DE618675C - Verfahren und Vorrichtung zum Verkochen von Zuckersaeften - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verkochen von Zuckersaeften

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DE618675C DEJ48051A DEJ0048051A DE618675C DE 618675 C DE618675 C DE 618675C DE J48051 A DEJ48051 A DE J48051A DE J0048051 A DEJ0048051 A DE J0048051A DE 618675 C DE618675 C DE 618675C
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Description

DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
17. SEPTEMBER 1935
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 89 ö GRUPPE
in Djokjakarta, Java, Niederländisch Ostindien Verfahren und Vorrichtung zum Verkochen von Zuckersäften
Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Oktober 1933 ab
Die Erfindung betrifft ein Verfahren. und eine Einrichtung zum Verkochen von Zuckersäften auf Korn, beispielsweise von Dicksaft, Füllmasse o. dgl.
Bei Verkochen von Zuckersäften auf Korn kommt es darauf an, in kurzer Zeit und unter geringem Kraftaufwand ein möglichst grobes Korn zu erzielen, das- sich vom Sirup leicht trennen läßt. Dabei ist zu beachten, daß die Kristallisation und die Wasserverdampfung gleichen Schritt halten, und es ist erforderlich, daß der den Vakuumverdampfapparat bedienende Kocher jederzeit über die vorliegenden Umstände, insbesondere über die Konzentration und den Übersättigungsgrad des Zuckersaftes, über den Verdampfungsgrad, die Dampfdrücke, Temperaturen u. dgl., unterrichtet ist, weil es von diesen Faktoren abhängt, ob das Verkochen in richtiger Weise erfolgt, ob Dicksaft oder Grünsirup nachgezogen, die Dampfzufuhr nach den Heizrohren geregelt werden muß usw. Es ist bekannt, daß das Kochen auf Korn große Erfahrung und Kunstfertigkeit erfordert, daß es auch auf die Art des Nachziehens von Dicksaft öder Grünsirup in hohem Maße ankommt und daß diese Maßnahmen bisher teilweise mehr ader weniger gefühlsmäßig vorgenommen wurden. Bei <unrichtiger Behandlung aedgt sich leicht ein wildes Kochen oder die Bildung von sekundären Kristallen, die durch Einziehen von Wasser wieder gelöst werden müssen, so daß der ganze Verdampfungsvorgang wiederholt werden muß.
Durch, derartige Umstände wird (natürlich ein .erheblicher Verlust an Zeit, Dampf und Arbeit verursacht.
Nach der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile beseitigt und dem Kocher ein Mittel. an die Hand gegeben, das ihm gestattet, den Kochvorgang jederzeit beurteilen "und danach: seine Maßnahmen ergreifen zu können.
Um' eine Überwachung des Einkochvorganges des Zuckersaftes zu ermöglichen, hat man bereits vorgeschlagen, den Übersättigungskoeffizienteti der Zuckerlösung zu überwachen. Es hat sich aber herausgestellt, daß diese- Methode eine einwandfreie Überwachung des Einkochvorganges nicht gestattet. Obgleich die Aufrechterhaltung einer gewissen Übersättigung erforderlich ist, wird die Geschwindigkeit der Kristallzunahme zu gleicher Zeit und vielleicht in größerem Maße durch die Umlaufgeschwindigkeit des Zukkersaftes beeinflußt. Die Umlaufgeschwindigkeit wird nunmehr unmittelbar oder mittelbar vollkommen von allen Einflüssen beherrscht, die bei einer Kochung auftreten können, und zwar auch vielleicht zum größten Teil durch die Übersättigung. Bei Zunahme
der Übersättigung nimmt der Flüssigkeitsgrad der Mutterlauge -A1 der Umlauf wird deshalb verzögert. Andererseits nimmt bei Verminderung der Übersättigung der Flüssigkeitsgrad zu, und die Umlaufgeschwindigkeit wird deshalb erhöht.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkochen von Zuckersäften auf Korn, das sich dadurch auszeichnet, daß der Kochvorgang nach dem Grad der Wärmeübertragung von einem gasförmigen oder flüssigen Medium, vorzugsweise von Wasserdampf auf das Kochgut (Dicksaft oder Füllmasse), geregelt wird, und zwar in der Weise, daß die Wärmeübertragung an einer Stelle gemessen wind, an der eine Zirkulation des Koclhsaftes erfolgt, beispielsweise zwischen den Heizrohren des Kochers.