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Rotierender Autoklav zur Gewinnung von Glukose aus Holzstoff Die Erfindung
betrifft einen rotierenden Autoklaven zur Gewinnung von Glukose aus Holzstoff.
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Es sind rotierende Autoklaven für Destillationszwecke bekannt geworden,
bei denen auf einer Seite in der hohl ausgebildeten Achse ein an der Drehung nicht
teilnehmender Körper liegt, durch welchen die das Füllgut in den Apparat fördernden
bzw. dasselbe aus demselben ablassenden Leitungen geführt sind. Die eine dieser
(natürlich ebenfalls feststehenden) Leitungen ist dabei nach oben geführt und zu
einer Fangkappe erweitert, um das -",asförnlige Destillat zu sammeln und aus dem
Apparat fortzuleiten. Diese Bauweise ist auch schon bei Autoklaven zur Glukosegewinnung
angewendet worden, indem die den Holzbrei umwandelnde Säure durch ein feststehendes,
tiefmündendes Rohr in den Apparat eingeführt und als Gas durch ein auf derselben
Seite in der Hohlachse liegendes, im Innern des Apparates hoch ausmündendes Rohr
aus dein Apparat entfernt wurde. Nun sind bekanntlich für Glukoseautoklaven besondere
Heiz- bzw. Kühleinrichtungen erforderlich, die gestatten, im Verlauf des chemischen
Vorganges den Wärinegrad im Behälter genau zu regeln und in einem gewissen Stadium
des Vorganges möglichst schnell zu ändern. Dies ist nicht möglich bei einfacher
Unterbringung des Drehbehälters in einem Feuerherd, vielmehr kommt nur Beheizung
durch Wasser oder Dampf bzw. Bekühlung durch Sole in Betracht. Bei dem erwähnten
bekannten Glukoseautoklaven geschieht die Beheizung in der Weise, daß die feststehende
Hohlachse ganz durch den Behälter hindurchgeht, also auf beiden Seiten feststeht,
und selbst in derWeise als Heizkörper ausgebildet ist, daß auf der einen Seite der
Dampf usw. in sie hineingeführt, auf der anderen Seite herausgeführt wird. Die Wärmeaustauschfläche
ist aber hierbei für den besonderen Zweck zu gering, und daher, um dem Apparat die
erforderliche Wärmemenge zuzuführen, die Temperatur zu hoch, wozu zu bemerken ist,
daß das im Innern des Apparates sich entwickelnde Glukosegel-nisch nur einen bestimmten
mäßigen Wärmegrad verträgt, um gärfähig zu bleiben. Weiter müssen bei einem solchen
Autoklaven sämtliche Innenwandungen mit säurefestein Stoff ausgekleidet sein, der
in der Regel hart-ummiartige Struktur hat. Dieser Überzug muß sowohl auf der Fläche
des rotierenden Mantels. als auch auf derjenigen der feststehenden Achse vorhanden
sein. Es findet somit auf beiden Seiten an der Durchtrittsstelle der Achse durch
den Mantel ein Gleiten von Hartguinmi auf Hartglummi statt. Weiter muß auf beiden
Durchtrittsstellen nach außen hin zur Verhinderung des Austrittes von Säuregasen
oder Säure eine sichere stopfbüchsenartige Abdichtung angeordnet werden. Diese bei
den bekannten
Glukoseapparaten zweimal vorkommende Durchgangsstelle
ist baulich und betriebsmäßig die schwierigste am ganzen Apparat.
