DE694870C - dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Leiten von Einkoichvorgängen, insbesondere von Füll-' masse in der Zuckerindustrie.
Für gewöhnlich wird Hierbei periodisch gearbeitet, in dem Sinne, 'daß jedesmal nach einer bestimmten Einko'chperiode Lösung zugezogen wird. Das Bestimmen des richtigen Zeitpunktes des Zuzugs ist wichtig, weil dies einerseits 'die Geschwindigkeit des ganzen Vorganges, also die Wirtschaftlichkeit, und andererseits 'die Qualität des Erzeugnisses, z. B. bei Kristallisationsvorgängen die. Größe und Gleichmäßigkeit der Kristalle bestimmt.

Das Beistimmen der .richtigen Zeitpunkte ist schwierig. Man hat schon vorgeschlagen, sie zu bestimmen auf Grund der kombinierten Angaben der Temperatur. und des Druckes in bzw. über der zu behandelnden Massie, wobei der gesuchte Wert sich jedoch "für jede geänderte Konzentration in der Masse ändert und hierfür komplizierte. Apparate notwendig sind. Außerdem ist gerade die Konzenteatioasbestimmung bei diesen Massen, insbesondere im Betrieb, außerordentlich schwierig, wenn dafür auch ebulüoisfcopische, optische und elektrometrische Geräte bekannt sind. Diese zeigen außerdem nur die Konzentration, 'der Mutterlauge an, unabhängig" von der Mienge der gegebenenfalls schon erhaltenen Feststoffe, .wie Kristalknassen.

Es wurde nun festgestellt, daß der Konzenitrationsgrad der Lösungen bzw. Suspensionen während des Vorganges des Einkochens mit genügendem Grade _% der Genauigkeit unabhängig vom der chemischen Zusammensetzung der einzukochenden Masse und der Temperat ur verhältnis se des Kochpanozesses durch die Messung des relativen Gewichtes der .aus der gegebenen Masse verdampfter Wasisiermenge bestimint werden kann.

Dabei hat leg sich herausgestellt, daß wenn 'man den Konizentrationsgrad der einzukochenden Mas.se mit einer Genauigkeit bis auf

ι bis 2 o/o Gehalt an. trockenem Stoff in derselben, d. h. bis auf ι bis 2° Brix, bestimmt, daß man dann nicht nur das Einkochen der Lösungen, sondern auch die Kristallisation der ,sich ausscheidenden Stoffe überwachen kann.

So hat >es sich z. B. in der Zuckerindustrie beim Kochen der Füllmassen zur Überwachung des Kristallisatioinsvorganges als

ίο vollständig genügend erwiesen, die Dichte der ^einzukochenden Masse «lit einer Genauigkeit bis 2° Brix zu bestimmen, ohne dabei die den Übersättigungsgrad der Lösung beeinflussenden Temperatur- und Vakuum-

is Schwankungen zu berücksichtigen. Die Größe der Vakuumschwarikungen übersteigt hierbei nicht io cm Quecksilbersäule, und die entsprechenden Schwankungen der Siedetemperatur 'der konzentrierten Lösungen bleiben

so ebenfalls im. Bereiche von io° (von 75 bis S₅ ⁰C).

Bei konstanter Konzentration, z. B. von 8o° Brix, kann die Temperaturs.chwan.kung um ι o^c eine Änderung des übensättigungskceffizienten um nicht mehr wie 0/17 hervorrufen, was innerhalb der zulässigen Schwankung desselben während der Kristallisation liiagt. Oft werden Grenzen vom 1,0 und 1,4 angenommen. Außerdem bezieht sich die Temperatur Schwankung vom io° auf den gesamten Kochvorgang von Sirup an bis zur eingekochten Füllmasse.

Tatsächlich schwankt aber die Temperatur für gleiche Zeitintervalle des Kochvorganges in bedeutend engeren Grenzen, und zwar um nicht mehr als 2 bis 3⁰C.

So wird z.B., falls die Siedetemperatur des jeweils eingeführten Sirups 65 bis 70⁰ beträgt, die Temperatur beim Einführen der Kristalle sich stets in. denselben Grenzen 77 bis 8o° einstellen.