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, die sich .dadurch auszeichnet, daß im Flüssig-' keitsraum, vorzugsweise zwischen den Heizrohren eines Vakuumverdampfers, ein Meßgefäß, vorzugsweise aus die Wärme gut leitendem Werkstoff, wie Metall, angeordnet ist, das eine Zu- und eine Ableitung für das flüssige oder gasförmige Medium, beispielsweise für Wasserdampf, besitzt und das mit einer geeignetem Meß vorrichtung·, vorzugsweise einem Druckmesser oder Wärmemesser, verbunden ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anzeigevorrichtung zum Regeln des Kochvorganges und zur Verwendung !bei der Einrichtung nach der vorliegenden-Erfindung-, die aus zwei Meßorganen besteht, beispielsweise aus einem Druckmesser und einem Miniderdruckmesser, von denen das eine, der Druckmesser, mit dem Meßgefäß unid der Vakuummesser mit dem Dampfraum des Vakuumverdampfers in Verbindung· steht und beide Meßorgane derart mit einem gemeinsamen Zeiger gekuppelt sind, daß der Anschlag des Zeigers durch die Veränderung -des durch den Druckmesser angezeigten Dampfdruckes, insofern diese idurch eine Änderung des Minderdruckes im Vakuumverd'ampfer verursacht wird, durch den von der Änderung dieses Minderdrueks hierbeigefügten Ausschlag des Zeigers ausgeglichen wird.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Fig. ι zeigt schematiecb einen Vakuumveridampfapparat in teilweisem Schnitt mit einer Meßeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 2 ist eine besondere Ausführungsf onm eines Druckmessers nach der vorliegenden·. Erfindung dargestellt.
Wie aus Fig.- 1 hervorgeht, ist im Flüssigkeitsraum, vorzugsweise zwischen den Heizrohren eines Vakuumverdampfers 21, 22 von für die Zuckerfabrikation zum. Kornkochen geeigneter Bauart, eines sog. Vakuums, in dem der Dicksaft bzw. die Füllmasse einen niedrigsten Flüssigkeitsstand entsprechend der gestrichelten Linie 10 aufweist, ein Meßgefäß 8 angeordnet, das vorzugsweise aus einem die Wärme gut leitenden Werkstoff, zweckmäßig aus Metall, besteht und das jede geeignete Form aufweisen kann. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform zeigt es die Form eines senkrecht stehenden Zylinders mit als abgestumpfte Kegel ausgebildeten Enden.
Das Meßgefäß 8 ist an seinem einen Ende mit einer Dampfzuführungsleitung 7 und an seinem anderen Ende mit einer Ablaßleitung für das Kondenswasser versehen, die nach einer geeigneten Kondenswassersammelein- So richtung, beispielsweise einemKondenstopfo., führt.
In der Dampf zuführungsleitung 7 nach dem Meßgefäßl8 sind in Richtung des Dampf stromes folgende Einrichtungen ader Mittel angeordnet:
1. Zweckmäßig ist ein Absperrorgan 1 üblicher Bauart vorgesehen, das zum Absperren der Dampfzufuhr dient, wenn die Einrichtung außer Betrieb gesetzt, ausgebessert oder eingestellt werden soll;
2. ein Druckminderventil 2, das dazu dient, den Dampf auf einen praktisch konstanten Druck niederer Spannung umzuformen;
3. vorzugsweise eine Abzweigung mit Regel- oder Drosselventil 5. Diese Abzweigung dient zur Abführung einer bestimmten Dampfmenge von Niederdruck entweder nach einem Raum konstanten niederen Drucks, z.B. der Außenluft, oder aber nach einem Dampfraum wechselnden Niederdrucks, z. B.
in das Abidampfleitungsnetz. Diese Abzweigung hat den Zweck, die durch das Druckminderventil 2 zugeführte Dampfmenge entsprechend den Erfordernissen im Vakuumverdampfer 21, 22 oder im Meßgefäß 8 zu regeln. - - . ■ -
-Um -einen - gleichmäßigen ; Dampf abfluß durch das Drosselventils zu gewährleisten, sind der Druck des Minderdruckdampfes und der höchste im -Betrieb vorkommende Abdampfdruck zweckmäßig zueinander in dem sog. kritischen Druckverhältnis zu halten, so daß - Druckschwankungen im Ab- J.15 dampfleitungsnietz keinen Einfluß auf die durchs das Drosselventil 5 entweichende Dampfmenge halben. -
4. Ferner ist vorzugsweise noch ein weiteres gewöhnliches Absperrventil 3 vorzusehen, durch das der Dampfstroöi nach dem. Meßgefäß 8 abgeschlossen werden kann, wenn die
Meßeinrichtung ausgeschaltet wird, die Druckmindereinrichtung 2 jedoch im Betrieb bleiben soll;
5. ein Druckregel- oder Drosselventil 4, das zur Einstellung der erforderlichen Dampfmenge dient,· die durch die Dampfzuführungsleitung 7 nach dem Meßgefäß 8 strömen soll;
6. ein Druckmesser, der den im Meßgefaß 8 herrschenden Druck anzeigt. Dieser Druckmesser kann ein gewöhnliches· Anzeigeinstrument sein. Zweckmäßig' ist er aber mit einer selbstschreibenden Einrichtung ausgestattet.
