DE8410596U1 - Vorrichtung zum erzielen eines groessenwachstums von kristallen, insbesondere zuckerkristallen, in fuellstoffmassen mittlerer und hoher reinheit - Google Patents
Vorrichtung zum erzielen eines groessenwachstums von kristallen, insbesondere zuckerkristallen, in fuellstoffmassen mittlerer und hoher reinheitInfo
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Description
27. Juni 1984 Reg.-Nr. 126 750 Unsere Ref.: 487333 ane
"ERIDANIA" ZUCCHERIFICI NAZIONALI S.P.A. und
TEROM S.P.A.
Genova und Funo (Bo), Italien
Vorrichtung zum Erzielen eines Größenwachstums von Kristallen, insbesondere Zuckerkristallen, in FUllstoffmassen
mittlerer und hoher Reinheit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzielen eines kontinuierlichen Größenwachstums vorgebildeter
Kristalle in Füllstoffmassen mittlerer und hoher Reinheit.
Die Behandlung von Füllstoffmassen in Zuckerfabriken unter
Anwendung bekannter Technik läßt sich folgendermaßen zusammenfassen
:
Die Füllstoffmassen werden von den Siedekesseln mit einer Temperatur von etwa 75 C abgegeben. Die Füllstoffmassen
mittlerer und niedrigerer Reinheit werden normalerweise mittels Rühreinrichtungen abgekühlt. Dabei handelt es sich um Anlagen
mit horizontaler oder vertikaler Achse, die mit Einrichtungen zum Rühren und Zuführen der Füllstoffmasse versehen sind
und Schlangen oder rotierende. Scheiben aufweisen, die von
Kühlwasser durchströmt sind. Die Temperatur der Füllstoff" masse innerhalb dieser Rührwerke wird fortschreitend verringert,
bis ein für das Zentrifugieren geeigneter Wert erreicht ist. Während der Kühlung innerhalb dieser Rührwerke
kristallisiert aufgrund der Übersättigung der Zuckerlösung ein Teil des gelösten Zuckers, so daß es zu einer
Vergrößerung von bereits in der Füllstoffmasse vorhandenen Kristallen kommt.
Bei diesem Vorgehen, welches, wie bereits erwähnt, bei Füllstoffmassen mittlerer und niedriger Reinheit anwendbar
ist, erhält man jedoch keine Veränderung des Wassergehalts der ausgegebenen Füllstoffitiasse, und die teilweise Kristallisierung, die
sich ergibt, ist lediglich eine Folge der Gesamtabkühlung. Eine Anwendung dieser Technik ist bei Füllstoffmassen hoher Reinheit nicht
möglich. Eine Kühlung durch Wasser würde dabei nämlich die Bildung harter Agglomerate der Füllstoffmasse hervorrufen, die
an den metallischen Wänden anhaften, die Durchgänge verstopfen und eventuell die Rühreinrichtungen zu Steillstand bringen
würden.
üblicherweise werden daher Füllstoffmassen hoher Reinheit,so
heiß wie sie sind, durch Zentrifugieren behandelt.
Um bei Füllstoffmassen hoher Reinheit die gleichen Vorteile
zu erzielen wie bei Füllstoffmassen mittlerer und niedriger Reinheit bedienen sich einige Zuckerhersteller und Anlagen-Ingenieure
bei Füllstoff massen hoher Reinheit der Vakuumkühlung.
Bekannte, hierfür geeignete Einrichtungen, die nachstehend kurz erläutert werden, arbeiten aber diskontinuierlich. Van Siedekessel wird die Füllstoffmasse mittlerer oder hoher Reinheit
zu einem geschlossenen Mischer zugeführt, der mit einer Welle mit Rührblättern versehen und mit einer Unterdruckquelle
verbunden ist, um das Abkühlen der Masse und die Entfernung eines Teils des in der Masse enthaltenen Wassers
zu bewirken.
! Um die Übersättigung innerhalb der richtigen Grenzen zu
j halten, wird Syrup zugesetzt, während der durch Selbstver-
dämpfung gelieferte Dampf mittels des Kondensators der
Unterdruckquelle kondensiert wird.
Die Nachteile der bekannten Vorrichtungen dieser Art, wenn sie für Füllstoffmassen mittlerer und hoher Reinheit angewendet
werden, bestehen darin, daß der Prozeß notwendigerweise diskontinuierlich abläuft und daß demzufolge für jeden Siedekessel
einer oder mehrere Vakuummischer zur Verfügung gestellt werden müssen.