Es bildet darum- die Messung des relativen Gewichtes des verdampften Wassers bzw. die Bestimmung der Konzentration der einzukochenden Masse in Brix eine genügend . genaue Kontrollmethode zur Leitung des Kochvorganges der Füllmasise für die Zuckerfahrikation.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Überwachungder Einfcochvorgänge auf Grund direkter Messungen der Änderungen des Gewichtes der Masse mit Hilfe eines Manometergerätes, auf dessen Meßbrett das " Gewicht des Inhalts des Kochkessels, die Gewichtsverringerung sowie die verschiedenen Betriebsmomente bzw. die dabei vorzunehmenden Maßnahmen markiert sind.

Die hierbei zu verwendende Vorrichtung : ist als ein Flüssigkeitsmanometer ausgebildet, an dem eine mit regelbarem Lufteinlaß .versehene untere Tasse vorgesehen ist, in deren Luftraum ein Kanal einmündet, der anderseits unter Flüssigkeit in eine zweite Tasse 'einmündet, von welcher zweiten Tasse eine Leitung abzweigt, die unten im Kochkessel o. dgl. einmündet.

An sich ist es bekannt, Flüssigkeitsmengen in einem Behälter mit Hilfe eines Manometers zu messen, das auf einen hydrostatischen Druck mit Hilfe eines Mediums, z. B. Luft, reagiert. ·

Die Zeichnungen zeigen Ausführungs- und Anwendungsbeispiele der Erfindung.

In Abb. ι ist schematisch die allgemeine Anordnung des Koiitrollapparates an einem Kochapparat, in den Abb. 2, 3, 4 der Kontrollapparat selbst und in Abb. S ist eine Anlage für Kontrolle des Kochvorganges mittels solcher Apparate .dargestellt.

An der Abb. 1 wird die hydrostaitische "° Säule der siedenden Masse in dem Vakuumapparate mittels des durch die Röhren 37,40 mit demselben verbundenen Gerätes ϊ gemessen. .

Die Röhre 37 mündet unter dem Spiegel der kochenden Masse und läuft in eine in das Innere das Kochapparates sich öffnende erweiterte Luftgloicke 38 aus. Das andere Ende der Röhre 37 ist mit dem Behälter eines Flüssigkeitsmanometers 1 verbunden, welcher von dem Kochapparajt entfernt angeordnet sein kann.

Die Röhre 40 verbindet den Raum des Kochapparates oberhalb des Flüssigkeitsniveaus mit dem oberen Ende der Manometer- rneßiröhre. Beim Füllen des Kochapparates mit der Flüssigkeit schließt dieselbe in der Luftgloeke38 'ein bestimmtes Luft volumen ab, 'drückt es zusammen und überträgt den Druck in der Manometertasse auf die Meß- 1°° flüssigkeitssäule. Die. Manometertasse ist als ein vollständig geschlossener Behälter ausgeführt.

Ein vollständigeres Verfahren der Übertragung des Druckes in das Manometer beim ip5 konstanten Nullmveau der zu messenden Koicbmasse beisteht darin, daß durch die Manometertasse ■ über 'die Röhre 37 in die Glocke 38 kontinuierlich ein kleiner Luftstrom 'eingeleitet "wird, welcher die Glocke >»o ausfüllt und über ihren unteren Rand ausweicht. Auf 'diese Weise wird der Luftdruck in 'der Glocke 38 und folglich auch in der Manometertasse stets dem Druck der siedenden Flüssigkeit bzw. ihrer Dämpfe in der durch den unteren Rand der Luftglocke gehenden Schnittebene des Kochapparates gleich sein.

Arbeiten nun die Kochapparate unter dem Atmosphärendruck bzw. Überdruck, so muß man in 'die Röhre 37 die Luft unter einem Überdruck von etwa 0,5 Atm. einführen. Ar-

beiten aber die Kochapparate mit Unterdruck (Vakuum), so ist zu ^dieseni Zwecke kein Überdruck" erf orderlich, weil die Bestimmung der .hydrostatischen Säule der kochenden Masse auf Kosten des im Apparat vorhandenen Vakuums erreicht wird.

