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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Handelszucker der Kategorie Nr. 1 oder Nr. 2.
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Im
Verlauf der bei der Herstellung von Zucker eingesetzten Verfahren
behandelt man in Schnitzel überführte Zuckerrüben. Durch
Diffusion erhält
man Saft und ausgelaugte Schnitzel, die gepresst werden, um die
Pulpe zu erhalten. Danach führt
man Stufen der Reinigung und der Verdampfung durch, um einen Rohzuckersirup
zu erhalten.
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In
den Verfahren des Standes der Technik wird dieser Rohsirup dann
in eine Kochapparatur geleitet, wo er gekocht wird, um eine gekochte
Masse, als Kochmasse I bzw. Füllmasse
I bezeichnet, (MCI) und Zucker I zu erhalten.
Die Kochmasse I wird dann einer Zentrifugierstufe unterworfen, die
zu Zucker und einem Ablauf führt.
Dieser Ablauf wird dann unter Erhalt einer Kochmasse II (MCII) konzentriert. Danach führt man
eine Trennung von Flüssigkeit
und Kristallen durch, was zu einem gehaltsärmeren Ablauf führt. Der
Ablauf ist ausgelaugt und wird Melasse genannt. Der braune Zucker
(sucre roux) wird mit dem Zucker vermischt, der vorher erhalten
wurde, um Rohzucker zu ergeben, der nicht vermarktbar ist.
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Der
so erhaltene Rohzucker wird dann in eine Raffinerie geschickt, um
weißen
Handelszucker herzustellen.
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Gibt
man vor, dass der Rohzucker eine Reinheit von über 99 hat, müssen mindestens
5 bis 6 Kristallisationsdurchgänge
erfolgen, um richtig ausgelaugte Melassen zu erhalten. In den angeführten Ausführungsformen
gibt es eine große
Menge an Kochmassen und einen starken Energieverbrauch.
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Man
hat versucht, diese Probleme zu lindern und die Raffinerie abzuschaffen,
was für
lange Zeit mit zwei Kochungen (deux jets) als unmöglich angesehen
wurde.
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Die
Fabriken haben in Sorge um die Qualität ihres Zuckers zwei bis drei
Kochungen durchgeführt.
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Der
erste Vorstoß bestand
darin, die Reinheit mit einer Anlage zu erhöhen, die ein Ionenaustauscherharz
umfasst, um so eine Demineralisierung durchzuführen. Die Qualität des Produktes
stieg an und man erhielt einen entfärbten Sirup mit verbesserter
Qualität.
Auf diese Weise hatte man etwa 30 Liter Kochmasse pro 100 kg Zuckerrüben. Dieses
System funktionierte bis 1975. Dann wurde die Qualität der Zuckerrüben verbessert,
dasselbe Schema konnte beibehalten werden, aber unter Weglassung
der Demineralisierung. Anlagen funktionieren noch nach diesem Prinzip.
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Der
zweite Vorstoß bestand
darin, keine Demineralisierung durchzuführen, sondern einen geringen
Grad an Raffination in den Zuckerfabriken einzuführen. Der Sirup wird angereichert,
indem der Zucker der zweiten Kochung eingearbeitet wird. Durch Einführen der
Zuckers der zweiten Kochung wird die Reinheit des Sirups erhöht und seine
Farbe verbessert. In einem derartigen Aufbau gibt es immer drei Kochungen
(jets), aber der Zucker der zweiten Kochung und der Zucker der dritten
Kochung werden kombiniert. So erhält man etwa 40 Liter Kochmasse pro
100 kg Zuckerrüben.
Dieses System ist in einigen Anlagen noch in Betrieb.
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In
einem dritten Vorstoß besteht
das Schema darin, den Zucker I, den Zucker II und den braunen Zucker
nach oben über
den Sirup steigen zu lassen, um raffinierten Zucker zu erhalten.
Auf diese Weise erhält
man etwa 50 Liter Kochmasse pro 100 kg Zuckerrüben.