Zur Ausführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird in dem Vakuumverdampf er 21, 22 die erforderliche Menge Dicksaft eingezogen, so daß das Meßgefäß 8 sich unterhalb des Flüssiigkeitsspiegels 10 be-
ao findet. Nun wind das Ventil 3 geöffnet, das übrigens beständig geöffnet bleiben kann und zweckmäßig nur geschlossen wird, wenn die Einrichtung nachgesehen oder ausgebessert oder wenn das Druckminderventil oder das Drosselventil 5 geregelt oder eingestellt werden soll. .
Durch das auf einen bestimmten. Druck eingestellte Druck- oder Drosselventil 4 strömt eine gewisse Dampfmenge in der Zeiteinheit in· das Gefäß 8, im dem der Dampf kondensiert. Das Kondensat wird durch die untere Leitung durch den Kondenstopf 9 entfernt.
Der Druck im Meßgefäß 8 ist von der Geschwindigkeit abhängig, mit der der Dampf an den inneren Wandungen des Meßgefäßes 8 kondensiert, also von dem Grad, mit dem das Kochgut im Vakuumverdampfer 21, 22, also der Dicksaft oder die Füllmasse, die Kondensationswärme aufnimmt. Diese. Neigung hängt jedoch zwangsläufig von der Konzentration der Dicklauge bzw. der Füllmasse ab, weil mit der Konzentration sich sowohl der Flüssigkeitsgrad (die Viscosität) als auch der Siedepunkt ändern.
Zu Beginn eines Suds, wenn der eingezogene Dicksaft noch verhältnismäßig dünnflüssig und der Siedepunkt niedrig ist, findet naturgemäß durch die Wandungen des Meßgefäßes 8 und dem Inhalt des Vakuumverdampfers 21, 22i ein schneller Wärmeaustausch statt. Der Druck im Meßgefäß 8 ist also in diesem Fall verhältnismäßig niedrig. Erhöht sich die Konzentration des Dicksaftes, so nimmt damit die Viscosität und auch der Siedepunkt zu. Die Wärmeübertragung geht mit zunehmender Konzentration des Dicksaftes weniger leicht vor sich, so daß im Meßgefäß 8. der Dampfdruck steigt. Beim Einziehen einer neuen Dicksaft- oder, Grünsirupmenge sinkt aber der Druck im Meßgefäß 8 wieder und steigt im Laufe der Zeit mit zunehmender Konzentration wieder an.
Nach dem vorliegenden Verfahren stellt also der im Verlauf des Kochens durch das Meßgefäß 8 auf das Manometer 6 übertragene Dampfdruck ein Kennzeichen für den Zustand dar, in dem sich das Kochgut im Vakuumverdampfer 2i, 22 in jedem Augenblick des Kochens 'befindet, so daß das Einziehen des Dicksaftes oder des Grünsirups sowie die Dampfzufuhr zu den Heizrohren nach dem Stand des Manometers 6 genau geregelt werden können.
Beim Gebrauch der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, die Kochuing "unter Berücksichtigung des erforderlichen. Übersättigungskoeffizienten bzw. der Refraktometergrade zu leiten, da durch die Umlaufgeschwindigkeit, wie in der Einleitung zum Ausdruck gebracht ist, nach der vorliegenden Erfindung auch gleichzeitig dem Übersättigungskoeffizienten Rechnung getragen wird, ohne aber diesen nur einseitig, sondern auch die anderen Faktoren zu beachten, die für die Verkochung und die Kornbildung des Dicksaftes von Bedeutung sind. Die Kochung wird nach der vorliegenden Erfindung unter geringstem Aufwand an Dampf und Arbeit und unter gröstmöglicher Ausscheidung von Störungen, wie sie z.B. infolge verspäteter Kornbildung· beim sog. S'chwerkochen auftreten, erfolgen. Die Kornkoohung wird nach der Erfindung- unter geringstem Zeitaufwand und bei Erzielung eines schönen großen Korns und einer einwandfreien Beschaffenheit des erhaltenen Zukkers durchgeführt.