Bei einer Zuckerfabrik mit beispielsweise vier Siedekesseln sind vier Vakuummischer dieser Art als Minimum erforderlich
Oder, um richtiges Arbeiten zu ermöglichen, mindesten acht derartige Mischer erförderlich, was eine entsprechende Komplizierung
und entsprechend hohe Anlagekosten nach sich zieht. In Anbetracht der Unzulänglichkeiten diskontinuierlich arbeitender
Vakuummischer wurden Versuche unternommen, um mittels Vakuummischern vom sub-horizontalen Typ zu kontinuierlich
arbeitenden Anlagen zu gelangen. Die erhofften Ergebnisse wurden jedoch nicht erreicht. Wie statistisch erwiesen worden
ist, können die Füllstoffmassen den subhorizontalen Mischer
nicht unter Einhaltung durchschnittlicher, ausreichend wenig vom Standardwert abweichender Durchlaufzeiten durchlaufen,
und zwar wegen des unvermeidlichen Vorhandenseins von Stagnationszonen. Als Folge ergibt sich ein zu breiter Variationsbereich hinsichtlich der Granulometrie der Kristalle, die
mit Hilfe dieser kontinuierlich arbeitenden subhorizontaien Vakuummischer gewonnen werden.
Andererseits schien es nicht möglich, unmittelbar auf einen Vakuummischer vom vertikalen Typ überzugehen, falls man nicht
Halte- oder Stopperblenden einbaut, was jedoch zur Bildung der gleichen Stagnationszonen führt wie sie bei den kontinuierlich
arbeitenden subhorizontalen Mischern auftreten.
Wie im Anspruch 1 angegeben, ist das Problem eines kontinuierlichen
Betriebs eines vertikalen Vakuummischers bei Füllstöffmassen
mittlerer und hoher Reinheit erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß sie für das Durchführen des KristallipahionsprOzesses
in mindestens zwei Stufen in ubereinanderliegender Anordnung mindestens zwei Zellen aufweist, von denen
jede einen konkaven Boden besitzt und an ihrer Oberseite mit einem Einlaß für die Zufuhr der Füllstoffmasse versehen ist,
deren Kristalle vergrößert werden sollen, und an ihrer Unterseite eine Auslaßleitung für die entsprechend behandelte Füllstoff
masse besitzt, daß Anschlußleitungen zum Verbinden jeder Zelle mit einer Unterdruckquelle vorhanden sind und daß jede
der Zellen mit Rühreinrichtungen versehen ist, mittels denen in den oberen Bereichen der Füllstoffmasse dreidimensionale
Bewegungen und in den unteren Bereichen im wesentlichen horizontale Bewegungen erzeugbar sind.
Die richtige Teigigkeit oder Geschmeidigkeit der Füllstoffmasse während des Stadiums des Kristallwachstums kann durch
geeignete Syrupzugabe eingehalten werden.
Dfce Absonderung der Kristalle größerer Abmessungen wird \.egünstigt
durch differenzierte Rührbedingungen, denen die Füllstoffmasse während des Kristallwachstums in jeder der Stufen
unterworfen wird. Die letztgenannte Wirkung erzielt man vorzugsweise durch eine Rührtätigkeit, die in den oberen Bereichen
der Füllstoffmasse sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Bewegung hervorruft und in den unteren Bereichen
der Füllstoffmasse lediglich eine Horizontalbewegung, wo sich, ungeachtet der doppelten Rührtätigkeit, die Kristalle größerer
Abmessungen ansammeln.
Innerhalb jeder Zelle sind vorzugsweise zwei Rührpropeller in ubereinanderliegender Anordnung vorhanden, wobei der obere Pro-
peller so geformt ist, daß er in der Füllstoffmasse sowohl
eine Horizontalbewegung als auch eine Vertikalbewegung hervorruft, während der zweite oder der untere Propeller beim
Rühren Bewegungen hervorruft, die im wesentlichen in einer Ebene liegen. Der zweite oder untere Propeller verhindert
daher die Absonderungsbewegung der Kristalle größerer Abmessungen gegen den Boden jeder Zelle hin nicht, sondern hat lediglich
die Wirkung, eine Stagnation des besagten, unteren Bereichs der Füllstoffmasse höheren Kristallisationsgrades
in den vor den Auslaßöffnungen am Grunde jeder Zelle befindlichen Zonen zu vermeiden. Diese Auslaßöffnungen sind mit
Steuereinrichtungen zur Veränderung der Öffnungsgröße in Abhängigkeit
von den Verfahrensparametern jeder Zelle versehen, beispielsweise in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe der Füll
stoffmasse innerhalb jeder Zelle.