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Mit
Verbesserung der Qualität
der Zuckerrüben
kann man in diesen Anlagen mit zwei Kochungen (jets) (Extraktionsfabriken)
in der ersten Kochung weißen
Zuckers entnehmen. Jedoch ist in diesem Fall die Reinheit der Kochmasse
des unteren Produktes MCBP nicht ausreichend
vermindert und es ist eine Zentrifugation der zweiten Kochung notwendig,
um eine richtige Abreicherung der Melassen zu erreichen. Der Sirup
wird zur ersten Kochung zurückgeführt und
die Kristallisation wird in einem Vakuummischer durchgeführt, indem
die Verdampfung nicht mehr der Hauptfaktor der Kristallisation ist.
Dies ist aber tatsächlich
eine Verringerung der Temperatur, die erforderlich ist, um eine
bessere Abreicherung zu ermöglichen
und einen Prozentgehalt an Kristallen, der mit einer guten Zentrifugation
zur Senkung der Reinheit der Kochmasse im Vakuummischer kompatibel
ist, zu halten. Daher muss die Gesamtheit der reichhaltigen Abläufe und
ein Teil des gehaltsarmen Ablaufs zurückgeführt werden. Somit entnimmt
man Zucker I und einen Teil des gehaltsarmen Ablaufs wird im Kreislauf
geführt.
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Dieses
letztgenannte System weist einen Nachteil auf, der die wichtige
Rückführung der „Nichtzucker-Bestandteile" und der gefärbten Materialien, die
aus Ablauf I stammen, in die Stufe des Vakuummischens ist.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
vor, die Mängel
der vorstehend genannten Verfahren zu beheben, wobei die Aufgabe
darin besteht, die Reinheit der Kochmasse am Einlass der Zentrifuge
der ersten Kochung (des ersten Stroms) zu verringern.
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Erfindungsgemäß erreicht
man so 26 bis 28 Liter Kochmasse pro 100 kg Zuckerrüben.
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Nach
Anspruch 1 ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
von Handelszucker, d.h., Zucker der Kategorie Nr. 1 oder Nr. 2, wobei
man eine Melassereinheit von unter etwa 60 aufrecht erhält, wobei
ein Sirup Sp mit erhöhter
Reinheit, d.h., über
etwa 91, während
einer Kochstufe nach Vermischen mit affiniertem Zucker, der aus
der letzten Kochung bzw. dem letzten Strom (27) stammt,
gekocht wird, was eine Kochmasse bzw. Füllmasse MCI ergibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
- – die Reinheit
des gehaltsarmen Ablaufs I (17), EPI,
d.h. der Sirup, der aus der ersten Kochung kommt, zwischen etwa
79 und etwa 83 liegt und
- – ein
Teil der Kochmasse (6) einer Zentrifugierstufe unterzogen
wird, um dieser Zucker zu entziehen, die Mutterlauge mit niedriger
Reinheit (11), die vom Zentrifugieren herrührt, in
den Rest der Kochmasse (9), d.h. der nicht zentrifugiert
wurde, zurückgeführt wird,
was den Effekt hat, dass die Reinheit der neuen Kochmasse (12)
verringert wird, und eine Gesamtbereicherung auf dem Niveau der
ersten Kochung (des ersten Stroms) ermöglicht wird, die mit der Reinheit
des Ablaufs (17'),
der in die zweite Kochung zurückkommt, kompatibel
ist.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung (Anspruch 3) ist auch ein Verfahren zur
Herstellung von Handelszucker, d.h., der Kategorie Nr. 1 oder Nr.
2, (Anspruch 3), wobei man eine Melassereinheit von unter etwa 60
aufrecht erhält,
wobei ein Sirup Sp mit erhöhter
Reinheit, d.h. über
etwa 91, während
einer Kochstufe nach Vermischen mit affiniertem Zucker, der aus
der letzten Kochung (27) stammt, gekocht wird, was eine
Kochmasse bzw. Füllmasse
MCI ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass
- – ein
Recycling bzw. eine Rückführung von
Nichtzuckerbestandteilen mit Hilfe des Ablaufs I (48) in die
Kochstufe durchführt,
was zum Effekt hat, dass die Reinheit der neuen Kochmasse verringert
wird und eine gesamte Abreicherung auf dem Niveau der ersten Kochung
ermöglicht
wird, die mit der Reinheit des Ablaufs, der in die zweite Kochung
(49) zurückkommt,
kompatibel ist, ohne dass auf einen Vakuummischer zurückgegriffen wird,
und
- – die
Reinheit des gehaltsarmen Ablaufs, EPI, d.h.,
der Sirup, der die erste Kochung verlässt zwischen etwa 79 und etwa
83 liegt.
