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Verfahren zum Trennen von Eis und Konzentrat bei der Einengung von
Lösungen durch Ausfrieren von Wasser Es ist bekannt, Lösungen, wie Fruchtsäfte oder
Milch, durch Ausfrieren des Wassers einzuengen. Zu diesem Zweck wird die Lösung
abgekühlt, bis sich die gewünschte Menge Eis ausgeschieden hat, und dann im allgemeinen
Eis und I Konzentrat zunächst mechanisch voneinander getrennt. Hierfür ist insbesondere
Zentrifugieren, ferner Abnutschen und auch mechanisches Pressen vorgeschlagen worden.
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Von diesen Arbeitsweisen haben jedoch nur die beiden ersteren in der
Praxis Anwendung gefunden, während es bisher noch nicht gelungen ist, durch Pressen
eine ausreichende Trennung von Eis und Konzentrat zu erreichen.
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Diese Schwierigkeit wird durch vorliegende Erfindung beseitigt. Erfindungsgemäß
wird der Preßvorgang bei der Trennung von Eis und Konzentrat in der Weise geführt,
daß die zu pressende Eisschicht bzw. die verschiedenen dem Druck zu unterwerfenden
Eisschichten nicht stärker als I cm sind.
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Es mag zunächst erscheinen, als ob die neue Forderung, das Eis lediglich.
in derartig dünnen Schichten zu pressen, das Preßverfahren gegenüber dem Filtrieren
oder Zentrifugieren, wobei wesentlich stärkere Schichten verarbeitet werden können,
konkurrenzunfähig macht. Der besondere Vorteil des neuen Verfahrens besteht jedoch
darin ; daß es eine Reihe neuer und besonders einfacher Möglichkeiten erschließt,
unmittelbar in einem einzigen Arbeitsvorgang von der Ausgangslösung zu.
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Konzentrat und ausgeschiedenem Eis zu gelangen. Das neue Verfahren
wird für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Abbildung, die einen schematischen.
Schnitt durch eine zur Durchführung des Verfahren geeignete Vorrichtung darstellt,
näher crläutert.
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In der Abbildung sind I und 2 zwei sich gegenläufig in Richtung der
I'feile drehende Walzen, welche von innen her durch einen Kälteträger oder ein Kältemittel
gekühlt werden und welche regulierbar gegencinandergepreßt werden. Sie tauchen in
die Behälter 3 und 4 ein, in denen sich die einzuengende Lösung befindet, und nehmen
an ihrer Oberfläche teilweise durch Anfrieren und teilweise durch Adhäsion Lösung
auf, welche während der Weiterbewegung der Trommel so weit abgekühlt wird, daß sich
die gewÜnscilte Menge Eis ausscheidet. An der Berührungsstelle der beiden Trommeln
bei 5 wird das Gemisch von Eis und Konzentrat, welches sich an der Oberfläche der
Trommeln befindet, ausgepreßt. Das von den Walzen abgefallene oder abgelöste Eis
wird in einem Behälter 7 aufgefangen, während das Konzentrat sich zwischen den beiden
Walzen sammelt und durch das Rohr 6 abgezogen wird. Die Stärke der Eisschicht, der
Grad der Eisausscheidung usw. lassen sich in einfacher Weise durch Regelung der
Umlaufgeschwindigkeit der Walzen. sowie der Eintauchtiefe in die Behälter 3 und
4 regulieren.
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An Stelle von zwei gekühlten Walzen kann man mit gleichem Erfolg
auch nur eine gekühlte Walze verwenden, welche gegen eine
die Pressung
bewirkende Hilfswalze läuft.
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Ebenso können an Stelle der Walzen endlose, gekühlte Bänder verwendet
werden, die an einer Stelle in die Gefrierflüssigkeit eintanchen, während an einer
anderen Stelle beispielsweise durch zwei Walzen das an ihnen anhaftende Gemisch
von Eis und Konzentrat ausgepreßt wird. Die Bänder können gegebenenfalls mit Filterstoff
o. dgl. bespannt sein, um die Aufnahmefähigkeit für die Ausgangslösung zu erhöhen.
