schichtdicke ist es möglich, die Menge der zuzuführen den Waschflüssigkeit auf ein Minimum zu reduzieren und somit zu einem größtmöglichen Kristallerhaltungsgrad zu gelangen. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn mit Hilfe eines entsprechenden Rechnerprogrammes die zuzufüh rende Waschflüssigkeitsmenge auf die freie Oberfläche der in der Trommel abgelagerten Feststoffschicht bezogen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in dieser Hinsicht nicht auf die Anwendung für Zuckerzentrifugen beschränkt, sondern ist anwendbar für das Zentrifugieren von Feststoffen mit anschließender Behandlung mit einer Waschflüssigkeit, bei denen die zu behandelnden Feststoffe jeweils in der verwendeten Waschflüssigkeit lösbar sind.According to the invention, this object is achieved in that that during operation the layer thickness of the the solid layer depositing on the drum wall measured freely and depending on a definable Target layer thickness of the deposited solid layer the filling mass supply and the supply of the washing liquid quantity is regulated. The particular advantage of a continuous non-contact measurement of the deposits Solid layer or the magma layer within the Centrifugal drum is u. a. in that by a correspond Corresponding link of the measured values for the layer thickness with the clearance values of the filling compound in combination with an electronic programmable logic controller a centrifuge control can be created that with an appropriate computer program for data connection to an internal and / or external process manager system is assigned. It is also possible with that respective filling quantity depending on the data of the to regulate the filling mass to be introduced, and in addition the efficiency of the centrifuge can be optimized. This is particularly important for sugar centrifuges, because here through the subsequent washing process with water part of the solid present as crystals is dissolved again. By measuring the deposit the layer thickness, it is possible to add the amount of reduce the washing liquid to a minimum and thus to the greatest possible degree of crystal preservation reach. It is particularly useful here if with With the help of an appropriate computer program amount of washing liquid on the free surface of the solid layer deposited in the drum becomes. The method according to the invention is in this regard not limited to use in sugar centrifuges, but is applicable for the centrifugation of solids followed by treatment with a washing liquid, where the solids to be treated are each in the used washing liquid are soluble.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in Verbindung mit einer entsprechend ausgebildeten elektronischen spei cherprogrammierbaren Steuerung eine lückenlose Dokumen tation der Zentrifugenarbeit.The method according to the invention enables connection with a suitably trained electronic memory programmable control a complete document centrifuge work.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing shown and will be described in more detail below.

Eine Zentrifugen-Schleudertrommel 1 besteht aus einem gelochten Trommelmantel 2, der auf der Innenseite mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Filterbelag abgedeckt ist, einem Trommeldeckel 3, einem Trommelboden 4 und einer Nabe 5. In die Schleudertrommel 1 ist ein zu einem Düsen stock 17 gehörendes Waschwasser-Rohr 6 mit Düsen 7 einge führt, aus denen die Wasserstrahlen 8 auf die Magmaschicht 9 gesprüht werden. Für eine berührungsfreie Messung der Stärke der Magmaschicht 9 ist eine Vorrichtung 10 mit einer Ultraschall-Sonde 11 in die Schleudertrommel 1 ein geführt. Das Waschwasser-Rohr 6 ist mittels zwei Kupplun gen 12 und 13 und einem flexiblen Teilstück 14, z. B. ein Schlauch, an eine Waschwasser-Zuführungsleitung 15 angeschlossen. Das flexible Teilstück 14 ermöglicht über eine Gleitbahn 20 eine Verstellung des Düsenstocks 17 mittels eines Servomotors 16 in Richtung der Pfeile A. A centrifuge centrifuge drum 1 consists of a perforated drum jacket 2 , which is covered on the inside with a liquid-permeable filter covering, a drum cover 3 , a drum base 4 and a hub 5 . In the centrifugal drum 1 , a wash water pipe 6 belonging to a nozzle stock 17 is inserted with nozzles 7 , from which the water jets 8 are sprayed onto the magma layer 9 . For a non-contact measurement of the thickness of the magma layer 9 , a device 10 with an ultrasound probe 11 is guided into the centrifugal drum 1 . The wash water pipe 6 is by means of two Kupplun conditions 12 and 13 and a flexible section 14 , z. B. a hose connected to a wash water supply line 15 . The flexible section 14 enables an adjustment of the nozzle assembly 17 by means of a servo motor 16 in the direction of the arrows A via a slide 20 .