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Die
Reinheit des gehaltsarmen Ablaufs I, EPI,
liegt vorzugsweise zwischen etwa 81 und etwa 82.
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Die
Arbeitsbedingungen hängen
von der Reichhaltigkeit der Ausgangszuckerrübe, der gewünschten Reinheit der Melasse
ab.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Teil der Kochmasse einer Zentrifugierstufe
(oder einer Zentrifugation) unterworfen, um dieser Zucker zu entziehen,
die Mutterlauge mit niedriger Reinheit, die aus dieser Zentrifugierstufe
stammt, wird in den Rest der Kochmasse, d.h., der nicht zentrifugiert
wurde, zurückgeführt, was
den Effekt hat, dass die Reinheit der neuen Kochmasse verringert wird
und eine Gesamtabreicherung auf dem Niveau der ersten Kochung ermöglicht wird,
die mit der Reinheit des Ablaufs, der in die zweite Kochung zurückkehrt,
kompatibel ist.
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Nach
einer ersten Durchführungsform
der Erfindung wird die Mutterlauge mit niedriger Reinheit, die vom
Zentrifugieren herrührt,
in den Rest der Kochmasse zurückgeführt, wobei
die letztgenannte dann in einen Vakuummischer zurückgeführt wird,
wo die Kristallisation in erster Linie durch Verringerung der Temperatur
und zu einem geringerem Teil durch Wasserverdampfung abläuft.
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In
der ersten Durchführungsform
der Erfindung wird der Rest der Kochmasse z.B. in einen Vakuummischer
befördert,
wo eine Kristallisation ablaufen wird. In diesem letzten Fall kann
der Teil der Kochmasse, der einer Zentrifugation unterworfen wird,
etwa 25 bis etwa 35 Gew.-%, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 35 Gew.-%,
noch besser etwa 35 Gew.-% der Gesamtmenge der Kochmasse ausmachen.
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Wenn
der prozentuale Anteil der Zuckerkristalle 65% des in der Kochmasse
vorliegenden Zuckers übersteigt,
ist es notwendig, die Reinheit der Kochmasse zu verringern, um eine
bessere Abreicherung der Mutterlauge zu ermöglichen, indem mit dem gehaltsarmen
Ablauf I Nicht-Zuckerbestandteile zurückgeführt werden.
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Nach
einer Anordnung der Erfindung verwendet man nach Durchführung des
Kochens Vakuummischer. Es ist möglich,
sich Kochapparaturen zu bedienen, in denen man den Dampf anhält oder
auch den Dampfzutritt moduliert (dieser Gerätetyp kann in dieser Verwendung
als „Kristallisator" bezeichnet werden).
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Das
Recycling bzw. die Rückführung erfolgt in
einem Vakuummischer. Die Zentrifugation erfolgt oberhalb des Vakuummischers.
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Der
Vakuummischer (malaxeur sous vide = MSV) hat mindestens drei Etagen,
bspw. vier Etagen. Am Ausgang des MSV wird die Kochmasse zentrifugiert.
Der Zucker wird geklärt
und zum Zuckersektor befördert.
Man erhält
einen gehaltsreichen Ablauf, der in das obere Ende des MSV zurückgeführt wird und
einen gehaltsarmen Ablauf, der in zweite Kochung eingespeist wird,
und von dem ein Teil vorteilhafter Weise in den oberen Teil des
MSV zurückgeführt werden
könnte,
wenn die Reinheit des Sirups in den oberen Teil der Kristallisation
erhöht
ist, z.B. über 94
ist.
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Nach
dem ersten Weg des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Verringerung der Reinheit der Kochmasse am Eingang der
Zentrifuge der ersten Kochung nicht durch Rückführung der Nichtzuckerbestandteile
durch den gehaltsarmen Ablauf I, sondern durch Eliminierung eines
Teils des Zuckers, der in der Kochmasse I kristallisiert ist am
Ausgang der Kochung erreicht.