Das richtige Ausmaß an Teigigkeit oder Geschmeidigkeit der Masse innerhalb jeder Zelle erreicht man mit der Zugabe von
Syrup. Die Temperatursteuerung innerhalb jeder Zelle bewirkt man, wie oben erwähnt, durch Verbinden des Innenraums
jeder Zelle mit einer Vakuumquelle und, falls erforderlich, dadurch, daß man einen den konkaven Boden jeder Zelle umgebenden
Wassermantel vorsieht, durch den das Wasser zur Konditionierung hindurchführbar ist.
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Weitere Aspekte, Vorteile und Besonderheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels hervor, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug
genommen wird.
Die einzige Fig. zeigt einen Schnitt eines Mischers vom vertikalen Typ, der in drei Zellen in Kaskadenanordnung
unterteilt ist, wobei es sich um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel handelt.
In der Fig. ist ein vertikaler zylindrischer Behältermantel mit 10 bezeichnet, der an seiner Oberseite durch ein Deckelteil
11 geschlossen und in drei Zellen 20, 120, 22C mittels
dreier konkaver Trichter 21, 121, 221 unterteilt ist.
Diese konkaven Trichter bestehen vorzugsweise, wie es in der Fig. gezeigt ist, aus einem oberen Teil, der im wesentliehen
die Form eines stumpfen Kegels besitzt, und einem unteren Teil in Form einer sphärischen Kalotte.
Am Boden jeder Kammer befindet sich eine Auslaßleitung 22, 122, 222, die mit einem zugehörigen Steuerventil 23, 123,
223 versehen ist. Die ersten zwei Auslaßleitungen dienen zum Abgeben des am Trichterboden der zugehörigen Zelle befindlichen
Inhalts derselben an die darunterliegende Kammer, während die dritte Auslaßleitung zu einer äußeren Pumpe
führt und mit dieser verbunden ist.
Die obere Kammer oder Zelle 20 ist mit einem Einlaß 25 versehen, um Füllstoffmasse aus einem oder mehreren Siedekesseln
zuzuführen. Für jede Zelle 20, 120, 220 ist ein Syrupeinlaß 26, 126, 226 vorhanden, der den oberen zentralen
Teil jedes Trichters 21, 121, 221 versorgt. Genauer gesagt
befindet sich die Austrittsmündung der Einlasse 26, 126, 226 auf der halben Höhe des oberen kegelstumpfförmigen
Teils jedes der Trichter, und zwar aus Gründen, die nachstehend klargestellt werden. Der kegelstumpfförmige Teil
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jedes Trichters ist außerdem von einem Mantel 27, 127,
227 umgeben, um einen Zwischenraum zu bilden, durch den zur Einstellung der Verfahrensbedingungen Wasser hindurchströnt,
das Überleitungen 28, 128, 228 zugeführt und über
! 5 Leitungen 29, 129, 229 abgeführt wird.
Das Verdampfen des in der Füllstoffmasse jeder Zelle 20, 120, 22Ο enthaltenen Wassers wird jedoch in der Hauptsache
von einer Vakuumquelle besorgt, mit der jede Zelle über eine Leitung 30, 130, 230 verbunden ist. Das in den obengenannten
Zwischenräumen zirkulierende, konditionierende Wasser hat lediglich eine Hilfsfunktion für die Steuerung
der Temperatur der Füllstoffmasse.
Innerhalb jeder Zelle befinden sich zwei Rührpropeller,
von denen einer über dem anderen angeordnet ist und von
! 15 denen die oberen Propeller 31, 131, 231 eine größere Blattsteigung
besitzen als die unteren Propeller 32, 132, 232. Tatsächlich kann es sich bei den Letztgenannten, anstelle
von richtigen Propellern, um steigungslose, horizontal umlaufende Stangen oder Rührblätter handeln, die lediglich
eine im wesentlichen horizontale Zirkulationsbewegung des kristallinen Materials während der Trennungsstufe am Grunde
des Trichters hervorrufen können. Die unteren Propeller bilden also kein Hindernis für die natärliche Absonderung
der Kristalle größerer Abmessungen innerhalb der Füllstoffmasse.