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Diese den erwähnten Bauarten anhaftenden .,\längel werden durch die
Erfindung verliiieden. Das wesentliche Merkmal besteht darin, daß der Behälter nur
auf einer Seite um eine feststehende Welle gelagert ist, durch welche sowohl der
Zuleitungskanal als auch der Rückleitungskanal für die Säure geführt ist, so daß
auch die erwähnte schwierige Übernur einmal vorkommt. Weiter geschieht die Heizung
nicht durch die in bezug auf Wäriiieaustauschfläche zu kleine Hohlachse, sondern
durch die in an sich bekannter N##eise als Doppelmailtel ausgebildete Wandung des
rotierenden Behälters, wobei sowohl die Zuführung als auch die Ableitung des Heiz-
bzw. Kühlmittels auf ein und derselben, nämlich der der Säurezuführung entgegengesetzten
Seite erfolgt. Die Innenwandung des Behälters gegenüber der Eintrittsstelle der
Säure bleibt hierbei vollständig glatt, und die das Heiz- bzw. Kühlmittel führende
Hohlwelle ist mit der Außenwand des Behälters starr verbunden. Infolgedessen wird
auch die Lagerung auf dieser Seite eine einfachere, insofern die rotierende Welle
als einfache gleitende Lagerwelle ausgebildet sein kann, und nicht, wie auf der
Säureeintrittsstelle, die räumlich weit ausholende schwere Laufrollenlagerung notwendig
ist.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. i
zeigt einen Längsschnitt, die Abb. 2 bis 3 stellen Einzelheiten dar, deren
Bedeutung die Bezugszeichen ergeben, während in den Abb. 4 bis 6 eine besondere
Ausführungsforrn eines wichtigen Teiles des Apparates gezeigt ist.
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Es ist A der innere Mantel des Behälters, rechts verschlossen
durch den abnehmbaren Deckel B. Die Öffnungen b und c dienen zum j.,-üllen
bzw. Entleeren des Apparates. Beide Üffnung,en sind natürlich während des Betriebes
durch geeignete Organe verschlossen. Durch einen zweiten Mantel C, der in
gewissem Abstand von dem Innenmantel A, B
aufgesetzt ist, entsteht
ein Hohlraum a. Durch diesen wird das Heizmittel (Wasser oder Dampf) bzw. das Kühlmittel
(Sole') geleitet, und zwar ist t die Einführungs-, it die Ab-
leitungsöffnung.
Die üffnungen t und u stehen durch Rohrleitungen mit dem konzentrischen Doppelrohr
F, G in Verbindung. Die Einführung des Heiz- bzw. Kühlmittels geschieht
bei r in das Innenrohr G, von wo es durch den Stutzen s mit der zum Stutzen
t führenden (nicht gezeichneten) Rohrleitung in Verbindun- steht. Der Rücklauf des
Heiz- bzw. Kühlmittels geht durch den Stutzen it, von dort durch Vermittlang des
Stutzens v in die ringförinige Leitung w, um durch die in dein feststehenden Lagerbock
y
befindliche Öffnung z wieder der Wärme-bzw. Kältequelle zugeführt zu werden.
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Das Doppelrohr G, F ist mit dem Behälterdeckel
B starr verbunden. Die ganze Innenwandun- des Gehäuses A, B
ist saurefest ausgekleidet. Das ganze RolirsystemFG samt zugehörigen Stutzen
v, s rotiert also mit dein Behälter in dem feststehenden Lager
y.
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Zur Linken hat der Behälter ein mit ihm fest verschraubtes Anschlußstückn.
Dieses ist mit einer Längsdurchbohrung ausgestattet, in welcher die weiter unten
beschriebene Zu-und Ableitung für die Säure untergebracht ist. Die zwischen n und
D liegende säurefeste Dichtung p geht zu dein ebenfalls weiter unten
erläuterten Zwecke eine Strecke weit in die Längsbohrung des Körpers n hinein. Dieser
mit dem Behälter A starr verbundene Ansatz it ist auf ortsfest gelagerten
Rollen o drehbar angeordnet. Diese Rollen o nehmen also das linke Lagergewicht des
Apparates auf und gestatten so eine von schädlichen Drucken freie Unterbringung
des Körpers D,
welcher die die Säure in den Behälter bzw. aus demselben führenden
Längsbohrungen e bzw. f enthält. Dieser Körper D ist in dem Klemmbock
It fest (nicht drehbar) gelagert und besitzt einen Anschlußkörper q, durch
dessen Vermittlung die Säure in der Pfeilrichtung ein- bzw. ausgeführt wird. Der
rohrartige Körper D sei zunächst ganz aus säurefestem Stoff (etwa Hartguinmi)
hergestellt gedacht, Die Abdichtung gegen das ZD bl Gehätiseinnere geschieht durch
die bereits erwähnte, ein Stück in die Bohrung des Körpers n hineinragende Dichtung
p ini Verein mit der Stopfbüchse d und der Packung 0
aus säurefestem
Material.