An Stelle eines gewöhnlichen oder eines selbstschreibenden Manometers 6 kann auch iQ0 ein einfaches oder selbstschreibendes Thermometer an einer geeigneten Stelle vorgesehen werden, da natürlich mit dem Dampfdruck im Meßgefäß 8 sich auch die Temperatur im Meßgefäß 8 und in der Leitung 7 ändert. Auch kann man einen bestimmten konstanten Dampfdruck, z. B. Niederdrückdampf, auf das Meßgefäß .8 wirken lassen und die in der Zeiteinheit übertragene Wärmemenge an dem ausfließenden Kondensat messen. Der Kon- no densatmesser kann eine Ausflußdüse besitzen, wobei die Höhe des Wasserstandes, die gegebenenfalls durch eine selbstschreibende Meßeinrichtung aufgezeichnet werden kann, in diesem Fall die Menge des Kondensats in der Zeiteinheit und damit die in der Zeiteinheit übertragene Wärmemengie und, wie bereits ausgeführt, den Zustand der Füllmasse wiedergibt.
In Fig. 2 ist als weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Druckmeßeinrichtung in schematischer Weise. wiedergege-
ben, durch welche der Einfluß der Schwankungendes Miniderdrucks in dem Vakuumverdainpfer ai, 22 auf den Grad der Wärmeübertragung im Meßgefäß 8 ausgeglichen wird.
Eine Änderung des Minderdrucks im Vakuumverdampfer 21,22 beeinflußt den Umlauf des Saftes, wodurch andererseits die Wärmeübertragung vom Meßgefäß 8 und dato mit auch der Dampfdruck im Meßgefäß 8 bzw. der Leitung 7 beeinflußt werden. Bei einem gewöhnlichen Manometer wird sich diese Dampfdruckäaderung in einem Ausschlag des Zeigers äußern. Die Diagramme wenden· daher ein fehlerhaftes Bild von dem Sud geben. Dieser Nachteil, wird nach dem Manometer nach der vorliegenden Erfindung beseitigt, das, wie in Fig. 2 dargestellt ist, aus zwei Meßorganen 11 unld 12 besteht, von denen 'das eine Meßorgan, z. B. ein Druckmesser 1, mit der Dampf zuführungsleitung 7 nach dem Meßgefäß 8 und das andere Meßorgan, z. B. ein Minderdruckmesser 12, mit dem oberen Dampf raum 22 des Vakuumverdampfers 21, 22 verbunden ist. Beide Meßorgane sind miteinander so verbunden, daß der Zeigerausschlag bei einer von einer Änderung des Minderdrucks abhängigen Änderung des Dampfdrucks durch, die entsprechende Änderung des Minderdrucks kompensiert wird. Djese' Möglichkeit ist gegeben, weil der Einfluß-desMinderdrucks auf den Dampfdruck praktisch konstant ist, wie gefunden wunde. So wunde beispielsweise in einem Fall festgestellt, 'daß ein Unterschied von ι ο mm Hg Minderdruck eine Änderung des Dampfdruckes von + 0,037 ata hervorruft. In diesem Fall ist das Manometer zweckmäßig so einzustellen, daß der Zeiger für einen Minidendiruck von 760 mm Hg denselben Ausschlag ergibt wie für einen Dampfdruck von etwa 2,8 ata. Durch eine derartige Einstellung wird außerdem der Vorteil erreicht, daß die Diagramme verschiedener Vakuumverdampfapparate oder- auch verschiedener Fabriken, in denen mit verschiedenem Mindendruck gearbeitet wird, unmittelbar vergleichbar sind.
Wie in Fig. 2 lediglich- beispielsweise und schematisch dargestellt ist, kann das Manometer nach der Erfindung aus einer Druckfeder 11 bestehen, die an dieDampfzuführungsleitung 7 zum Meßgefäß 8 angeschlossen ist. Es ist ferner eine Vakuumfeder 12 vorgesehen, die mit dem oberen Dampf raum 22 des Vaküumverdampfers 21, 22 verbunden ist.
Die Druckfeder 11 ist mit einem Zeiger 13
durch eine Stange oder einen Hebel 14 bei 19
gelenkig verbunden·. Die Vakuumfeder 12 ist mittels der Stangen oder der Hebel 15, 16 und 17 mit dem Zeigen 13 bei 20 gelenkig und regelbar verbunden. Der Hebel 16 hat einen festen Drehpunkt 18. Der Hebel 17, dessen Länge verstellbar ist, ist gelenkig und einstellbar mit dem Hebel 16 verbunden.
