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Verfahren zur Herstellung von Stärke Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur Herstellung von Stärke aus Mais in ständigem Kreislauf, bei dem
der Mais zunächst mit Schwefeldioxyd eingeweicht, darauf zerkleinert und zwecks
Ausscheidung der Stärke in Gegenwart von Wasser Scheidevorgängen unterworfen wird,
wobei das Wasser für das Einweichen sowie für die Scheidebehandlung von nachfolgend
bearbeitetem Mais wieder benutzt wird. Die vorliegende Erfindung vermeidet bei einem
solchen Verfahren, bei dem also das Behandlungswasser wiederholt benutzt wird und
so gut wie kein Abwasser entsteht, daß infolge des ständigen Kreislaufs das Wasser
für die an das Einweichen sich anschließenden Behandlungsvorgänge einen zu hohen
Gehalt an Schwefeldioxvd erhält.
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Es ist seit langem in der Stärkeindustrie üblich, die Flüssigkeiten,
und zwar sowohl das Stärkewasser wie auch Kleberwasser, die bei den zur Trennung
der Stärke von den anderen Bestandteilen des Korns führenden Behandlungen anfallen,
wieder in den Fabrikationsprozeß einzuführen. Diese Wiederverwendung der sonst verlorengehenden
Flüssigkeiten ist insofern wünschenswert, als dadurch die Zufuhr von Frischwasser
eingeschränkt und auch ferner verhindert wird, daß die Flußläufe durch die Abwässer
verunreinigt werden. Es wird weiterhin erreicht, daß die in ihnen enthaltenen festen
Bestandteile noch verwertet werden. Im Hinblick auf diese Vorteile ist bereits früher
das überschüssige Stärke- und Kleberwasser in größeren oder geringeren Mengen in
das System zurückgeführt und in den verschiedensten Stadien bei der Herstellung
von Stärke und ihrer Nebenprodukte wieder benutzt worden.
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Es ist nun aber allgemein üblich, zum Einweichen des Korns vor dem
Mahlen gelöstes Schwefeldioxyd zu verwenden, und es ist ferner gebräuchlich, in
das der Scheidung unterworfene gemahlene Gut zusätzliche Mengen von Schwefeldioxyd
einzuführen. Beim Einweichen absorbiert das Korn eine gewisse Menge Schwefeldioxyd,
die mit dem gemahlenen Gut in den Naßstärkeprozeß eingeführt wird. Die Rückführung
der Kleber- und Stärkewässer in das System zwecks Wiederverwendung in aufeinanderfolgenden
Scheideprozessen hat also eine allmähliche Steigerung des Schwefeldioxydgehalts
auf ein unerwünschtes Maß zur Folge. Dieser Übelstand kann durch Verringerung der
Menge frisch eingeführten Schwefeldioxyds nicht vermieden werden, da eine gewisse
Menge Schwefeldioxyd an bestimmten Stellen des Systems erforderlich
ist,
was die Einführung von erneuten Mengen an diesen Stellen oder in deren Nähe erforderlich
macht.
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Die Erfindung vermeidet den Übelstand dadurch, daß von dem mit dem
gemahlenen Mais in das N aßstärkesystem eintretenden Schwefeldioxyd vorher mehr
oder weniger ausgeschieden wird. Dies geschieht in der Weise, daß man das in das
Einweichsy stem zurückgeführte Kleberwasser durch einen oder mehrere Einweichbottiche
laufen läßt, die Mais enthalten, das die längste Zeit geweicht worden ist, bevor
frisches Schwefeldioxyd der Flüssigkeit vor ihrer Einwirkung auf den in den anderen
Einweichbottichen enthaltenen Mais zugeführt wird. Das zugeführte Kleberw asser
enthält nur wenig Schwefeldioxyd, erheblich weniger als der eingeweichte Mais. Dementsprechend
beseitigt dieser Waschvorgang aus dem Mais, bevor er in das Naßstärkesystem eintritt,
eine erhebliche Menge seines Schwefeldioxyds.