Es kann sogar möglich sein, ohne die unteren Propeller auszukommen,
vorausgesetzt, daß der obere Propeller in der Lage ist, das Rühren der Kristalle am Grunde jedes Trichters
zu verursachen. Die unteren Propeller 32, 132, 232, die dazu geeignet sind, eine im wesentlichen horizontale
Rührbewegung hervorzurufen, sind am Grunde jedes der Trich-
> ter angeordnet.
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Die oberen Propeller 31, 131, 231 befinden sich andererseits
in dem oberen Bereich Füllstoffmasse, wo die Fließfähigkeit
der Füllstoffmasse größer ist und wo diese Propeller dreidimensionale Rührbewegungen hervorrufen, nämlich
sowohl vertikale als auch horizontale Bewegungen, wie es mit gestrichelten Linien 33, 133, 233 angegeben ist. Die oberen Propeller
31, 133, 231 sind, bezogen auf die vertikale Ausdehnung der Füllstoffmasse, die in jeder Zelle enthalten ist,
verhältnismäßig hoch angebracht, so daß ihre Propellerbewegungen sich nicht - zumindest nicht dreidimensional auf
den unteren Bereich der Füllstorfmasse auswirken, der die Kristalle größerer Abmessungen enthält. Es wirkt daher
nicht nur die Konkavform des Grundes jeder Zelle passiv der Materialstagnation entgegen, sondern die Art der Rührpropeller
und ihre Anordnung begünstigt auch aktiv die Absonderung von Kristallen größerer Abmessungen und dementsprechend
den übertritt derselben zu der nachfolgenden Stufe.
Diese dynamische Absonderung der größeren Kristalle in jeder Zelle wird darüber hinaus durch das Vorhandensein niner
zylindrischen Düse 34, 134, 234 begünstigt, die jeden der oberen Propeller 31, 131, 231 umgibt.
Bei dem in der Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Propeller der beiden oberen Zellen durch eine gemeinsame
Welle 35 angetrieben, die durch einen Motor 36 betätigt wird, der auf der Oberseite des Deckelteils 11
des Mantels 10 angebracht ist. Die Propeller der letzten Zelle, d.h. der unteren Zelle 220, sind durch eine zweite
Welle 135 angetrieben, die wiederum von einem zweiten Motor 136 betätigt wird, der unterhalb des Mantels 10 angebracht
ist.
Es versteht sich, daß jedwede geeignete andere mechanische
Lösung Anwendung finden könnte.
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Die Funktionsweise ist folgende:
Jede der Zellen 20, 120, 220 wird mit einer Vakuumquelle
verbunden, vorzugsweise mit einem Druck von 700 mm HG, und zwar über die Leitungen 30, 130, 230, die mit einer Einrichtung
zur Unterdruckregelung versehen sind. Die Füllstoffmasse von einem oder mehreren Siedekesseln wird in
die erste oder oberste Zelle 20 über den Einlaß 25 eingegeben.
Zum Zeitpunkt des Einfüllens in die obere Zelle 20 hat die anfangliche Füllstoffmasse beispielsweise die folgenden
Eigenschaften i
Prozentsatz der Kristalle in der anfänglichen Füllstoffmasse
50,5 %
Wasseranteil in der anfänglichen Füllstoffmasse.. 11,0 %
5 Anfängliche Füllstoffmasse 100 %
Temperatur 75° C.
Nach der Anlaufzeit der Einrichtung wird im Innern der Zelle 20 eine Verteilung der Füllstoffmasse durchgeführt, so
daß die größeren Kristalle dazu neigen, sich nach abwärts auf den Grund abzusetzen, während sie durch den unteren Propeller
32 horizontal gerührt werden. Eine obere, geschichtete, teigförmige Masse wird gleichzeitig längs der dreidimensionalen
Bewegungsbahnen in Bewegung gesetzt oder agitiert, wie sie durch die gestrichelten Linien 33 angedeutet sind.
über den Syrupeinlaß 26 wird Syrup zugesetzt, um die erforderliche
Zähigkeit oder Teigigkeit beizubehalten.
Der Öffnungsgrad des Steuerventils 23 kann in Abhängigkeit von der Füllhöhe der Masse innerhalb der oberen Zelle 2O
reguliert werden. Am Auslaß der ersten Zelle 20 beträgt das Kristallwachstum, verglichen mit der anfänglichen Füllstoffmasse,
etwa 2O %. Der Prozess wird in der zweiten Zelle
und in der dritten Zelle 220 wiederholt.
