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Vorrichtung zum Reinigen von Kristallmassen, insbesondere Dextrosekristallen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Behandlung von Kristallmassen,
insbesondere von Traubenzuckerfüllmassen zwecks Abscheidung des Muttersaftes von
den Kristallen.
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Es sind Einrichtungen zum Decken von Zuckermassen in Vakuumfiltern
bekannt, bei denen an das Filter eine Haube angeschlossen ist, die ein fein gelochtes
Rohrsvstem enthält, durch das die Deckflüssigkeit zugeführt wird. Bei diesen bekannten
Einrichtungen liegt das Rohrsystem verhältnismäßig dicht an der Filterfläche an;
die aus ihm austretenden Wasserstrahlen treffen deshalb, auch.wenn sie noch so fein
verteilt sind, mit einer gewissen Strahlungsenergie auf die auf der Filterfläche
befindliche Zuckermasse auf, wodurch die Zuckerkristalle in erheblichem Maße gelöst
werden.
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Demgegenüber ist es für die Einrichtung gemäß der Erfindung wesentlich,
daß die Wasserzustäubung in größerer Entfernung sowie vorzugsweise seitlich von
der Filterwand herbeigeführt wird, derart, daß ein schwebender Wassernebel entsteht,
der sich unter der Wirkung des im Filter herrschenden Vakuums langsam auf die Filterwand
zu bewegt und durch die auf der letzteren -befindlichen Zuckerkristalle hindurchgesaugt
wird. Dadurch wird das mit erheblichen Verlusten verbundene Anfressen der Kristallmassen
durch die Waschflüssigkeit vermieden.
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In den Zeichnungen, die eine Einrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise
veranschaulichen, stellt Abb. i einen Längsschnitt durch den Apparat dar. Abb. 2
ist ein in größerem Maßstab gehaltener teilweiser Schnitt durch die Trommel zur
Behandlung des Arbeitsgutes.
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Abb. 3 zeigt die ganze Einrichtung in Endansicht, während Abb. q.
einen Querschnitt durch eine der Naben der Trommel darstellt, der das Ventil zur
Überwachung der Einwirkung des Vakuums auf das am Trommelumfang anliegende Arbeitsgut
veranschaulicht.
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Mit io ist ein Gefäß bezeichnet, das zur Aufnahme des zu behandelnden
Gutes geeignet ist. Dies Gut, das aus der von den Kristallisierungsapparaten kommenden
Kristallmasse besteht, wird zweckmäßig zunächst in einem Mischtrog i i verdünnt
und dann. durch ein Rohr-i2 in das Gefäß io gelassen. Mit 13
ist ein Rohr
bezeichnet, durch das die Kristallmasse in den Mischtrog geleitet wird, während
mit 1q. das Zuführungsrohr für die Verdünnungsflüssigkeit bezeichn*'t ist. Das Gefäß
io ist zweckmäßig am Boden mit einem langsam umlaufenden Rührer 15 versehen. Um
das Gemisch im Gefäß io auf verhältnismäßig konstanter Höhe zu halten, kann eine
geeignete Vorrichtung, beispielsweise ein L:Tberlaufrohr 16, vorgesehen sein.
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Eine Trommel 18 ist in geeigneten Lagern drehbar gelagert, so daß
sie in das im Behälter io befindliche Gemisch 17 taucht. Die Trommel enthält
eine Nabe i g, Speichen oder Flügel 2o, eine Hülle 21, die mit Durchbrechungen 22
versehen ist, sowie unten durchbrochene Endwände, von denen eine in Abb. 3 mit 23
bezeichnet ist. Der N abenteil i9 der Trommel ragt über ihre Endhände hinaus und
bildet Dreh- oder Lagerzapfen 2.I,
die sich in auf den Enden des
Gefäßes io vorgesehenen Lagern 25 drehen. Die Trommel kann eine beliebige geeignete
Länge haben; sie Scann beispielsweise so lang sein wie ihr Durchmesser, etwa 2'/2
m. Die Speichen oder Flügel erstrecken sich über die :railze Länge der Trommel,
die dadurch in Räume 26 unterteilt wird. Die Nabe i9 ist mit einer Anzahl von Kanälen
27 versehen, von denen j e einer zu den Kammern 26 gehört, finit denen sie durch
Bohrungen 28 in Verbindung stehen. Die Kanäle 27 sind ferner durch Bohrungen 29
mit einer kegelförmigen Ventilkammer 30 verbunden, die in einem der Zapfen
24 vorgesehen ist. In der Ventilkammer 30 ist ein feststehender kegelförmiger
Ventilkörper 31 angebracht, der, wie Abb. 4 erkennen läßt, mit Durch gängen32, 33
und 34 versehen - ist. Der Durchgang 32 steht durch ein Rohr 36 mit einem Behälter
35, der Durchgang 33 durch ein Rohr 37 mit einem Behälter 38 in Verbindung, während
ein Rohr 39 von dein Durchgang 34 zu einem Behälter 4o führt. Die Rohre 36, 37 und
39 sind mit Ventilen 41 -von irgendwelcher geeigneten Bauart versehen, durch die
das in den einzelnen Abteilungen des Hohlraumes der Trommel i8 geschaffene Vakuum,
das durch die Durchgänge 32, 33 bzw. 34 überwacht wird, eingestellt werden kann.