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Die
Litrage der Kochmasse ist eine Funktion der Zuckermenge und der
Qualität
der Zuckerrüben. Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
es, die Litrage der Kochmasse empfindlich zu verringern, wobei diese
die bei der Kristallisation verbrauchte Energiemenge bestimmt. Eine verringerte
Litrage der Kochmasse ermöglicht
auch die Wirtschaftlichkeit der Anlagen, denn für die gleiche Tonnage wird
man für
vergleichbare Resultate weniger Material benötigen.
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In
einem zweiten Ausführungsmodus
der Erfindung führt
man ein Recycling bzw. eine Rückführung von
Nichtzuckerbestandteilen mit Hilfe des gehaltsarmen Ablaufs I in
die Kochstufe durch, was zum Effekt hat, dass die Reinheit der neuen
Kochmasse verringert wird und eine Gesamtabreicherung auf dem Niveau
der ersten Kochung, die mit der Reinheit des Ablaufs, der in die
zweite Kochung zurückkommt, kompatibel
ist, ermöglicht
wird, wodurch die Verwendung eines Vakuummischers vermieden werden kann.
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Nach
einer Anordnung des zweiten Modus der Durchführung der Erfindung wird der
Standardliquer I, d.h. Sirup plus affinierter Zucker, zuerst in
die Kochstufe eingeführt.
Bei dieser Anordnung kann außerdem
der gehaltsreiche Ablauf I als zweiter in die Kochstufe eingeführt werden.
In diesem letzten Fall kann der gehaltsarme Ablauf I am Ende der
Kochstufe eingeleitet werden, um im Höchstfall thermische Abbaureaktionen
zu vermeiden und eine gute Abreicherung vor der Zentrifugierstufe
zu ermöglichen.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten 1 und 2,
die ein Schema des Prinzips des ersten und des zweiten Modus der Durchführung der
vorliegenden Erfindung darstellen, welche nur als Beispiele angeführt sind,
detailliert beschrieben.
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In 1 (erster
Modus der Durchführung
der Erfindung) tritt der Standardliqueur I (LSI)
in Behälter 33,
der aus dem Sirup SP und dem affiniertem
Zucker besteht, durch 1 in eine Kochapparatur II der ersten Kochung,
welche die Kochmasse I (NCI) enthält, ein. MCI, die in 3 die Kochapparatur 2 verlässt, wird
in einen Mischer 4 befördert.
Die Kochmasse I verlässt
in 5 den Mischer 4. Erfindungsgemäß wird ein
Teil der Kochmasse, der in 5 den Mischer 4 verlässt, in 6 zu einer
Zentrifugierstufe in der diskontinuierlichen Zentrifuge 7 befördert, in
der in 8 Wasser H2O zugeführt wird.
Der andere Teil der Kochmasse, die in 5 den Mischer 4 verlässt, wird
durch 9 in einen Vakuummischer 10 transportiert.
Ablauf PI + RI,
die 7 durch 11 verlassen, werden in 12 wieder
in die Kochmasse eingeleitet, die noch nicht zentrifugiert worden
ist, und bilden die neue Kochmasse I (d.h. einen Teil MCI + PI + RI aus der Zentrifugation). Am Ausgang 13 der diskontinuierlichen
Zentrifuge 7 gewinnt man Zucker der ersten Kochung (premier
jet), Zucker I oder SI. Bei Verlassen des
Vakuummischers 10 wird die neue Kochmasse, die in 14 austritt,
in eine diskontinuierliche Zentrifuge 15 befördert, in
der in 16 Wasser zugeführt
wird, wo sie eine Zentrifugation durchmacht. Zucker der ersten Kochung
(bzw. des ersten Strahls) wird auch durch 51 am Ausgang der diskontinuierlichen
Zentrifuge 15 gewonnnen. Der gehaltsarme Ablauf, der die
diskontinuierliche Zentrifuge 15 durch 17 verlässt, wird
als gehaltsarmer Ablauf I (EPI) bezeichnet,
der in einem Behälter 32 aufgenommen
wird. Dieser EPI bildet auch den Standardli queur
II (LSII). EPI oder
LSII wird durch 17' zu einer Kochapparatur der zweiten
Kochung 19 geführt,
die die Kochmasse II (MCII) enthält. Der
reichhaltige Ablauf I (ERI), der die diskontinuierliche
Zentrifuge 15 verlässt,
wird durch 18 in die Kochapparatur 2 zurückgeführt (nach einer
Variante dieses Modus der Durchführung,
die in 1 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, kann er
in den Vakuummischer 10 zurückgeführt werden). Die MCII wird dann durch 20 in den Mischer 21 transportiert.