Damit beim Entleeren des Vakuumapparates· 'die Kochmasse in das Röhrchen 37 nicht eindringt, ist ein Rückschlagventil 3 5 ίο vorgesehen, welches den Austritt der in der Luftglocke komprimierten Luft durch die • Manoimetertasse verhindert. Dasselbe kann, man auch ohne Rückschlagventil durch die Ausschaltung des Manometers mittels Schließens eines Hahnes an der Röhre erreichen.

Ein Flüssigkeitsmanometer zur Leitung des Ko.chvorganges an Apparaten größeren Rauminhalts ist in den Abb. 2, 3, 4 gezeigt. ■ An einem. Brett 1 ist ein in die Tasse 3-edinigeschmolzenes GlasTÖhrchen 2 befestigt, das oben durch den Stopfen 24 abgeschlossen ist. Das Röhrchen 2 mündet in der Tasse 3 unter dem, Quedksilberniveau. In seinem Oberen Teile ist ein Stutzen 12 zur. Verbindung .mit der Fangvorrichtung 14 für das Kondensat und* weiter mit dem luftleeren Raum des Vakuumapparates vorgesehen. Die Tassen wird durch die Trennwand 5 in eine 3» obere manometrische Tasse mit dem Lüfte&itrittssitutzen 6 und eine untere Kontrolltasise .mit einem Stutzen 7 zur Förderung der durch die Kontrollflussigfceit durchgeströmten ■Luft in die Luftglocke unter das Flüissd'gikeitsniveirau im Vakuumapparat geteilt. Die beiden Räume der Tasse 3 sind durch das in die Trennwand 5 !eingeschmolzene Röhrchen 4 verbunden.

Hinter dem Stutzen 7 ist ein Rückschlag-

no ventil 8 angeordnet, welches aus einer Guromi-■ scheibe, die mit einem ihrer Ränder in einem

. Me:ta!lzylinder festgeklemmt isit oder aus .einer Metallkugel besteht. W'eiter gelangt 'die Luft über Rohr 9 in 'die zylindrische Fangvorrich-

4!!i tung 10 für 'das Kondensat und von hier durch das Rohr 11 in die Luftglocke.

Die nur einmal bei der Einstellung deis Gerätes vorzunehmende Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft wird durch das Nadelventil 17 bewirkt. Die Tasse des Gerätes ist gegen Beschädigung durch ein Gehäuse 20 mit einem zur Kontrolle der Luf tbewegung in der Kontrolltasse dienenden Spalt gesichert. An dieisem Gehäuse ist das Niveau des einzugießenden Quecksilbers und der Kontrolrflüssigkeit vorgemerkt.

Das vorliegende Gerät gibt isomit eine volle

Übersicht des Betriebsstadiums des Ko chappa'rates und gestattet eine ruhige unidrechtzeitige Vorbereitung zu den nächstfolgenden Maßnahmen.

Am Anfang der Graduierung des Gerätes wird an einem der Meßbretter Millimeter ' papier befestigt und nach dessen Teilungen die. Lagen der Quecksilbersäule, bei einem Kontrollkochvorgange 'mit Markierung der betreffenden Kochmomente aufgetragen. Auf ■diese Weise wird .eine Anzahl der Kochvorgänge durchgeführt und von.danen der günstigste' gewählt. Die auf diese Weise hergestellten Markierungen werden nunmehr auf die eigentlichen Meßbretter aus geeignetem Material aufgetragen.

Auf 'diese Weise gestattet 'das vorliegende Gewichtsverfahren, an der Skala des Manometergerätes den Anfang und das Ende jedes Nachpu'mpens zu markieren, ebenso wie 'die sonstigen Operationen des Kochprozesses: den Dampfeinlaß, Einleitung der Kristalli-. sation, Umschaltung verschiedener Lösungen u. dgl.

' Diese sämtlichen Operationen werden bei dem Kontrollkochvorgange markiert und daraufhin jedesmal nach den Bezeichnungen am Apparat wiederholt. Die Grundbedingung der Erreichung beständiger Resultate des Kochp'rO'zesses bei 'einer derartigen mechanischen Wiederholung der einzelnen Operationen ist die Beständigkeit der Konzentration jeder einzupumpenden Lösung.

Die durchgeführten Versuche des Einkoehens von Raffinadefüllmaisise haben nun gezeigt, daß die Schwenkungen des Konzern· fcrationsigrades des Ausgangssirups um 5 bis 7° Brix keinen Einfluß auf das Endresultat des Köchprozesses· ausüben.