Der Zeiger 13 kann sich in bekannter Weise über eine umlaufende Trommel mit Skala bewegen, so daß auf einem auf dem Trommelumfang angebrachten Papierblatt ein Diagramm aufgezeichnet wird. Beim Anstellen des Minderdrucks stellt der Punkt 19 einen festen Drehpunkt für den Zeiger 13 dar, so daß sich der Zeiger 13 bei zunehmendem Minderdruck über die Skala nach oben bewegen wird.
Das Manometer kann z. B. so eingestellt werden, daß der Zeiger 13 bei einem Minderdruck von 760 mm Hg auf den Teilstrich 50 zeigt. Beim Anstellen des Dampfdruckes stellt der Punkt 20 für den Zeiger 13 einen relativ festen Drehpunkt dar, und der Zeiger 13 wird sich mit zunehmendem Dampfdruck ebenfalls über die Skala nach oben bewegen. In dem erwähnten Fall wind das Manometer zweckmäßig so eingestellt, daß der Zeiger 13 bei einem Dampfdruck von 2,8 ata ebenfalls beim Teilstrich 50 steht. Beträgt dann der Minderdlruck 760 mm Hg und der Dampfdruck 2,8 ata, so wird sich der Zeiger 13 unter Einwirkung der beiden Meßorgane go ri und 12 auf den Teilstrich 100 der Skala einstellen.
Ist idie Einrichtung nach der Erfindung im Betrieb" und steigt der Minderdruck im Vakuumeindampfer 21, 22 durch irgendeinen Umstand beispielsweise um 10 mm Hg, so wird der Dampfdruck dementsprechend um 0,073 ata fallen. Die von der Druckfeder 11 auf den Zeiger 13 ausgeübte Wirkung wird also von der entgegengerichteten Wirkung der Vakuumfeder 12 aufgehoben.
Wenn man in ■ einem Vakuumeindampfapparat, z. B. beim Auskochen oder Fertigkochen, bei höherer Temperatur und einem minimalen Minderdruck von beispielsweise 450 mm Hg arbeitet, so läßt man die Vakuumfeder 12 zweckmäßig nur auf dem Abschnitt zwischen 450 und 760 mm Hg arbeiten, um die Höhe des Diagrammstreifens besser auszunutzen.
Auch bei Anwendung eines Thermometers an Stelle eines Manometers kann eine derartige Kompensation vorgenommen wenden.

Claims (3)

  1. Patentansprüche:
    i. Verfahren zum Verkochen, von Zukkersäf ten auf Korn, dadurch gekennzeichnet, daß der Kochvorgang nach dem Grad der Wärmeübertragung von einem gasförmigen-oder flüssigen Medium, vorzugsweise von Wasserdampf, auf das
    Kochgut (Dicksaft oder Füllmasse) geregelt wird, und zwar in der Weise, daß die Wärmeübertragung an einer Stelle gemessen wird, an der eine Zirkulation des Kocbsaftes erfolgt, beispielsweise zwischen den Heizrohren eines Kochers.
  2. 2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitsraum (21) zwischen den Heizrohren eines Vakuumverdampfers (21, 22) ein Wärmeaustauschgefäß (8) angeordnet ist, das eine Zu- und eine Ableitung für das flüssige oder gasförmige Medium, 'beispielsweise für Wasserdampf, besitzt und das mit einem Druckmesser (6) oder einem Temperaturmesser verbunden ist.
  3. 3. Anzeigevorrichtung zum Regeln des Kochvorganges nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Einrichtung "nach Anspruch 2, die mit einem Vakuummesser,, der mit dem Dampfraum (22) des Vakuumverdampfers (21, 22) in Verbindung steht, auf einem gemeinsamen Zeiger (13) gekuppelt ist und Veränderungen in der Anzeige des auf die Wärmeleitfähigkeit ansprechenden Instruments (11), die durch Änderungen des Minderdrucks im Vakuum bedingt sind, selbsttätig korrigiert.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEJ48051A 1932-11-15 1933-10-04 Verfahren und Vorrichtung zum Verkochen von Zuckersaeften Expired DE618675C (de)

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DE1004110B (de) * 1954-09-11 1957-03-07 Ditmar Zonen N V Kontrollvorrichtung an Siedepfannen, insbesondere zum Verkochen von Zuckersaeften auf Kristall

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