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Die Vorteile des neuen Verfahrens lassen sich grundsätzlich auch
dann erzielen, wenn man im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel Gefrier-und Preßvorgang
voneinander trennt.
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Z. B. ist es möglich, die Ausgangslösung in irgendeiner bekannten
Vorrichtung, z. B. einer Packeismaschine oder einer Gefrierzelle, zu frieren und
das hierbei gewonnene Gemisch von Eis und Konzentrat mittels eines Walzenpaares
oder zweier gegeneinandergepreßter endloser Bänder auszupressen Falls das Eis zwischen
zwei endlosen Bändern gepreßt wird, kann man gegebenenfalls die Pressung in der
Weise intermittierend durchführen, daß die Bänder durch eine Reihe benachbarter
Walzen hindurchlaufen.
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Grundsätzlich kann jede bekannte Art von Pressen zur Durchführung
des neuen Verfahrens verwendet werden. Beispielsweise seien Filterpressen, Packpressen,
Strangpressen genannt. Wesentlich ist nur, daß die einzelnen Schichten von Eis und
Konzentrat, welche durch Pressen in ihre Bestandteile zerlegt werden sollen, nicht
stärker als etwa I cm und zweckmäßig sogar unter 5 mm stark sind.
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Hierbei können mehrere Eisschichten gemeinsam dem Preßdruck unterworfen
werden, wobei zwischen den einzelnen beispielsweise 5 mm starken Schichten Trennwände
eingelegt werden, die einen Ablauf des ausgepreßten Konzentrates ermöglichen. Es
werden also nach dem neuen Verfahren lediglich dünne Schichten ausgepreßt, jedoch
eine Reihe von solchen Schichten gemeinsam, wobei zwischen ihnen ähnlich wie bei
Paketpressen Vorrichtungen vorgesehen sind, welche dem ausgepreßten Saft die Möglichkeit
bieten, abgeleitet zu werden. An Stelle von Trennwänden können andere Einlagen verwendet
werden, deren Zusammendrückbarkeit im Verhältnis zu der des Eis-Konzentrat-Gemisches
gering ist. Gegebenenfalls lassen sich sogar Füllkörper anwenden, die gleichmäßig
im Eis-Konzentrat-Gemisch verteilt sind.
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Die vorteilhafte Wirkung der neuen Arbeitsweise sei an Hand folgender
Vergleichsversuche näher erläutert: In einem Preßzlinder von 100 mm lichtem Durchmesser
und 250 mm Höhe wurden verschiedene Schichtdicken von gefrorenem Orangensaft unter
gleichen Drücken gepreßt.
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Das Ergebnis ist in der nachfolgenden Tabelle enthalten.
| Dicke der geprel3ten |
| Schicht |
| hl mm |
| IIO | 45 7 |
| Verluste im Eis |
| 11 h. |
| Älterer Orangensaft ... 0,38 o, I5 |
| Frischer Orangensaft .. 0,7 | 0,0 |
Diese Vergleichsversuehe bestätigen, daß die Verluste an Trockensubstanz im Eis
nicht etwa proportional der Schichtdicke des ausgepreßten Eises sind, sondern daß
bei der Pressung dünner Schichten Eis und Konzentrat praktisch verlustfrei lediglich
durch den Preßvorgang voneinander getrennt werden können.
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Das neue Verfahren wurdc voranstehend für das Beispiel der Einengung
von wäßrigen Lösungen beschrieben. Es ist in gleicher Weise bei Verfahren anwendbar,
bei denen ein Bestandteil durch Abkühlung in fester Form aus einer Flüssigkeit ausgeschieden
wird und anschließend eine Trennung von fester und flüssiger Phase erfolgt; hierher
gehört z. B. die Herstellung wasserfreier Essigsäure.
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PANTENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Einengen von Lösungen -durch Ausfrieren
des Wassers und anschließenden Trennen von Eis und Konzentrat mittels Pressen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stärke der einzelnen dem Druck unterworfenen Eisschichten
1 cm nicht übersteigt und insbesondere unter 5 mm liegt.