- Mit 42 ist eine Absaugpumpe bezeichnet, die durch einen Motor 43 angetrieben wird
und. die durch ein einen Wassersack 45 enthaltendes Rohr 44 mit einem Hauptrohr
46 verbunden ist, von dem Zweigrohre 47, 48 und 49 zu den Behältern 38, 35 und 40
führen.
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Ein Teil der Oberfläche der Trommel i8 ist in ein Gehäuse
50 eingeschlossen, das an den Rändern seiner öffnung, in die die Trommel
sich erstreckt, mit Wischern 51, 52 versehen ist, durch die der eingeschlossene
Teil der- Trommeloberfläche abgeschlossen wird. Die Trommeloberfläche ist zweckmäßig
mit einem Drahtgewebe 53 bedeckt. Es hat sich herausgestellt, daß Stoffgewebe, wie
es gewöhnlich bei Waschfiltern benutzt wird, für die Zwecke der Erfindung ungeeignet
ist. In das eine Ende des Gehäuses 5o ragt die Düse 54 eines Zerstäubers von irgendwie
geeigneter Bauart herein, der durch ein Rohr 55 mit einer Waschflüssigkeit, zweckmäßig
Wasser, durch ein Rohr 56 mit Luft versorgt wird. Die Entfernung der Düse 54 von
dem unmittelbar gegenüberliegenden Teil des Trommelfilters beträgt im dargestellten
Fall etwa 5 cm. Die Waschflüssigkeit wird durch die Düse 54 so fein verteilt oder
,zerstäubt, daß sie aus der Düse in Form eines Nebels oder feinen Sprühregens austritt.
Sie wird dem auf einen Teil der Trommeloberfläche innerhalb des Gehäuses 5o ausgebreiteten
Arbeitsgut durch das Vakuum und nötigenfalls durch ein Sauggebläse 57 zugeführt,
das einen Luftzug durch das Gehäuse hindurch erzeugt. Um zu verhindern, daß Kondensat
auf das an der Trommel haftende Material tropft, ist das Gehäuse mit Tropfrinnen
58, 59 und 6a versehen, die das Kondensat an den Gehäusewandungen sammeln und es
irgendeiner geeigneten Stelle zuführen. Mit 61 ist ein Abstreicher bezeichnet, der
das Arbeitsgut von der Trommel entfernt und es, je nach der Stellung einer an dem
Abstreicher befindlichen Klappe 64, einem Förderorgan 62 oder einem Förderorgan
63 zuführt.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist bei der Behandlung von Dettrosekristallmassen
folgende. Die aus den Kristallisierungsapparaten lcommende Kristallmasse ist im
allgemeinen zu dicht, als daß sie in befriedigender Weise behandelt werden könnte.
Es ist nämlich einigermaßen wichtig, daß die von der Trommel aufgenommene Kristallschicht
verhältnismäßig gleichförmig ist. Ist da-s Gemisch im Behälter io zu dicht, so wird
die Schicht ungleichförmig. Die Kristallmasse wird deshalb 'verdünnt, indem man
beispielsweise auf 5 1 Masse i l eines geeigneten Verdünnungsmittels, - beispielsweise
von einem vorhergehenden Abscheidevorgang stammenden Muttersaftes .oder Hydrols,
zugibt. Die Verwendung von Hydrol als Verdünnungsmittel ist deshalb vorteilhaft,
weil es kein W iederauflösen der Kristalle zur Folge hat. Die Verdünnung wird zweckmäßig
so weit geführt, daß das Gemisch ungefähr 35 Gewichtsprozent an Kristallen enthält.
Die Menge des zugesetzten Hydrols hängt natÜrlich von der Dichte der Kristallmasse
ab, die für die verschiedenen Beschickungen verschiedene Werte haben kann. Die Verdünnung
wird in dem Mischtrog i i durchgeführt, worauf man das Gemisch in das Gefäß io laufen
läßt. \In diesem Gefäß wird - die Mischung auf konstanter Höhe gehalten. Die Trommel
soll nicht so tief in das Gemisch eintauchen, wie es bei der Verwendung von Filtern
dieser Art, beispielsweise für die Entwässerung und das Waschen von Stärke, üblich
ist.- Zweckmäßig läßt man die Trommel bis auf etwa %o ihres Durchmessers in das
Gemisch eintauchen.