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Die Zeichnung stellt ein Strömungsdiagramm dar, welches das gemäß
der Erfindung verbesserte Verfahren an Hand eines der Praxis entnommenen Ausführungsbeispiels
veranschaulicht. Das betreffende Verfahren setzt sich aus folgenden sechs Behandlungsstufen
zusammen: i. das Einweichen des Korns; 2. das Aufbrechen der Körner, Abscheiden
der Keime durch Aufschwemmen und Waschen der Keime zwecks Beseitigung der Stärke;
3. das Mahlen der Rückstände der Keimabscheidung, nämlich der Stärke, des Klebers
und der Hülsen, und die Behandlung dieses groben Spülichts durch Trommeln oder Sieben;
q.. das Behandeln des feinen Spülichts (d. h. des durch die Siebe für das grobe
Spülicht gehenden Materials) durch Trommeln oder Sieben zwecks Abscheidung der Stärke
und des Klebers von der Kleie; 5. das Behandeln der Stärke und des Klebers auf Tischen
zur Trennung des Klebers von der Stärke, und 6. das Abschwemmen oder sonstige Entfernen
der Stärke von den Stärketischen, das Entwässern der eingeweichten Stärke und das
Waschen der Stärke in Filterpressen zwecks Entfernung des Löslichen.
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Die betreffenden Apparaturen sowie ihre Wirkungsweise -werden nun
im einzelnen beschrieben.
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i. Zum Einweichen findet zweckmäßig eine Batterie von elf Ein-veichbottichen
A1 bis A11 Verwendung. Jeder Einweichbottich hat sein besonderes Umlaufrohr 25,
das einen Erhitzer 26 enthält. Wie dargestellt, sind jeweils fünf Einweichbottiche
A4 bis All in Tätigkeit. Das Einweichen im Bottich Al ist vollendet und die betreffende
Einheit abgeschaltet, während der Mais von dem Bottich abgezogen und der Mühle BI
zugeführt wird. Die Bottiche A= und A3 werden mit ungeschwefeltem, überschüssigem
Kleberwasser aus dem Absetzbottich gewaschen, das aus dem Rohr 27 kommt, um das
Schwefeldioxyd zu reduzieren. Dieses Wasser geht in den Bottich A4, nachdem es den
Schwefelturm Cl durchströmt hat. Das Einweichwasser wird von dem Bottich
AN
abgezogen und zur Verdampfung in die Vakuumpfanne (Ablaß a) geschickt.
Der Bottich A11 wird mit frischem Mais gefüllt, und beim nächsten Kreislauf wird
der Mais aus dem Bottich A2 gemahlen. Die Bottiche A3 und A4 werden gewaschen, der
Bottich A3 abgelassen. Der Bottich A5 ist der erste zur Aufnahme von Einweichwasser
aus dem Schwefelturm Cl, und der Bottich A11 -wird in den Prozeß eingereiht, nachdem
der Bottich Alo und sein Inhalt in den Verdampfer abgelassen ist.
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2. Das einge-veichte Korn wird in der Mühle BI aufgebrochen und dann
von den Keimen befreit. Das Gut geht zunächst in den Scheider Dl, in dem die Keime
von dem Grieß oder Schrot und den Hülsen durch Aufschwemmen getrennt werden. Die
aufgeschwemmten Keime -werden nacheinander durch Keimsiebe El, E2, E3 geführt und
dann zwecks Entfernung des Wassers in der Presse F1 abgepreßt. Die Keime treten
hier bei b aus dem Prozeß aus. Das überfließende Kleberwasser wird aus dem Rohr
27 durch das Rohr 28 in das Sieb E3 gelassen und geht durch das Rohr 2g zum Siebe
E2 und durch das Rohr 30 zum Scheider Dl. Die Flüssigkeit vom Siebe
EI geht zum Scheider Dl durch das Rohr 31, und die Flüssigkeit von der 1
Presse F1 kehrt durch das Rohr. 32 zum Siebe E2 zurück. Die Masse (Stärke, Grieß,
Kleber und Kleie), die sich im Scheider Dl absetzt, wird durch däs Abtropfsieb E5
zu der Mühle B2 und dann zum Scheider D2 geschickt, zu dem die Flüssigkeit vom Siebe
E5 und vom Siebe E2 durch das Rohr 33 strömt. Die im zweiten Scheider abgeschwemmten
Keime gehen durch das Rohr 3.4 zum Keimsieb El. Das entkeimte Gut im Scheider D2
1 geht durch das grobe Sieb EI und das feine Sieb E'. Die Stärkeflüssigkeit
vom Siebe E' geht durch das Stärkerohr 35 zu den Tischen: ein Teil kann nötigenfalls
in den Keimprozeß durch das Rohr 36 abgeleitet werden, um in , den Scheidern die
gehörige Dichte aufrechtzuerhalten.