Die Füllmasse wird über ein Füllrohr 18 mit Füllorgan 19 in die Schleudertrommel 1 eingeführt.The filling compound is introduced into the centrifugal drum 1 via a filling pipe 18 with a filling member 19 .

Durch den kontinuierlichen Meßvorgang mittels der Sonde 11 und der Weiterleitung des Meßergebnisses an einen Rechner kann ein optimaler Füllgrad im Hinblick auf eine gewünschte Kristallisatschicht 9 unter Einbeziehung der Trommel- Drehzahl und dem Öffnungsquerschnitt des Füllorgans 19 erreicht werden.Due to the continuous measurement process by means of the probe 11 and the forwarding of the measurement result to a computer, an optimal degree of filling can be achieved with regard to a desired layer of crystals 9 including the drum speed and the opening cross section of the filling element 19 .

Nach Abtrennung des Sirups vom eingefüllten Magma 9 infolge der Zentrifugalkraft ergibt sich die Kristallisatschicht h_k1, aus deren Volumen unter Berücksichtigung ihres spezifischen Gewichtes und unter Bezugnahme auf den Kristallgehalt des in die Trommel 1 eingefüllten Magmas sich der Nutzungs grad errechnet.After separation of the syrup from the filled magma 9 as a result of the centrifugal force, the crystallizate _layer h _k1 results, from the volume of which, taking into account its specific weight and with reference to the crystal content of the magma filled into the drum 1 , the degree of use is calculated.

Beispiel:Example:

Volumen aus Kristallschicht H_k1: 0,75 m³
Kristallisatmenge bei y = 1 Kg/dm³: 750 kg
Kristallgehalt des Magma: 53%Volume of crystal _layer H _k1 : 0.75 m³
Amount of crystals at y = 1 kg / dm³: 750 kg
Magma crystal content: 53%

Trommelfüllung = 750 : 0,53 = 1.415 kgDrum filling = 750: 0.53 = 1.415 kg

Nutzungsgrad bei 1.750 kg Nennleistung
1.415 × 100 : 1.750 = 80,8%.Efficiency at 1,750 kg nominal output
1,415 × 100: 1,750 = 80.8%.

Nach der Sirup-Abtrennung erfolgt der Reinigungsvorgang mittels Waschflüssigkeit aus dem Waschwasser-Rohr 6 mit den Düsen 7. Je nach Menge der Waschflüssigkeit ergibt sich eine Kristallisatauflösung und dadurch eine reduzierte Kristallisatschicht h_k1. Erhält man aus h_k1 eine Kristalli satmenge von 675 kg, so ergibt sich in Beziehung zur Kri stallisatmenge von 750 kg ein Kristallerhaltungsgrad vonAfter the syrup has been separated off, the cleaning process takes place by means of washing liquid from the washing water pipe 6 with the nozzles 7 . Depending on the amount of washing liquid, there is a crystallizate dissolution and thus a reduced crystallizate _layer h _k1 . If a quantity of crystals of 675 kg is obtained from h _{k1, the} degree of crystal preservation in relation to the quantity of crystals is 750 kg

675 × 100 : 750 = 90%.675 x 100: 750 = 90%.

Erst die kontinuierliche Kenntnis dieses Wertes ermöglicht eine gezielte Minimierung des Waschflüssigkeitseinsatzes, um den Prozeß unter Vermeidung zusätzlichen Energiebedarfs (Dampf für Rekristallisation aufgelösten Kristallisats), sowie Farbbildung und Zuckerverluste möglichst wirtschaft lich zu gestalten.Only the continuous knowledge of this value enables targeted minimization of the use of washing liquid, around the process while avoiding additional energy requirements (Steam for recrystallization of dissolved crystals), as well as color formation and sugar loss as economically as possible to design.