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Der Behälter A, B ist während des Betriebes zu
etwa lf, mit dem zu behandelnden Gut (Holzbrei) gefüllt, das sich natürlich in der
Hauptsache in dem unteren Teil befindet. Es muß daher dafür gesorgt werden, daß
die durch die Leitung e in das Innere eingeführte Säure auch die Holzmasse durchströmt,
ehe sie wieder in die Leitung f gelangt. Dies geschieht durch den mit dein
Körper D starr verbundenen Körper E, der somit nicht an der Drehung
des Behälters teilnimmt, sondern stillsteht. Er besitzt am linken Ende (vgl. Abb.
2) zwei Ausmündungen e' und f', welche vor den Säureleitungen e und
f liegen. Durch den Kanal i des Körpers E wird die Säure nach unten
in den Teil k' geleitet und hier durch den Schlitz k in die unteren Partien
des Holzbreies eingeleitet, durchströmt sodann die Breimasse und wird endlich bei
m in den nach oben gerichteten Kanal j, und so durch die \-erbiiidung
f ' in die Leitung f zurückgef ührt. 23 ZD
Die übrigen
Teile L usw. des Körpers E dienen zur Versteifung desselben. Denn dem Teil
-i nebst dem Teil k' wird beim Rotieren des Behälters die Holzmasse einen
nicht unerheblichenWiderstandentgegensetzen. Außerdem aber bezwecken die Teile
k' nebst L, beim Drehen des Behälters fortwährend die Füllmasse zu durchschneiden
und so zu durchmischen. Sie ersetzen somit das bei stillstehenden Autoklaven erforderliche
Rührwerk.
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Abb- 3 zeigt, in welcher Weise die Körper D,
q und E zu einem starren Ganzen verbunden sind, nämlich durch lange Kopfschrauben
H, die durch Längsbohrungen g des Körpers D hindurchgehen und mit
dem an ihrem anderen Ende befindlichen Schraubengewinde in _Muttergewinde
g' des Körpers E hineingreifen.
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In den Abb. 4 bis 6 ist noch eine besondere Ausgestaltung des
Körpers D dargestellt. Der Körper setzt sich zusammen aus dem Rohr II, den
beiderseitigen Stirnwänden N mit je zwei runden Durchbrechungen
U und R sowie zwei in den Durchbrechungen U eingesetzten Rohren
S. Die Löcher R dienen zum Durchstecken der Kopfschrauben H. Das Innere der
Rohre S ist mit säurefester GuinmierungT versehen. Diese Gummierung greift
über die beiden Stirnflächen der Stirnwände N hinweg, desgleichen auf der
dem Gehäuseinnern zugewandten Seite ein längeres Stück 1 über die Auflenfläche
des Rohres M, so daß der säurefeste Belag bis an die Dichtung Q (Abb.
i) heranreicht. Das Gebilde nach Abb. 4 bis 6
ist sehr leicht und die Gummierung
einfach herzustellen. Auch bietet es den Vorteil, daß der freie Raum innerhalb des
Rohres JU mit einfachen Mitteln als Kühlraum bzw. Heizraum für die die Leitungen
e und f durchströmende Säure herangezogen werden kann, um so die Kühlung
bzw. Heizung im Mantelraum a wirksam zu unterstützen.