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3. Die Rückstände von den Sieben E'', E'. Stärke, Kleber und Kleie,
gehen durch die Rohre 37 und 38 zu der Buhrmühle B3, wo sie 1 gemahlen werden und
von wo sie nacheinander durch die Siebe G1, Gz, G3, G4 für das
grobe
Spülicht zur Presse F= gehen. Von hier aus scheidet die Kleie aus dem Prozeß aus,
wobei sie eine gewisse Menge Feuchtigkeit (Auslaß c) mitnimmt. Das überfließende
Kleberwasser geht vom Rohre 27 durch das Rohr 39 zum Siebe G'1 und durch die Rohre
-o, .1 .T und .2 zu den Sieben G3, G= und G1. Das Wasser aus der Presse F= geht
durch das Rohr 4.3 zurück zum Siebe G3. Die von dem Sieb G1 kommende Stärkeflüssigkeit
geht durch das Rohr 4.4. und die des Abtropfsiebs G5 zu den Tischen.
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Die Rückstände vom Abtropfsieb G gehen durch das Rohr 45 zu dem ersten
einer Reihe von Feinspülichtsieben Hl, H2, H3 und zu einer Presse F3, wo die Kleie
aus dem Prozeß (Auslaß d) ausscheidet und dabei etwas Feuchtigkeit mitnimmt. Das
Sieb H3 wird durch das Rohr .I6 mit Flüssigkeit aus den Stärkefiltern beschickt;
die Flüssigkeit geht durch die Rohre 47 und 48 zu den Sieben H' und Hl. Die von
der Presse F3 kommende Flüssigkeit geht durch das Rohr 4.9 zum SiebH3 zurück, während
die Stärkeflüssigkeit vom SiebH1 durch das Rohr5o zu denTischen geht.
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5. Die Stärkemilchströme, Stärke, Kleberwasser und die löslichen Stoffe,
die durch die Rohre 35. 44 und 5o gehen, vereinigen sich und werden durch das Rohr
51, durch die Schüttler Il, 12 sowie durch die Rohre 52 und 53 dem Stärketisch Il
zugeführt, auf dem die Stärke sich absetzt und von dem man den Kleber und das Wasser
abziehen läßt und im Kleberabsetzbottich KI sammelt. In der Zeichnung sind zwei
Kleberabsetzbottiche dargestellt, von denen der eine, I11, gefüllt, der andere,
K2, entleert wird. Der in dem Setzbottich k2 abgesetzte Kleber wird in der Presse
F4 ausgepreßt und scheidet aus dem Prozeß (Auslaß e) aus, wobei er etwas Feuchtigkeit
mitnimmt. Das Wasser von der Presse geht durch das Rohr 5:1. zurück zum Setzbottichll.
