DE65660C - Verfahren und Einrichtung zum Reinigen von Zuckersäften - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zur Gewinnung des Zuckers aus den Zuckerrüben bedient man sich jetzt fast ausschliefslich des Diffusionsverfahrens. Der durch Diffusion aus den Rüben gewonnene Saft enthält jedoch neben Zucker eine grofse Anzahl fremder Substanzen, welche entfernt werden müssen, damit der Saft krystallisationsfä'hig wird. Je besser und vollkommener die Reinigung des Diffusionssaftes stattfindet, desto leichter verdampft und kocht der Saft beim Concentriren im Vacuum, desto besser wird die Ausbeute und desto schneller schleudert sich die gewonnene Füllmasse aus. Es ist deshalb das Bestreben der Zuckertechniker, eine möglichst vollkommene Reinigung des Rohsaftes herbeizuführen. Dies geschieht gewöhnlich in der Weise, dafs der Diffusionssaft bei der sogenannten Scheidung erwärmt und nach Zusatz einer gröfseren oder geringeren Menge von Kalkmilch eine gewisse Zeit lang zum Kochen erhitzt wird. Der Zweck dieser Arbeitsweise ist die Neutralisation der im Safte befindlichen freien Säuren und die Zersetzung der stickstoffhaltigen organischen Substanzen. Gleichzeitig verbindet sich ein Theil des vorhandenen Zuckers mit Kalk zu Calciumsaccharat. Die Zersetzung und Ausscheidung der schädlichen Substanzen, welche hauptsächlich aus Asparagin, Eiweifsstoffen, Invertzucker, Farbstoffen u. s. w. bestehen, wird jedoch hierdurch nur theilweise herbeigeführt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine vollkommene Zersetzung und Ausscheidung jener die Krystallisation hindernden Substanzen und beruht darauf, dafs die Erhitzung mit Kalk unter Druck bei einer stets über ioo° C. liegenden Temperatur stattfindet, wodurch die Zersetzung ebenso schnell als vollkommen vor sich geht. Hierbei genügt eine viel geringere Menge Kalk, um eine vollständige Zersetzung und Ausscheidung herbeizuführen, und es kann ein continuirlicher Betrieb und eine Wiedergewinnung des bei der Zersetzung der stickstoffhaltigen organischen Stoffe gebildeten Ammoniaks stattfinden.

Das Verfahren wird in der Praxis folgender mafsen geübt:

Der von den Diffusionsbatterien abfliefsende Saft wird mit ungefähr 0,3 pCt. Kalk (vom Gewichte der Rüben gerechnet) versetzt, auf ca. 80 ° C. erhitzt und alsdann in ein System von mit einander in Verbindung stehenden cylindrischen Gefäfsen eingeführt. In diese wird vermittelst einer mit kleinen Löchern versehenen Dampfschlange gespannter Dampf eingelassen, welcher den Inhalt des ersten Cylinders auf ioi° C, den des zweiten auf io6° C. und den des dritten auf iio° C. erhitzt. Die Menge des Dampfes wird derart regulirt, dafs ein auf den Cylindern angebrachtes Manometer einen Druck von etwa 1 Atmosphäre über dem Normaldruck anzeigt. In den Cylindern ist eine Scheidewand angebracht, welche den eintretenden Saft zwingt, in jedem Cylinder, bevor er in den nächsten Cylinder übertritt, einen möglichst langen Weg zurückzulegen.

Der Grund, weshalb bei einem derartigen Verfahren trotz der Verbindung der Dampf-

räume der verschiedenen Behälter unter einander dennoch eine allmälig von Behälter zu Behälter steigende Erhitzung der Flüssigkeit erzielt wird, kann zweierlei Art sein:

Erstens kann man die verbindenden Rohre / in ihrem lichten Querschnitt so weit wählen, dafs ein vollkommener Druckausgleich zwischen den verschiedenen Behältern stattfindet. In diesem Falle wird, wie oben erwähnt, das Manometer bei sä'mmtlichen Behältern etwa ι Atmosphäre Ueberdruck zeigen. Dieser in dem oberen freien Raum der Behälter AA¹A² angesammelte Dampf mit ι Atmosphäre Ueberdruck wirkt nun aber zunächst lediglich auf die Oberflächen-Schicht der Flüssigkeit ein, so dafs sie zunächst etwa auf die Temperatur des Dampfes erhitzt wird und infolge ihres geringeren specifischen Gewichtes an der Oberfläche verbleibt. Auf die tiefer liegenden Schichten kann der in den Dampfräumen angesammelte Dampf nicht einwirken, und es wird daher, da durch die Bewegung der Flüssigkeit infolge der aus dem Schlangenrohre ausströmenden Dampfblasen doch nur eine allm al ige Mischung der heifsen oberen Flüssigkeitsschichten mit der weniger heifsen unteren Flüssigkeit stattfindet, auch die Erhitzung eine allmälige sein. Denkt man sich z. B. eine Batterie von Apparaten A A¹A'² in Betrieb und die Flüssigkeit mit einer gewissen Geschwindigkeit in den Apparat A einströmen und aus dem Apparat A² ablaufen, so ist ohne Weiteres klar, dafs diese Flüssigkeit bei ihrem Eintritt in den Behälter A nicht sofort die Temperatur des in demselben vorhandenen Wasserdampfes annehmen, sondern eine gewisse Zeit zu ihrer Erwärmung in Anspruch nehmen würde.

Indem man nun die während der Zeiteinheit eintretende Flüssigkeitsmenge und das Volumen des in der Zeiteinheit auf die letztere einwirkenden Dampfes in geeigneter Weise regelt, kann man es leicht erreichen, dafs in den drei Behältern A A¹A² eine Mitteltemperatur von etwa ιοί bezw. 106 und iio° erhalten wird.

Zweitens kann man auch in die Verbindungsleitungen zwischen den Behältern A A' A² Reducirventile einschalten, welche es ermöglichen, dafs in den Behältern AA¹A'² eine Spannung aufrecht erhalten wird, welche dem Temperaturgrade entspricht, den die Flüssigkeit in dem betreffenden Behälter annehmen soll.

Anstatt der Reducirventile können unter Umständen auch verengte Rohre angewendet werden, welche infolge ihres Reibungswiderstandes gleichfalls eine von Behälter zu Behälter steigende Dampfspannung bedingen.

Im übrigen ist es vollkommen gleichgültig, welche besonderen Mittel dazu angewendet werden, um in den verschiedenen Behältern AA¹A'² die durchströmende Flüssigkeit auf den oben angegebenen Temperaturen zu erhalten, und für den beabsichtigten Erfolg ist es auch vollkommen gleichgültig, ob über der Flüssigkeit eine ihrer Temperatur entsprechende oder eine höhere Dampfspannung herrscht.

Auf der Zeichnung ist in Fig. ι und 2 ein zu dem neuen Verfahren benutzter Apparat schematisch dargestellt. Fig. 1 stellt einen Aufrifs dar, wobei der Vordertheil der Cylinder A und A' zum Theil weggenommen ist, so dafs das Innere derselben zur Darstellung gelangt. Fig. 2 bildet einen Grundrifs desselben Apparates. A A¹ und A² sind die einer Serie (Reihe) angehörigen Cylinder, welche mit einer Scheidewand B versehen sind. Von der Hauptdampfleitung D D sind die Leitungen C C abgezweigt, welche in den Cylindern in mit Löchern versehene Schlangen auslaufen. EE¹ und E² sind die die Verbindung der Cylinder bildenden Ventile. F ist der Ablafshahn aus dem letzten Cylinder, G G sind die Manometer, HH die Abzugsrohre für den Dampf und das durch die Zersetzung gebildete Ammoniak, T T die Thermometer zum Messen der in den verschiedenen Cylindern herrschenden Temperaturen.

Bei dem Betriebe des Apparates wird der mit Kalk gemischte Saft in den ersten Cylinder A gepumpt, in welchem ein Ueberdruck von etwa 1 Atmosphäre herrscht, und auf seiner Wanderung durch diesen Cylinder auf ioi° C. erhitzt. Aldann tritt der Saft in den zweiten Cylinder A¹ ein, wo er einer Temperatur von io6° C. ausgesetzt wird, um weiterhin einen dritten, vierten und eventuell fünften Cylinder in gleicher Weise zu durchfliefsen, in welchem er einer langsam gesteigerten Erhitzung unter Druck unterworfen wird, um schliefslich als gereinigter Saft aus dem Ablafshahn F des letzten Cylinders in die Filterpresse zur Entfernung der suspendirten Stoffe gedrückt zu werden. Das aus der Presse ablaufende Filtrat ist blank, klar und hell. Dasselbe kann alsdann direct oder, wenn seine Alkalität zu hoch ist, mit Kohlensäure saturirt und durch Filterpressen filtrirt werden. Man kann das vorliegende Verfahren nicht nur direct auf Diffussionssäfte anwenden, sondern auch auf solche Säfte, welche auf gewöhnliche Weise geschieden und einmal saturirt worden sind. Es werden dadurch die bei der ersten Scheidung der Zersetzung entgangenen Stoffe vollständig zersetzt, und es ist eine derartige Arbeitsweise besonders in denjenigen Fällen rathsam, wo Säfte von sehr hohem Gehalt an Invertzucker, Asparagin und Eiweifsstoffen zur Behandlung kommen.