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Wenn die Trommel sich in der Richtung des Pfeiles .auf der linken
Seite der Abb. i dreht, werden die Kristalle zusammen mit einem Teil der Flüssigkeit
gegen den eingetauchten Teil der Trommelfläche a-b gesaugt. Dies geschieht mit Hilfe
eines Verhältnismäßig niedrigen Vakuums, das in dem durch den Durchgang' 32 gesteuerten
Innenraum der Trommel geschaffen wird. Das Vakuum beträgt zweckmäßig 125 bis 25o
mm Quecksilbersäule
und kann durch Einstellung des Ventils 41 des
Rohres 36 auf der gewünschten Höhe gehalten werden. Ein Teil der Flüssigkeit wird
infolge des Vakuums durch die durchlässige Oberfläche der Trommel sowie die mit
dem Ventildurchgang 32 verbundenen Kanäle und Rohre in den Behälter 35 gesaugt-Auf
- der Trommel bildet -sich eine Kristallschicht, die etwas Muttersaft enthält. Diese
Schicht geht, wenn die Trommel sich dreht, durch eine Ablaufzone, die in Abb. i
mit b-c bezeichnet ist. Hier wird die Kristallschicht einem zweckmäßig höher gehaltenen
Vakuum ausgesetzt, das durch den Durchgang 33 vermittelt wird und zur Folge hat,
daß der Muttersaft durch die Zwischenräume * zwischen den Kristallen hindurch in
den Behälter 38 aufgesaugt wird. Dies Vakuum sowie das Vakuum, dem das Arbeitsgut
beim Durchgang durch die mit c-d bezeichnete Wasch-und Trockenzone ausgesetzt wird,
beträgt zweckmäßig etwa 625 mm Quecksilbersäule, während das Vakuum für die Trockenzone
d-e wieder etwa, 125 bis 250 mm Quecksilbersäule beträgt.
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Die Wirkung des Vakuums auf die durch die Ablaufzone gehende Kristallschicht,
von deren Oberfläche der Saft durch die Wischer 51 abgestreift ist, besteht darin,
daß praktisch das ganze Hvdrol, wie durch die Linie 65 in Abb. 2 angedeutet, in
die Kristallschicht gesaugt wird, so daß die Oberfläche 66 verhältnismäßig
frei von Hvdrol ist, wenn das Arbeitsgut die Waschzone erreicht. Wäre dies nicht
der Fall, so würde das Hvdrol beim Waschen die Neigung zeigen, über die Oberfläche
des Arbeitsguts zu fließen, so daß das vollständige Absaugen der Flüssigkeit beeinträchtigt
würde. Wenn die Arbeitsgutschicht in die Waschzone übertritt, wird sie auf ihrer
Außenfläche dem feinen Sprühregen oder Nebel ausgesetzt, der durch den. Zerstäuber
54 erzeugt wird. Dieser Nebel wird infolge des Vakuums auf das Arbeitsgut zu bewegt.
Die Wirkung des Vakuums kann nötigenfalls durch den' Exhaustor 5; ergänzt werden.
Das bei Waschfiltern sonst übliche Spritzen ist nicht anwendbar, da es ein Auflösen,
Aushöhlen oder Anfressen der Kristallschicht zur Folge haben würde. Durch Anwendung
des Wassers in Form eines ganz feinen Sprühregens oder Nebels läßt sich das Waschen
wirksam durchführen, ohne daß die Kristallformationen beschädigt würden. Das (lern
Zerstäuber zugeführte Wasser hat gewöhnliche Raumtemperatur. Das auf die Arbeitsgutschicht
gebrachte Wasser wird durch die Zwischenräume zwischen den Kristallen sowie durch
den Durchgang 34 und die anschließenden Leitungen und Rohre in den Behälter 40 gesaugt.
Diese Behälteranordnung ist mehr oder weniger willkürlich. Für die Sammelzone wird
wegen des geringeren Vakuums in dieser Zone zweckmäßig ein besonderer Behälter 35
benutzt. Besondere Behälter 38 und 40 finden für die Ablauf- und Waschzone Verwendung
wegen des Unterschieds in der Dichte der in diesen Zonen abgesaugten Flüssigkeiten.
Im dargestellten Fall beginnt die Anwendung von Wasser, während sich das Arbeitsgut
in der als Ablaufzone bezeichneten Zone befindet, da eine gewisse Zeit erforderlich
ist, bis das Wasser vollständig eindringt.
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Nachdem die Kristallschicht in der Wäsch= zone gründlich gewaschen
ist, tritt sie aus dem Gehäuse 5o unter dem Wischer 52 aus; sie ist aber
noch dem Vakuum unterworfen, das durch den Durchgang 34 des Ventils 31 vermittelt
wird. Die Wirkung in dieser Verfahrensstufe besteht, darin, so vollständig wie möglich
das in der Kristallschicht von der Waschzone her zurückbleibende Wasser zu entfernen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Kristalle so zu trocknen, daß sie ebenso trocken
oder trockener sind, als wenn sie zentrifugiert würden, d. h. sie enthalten nicht
wesentlich mehr als 16 Gewichtsprozente Wasser, abgesehen von etwaigem Kristallwasser.