Die Rückstände vom Schüttler 12 gehen durch das Rohr 5 5 zum Siebe H-. Das Überfließen
vom Setzbottich K2 erfolgt- durch das Rohr 27, das die Einweichbottiche, die Entkeimungseinrichtung
und die Einrichtung zur Behandlung des groben Spülichts in der beschriebenen Weise
mit Flüssigkeit versieht. Der Teil 27a des Rohres 27, der zu den Einweichbottichen
führt, enthält einen Erhitzer L1 zum Erwärmen der Einweichflüssigkeit auf die übliche
Einweichtemperatur von 55 bis 6o° C. Das überfließende Kleberwasser, das durch die
Rohre 28 und 39 zu den Einrichtungen zum Abscheiden der Keime sowie zur Behandlung
des groben Spülichts geht, wird weder erhitzt noch in anderer Weise behandelt.
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6. Ein zweiter Tisch l2 ist dargestellt, nachdem er abgeschwemmt ist.
Er erhält Wasser von dem Stärkefilter von der Stärkefilterung her durch das Rohr
55. Das Wasser wird mit Hilfe einer Pumpe 56 dauernd im Kreislauf über den
Tisch geführt, bis die gehörige Dichte erreicht ist; dann wird es durch das Rohr
57 und den Schüttler 13 in die noch zu beschreibenden Stärkefilter abgelassen, während
die Rückstände von 13 durch das Rohr 58 zu dem Läuterschüttler 12 gehen.
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Die vom Tische l2 abgeschwemmte und durch den Schüttler I3 geführte
Stärke geht zum Stärkefilter l11 durch einen Erhitzer L2 und ein Rohr 59. Dieses
Filter, das von bekannter Bauart ist, entwässert zunächst die Stärke, wobei es diese
in einer verhältnismäßig dünnen Schicht läßt. Die Wässerung durch Schwemmen und
die spätere Entwässerung entfernt dabei einen Teil des Löslichen. Weitere lösliche
Bestandteile werden dadurch entfernt, daß man frisches Wasser durch die entwässerte
Stärkeschicht treibt. Dies Wasser wird dem Filter durch ein Rohr 6o zugeführt, das
mit einem Heißwasserzulaufrohr 61 und einem Kaltwasserzulaufrollr 62 verbunden ist.
Das Filtrat, das noch einige Stärketeilchen enthält, wird in einer Filterpresse
N filtriert, und das Filtrat dieser Presse wird durch das Rohr .a.6 in den Feinspülprozeß
eingeführt und gewünschtenfalls teilweise durch das Rohr 63 in den Läuterschüttler
13. Das in den Feinspülprozeß übergeführte Wasser wird zweckmäßig in einem Erhitzer
L3 auf ungefähr 52° C erhitzt. Die in der Filterpresse 1V gesammelte Stärke wird
aus dem Prozeß ausgeschieden (Auslaß f), wobei sie einen gewissen Prozentsatz Feuchtigkeit
mit sich führt. Die Stärke aus dem Filter !Ih geht durch das Rohr 64 in das Verdünnungsgefäß
O, wo sie mit Wasser verdünnt wird, das aus den Heiß-und Kaltwasserzulaufrohren
61, 62 durch die Zweigrohre 65, 66 entnommen wird. Mit diesem Wasser kann eine Schwefeldioxydlösung
gemischt werden, die dadurch hergestellt wird, daß man Wasser mittels des Rohres
67 durch den Schwefelturm C2 gehen läßt. Die in dem Gefäß O verdünnte Stärke wird
dann im Filter @bI- entwässert und ge-. waschen. Dieser Vorgang ist derselbe, wie
oben in Verbindung mit dem Filter 1111 beschrieben. Die Stärkemilch tritt in das
Filter M2 durch das Rohr 68 ein und das frische Wasser durch das Rohr 69. Das Filtrat
aus diesem Filter, dem zweiten des Paares, wird unter Verwendung des Rohres 55 zum
Schwemmen oder Verdünnen der Stärke auf den Tischen benutzt. Diese Einrichtung hat
den Vorteil, daß bei Verwendung von Wasser aus dem zweiten Filter die Menge der
zusätzlichen 1 in der Tischstärke enthaltenen löslichen Bestandteile auf ein Mindestmaß
zurückgeführt
wird, da durch die erste Filterung die meisten löslichen
Bestandteile aus der Stärke entfernt werden. Ein etwaiges überschießendes Filtrat
aus dem Filter M'-kann durch das Rohr 70 in die Filterpresse N geschickt
werden.
