DE712839C

DE712839C - Process for the operation of saturation systems in sugar factories

Info

Publication number: DE712839C
Application number: DES134423D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hellmuth Bayha
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1938-11-01
Filing date: 1938-11-01
Publication date: 1941-10-27

Description

Verfahren zum Betrieb von Saturationsanlagen in Zuckerfabriken Die Reinigung der in der Diffusion gewonnenen Rohsäfte in Zuckerfabriken geschieht im allgemeinen in der sogenannten Scheidung, bei der dem Rohsaft Atzkalk ,oder Kalkmilch beigegeben wird, und ,anschließend in der Saturation, in der dem Saft C02-Gas beigegeben wird, das den überschüssigen Kalk ausfällt und die vorhandenen Saccharate zersetzt. Die Saturateure sind meist zylindrische Gefäße von 5 bis 8 m Höhe und einem Durchmesser bis zu z m und mehr. Das gasförmige C02, das in einem Kalkofen gewonnen wird, wird durch Rohrleitungen in den unteren Teil dieser Gefäße eingeblasen und bildet innerhalb des Saftes Blasen von mehr oder weniger großem Inhalt.Process for the operation of saturation systems in sugar factories Purification of the raw juices obtained in the diffusion process in sugar factories takes place in the generally in the so-called divorce, in which the raw juice is quicklime, or milk of lime is added, and then in the saturation, in which the juice is added C02 gas that precipitates the excess lime and decomposes the existing saccharates. The saturateurs are mostly cylindrical vessels 5 to 8 m high and a diameter up to z m and more. The gaseous C02 that is extracted in a lime kiln is used blown through pipes into the lower part of these vessels and forms within bubbles of more or less large content in the juice.

Es wurde durch viele Versuchsreihen nachgewiesen, daß die Wirkung der Saturation, insbesondere die Ausnutzung des eingeblasenen CO, um so besser ist, je gleichmäßiger das CO2 innerhalb des Saftes verteilt wird, und in je kleinere Bläschen das Gas aufgeteilt wird. Wenn das Gas in großen Blasen durch den Saft strömt, so ist die Berührungsfläche zwischen Flüssigkeit und Gas gering. Die Reaktion ist deshalb schlecht, und die Ausnutzung der Kohlensäure beträgt nur ungefähr ¢o bis 5o%r Wenn es aber gelingt, die großen Gasblasen durch irgendwelche Mittel möglichst fein zu unterteilen und gleichmäßig auf das ganze Flüssigkeitsvolumen zu verteilen, so kommt man auf leine Ausnutzung, die bis zu 95 % 'und mehr betragen kann.It has been proven through many series of tests that the effect of saturation, in particular the utilization of the injected CO, is the better, the more evenly the CO2 is distributed within the juice and the smaller the gas is divided into bubbles. When the gas flows through the juice in large bubbles, the contact area between liquid and gas is small. The reaction is therefore bad, and the utilization of the carbonic acid is only about ¢ o to 50 per cent.r If, however, it is possible to subdivide the large gas bubbles as finely as possible by some means and to distribute them evenly over the entire volume of the liquid, one arrives at no utilization which can be up to 95% and more.

Diese meist in kleineren Versuchsanlagen gewonnenen Erkenntnisse lassen sich schwer in großen Betriebsanlagen verwirklichen, da bisher der feinen Unterteilung größerer Kohlensäuremengen unüberwindliche Schwierigkeiten entgegenstanden. Man- hat zwar versucht, über den Einströmimgsöffnungen der CO,-Zuleitung besondere Verteiler (Lenkbleche, durchlöcherte Bleche usw. ) anzubringen, ohne zu einem befriedigenden Ergebnis zu gelangen. Man 'hat ferner versucht, durch besondere Rührwerke, z. B. Schraubenschauf F ]er, die Gasblasen zu unterteilen und dite gleichmäßige Durchmischung zu erzwingen., D,ie Ergebnisse waren jedoch meist nicht befriedigend, zum mindesten uneinheitlich. Bei einem weiteren bekannten Verfa:hrenivird zur Erzielung möglichst kleiner Gasblasen das Gas in den Saturationsbehälter durch poröse keramische Körpereingeführt, doch kann es hierbei leicht zu Verstopfungen der feinen Poren des Körpers kommen. Auch fehlt bei diesem bekannten Verfahren eine Durchwirbelung der langsam aufsteigend; n Gasbläschen mit dem Rohsaft, die jedoch zu einer innigen Vermischung wünschenswert ist.These findings, mostly obtained in smaller test facilities, can be used Difficult to realize in large plants, because of the fine subdivision up to now larger amounts of carbonic acid faced insurmountable difficulties. Man- has tried to over the Einströmimgsöffnungen the CO, feed line to attach special distributors (steering plates, perforated plates, etc.) without to achieve a satisfactory result. Attempts have also been made by special Agitators, e.g. B. Screw blade F] er to subdivide the gas bubbles and dite evenly To force mixing., The results, however, were mostly unsatisfactory, at least inconsistent. Another known method is used to achieve this Smallest possible gas bubbles the gas in the saturation container through porous ceramic Introduced into the body, however, it can easily clog the fine pores of the body. In this known method, there is also no turbulence the slowly ascending; n gas bubbles with the raw juice, which, however, become intimate Mixing is desirable.

Erfindungsgemäf:') wird die feine gleichmäßige Unterteilung in viel vollkommnerer Weise dadurch erreicht, daß während des Einführens des CO.,-Gases o. dgl. in die zu behandelnde Flüssigkeit auf letztere schnelle Schwingbewegungen, beispielsweise von einer . Frequenz. von 5o bis 5o ooo Schwingungen in der Sekunde ausgeübt werden. Es ist zwar schon für verschiedene andere Zwecke bekannt, zum Einführen von Gasen in irgendwelche Flüssigkeiten Schwingbiewegungen größerer ;oder kleinerer Frequenz auf die miteinander zu vermengenden Stoffe zur Einwirkung zu bringen, doch wird erfindungsgemäß durch die Anwendung dieses an sich bekannten Verfahrens auf den Saturationsprozeß der Zuckergewinnung ein erheblicher technischer Fortschritt gewönnen. Wie oben dargelegt, hat man bereits die verschiedensten Mittel angewendet, um den Wirkungsgrad der Saturation zu verbessern, doch ,alle bekannten Mittel sind mit beträchtlichen Nachteilen verbunden und vielfach im Aufbau verwickelt und unter Umständen im Betrieb unzuverlässig. Das Verfahren nach der Erfindung dagegen kann mit ganz. einfachen Mitteln durchgeführt werden, die sogar bei bereits vorhandenen Saturationsanlagen leicht nachträglich eingebaut werden können.According to the invention: ') the fine, even subdivision into many more perfect way achieved that during the introduction of the CO., - gas or the like in the liquid to be treated on the latter rapid oscillating movements, for example from one. Frequency. from 50 to 50,000 vibrations per second be exercised. It is already known for various other purposes, for introducing from gases into any liquids oscillatory movements of larger or smaller magnitudes To bring frequency to affect the substances to be mixed together, yes is according to the invention by using this known method the process of saturation in sugar production represents a considerable technical advance get used to. As explained above, a wide variety of means have already been used to improve the efficiency of saturation, nevertheless, all known means are associated with considerable disadvantages and often involved in construction and under Circumstances unreliable in operation. The method according to the invention, however, can with quite. simple means can be carried out, even with existing ones Saturation systems can easily be retrofitted.

Die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann in verschiedener Weise erfolgen. So können beispielsweise die Wandungen des die zu behandelnde Flüssigkeit enthaltenden Behälters mittels geeigneter Schwingungserreger zu schnelleren Schwingbewegungen veranlaßt werden. Man kann hierzu an den Wandungen des die Flüssigkeit enthaltenden Behälters, vorzugsweise an der Außenseite des Behälters, Schwingungserreger anbringen, welche die Wandungen zu schnellen Sc'hwingbe@vegungenerregen. Besonders vorteilhaft ist es, die Schwingungserreger in der Nähe der Einführungsstelle des CO=-Gascs anzubringen. Läßt man auf diese Weis-- die Wandungen des Behälters z. B. mit einer .,:Schwingungsanzahl von 50 oder mehr Schwin- legen in der Sekunde schwingen, so wird genügender Schwingungsamplitude die Bil- :üg großer Gasblasen vermieden bzw. wer- den große Gasblasen in überraschend kurzer Zeit in feinste Gasbläschen unterteilt. Die Berührungsfläche zwischen Gas und Flüssigkeit wird dadurch um ein Vielfaches größer, die Saturationsarbeit wird dadurch wesentlich beschleunigt und vergleichmäßigt und die Ausnutzung der Kohlensäure verbessert.The method according to the invention can be carried out in various ways. For example, the walls of the container containing the liquid to be treated can be made to vibrate faster by means of suitable vibration exciters. For this purpose, vibration exciters can be attached to the walls of the container containing the liquid, preferably on the outside of the container, which excite the walls to rapid oscillation. It is particularly advantageous to mount the vibration exciter in the vicinity of the point where the CO = gas is introduced. If you let the walls of the container z. B. with a .,: Number of vibrations of 50 or more put swing in the second so will sufficient oscillation amplitude the image : large gas bubbles are avoided or the large gas bubbles in a surprisingly short time Time divided into the finest gas bubbles. The contact area between gas and liquid is thus many times larger, the work of saturation is significantly accelerated and evened out and the utilization of carbon dioxide is improved.

Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung blsteht darin, daß die Schwingbewegungen der zu behandelnden Flüssigkeit mittels in die Flüssigkeit eingetauchter Schwingungserreger erzeugt werden. Es können hierzu beispielsweise Stab- oder plattenförmige Schwingkörper, z. B. eine Schwingmembran, in di.- zu behandelnde Flüssigkeit ganz oder teilweise eingetaucht werden. Auch diese Schwingungserreger werden zweckmäßig in der Nähe der Einführungsstelle des C02-Gases angebracht.Another way to carry out the procedure after The invention is that the oscillating movements of the liquid to be treated can be generated by means of vibration exciters immersed in the liquid. It can for this purpose, for example, rod or plate-shaped oscillating bodies, e.g. B. a vibrating membrane, be completely or partially immersed in the liquid to be treated. Even these vibration exciters are expediently located near the point of introduction of the C02 gas attached.

An Hand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine Saturationsanlage, welche beispielsweise aus zwei Saturationsgefäßen i und 2 besteht. Die Gefäße sind mit einer Saftzuleitung 3, einer Saftableitung ¢, einem Zuleitungsrohr 5 für das Saturationsgas (CO.-Gas) und Dunstschloten 6 versehen. Das durch die Leitung 5 zugeführte Saturationsgas mündet an den mit 7 bis io bezeichneten Stellen in die Saturationsgefäße ein.The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment will. The drawing shows a saturation system, which for example consists of two Saturation vessels i and 2 consists. The vessels are with a juice supply line 3, one Juice discharge ¢, a feed pipe 5 for the saturation gas (CO. Gas) and vapor vents 6 provided. The saturation gas supplied through line 5 flows into the with 7 to io designated places in the saturation vessels.

Erfindungsgemäß sind nun in den beiden Saturationsgefäßen Schwingungserreger i i bis 13 angebracht. Das Gefäß i hat beispielsweise mir einen einzigen Schwingungserreger i i, während das Gefäß 2 mit zwei Schwingungserregern 12 und 13 versehen ist. Wie aus der Zeichnung .ersichtlich, sind die Schwingungserreger in der Nähe der Einführungsstelle des Saturationsgases angebracht. Die Schwingungserreger sind beispielsweise piezoelektrische Schwingungserreger oder Magnetostriktionsschwinger. Das an den Stellen 7 bis i o einströmende CO2-Gas wird durch die schnellen Schwingbewegungen der Schwinger i i bis 13 innerhalb ganz kurzer Zeit in feinste Gasbläschen unterteilt, so daß die Berührungsfläche zwischen Gas und Flüssigkeit um ein Vielfaches größer und der Saturationsvorgang erheblich begünstigt und verbessert wird.According to the invention, vibration exciters are now in the two saturation vessels i i to 13 attached. The vessel i, for example, has a single vibration exciter i i, while the vessel 2 is provided with two vibration exciters 12 and 13. As from the drawing, the vibration exciters are in the vicinity of the entry point of the saturation gas attached. The vibration exciters are, for example, piezoelectric ones Vibration exciter or magnetostriction oscillator. That at points 7 to i o Inflowing CO2 gas is i i to 13 divided into very fine gas bubbles within a very short time, so that the The contact area between gas and liquid is many times larger and the process of saturation is considerably favored and improved.

Man kann mit der Schwingungszahl auch wesentlich höher gehen als 5o Schwingungen/Sek., unter Umständen bis in das Gebiet des Ultraschalls, ebenso kann die Frequenz 5o auch unterschritten werden. Es hat sich je- doch gezeigt, daß .die hohen Ultraschallfrequenzen nachteilig wirken; denn sehr hohe Frequenzen 'haben eine entgasende Wirkung, so daß die Kohlensäure beschleunigt aus dem Saft .ausgeschieden würde. Man wird sich in der Praxis .deshalb mehr oder weniger unterhalb einer gewissen ;oberen Grenze der Schwingungszahl halten, je nach der Viscosität der Flüssigkeit und ihrer sonstigen Beschaffenheit. Versuche haben .ergeben, daß noch über das Gebiet des 'hörbaren Schalles hinaus eine günstige Wirkung der Schwingungen auf die Zerteilung der Gasblasen eintreten kann, wobei die :obere Grenze ungefähr, bei einer Frequenz von 3o ooo bis 50 000 Schwingungen/Sek. lag.The number of vibrations can also be significantly higher than 5o vibrations / sec., Under certain circumstances up to the area of ultrasound, and the frequency can also be below 5o. It has JE yet shown that .the high ultrasonic frequencies are detrimental; because very high frequencies have a degassing effect, so that the carbonic acid would be excreted from the juice more quickly. In practice, therefore, one will keep more or less below a certain upper limit of the number of vibrations, depending on the viscosity of the liquid and its other properties. Tests have shown that the vibrations can have a beneficial effect on the division of the gas bubbles beyond the area of audible sound, the upper limit being approximately at a frequency of 30,000 to 50,000 vibrations / sec. lay.

Zur Erzeugung der Schwingungen kann man beliebige Schwingungserreger, beispielsweise elektromagnetische oderelektrodynamische Schwingungserzeuger -oder auch rein mechanische Rüttler verwenden, z. B. solche, die auf der Wirkung rotierender Unbalancen beruhen. Bei höheren Frequenzen wird man zweckmäßig auf die für die Ultraschallerzeugung üblichen Methoden übergehen, d. h. man wird z. B. Magnetostriktionsstäbe oder Piezokristalle in hochfrequenten elektrischen Spulen- bzw. Kondensatorfeldern zum Schwingen bringen.Any vibration exciter can be used to generate the vibrations, For example, electromagnetic or electrodynamic vibration generators -or also use purely mechanical vibrators, e.g. B. those that are rotating on the effect Imbalances are based. At higher frequencies it is advisable to use the one for the generation of ultrasound override the usual methods, d. H. one will z. B. magnetostriction rods or piezo crystals make them vibrate in high-frequency electrical coil or capacitor fields.

Claims

PATENT CLAIM: A method for operating saturation systems in sugar factories, characterized in that during the introduction of the CO2 gas or a corresponding other gas or vapor into the liquid to be treated, the latter reacts to rapid oscillating movements, for example from a frequency of 5o to 5o ooö oscillations in of the second, which are preferably caused by vibration generators which act on the walls of the saturation container or are immersed in the liquid, preferably arranged in the vicinity of the gas introduction point.