DE7802167U1 - Kontinuierlich arbeitende zentrifuge - Google Patents

Description

Kontinuierlich arbeitende Zentrifuge

Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge zum Abschleudern von Zuckerfüllmassen und Wiedereinmaischen des abgeschleuderten Zuckers, bei der in einem Gehäuse mit Deckel oberhalb eines kegelstumpfförmigen, mit Sieben bestückten und um eine lotrecht verlaufende Drehachse rotierenden Schleuderkorbes eine Ringleitung mit gegen das obere weite Schleuderkorbende gerichteten Düsen für Einmaischflüssigkeit und radial außerhalb des oberen Schleuderkorbrandes ein Prallkonus zum Auffangen der Zuckerkristalle angeordnet ist.

Der Gedanke, den in einer kontinuierlich arbeitenden Zuckerzentrifuge erschleuderten Zucker noch vor Verlassen dieser Zentrifuge wieder einzumaischen, um auf dieoe Weise eine neue Füllmasse zu gewinnen, die ohne jede weitere, insbesondere mischende Behandlung einer nachgeschalteten Zentrifuge eingespeist werden kann, ist bereits in mehreren Druckschriften geäußert worden. In diesen Druckschriften wird jedoch jeweils an bevorzugter Stelle eine andere Aufgabe in den Vordergrund gestellt; zum Beispiel das Vermeiden von Kristallbruch des Zuckers oder das Vermeiden von Klumpen- bzw. Knotenbildungen oder etwa das Austragen des erschleuderten Zuckers in einem flüssigen Medium. Es überrascht daher nicht, daß diese bekannten bzw. zum druckschriftlich vorveröffentlichten Stand der Technik gehörenden Zentrifugen zu keiner technologisch befriedigenden Einmaischarbeit befähigt sind.

So zeigt zum Beispiel die US-PS 28 83 054 eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge liegender Bauart - die Drehachse des Schleuderkorbes verläuft waagerecht -, bei der sich an das weite Ende des kegelstumpfförmigen Schleuderkorbes ein Zuckerauffangraum anschließt, der als zur Drehachse des Schleuderkorbes hin offener Torus ausgebildet ist. Zentral zur äußeren Kreisbogenform des Torus ist im Inneren des Zuckerauffangraumes ein Ringrohr

If I I I (

angeordnet, das an eine Speiseleitung für ein Behandlungsmedium angeschlossen ist und gegen die Innenfläche des Torus gerichtete Austrittsöffnungen für das Behandlungsmedium aufweist. Als Behandlungsmedium sollen wahlweise Lösungsflüssigkeit zum Wiederauflösen, Kläre zum Wiedereinmaischen oder heiße Druckluft zum Trocknen des erschleuderten Zuckers verwendet werden können.

Das Wiedereinmaischen ist mit dieser bekannten Zentrifuge günstigstenfalls bis zur Erzielung eines in der Konsistenz inhomogenen Produktes möglich; denn die im Gipfelbereich des Zuckerauffangraumes gebildete Kristallmaische läuft der Schwerkraft folgend beiderseits nach unten, wobei sie auf der einen Seite von Zuckerkristallen getroffen wird, die sich in Abfließrichtung bewegen, während sie auf der anderen Seite von entgegengesetzt fliegenden Zuckerkristallen getroffen, gebremst und somit erheblich stärker mit Zucker angereichert wird. Am tiefsten Punkt des Zuckerauffangraumes treffen daher zwei Ströme unterschiedlicher Konsistenz zusammen, die sich ohne eine nachfolgende mechanische Behandlung nicht zu einem homogenen Produkt mischen. Außerdem ist es unvermeidbar, daß sich aus dem Gipfelbereich des Zuckerauffangraumes kleinere oder größere Gutmengen ablösen und nach unten fallen. Diese Gutmengen können hinsichtlich ihrer Konsistenz sehr erheblich von der Beschaffenheit der zusammentreffenden Gutströme aufweisen. Auch dadurch wird die Inhomogenität des Produktes noch wesentlich erhöht.

Bei der Zuckerzentrifuge nach der DT-AS 20 25 828 steht die Aufgabe im Vordergrund, die Knotenbildung beim Ausschleudern von Kristallen aus kontinuierlich arbeitenden Zentrifugen restlos zu verhindern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das obere Schleuderkorbende von einem feststehenden Auffangring umgeben, in dem zugeführte Flüssigkeit mit einer gegenüber der Schleuderkorbdrehzahl geringerer Umfangsgeschwindigkeit rotiert. Die Rotation des Flüssigkeitsringes bzw. des in diesem Ring gebildeten Flüssigkeits-Kristallgemisches wird durch die Luftreibung erzeugt, die

- 4

ein je nach Produkt mehr oder weniger tief in den Auffangring eintauchender Ausfallflansch erzeugt/ der am Schleuderkorb befestigt ist. Die Flüssigkeit kann auf unterschiedliche Weise in den Auffangring eingebracht werden. Das Flüssigkeits-Kristallgemisch wird an einer einzigen Stelle des Umfanges des Auffangringes durch einen Austrittsstutzen abgeführt.

Diese bekannte Zentrifuge ist in baulicher Hinsicht sehr unpraktisch. Bei der Produktionsumstellung sind nämlich sehr aufwendige Montagearbeiten erforderlich, um den jeweils erforderlichen Ausfallflansch einzubauen; unter anderem muß dazu auch der Auffangring zerlegt werden. Periodisch auszuführende Reinigungsarbeiten sind ähnlich umständlich. Das erzeugte Flüssigkeits-Kristallgemisch kann ohne eine nachfolgende mechanische Mischbehandlung nicht unmittelbar einer nachgeschalteten Zentrifuge als Füllmasse eingespeist werden; denn im Auffangring ergibt sich bei zu hoher Rotationsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsringes eine Sedimentation, d. h. eine Entmischung, während niedrigere Geschwindigkeiten keine ausreichend hohe Mischenergie erzeugen, um am Austrittsstutzen Homogenität des Flüssigkeits-Kristallgemisches zu gewährleisten.

In der US-PS 32 38 063 ist eine Zentrifuge beschrieben, bei der in einem größeren Abstand vom oberen weiten Ende eines kegelst ump ff örmi gen Schleuderkorbes, und zwar über einem flachen Abschlußring, der am oberen Korbende befestigt, ein kreisringförmiges Rohr angeordnet ist, aus dem Einmaischflüssigkeit oder, wenn der Zucker wieder aufgelöst werden soll, Auflöseflüssigkeit auf die über den Abschlußring fliegenden Zuckerkristalle aufgesprüht wird. Radial außerhalb des Abschlußringes befindet sich eine lotrecht abfallende Prallwand aus elastischem Werkstoff. Die Zuckerkristalle sollen dort ohne Kornzerstörung und ohne Knotenbildung aufgefangen werden. Ein ohne jegliche, insbesondere mischende weitere Behandlung in eine nachgeschaltete Zentrifuge als Füllmasse einspeisbares Produkt kann jedoch nicht erzeugt werden, weil zuviele Möglichkeiten zum Entstehen eines vom Zufall abhängigen unterschiedlich konzentrierten Flüssigkeits-

Kristallgemisches vorhanden sind.

So wird die Einmaischflüssigkeit in relativ großem Abstand vom oberen Rand des Schleuderkorbes in radialer Richtung des Schleuderkorbes sehr breit aufgefächert auf die Zuckerkristalle ausgesprüht. Dadurch können die. in kontinuierlich arbeitenden Zukkerzentrifugen bekanntlich sehr heftigen Luftturbulenzen in breiter Angriffsfront auf die ausgesprühte Flüssigkeit einwirken und die angestrebte innige Vermischung von Kristallen und Flüssigkeit verhindern bzw. unvorhersehbar beeinträchtigen. Auch die lotrecht herabhängende Prallwand erzeugt Inhomogenität. Abgesehen davon, daß die Zuckerkristalle infolge der wahlweise mehr oder weniger stark von Luftturbulenzen ausgerissenen Einmaischflüssigkeit unterschiedlich stark angefeuchtet auf die Prallwand auftreffen, ergibt sich auch trotz elastischer Ausbildung dieser Prallfläche ein von Fall zu Fall unterschiedliches Haftvermögen; teilweise fließt der Zucker mit der Einmaischflüssigkeit nach unten ab, teilweise bleibt er vorübergehend haften und nimmt dabei ständig weitere abgeschleuderte Zuckerkristalle auf, wird also kristallreicher, während sich die auftreffende Flüssigkeit absondert und nach unten abfließt. Die Folge ist ein inhomogenes Produkt. Die Erfahrungen der Vergangenheit haben außerdem gezeigt, daß elastische Werkstoffe der verschleißenden Beanspruchung durch die mit hoher Geschwindigkeit auftreffenden Zuckerkristalle nur sehr kurze Zeit standhalten, so daß eine praktische Anwendung unmöglich wurde. Wird aber an Stelle der elastischen Prallwand dieser Zentrifuge eine Stahlwand verwendet, so tritt Kristallzerstörung ein und das Produkt ist als Füllmasse unbrauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Einmaischzentrifuge zu schaffen, die ein homogenes, unmittelbar ohne jegliche Nachbehandlung als Füllmasse in eine Zentrifuge einspeisbares Produkt liefert.

O657 ^!

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die einleitend genannte Zentrifuge erfindungsgemäß dadurch, daß am oberen Schleuderkorbende in geringem Abstand von der Ringleitung ein Deckring befestigt ist, dessen radiale Breite wenigstens der Streubreite der Düsen für die Einmaischflüssigkeit entspricht und daß der Prallkonus kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich nach oben erweitert.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge wird die Einmaischflüssigkeit auf den entsprechend breit ausgebildeten Deckring bzw. auf den über den Deckring gleitenden Zucker aufgesprüht. Dabei ist der Abstand zwischen der Ringleitung und dem Deckring so gering, daß kein Luftwirbel in die Flüssigkeitsstrahlen hineingelangen kann bzw. daß etwa trotz aller Gegenmaßnahmen dennoch gelegentlich in den Bereich der Flüssigkeitsstrahlen gelangende Luftwirbel keinen oder zumindest keinen nennenswerten Einfluß auf die Richtung der Flüssigkeitsstrahlen ausüben können. Dadurch, daß die Strahlen der Einmaischflüssigkeit auf den Deckring konzentriert werden, wird ein Teil der Einmaischflüssigkeit unmittelbar in einen innigen Kontakt mit den Zuckerkristallen gebracht, während der Teil der Flüssigkeit, der den Deckring selbst trifft, von dessen hoher Umfangsgeschwindigkeit mitgenommen und in die gleiche Zone abgeschleudert wird, in der sich auch die Zuckerkristalle bewegen. So entsteht während des Fluges von Flüssigkeit und Zuckerkristallen bereits ein homogenes Gemisch.

Am Prallkonus steigt dieses Gemisch zunächst unter dem Einfluß einer kinetischen Energie nach oben an, um nach kurzer Wegstrecke, d. h. sobald die kinetische Energie verbraucht ist und die Wirkung der Schwerkraft überwiegt nach unten zu fließen und in den Aufprallbereich zu gelangen. So entsteht an der Aufprallstelle zwischen der harten Wand des Prallkonus und dem auftreffenden homogenen Flüssigkeits-Kristallgemisches ein weiches, vor Kristallbeöuhädigungen schützendes Polster aus zurückfließendem Gut.

— 7 —

Die kinetische Energie des auf dieses Gutpolster auftreffenden homogenen Flüssigkeits-Kristallgemisches teilt sich dem Gut mit und bewirkt eine intensive Mischung oder Knetung, ehe die so entstandene Maische nach unten r.us dem Aufprallbereich abfließen kann. Die Homogenität des auf den Prallkonus bzw. auf das dort kontinuierlich neu gebildete abfließende Gutpolster auftreffenden Flüssigkeits-Kristallgemisches, die Vermeidung der schädigenden Einflüsse von Luftwirbeln und die Tatsache, daß an allen Stellen des Deckringes und des Prallkonus konstante Bedingungen herrschen, bewirken, daß aus der Aufprallzone ein vollkommen homogenes Produkt nach unten abfließt, das ohne jegliche weitere homogenisierende Behandlung in eine Zentrifuge als Füllmasse eingespeist werden kann.

Aus der DT-AS 25 50 496 ist bereits eine kontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifuge bekannt, die dadurch Ähnlichkeit mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge aufweist, daß die über den oberen Rand des Schleuderkorbes tretenden Zuckerkristalle von oben her mit Auflöseflüssigkeit besprüht und alsdann an einer schräg zur Flugrichtung der Kristalle angeordneten festen Wand, einem Prallring, aufgefangen werden. Dieser Prallring hat jedoch eine Neigung, welche das auftreffende Gut nach unten von der Aufprallstelle fortleitet, und zwar derart, daß eine Rückkehr in die Aufprallzone unmöglich ist. Seine harte Oberfläche dient der Kristallzerkleinerung und seine Neigung gewährleistet, daß dem auftreffenden Kristallgut stets die harte kristallzerkleinernde Oberfläche dargeboten wird.

Eine Anregung zur erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge konnte von dieser bekannten Ausführung nicht ausgehen; denn im Gegensatz zum Wiederauflösen von Zucker verlangt das Einmaischen eine größtmögliche Kristallschonung. Der Prallring war aber ein Instrument zur Kristallzerstörung. Auch die an sich bekannte "Polsterbildung" bot sich zur Vermeidung von Kristallzerstörungen nicht an, denn sie war bei bekannten Zentrifugen, die den erschleuderten Zucker wieder einmaischen sollten, stets die Ursache für eine

■ 1 I I I I

unkontrollierbare inhomogene Konsistenz der erzeugten Maische.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge ist in den Zeichnungen dargestellt.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäß ausgebildete Zentrifuge in einer Schnittansicht.

Figur 2 zeigt eine im Maßstab vergrößerte Schnittansicht der Einmaischzone der Zentrifuge gemäß Figur 1.

In den Figuren ist eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge 1 gezeigt, der durch einen Dosierschieber 2 Füllmasse 3 zugeführt wird. Nach Passieren einer Einspeiseeinrichtung 4 gelangt die Füllmasse 3 in einen innen mit Sieben 5 bestückten kegelstumpfförmigen Schleuderkorb 6. Dieser ist um eine lotrecht verlaufende Achse drehbar und wird von einem Motor 7 angetrieben.

Die flüssige Komponente der Füllmasse 3 wird in einem Flüssigkeitsauffangraum 8 aufgefangen, die Zuckerkristalle wandern über das Sieb 5. Aus Deckwasserdüsen 9 kann Deckflüssigkeit ausgestoßen werden.

Die Zuckerkristalle treten am oberen Rand des Schleuderkorbes über einen Deckring 10. In geringem Abstand oberhalb des Deckringes ist eine Ringleitung 11 befestigt, aus der Einmaischflüssigkeit 12 direkt auf den Deckring 10 aufgesprüht wird.

Am Deckel des Außengehäuses 14 der Zentrifuge 1 ist eine lotrecht nach unten weisende Ringwand 15 befestigt, die so nahe an den oberen Rand des Schleuderkorbes heranreicht, daß aus dem Inneren des Schleuderkorbes 6 keine Luftturbulenzen nach außen entweichen können bzw. daß etwa entweichende Luftwirbel soweit abgeschwächt werden, daß sie die Richtung der Strahlen der Einmaischflüssigkeit 12 nicht verändern können.

Έ Ι1ΙΙΙ·ΙΙ·9ΙΙ1.

;#' * ι ι ι t , . ι

I lit* ill

•!thill Il ·*» I ι«

Der Deckring 10 ist in radialer Richtung so breit ausgebildet, daß die Strahlen der Einmaischflüssigkeit 12 unter allen Umständen auf ihn treffen müssen.

Radial außerhalb des Deckringes 10 ist am Außengehäuse 14 ein Prallkonus 16 befestigt, der als nach oben erweiterter Kegelstumpf ausgebildet ist. Eine bevorzugte Ausführung ist gegeben, wenn die Mantellinie des Kegelstumpfes im Winkel von ca. 45 ° zur Lotlinie geneigt ist und wenn die Aufprallstelle der Zuckerkristalle auf den Prallkonus 16 etwa auf der Mitte der Mantellinie liegt.

Am inneren unteren Ende des Prallkonus 16 ist ein zylindrischer Maischablaufraum 17 mit schraubenlinig nach unten führendem Boden 18 angeschlossen.

Zuckerkristalle, die über den Deckring 10 wandern, werden von den gegen den Deckring 10 gerichteten Strahlen der Einmaischflüssigkeit 12 intensiv und gleichmäßig benetzt, Einmaischflüssigkeit 12, die keine Zuckerkristalle trifft, gelangt auf den Deckring 10, wird von diesem mitgenommen und ebenso wie die Zuckerkristalle nach außen in Richtung auf den Prallkonus 16 abgeschleudert. Dabei entsteht ein an allen Stellen des Umfanges homogen zusammengesetztes Gemisch aus benetzten Zuckerkristallen und Einmaischflüssigkeit.

Wenn dieses Gemisch den Prallkonus 16 trifft, wandert es infolge der innewohnenden kinetischen Energie der Neigung des Prallkonus 16 folgend nach oben - Pfeil 24 -. Nach Verbrauch der kinetischen Energie fließt das Gut unter Schwerkraftwirkung nach unten Pfeil 19 - und kommt erneut in den Aufprallbereich.

Dadurch entsteht ein weiches Prallpolster 20, das Kristallzerstörungen verhindert. Zugleich findet im Prallpolster 20 durch die auftreffenden Zuckerkristalle eine innige Misch- und Knetbehandlung statt. Es entsteht ein homogenes Gut, das als Maische

- 10 -

in den Maischeablaufraum 17 nach unten abfließt - Pfeil 21 -. Dieses Produkt kann ohne homogenisierende Nachbehandlung als Füllmasse in eine Zentrifuge eingespeist werden.

Alle Wandoberflächen, die den außen vom Prallkonus 16 umschlossenen Einmaischraum mitbegrenzen, sind zur Vermeidung von Luftwirbeln glatt ausgebildet.

Die Ringleitung 11 wird über ein Speiserohr 22, in das wenigstens ein Regulierventil 23 eingebaut ist, mit Einmaischflüssigkeit, welche vorzugsweise unter einem konstanten Vordruck von ca. 2 bar steht, versorgt. Durch automatische Steuerung der Menge der zufließenden Füllmasse 3 und des Druckes und der Menge der zugeführten Einmaischflüssigkeit 12 wird die konstante Qualität des erzeugten Produktes gesichert.

Claims (2)

Patentansprüche

1. Kontinuierlich arbeitende Zentrifuge zum Abschleudern von
Zuckerfüllmassen und Wiedereinmaischen des abgeschleuderten Zuckers/ bei der in einem Gehäuse mit Deckel oberhalb eines kegelstumpfförmigen, mit Sieben bestückten und um eine lotrecht verlaufende Drehachse rotierenden Schleuderkorbes eine Ringleitung mit gegen das obere weite Schleuderkorbende gerichteten Düsen für Einmaischflüssigkeit und radial außerhalb des oberen Schleuderkorbrandes ein Prallkonus zum Auffangen der Zuckerkristalle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Schleuderkorbende in geringem Abstand von der Ringleitung (11) ein Deckring (10) befestigt ist, dessen radiale Breite wenigstens
der Streubreite der Düsen für die Einmaischflüssigkeit (12) entspricht und daß der Prallkonus (16) kegelstumpfförmig
ausgebildet ist und sich nach oben erweitert.

2. Kontinuierlich arbeitende Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einmaischraum von glatten Wänden umschlossen ist.