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Die vom Filter M2 kommende Stärke ist das endgültige Erzeugnis, das
für die Konvertierung in Glukose, Traubenzucker oder zum Trocknen und zum Verkauf
als Stärke fertig ist. Wenn sie aus dem Prozeß ausscheidet (Auslaß g), nimmt sie
eine gewisse Menge Feuchtigkeit mit.
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Es versteht sich, daß bei der praktischen Ausführung des Verfahrens
Batterien von Sieben, Schüttlern, Mühlen, Tischen usw. in der gewöhnlichen Ausführung
Verwendung finden, wo in der Zeichnung die betreffenden Einrichtungen nur in der
Einzahl dargestellt sind. An Stelle der Trommelsiebe können Schüttelsiebe und an
Stelle der Schüttelsiebe Trommelsiebe benutzt werden. Das Verfahren ist natürlich
nicht auf die dargestellten besonderen Apparate beschränkt. Beim Filtrieren kann
irgendeine geeignete Filtereinrichtung oder Filterpresse Verwendung finden, die
nach dem Prinzip der Entwässerung der Stärke und darauffolgender Entfernung der
verbleibenden löslichen Bestandteile durch Absonderung arbeitet. In der Praxis werden
Flüssigkeiten aus dem Apparat zum Waschen von Böden, Tischen u. dgl. ausgeschieden.
Die so ausgeschiedene Flüssigkeit wird aber wieder zurückgeführt, so daß das Wassergleichgewicht
nicht gestört wird.
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Das überflüssige Kleberwasser wird lediglich bei der Scheidung der
Keime und des groben Spülichts benutzt. Es wird weder durch Hitzeanwendung noch
mit Chemikalien behandelt. Die bei diesen Abscheidungen benutzten Siebe sind in
der Hauptsache ziemlich grobmaschig.
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Das von den Stärkefiltern kommende Filtrat wird erstens zum Schwemmen
der Stärke Yon den Tischen und zweitens für die-Scheidung des feinen Spülichts benutzt.
Es wird erhitzt, unmittelbar bevor es mit den Seidensieben der Einrichtung zur Behandlung
des feinen Spülichts in Berührung kommt. Die Erhitzung hat den Zweck, die Viskosität
zu verringern. , Die Konzentration des Schwefeldioxyds kann, wie sonst üblich, in
Übereinstimmung mit den verschiedenen Bedingungen des Verfahrens gewählt werden.
Der Hauptzweck der Verwendung von Schwefeldioxyd ist der, die lösende Wirkung des
Wassers auf gewisse nicht aus Stärke bestehende Bestandteile des Korns zu erhöhen.
Es besteht ferner die Ansicht, daß das Schwefeldioxyd die Neigung zur fauligen Gärung,
wenn eine solche bestehen sollte, verringert. Eine gewisse Menge von Schwefeldioxyd
tritt mit dem eingeweichten Mais in das Feuchtstärkestadium ein. Diese Menge kann
dadurch geändert werden, daß man das Waschen des Maises, wie in Verbindung mit den
Einweichbottichen A=, A3 dargestellt, entsprechend überwacht. Schwefeldioxyd
kann ferner in das für die Beschikkung der Stärkefilter benutzte Frischwasser eingeführt
werden. Dies- sind die einzigen beiden Stellen, wo Schwefeldioxyd eingeführt wird.
Allgemein gesprochen, braucht die Konzentration der Schwefeldioxydlösung nicht stärker
zu sein, als in den Fällen üblich, wo Frischwasser in großer Menge beim Abscheiden
der Keime und des Spülichts verwendet wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß der eingeweichte Mais mit Überlaufkleberwasser gewaschen wird, bevor das Kleberwasser
durch den Schwefelturm geschickt wird.