Die aus den Cylindern AA¹A² u. s. w. entweichenden Gase und Dämpfe werden durch

die Abzugsrohre HH in eine gemeinsame Leitung JJ geführt, welche weit genug gewählt wird, um einen Druckausgleich in den verschiedenen Cylindern herbeizuführen. Die Gase und Dämpfe enthalten neben überschüssigem Wasserdampf und mechanisch mitgerissenem Saft auch das durch die Zersetzung der stickstoffhaltigen Stoffe gebildete Ammoniak. Sie werden vorerst in einen Saftfänger geleitet, wo der Saft und der zu Wasser condensirte Dampf gesammelt und zurückgehalten wird, während die nichtcondensirten Gase in einen Säurescrubber entweichen, wo das Ammoniak vollständig absorbirt und auf bekannte Weise zu einem festen Ammoniaksalze oder zu Ammoniakwasser verarbeitet wird.

Durch die Verbindung der Cylinder oder Erhitzungsgefäfse zu einer zusammenhängenden Batterie wird ein continuirlicher und systematischer Betrieb ermöglicht, der die Aufsicht wesentlich erleichtert und den guten Erfolg der Reinigung nicht von der Aufmerksamkeit und dem guten Willen des Arbeiterpersonals abhängig macht.

Der aus der Filterpresse in den Vacuumkocher gelangende Saft zeichnet sich durch seine Reinheit vor dem in gewöhnlicher Weise gereinigten Safte vortheilhaft aus. Er verdampft und kocht in ruhiger Weise sehr schnell ein, krystallisirt in gutem Korn und giebt eine vorzügliche Ausbeute an I. Product aus der Füllmasse, welche sich leicht und schnell ausschleudern läfst. Die von der Füllmasse ablaufende Mutterlauge (Ablauf) bedarf wegen ihrer Reinheit auch nicht einer besonderen Behandlung, sondern kann dem mit Kalk zu behandelnden Diffusionssafte wieder zugefügt werden, um auf diese Weise wieder in den Cyklus des Processes eingeführt zu werden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein Verfahren zur Reinigung von Diffusionssäften oder von Säften, welche schon einmal geschieden und saturirt worden sind, dadurch gekennzeichnet, dafs sie mit nur wenig (höchstens 0,3 pCt.) Kalk gemischt, durch ein System von mit einander in Verbindung stehenden geschlossenen Cylindern geführt werden, in welchen sie unter Druck bei einer in den einzelnen Cylindern gesteigerten Temperatur von ungefähr 101 bis 110⁰C. erhitzt werden, zu dem Zwecke, die in den Säften vorhandenen, die Krystallisation hindernden Stoffe (Asparagin, Eiweifsstoffe, Invertzucker, Farbstoffe u. s. w.) durch das Erhitzen mit Kalk bei einer stets über ioo° C liegenden Temperatur zu zersetzen und auszuscheiden.
2. 2. Eine Einrichtung zur Ausführung des unter 1. beschriebenen Verfahrens, bestehend in einer Reihe von unter einander in Verbindung stehenden geschlossenen Gefäfsen, welche mit Abzugsrohren zur Abführung der entwickelten Gase und Dämpfe versehen sind und durch welche der mit Kalk versetzte Saft in der Weise geleitet wird, dafs er bei dem ersten Gefäfse derReihe eintritt, dort der Erhitzung unter Druck unterliegt, um alsdann in das nächste Glied der Reihe einzutreten, wo er auf eine höhere Temperatur erhitzt wird u. s. w., bis er schliefslich aus dem letzten Gefäfse in die Filterpresse gedrückt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.