Am Auslaß der zweiten Zelle beträgt das Kristallwachstum, verglichen mit der anfänglichen Füllstoffmasse
ungefähr 36 %. Am Auslaß der dritten und letzten Zelle beträgt das Kristallwachstum im Vergleich zur anfängliehen
Ftillstoffmasse ungefähr 50 % entsprechend einem Kristallwachstum
relativ zur ursprünglichen Füllstoffmasse von ungefähr 70 %.
Das mit dem beanspruchten Apparat erzielte starke Kristallwachstum bedingt keinerlei erwähnenswerte
Erhöhung des Verbrauchs an Energieträgern/ zumal jede derartige Fabrikanlage mit einer Einrichtung zur Unterdruckerzeugung
versehen ist.
Vom Wartungsgesichtspunkt aus betrachtet ist jede weitere zusätzliche Zelle, die über die unbedingt erforderliche Anzahl
von Zellen hinaus vorhanden ist, von Vorteil, weil dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, einzelne Zellen zeitweise
für Reinigungs- und Waschzwecke vom Prozeß abzutrennen.
Obgleich zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung in der vorliegenden Beschreibung und in der Zeichnung auf eine
beispielhaft ausgewählte Ausführungsform Bezug genommen ist, können vielfache Abwandlungen und Weiterbildungen demgegenüber
vorgenommen werden, ohne den Rahmen der in den Ansprüchen umrissenen Erfindung zu verlassen.
-11/Schutzansprüche -
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Erzielen eines Größenwachstums von
Kristallen in Füllstoffmassen mittlerer und hoher Reinhe-it, dadurch gekennzeichnet, daß sie für das Durchführen des Kristalisationsprozesses
in mindestens zwei Stufen in übereinanderliegender Anordnung mindestens zwei Zellen (20, 120, 220) aufweist,
von denen jede einen konkaven Boden (21, 121, 221) besitzt und an ihrer Oberseite mit einem Einlaß (25) für die
Zufuhr der Füllstoffmasse versehen ist, deren Kristalle vergrößert werden sollen, und an ihrer Unterseite eine Auslaßleitung
(22, 122, 222) für die entsprechend behandelte Füllstoffmasse besitzt, daß Anschlußleitungen (30, 130, 230)
zum Verbinden jeder Zelle (20, 120, 220) mit einer Unterdruckquelle vorhanden sind und daß jede der Zellen (2O, 120,
220) mit Rühreinrichtungen versehen ist, mittels denen in den oberen Bereichen der Füllstoffmasse dreidimensionale Bewegungen
und in den unteren Bereichen im wesentlichen horizontale Bewegungen erzeugbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Boden (21, 121. 221) jeder Zelle (20, 120, 220)
einen oberen, im wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt und einen unteren Abschnitt besitzt, der im wesentlichen die
Form einer sphärischen Kalotte hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Zuleitungen (26, 126, 226) für Syrup versehen
ist, deren Mündungsöffnung im zentralen Teil des oberen Bereichs der Füllstoffmasse in jeder Zelle (20, 120, 220) angeordnet
sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rühreinrichtungen mit je zwei Rührpropellern
(31, 32, 131, 132, 231, 232) in übereinanderliegender
.Anordnung versehen sind, von denen der obere Propeller (31,
131, 231) von einem zylindrischen Mantel (34, 134, 234) umgeben ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Steuern der Öffnungsgröße der unteren Auslaßleitungen (22, 122, 222) j.eder Zelle (20, 120, 220) ein
Steuerventil (23, 123, 223) vorhanden ist, das vorzugsweise in Abhängigkeit von der Füllstandhöhe der Füllstof irmasse innerhalb
der zugehörigen ^eIIe (20, 120, 220) betätigbar ist.
6· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Teil des Bodens (21, 121, 221) jeder Zelle (20, 12O, 220) von einem einen Zwischenraum zwischen
sich und dem Boden (21, 121, 221) freilassenden, äußeren Mantel (27, 127, 227) umgeben ist, welcher Zwischenraum von
einem konditionierenden Medium durchströmbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT1263483 | 1983-09-30 |
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---|---|
DE8410596U1 true DE8410596U1 (de) | 1984-09-20 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19848410596U Expired DE8410596U1 (de) | 1983-09-30 | 1984-04-05 | Vorrichtung zum erzielen eines groessenwachstums von kristallen, insbesondere zuckerkristallen, in fuellstoffmassen mittlerer und hoher reinheit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8410596U1 (de) |
-
1984
- 1984-04-05 DE DE19848410596U patent/DE8410596U1/de not_active Expired
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