Die Kochmasse II, MCII verlässt in 22 den Mischer 21.
Ein Teil der MCII wird durch 22 in
die Zentrifuge 25 befördert,
während
ein anderer Teil durch 23 in den Mischer 24 befördert wird.
Die Mutterlauge, die die Zentrifuge 25 verlässt, „Pseudomelasse" genannt, wird durch 26 in
den Mischer 24 zurückgeführt. Der
braune Zucker, der durch 27 die Zentrifuge 25 verlässt, wird
in den Behälter 33 der
ersten Kochung zurückgeführt. Die
neue Kochmasse II, die den Mischer 24 durch 28 verlässt, wird
in eine Zentrifuge 29 geschickt, wo die Melasse durch 30 abgezogen
wird. Der braune Zucker, der durch 31 aus der Zentrifuge 29 austritt,
wird in 27 in die Kochapparatur 2 der ersten Kochung
zurückgeführt.
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In 2 (zweiter
Modus der Durchführung der
Erfindung) tritt der Standardliqueur I (LSI),
der im Behälter 34 enthalten
ist, und der aus dem Sirup SP und affiniertem
Zucker besteht, durch 35 in eine Kochapparatur 36 ein.
Danach tritt der gehaltsarme Ablauf I, ERI,
der im Behälter 37 enthalten
ist, durch 38 in die Kochapparatur 36 ein, dann
am Ende des Kochens wird EPI, der im Behälter 39 enthalten
ist, durch 49 in die Kochapparatur 36 eingeleitet.
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Die
Kochmasse I, MCI, die in 41 die
Kochapparatur 36 verlässt,
wird in einen Mischer 42 befördert.
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Erfindungsgemäß werden
Standardliqueur I, LSI, dann ERI,
danach EPI in der oben angegebenen Reihenfolge
eingeleitet.
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Die
Kochmasse I verlässt
den Mischer 42, um zentrifugiert zu werden, und wird durch 43 zu
einer Zentrifugierstufe in einer diskontinuierlichen Zentrifuge 44 befördert, in
der Wasser (H2O) in 45 eingeleitet
wird.
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Am
Ausgang 46 der diskontinuierlichen Zentrifuge 44 gewinnt
man Zucker der ersten Kochung (de premier jet) (Zucker I oder SI).
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Am
Ausgang der Zentrifuge 44 wird der reichhaltige Ablauf
I durch 47 in einen Lagerbehälter für den reichhaltigen Ablauf
I (ERI) mit dem Bezugszeichen 37 geleitet.
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Der
andere Teil wird durch 49 zu einem Lagerbehälter für EPI 50 vor einer zweiten Kochung befördert. Ab
diesem Moment ist das Programm identisch mit dem, das weiter oben
für den
ersten Modus der Durchführung
der Erfindung beschrieben wurde (1).
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Man
wird erkennen, dass aus Gründen
der Klarheit in 2 zwei Behälter für EPI dargestellt wurden
(Bezugszeichen 39 und 50), in der industriellen
Praxis wird es aber nur einen einzi gen Behälter für EPI geben,
aus dem man einen Teil des EPI entnimmt,
um ihn in die erste Kochung zurückzuführen.
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Erfindungsgemäß verringert
man die Litrage der Kochmasse auf Werte zwischen etwa 26 und 28 Liter
Kochmasse pro 100 kg Zuckerrüben,
was einer Senkung des Energieverbrauchs und auch eine Verringerung
der erforderlichen Investitionen zur Durchführung des Kristallisationsvorgangs
mit sich bringt.