Da 1 kg Waschwasser ca. 3 kg Kristallisat auflösen, muß die Wassermenge auf ein Minimum reduziert werden. Für eine optimale Reinigung des Kristallisats ist die gleich mäßige Verteilung des Waschwassers auf die Kristallisatober fläche wichtig. Da nach ca. 50 mm Eindringtiefe das Wasch wasser in die Kristallisatschicht eine gesättigte Lösung entsteht, die dann ohne weitere Auflösung Reinigungsarbeit leisten kann, ist es zweckmäßig, mit großer Kristallisat schicht zu arbeiten und die Waschwasser-Menge nicht in % auf Magma, sondern in kg pro m² Kristallisat-Oberfläche zuzugeben.Since 1 kg of wash water must dissolve approx. 3 kg of crystals the amount of water can be reduced to a minimum. For optimal cleaning of the crystals is the same moderate distribution of the washing water to the crystals area important. Because after about 50 mm penetration the washing water into the crystal layer a saturated solution arises, which then cleaning work without further resolution can afford, it is appropriate to use large crystals shift and the amount of wash water is not in% on magma, but in kg per m² of crystallized surface to admit.

Beispiel:
Sind bei einer Kristallisatschicht von 120 mm in einer 1.750 kg-Zentrifugen-Trommel mit 4,62 m² Kristallisatober fläche 5,0 kg Waschwasser pro m² erforderlich, entsprechend 2% auf Magma mit 23 kg pro Charge, so sind bei einer auf 200 mm erhöhten Kristallisatschicht mit 4,14 m² Kristal lisatoberfläche nur 20,7 kg Waschwasser pro Charge notwendig, was nur 1,14% Waschwasser auf Magma entspricht. Der Kri stallerhaltungsgrad erhöht sich dadurch um ca. 5%-Punkte.Example:
If with a layer of crystals of 120 mm in a 1,750 kg centrifuge drum with a surface of 4.62 m² of crystals, 5.0 kg of washing water per m² are required, corresponding to 2% on magma with 23 kg per batch, then one is increased to 200 mm Crystallizate layer with 4.14 m² crystal lisate surface only 20.7 kg wash water required per batch, which corresponds to only 1.14% wash water on magma. This increases the degree of crystal preservation by approx. 5 percentage points.

Düsenrohre, an denen die Spritzdüsen befestigt sind, sind feststehend oder nur schwer verstellbar angeordnet, so daß in der Praxis keine Verstellung erfolgt. Eine Anpassung des Abstandes der Düsen 7 zur Magmaoberfläche bei veränder ter Kristallisatschicht ist jedoch erforderlich, um bei Erhöhung der Schichtdicke Überlagerungen der Spritzschleier 8 mit der Folge erheblicher Auflösung von Kristallisat zu vermeiden bzw. bei Verringerung der Kristallisatschicht wasserfreie Stellen zu verhindern. Eine einfache Verstell möglichkeit des Waschwasser-Rohres 6 mittels eines Servo motors 6 auf einer Gleitschiene 20 mit Abstandsmarkierungen ist vorzusehen. Der Abstand wird vom Rechner aufgrund der Kristallisatschicht-Messung angegeben.Nozzle pipes, to which the spray nozzles are attached, are arranged to be stationary or difficult to adjust, so that in practice there is no adjustment. An adjustment of the distance of the nozzles 7 to the magma surface in the case of a modified crystallizate layer is required, however, in order to avoid overlaps of the spray curtain 8 with the consequence of considerable dissolution of crystallizate when the layer thickness is increased, or to prevent water-free spots when the crystallizate layer is reduced. A simple adjustment possibility of the wash water pipe 6 by means of a servo motor 6 on a slide rail 20 with distance markings is to be provided. The distance is specified by the computer on the basis of the crystal layer measurement.

Claims

1. A method for controlling the degree of utilization of a discontinuously operating centrifuge for the treatment of a filling compound in the form of a solid-liquid mixture, in particular a sugar centrifuge, the filling compound and a washing liquid, quantity-controlled bar, being introduced into the centrifuge drum via a nozzle stick, characterized is controlled to a non-contact measured and in dependence upon a predeterminable desired thickness of the depositing layer, the solid Füllmassenzufuhr and the supply of Waschflüs sigkeitsmenge the layer thickness of the depositing on the drum wall solid layer during operation.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the non-contact measurement inside the slingshot drum is carried out by means of an ultrasonic displacement measurement.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the distance of the nozzle assembly to the surface of the solid layer deposited on the drum wall, related to the nozzle orifices, depending on the measured layer thickness of the solid layer becomes.