Jedesmal wies die aus solchem Sirup nach dem vorliegenden Verfahren eingekochte Füllmasse eine konstante Konzentration von 92,71° Brix auf. '

Aus 'diesem Grunde können die Manometergeräte nach vorliegender Erfindung für das Einkochen sämtlicher Produkte der Raffinadezuickerfabrikation und der sekundären Produkte der Weißzuckerfabrikation, wo· die Konzentration der · Ausgangsprodukte maximum um 5° Brix schwanken, eine konstante Skala besitzen, nach welcher die günstigsten Resultate 'erreicht werden. Zum Einkochen des ersten Produktes der Weißzuckerfabri- no kation muß man entweder die Sirupkonzentration beim Einkochen derart regulieren, daß die Schwankungen derselben in den Grenzen von 5° Brix bleiben oder die Teilungen der Meßbretter der Manometer entsprechend der scharfen Änderungen der Dicksaftkonzentration ändern.

So werden Füllmassen aus Dicksäffeen von 60 bis 65° Brix und 50· bis 55° Brix jeweils unter Benutzung besonderer Skalen gekocht,

Bequemer ist das Kochen der Füllmasse mit Standaftdicksaft.

- Fig. 5 zeigt eine Anlage .mit zentralisierter Leitung des Koohprozesises in einer Anzahl von mit den erfind ungs.gemäß eingerichteten Manometer geräten ausgerüsteten Kochapparaten. ■

Die mit A₁ B, C bezeichneten -Vakuumapparate sind. durch die Röhre 22, 23 mit den betreffenden Manometern 30a, 3°b> 3°c verbunden, 'die an einem gemeinsamen S ehalt brett 31 angeordnet sind. Jeder Kochapparat ist mit einem automatischen Ventil 24 vorgesehen, welches durch die Drehung des ^Schiebers 25 von dem Schaltbrett 31 mittels hydraulischer bzw. Dampf üb ertragung des Drukkes nach den aus dem Rohr 28 .gespeisten Röhrchen 26, 27 betätigt wird. Die Abwässer bzw. der Abdampf verlassen die Ventile 24 durch die Schieber 25, und gelangen in die Rückleitung 29.

Claims (3)

1. ' Patentansprüche:

   i. KontroUverfahren zur Leitung· des Koehvorganges beim Einkochen der Zukkerfüllmasse in Vakuiimfcochapparate, gekennzeichnet durch kontinuiierlächie Bestimmung 'des Gewichtes der in den Apparat ■eingefüllten Lösungen und der relativen Mengen des aus derselben verdampften Wassers mittels eines Manometergerätes mit pneumatischer Druckübertragung, an dessen Meßbrett beiderseits der Manometerröhre die Gewichtsmengen der in die Kochapparate eingefüllten Lösung in Höheneinheiten der Quecksilbersäule, die relativen Mengen des daraus verdampften Wassers und verschiedene den betreffenden Betriebsmotmenten entsprechend vorzunehmende Maßnahmen, 'z. B. Anfang und Ende des. Nachpump ens, Einführung der Keimkristalle u. dgl., markiert sind. .
2. 2.' Manoimetergerät zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Kontrolle und Leitung des Koehprozesses durch kontinuierliche Bestimmung des Unterschiedes des Druckes unter dein Niveau der kochenden Masse und oberhalb derselben unter Zuhilfenahme pneumatischer Druckübertragung, 'dadurch gekennzeichnet, daß die untere Tasse (3) des üblichen Quecksilbermanometers durch eine Trennwand (5) in zwei durch ein Röhrchen (4) verbundene Räume uiiterteilt ist, von denen der obere als die Tasse des Quecksübenmanoirneiters (2) dient und mit ■einem Stutzen (6) mit der Außenluft verbunden ist und in leitender Verbindung mit der unter dem Flüssigkeitsniveau in dem Kochapparat angeordnete Luftglocke steht.
3. 3. Verfahren zur selbsttätigen Leitung ■des Kochvorganges in mehreren Kochapparaten .mittels Manometer nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kochapparat mit einem selbsttätigen Ventil (24) versehen ist, welches von einem durch das betreffende Manometer beeinflußten Schieber (25) betätigt wird. ■

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen