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Verfahren und Vorrichtung zur Trennung der Fasern und des Blattfleisches
von Faserblattpflanzen Die Trennung des Blattfleisches von den Fasern zur Gewinnung
der Fasern aus Faserblattpflanzen, z. B. zum Zwecke der Gewinnung von Sisalfasern
aus Agavenblättern, geschieht im allgemeinen so, daß die Blätter in Entfleischungsmaschinen
(Raspadoren) eingeführt werden, worin das Blattfleisch mit Hilfe von Schlagleisten
entfernt wird, so daß die Fasern übrigbleiben. Dieses Verfahren ist recht roh, und
die Praxis zeigt, daß ein großer Teil der Fasern durch die Schlagleisten zerrissen
oder, beschädigt wird, wodurch die Ausbeute ganz wesentlich verschlechtert wird
und zum Teil bis auf 5o°lo herabsinkt.
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Zweck der Erfindung ist es, die Ausbeute an Fasern zu vergrößern.
Um die Fasern zu schonen, hat man schon seine Vorbehandlung mit Wärme, z. B. Dampf,
angewandt. Ferner ist bekannt, daß durch eine Kältevorbehandlung oder durch eine
kombinierte Kälte- und Wärmebehandlung der Blätter die Ausbeute erheblich verbessert
werden kann. Durch die Kältebehandlung, bei der die Flüssigkeit in den Zellen des
Blattfleisches unter Zerreißen der Zellen ganz oder teilweise ausgefroren wird,
tritt nach Wiederauftauen der Blätter eine derartige Erweichung des Blattfleisches
ein, daß es sich erheblich leichter von der Faser löst als ohne Vorbehandlun.g.
Es gelingt dadurch, beim nachfolgenden Abschaben des Fleisches einen wesentlich
größeren Prozentsatz der Fasern unbeschädigt zu gewinnen und dadurch die Ausbeute
zu steigern.
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Bei der Kältebehandlung besteht erfindungsgemäß einmal die Möglichkeit,
die Blätter in Sole auszufrieren. Dies hat den. Vorteil, daß der Gefrierprozeß sehr
schnell vonstatten geht, allerdings muß
dann dafür gesorgt werden,
daß nach Entnahme der Blätter aus der Sole diese gut abtropfen kann, um unnötige
Soleverluste zu vermeiden.
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Diese Schwierigkeit umgeht man, wenn man die Blätter in einem Kühlraum
ausfriert, in dem kalte Luft durch Ventilatoren umgewälzt wird. Die Blätter können
dabei entweder in gebündelter Form in dem Kühlraum aufgehängt oder auch in. Horden
oder Körben gefroren werden.
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Zum Erwärmen bzw. zum Abkühlen der Blätter sind bei großen Anlagen
erhebliche Wärme- bzw. Kältemengen aufzuwenden. Erfindungsgemäß kann aber, um die
Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu steigern, eine Rückgewinnung der Kälte bzw.
Wärme vorgesehen werden. Dabei werden die Blätter, die der Kälte- bzw. Wärmebehandlung
zugeführt werden sollen, in Schächten nebeneinander im Gegenstrom zu den Blättern
geführt, die die Kälte- bzw. Wärmebehandlung bereits hinter sich haben, und der
Wärmeaustausch wird so vollzogen, daß mit Hilfe von Ventilatoren ein Luftstrom im
Kreislauf quer zur Bewegungsrichtung der Blätter geblasen wird. Es ist jedoch erfindungsgemäß
auch möglich, die wärmeübertragende Luft ihrerseits im Gegenstrom zu der Bewegungsrichtung
der Blätter durchzublasen. Im ersten Fall ist der Luftwiderstand geringer als im
zweiten, doch sind unter Umständen im ersten Fall mehrere Ventilatoren in Parallelschaltung
erforderlich.
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Erfindungsgemäß kann ferner als Wärmeübertragungsmittel für den Wärmeaustausch
auch Wasser verwendet werden, wobei grundsätzlich dieselben Schaltungen vorgenommen
werden können, wie sie für Luft als Wärmeaustauschmittel beschrieben wurden.
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Ein verhältnismäßig primitives, aber sehr einfaches Verfahren besteht
darin, daß man erfindungsgemäß zwei Wasserbottiche anordnet. In den einen Bottich
werden die frischen Blätter eingebracht, in den zweiten die bereits behandelten,
z. B. abgekühlten. Beide Bottiche sind mit Wasser gefüllt, das durch eine Pumpe
zwischen den beiden Bottichen zwecks Wärmeaustausches in Umlauf gehalten wird. Bei
Anwendung des Kälteverfahrens werden dabei die gefrorenen Blätter auftauen und das
Wasser abkühlen. Das abgekühlte Wasser wird mit den frischen, warmen Blättern in
Berührung gebracht, erwärmt sich wieder und kühlt dabei die frischen Blätter ab.
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Im Grenzfall können die frischen Blätter bis auf die Gefriertemperatur
des Wassers abgekühlt werden. Die in den gefrorenen Blättern gespeicherte Kälte
ist jedoch wesentlich größer als die Wärmemenge, die zur Abkühlung der frischen
Blätter auf etwa o° notwendig ist. Infolgedessen ist ein Kälteüberschuß vorhanden.
Erfindungsgemäß kann dieser Überschuß dadurch wieder nutzbar gemacht werden, daß
man dauernd dem Bottich mit den gefrorenen Blättern Frischwasser zusetzt, das sich
ebenfalls abkühlt. Die gleiche Menge Wasser kann dann dem Bottich abgekühlt entnommen
und dem Verflüssiger derKältemaschine zugeführt werden, die die Kälte für 'die eigentliche
Gefrieranlage erzeugt. Der oben erwähnte Fall eines Querstromwärmeaustausches zwischen
behandelten und unbehandelten Blättern sei durch ein Beispiel beschrieben.
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Die Abb. i und 2 stellen zwei Kammern 3 und 12 in Grundriß und Aufriß
dar, in denen die zu behandelnden Agavenblätter in Transportmitteln, z. B. Loren
2, bewegt werden. Die Kammern sind durch Schleusen i und io verschlossen, durch
die das Material ein- bzw. ausgeschleust wird, und durch weitere Schleusen 6 bzw.
7 mit einer mit Kühleinrichtung 8 versehenen Kühlkammer 4 verbunden, durch welche
das- Material periodisch ein- bzw. ausgeschleust werden kann. An geeigneter Stelle,
z. B. an der Decke zwischen den Kammern 3 und 12, angeordnete Gebläse 5 bewirken
eine in Richtung der ausgezogenen Pfeile verlaufende Luftzirkulation quer zur Bewegungsrichtung
der Transportbehälter. Die Bewegung der Transportbehälter erfolgt in der Richtung
der gezeichneten, gestrichelten Pfeile. Die Zirkulation der Luft von der Kammer
mit den kalten, aus dem Kühlraum zurückkehrenden Transportbehältern zu der Kammer
mit den Transportbehältern, welche dem Kühlraum 4 zugeführt werden, bewirkt den
erwähnten Querstromwärmeaustausch zwischenkalten und warmen Sisalfasern.
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Der Fall eines Gegenstromwärmeaustausches zwischen frischem Gut und
behandeltem kalten Gut ist durch Abb. 3 dargestellt. i i und 15 sind hier die beiden
Kanäle des Wärmeaustauschers, 14 sind die Transportbehälter mit dem zu behandelnden
Gut, die durch die Schleuse 13 in die linke Seite der Einrichtung eingeschleust
werden und über Schleuse i9 die Einrichtung wieder verlassen. Im Gegensatz zu der
Abb. i und 2 werden die beiden Kanäle durch eine Wand 21 voneinander getrennt und
sind nur am Anfang und Ende durch Öffnungen in der Wand miteinander verbunden. Die
Schleuse 18 vermittelt jeweils den Eintritt des zu kühlenden Gutes aus der linken
Kammer i i in den mit Kühleinrichtung 9 versehenen Kühlraum 1 7 bzw. die Schleuse
16 den Austritt aus diesem in die andere Kammer 15 der Einrichtung, aus der das
behandelte Gut über Schleuse i9 entnommen wird. Den Wärmeaustausch bewirkt ein Luftstrom,
der mittels des Gebläses 2o in der Richtung der ausgezogenen Pfeile dem behandelten
Gut in der rechten Hälfte der Einrichtung und anschließend nach Richtungsumkehr
dem Frischgut in Richtung der ausgezogenen Pfeile entgegengeführt wird. Die gestrichelten
Pfeile kennzeichnen die Bewegungsrichtung des zu behandelnden bzw. behandelten Gutes.
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!Der oben erwähnte Fall, daß der Wärmeaustausch unter Verwendung von
Wasser als Wärrueaustauschmittel bewirkt wird, ist durch die Abb.4 und dargestellt.
Die Abb.4 zeigt die Einrichtung im Aufriß. Ein Bottich 24 dient zur Aufnähme des
zu behandelnden Gutes. Derselbe ist, wie aus der Grundrißdarstellung Abb. 5 hervorgeht,
im wesentlichen in zwei Kammern geteilt. Die eine Kammer 31 nimmt Frischgut auf,
die andere Kammer 30 kaltes, behandeltes Gut; über dieses wird durch
Pumpe
28 im Kreislauf geführtes Wasser geschickt, kühlt sich dabei über den kalten Blättern
ab und strömt dabei über Sieb 26, die Kammerhälfte 31 und das Siel> 27 zurück. Die
Zirkulation des Wassers im Bottich erfolgt in der Richtung der ausgezogenen Pfeile.
Ein Teil des abgekühlten Wassers wird durch Pumpe 32 an der Stelle tiefster Temperatur
entnommen und zur Berieselung eines Ammoniakverflüssigers 35 verwendet. Der Verdampfer
39 des Kältekreislaufes mit Verdichter 37 und Drosselventil 4o befindet sich in
einer Kühlkammer 23, in der die Blätter einer Kühlung unterworfen werden. Der Berieselungsverflüssiger
wird außerdem über eine Pumpe 41 und Leitung 43 mit frischem Kühlwasser beaufschlagt,
von dem ein Teil auch über Ventil 47 dem Kälteaustauschbottich 24 zugeführt wird
und sich dort mit dem abgekühlten Wasser vermischt. Eine Fangschale 45 mit Leitung
46 dient zur Abführung des vom Verflüssiger 35 ablaufenden Berieselungswassers.
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An Stelle von Wasser als Speichermasse zur Aufnahme von Cberschußkälte
bzw. -wärme von den behandelten Faserblattpflanzen können nach einem weiterer. Erfindungsgedanken
auch an sich bekannte Kälte- oder Wärmespeicher mit festen Füllmassen verwendet
werden. Erfindungsgemäß verwendet man derartige Wärmeaustauscheinrichtungen in der
Weise, daß man das zu behandelnde Gut beiderseits einer Kühl- bzw. Heizeinrichtung
aussetzt und an den beiden Enden der Apparatur Speicher anordnet. Mittels einer
Umschalteinrichtung kann nunmehr Luft abwechselnd von einer Seite bzw. in einer
folgenden Periode von der anderen Seite über den kalt-(heiß-) geblasenen Speicher,
die anschließende Kammer mit dem kalten (heißen) Gut, die Kühl-(Heiz-)Einrichtung,
das tief zu kühlende (zu erhitzende) Gut in der anschließenden Kammer und den teilweise
abzukühlenden (zu erhitzenden) anschließenden Speicher geführt werden. Nach Beendigung
des Blasens und Einstellung des behandelten Gutes auf normale Temperatur wird das
Gut ausgetragen und durch Frischgut ersetzt. Nach erneuter Umschaltung wird die
Luft in der anderen Richtung durch die gleiche Apparatur geschickt. Nach Beendigung
des Blasens wird das auf normale Temperatur geblasene Gut wieder ausgetragen und
durch Frischgut ersetzt. Darauf wird der Luftstrom umgeschaltet und, wie eingangs
beschrieben, verfahren.
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Eine Einrichtung, in der gleichzeitig auch die kombinierte Wärme-
und Kältebehandlung nach Anspruch 1 erläutert ist, sei durch ein Beispiel gemäß
Abb. 6 beschrieben.
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Aus der Darstellung sind zwei Einrichtungen übereinander angeordnet
ersichtlich, von denen die obere (51) zur Wärmebehandlung, die untere (52) zur Kältebehandlung
des Blattfasermaterials dienen soll. Das Material befindet sich in Transporteinrichtungen
53 bzw. 54, wobei abwechselnd einmal die linke Transportkarrenreihe 53 von der Heizeinrichtung
zur Kühleinrichtung, das andere b-lal die rechte Reihe (54) in der gleichen Richtung
vorgerückt wird. Die Einführung der Transporteinrichtungen in die Behandlungskammern
beiderseits der Heizung bzw. Kühlung erfolgt über Schleusentüren 55 bzw. 56, die
Beheizung der oberen Einrichtung durch die Heizeinrichtung 57, die Kühlung der unteren
Einrichtung durch die Kühleinrichtung 58. Als Speichermassen dienen z. B. körnige
Schüttmassen, die in den Teilen 59, 6o, 61 und 62 untergebracht sind. Die Kühlung
bzw. Heizung des Faserblattmaterials erfolgt durch einen Luftstrom, der abwechselnd,
von links nach rechts in der Richturig der ausgezogenen Pfeile bzw. von rechts nach
links in der Richtung der gestrichelten Pfeile durch die Einrichtungen geblasen
wird. Der Vorgang ist im einzelnen folgender: Die rechte Kammer 63 b zw. 64 beider
Einrichtungen ist zwischen zwei Schaltungen mit Frischgut beschickt worden. Der
Luftstrom geht gleichzeitig durch die beiden Einrichtungen von links nach rechts,
wärmt sich über der Speichermasse 61 und dem anschließenden. Fasergut in Kammer
65 der oberen Einrichtung 51 an und kühlt dieses dabei gleichzeitig auf annähernd
Normaltemperatur ab. Anschließend wird der Luftstrom über Heizung 57 aufgeheizt,
trifft heiß auf das Gut der Kammer 63 und den anschließenden Speicher 59, wobei
das Gut völlig und der anschließende Speicher teilweise erhitzt wird. Die Luft tritt
mit einer Temperatur einige Grade Über Umgebungstemperatur aus dem Speicher aus.
Gleichzeitig erwärmt ein anderer Teil des Luftstromes in dem Teil 5:2 die
in der Periode vorher abgekühlte Speichermasse 62 und anschließend das Fasergut
in 66 auf annähernd Normaltemperatur. Bei der anschließenden Kühlung 58 wird der
Luftstrom wieder heruntergekühlt und kühlt nun seinerseits die in Kammer 64 befindliche
Faserblattmasse, sowie den anschließenden Speicher 6o. Gleichzeitig wird dabei die
Luft annähernd auf Umgebungstemperatur wieder angewärmt. Nach einer gewissen Zeit
wird der Luftstrom durch Schalteinrichtung67 unterbrochen, das auf Normaltemperatur
geblasene Gut in der linken Hälfte der Einrichtung ausgefahren und durch Frischgut
ersetzt, darauf der Luftstrom über das Ventil 67
umgeschaltet und von rechts
nach links durch die Einrichtungen geschickt. Es wird nunmehr das in der rechten
Hälfte befindliche Gut auf Normaltemperatur geblasen und das in der linken Hälfte
der Einrichtung befindliche Gut heiß bzw. kalt geblasen. Nach erneuter Luftstromunterbrechung,
Austragung und Neubeschickung der rechten. Hälfte wiederholt sich nach Umschaltung
des Luftstromes der gleiche Vorgang wie schon beschrieben.