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Verfahren und Vorrichtung zum Klären und Absüßen der Schlammsäfte
in der Zuckerindustrie In der Zuckerindustrie wird durch das bekannte Saturationsverfahren
der aus Rüben oder Zuckerrohr gewonnene Saft von den Nichtzuckerstoffen befreit,
um eine möglichst helle und reine Zuckerlösung zu erhalten. Bei dieser bekannten
Saftreinigung, die durch Zusatz von Kalk und Kohlensäure erfolgt, entsteht ein Saturationsschlamm,
der sich beispielsweise aus kohlensaurem Kalk und gereinigtem Zuckersaft zusammensetzt.
Zur Absonderung dieses Zuckersaftes vom Saturationsschlamm der ersten und zweiten
Saturation werden fast ausschließlich Filterpressen verwendet, in denen die festen
und ungelösten Bestandteile des Saftes durch Filtertücher aus Jute-, Baumwoll- oder
Drellbezug zurückgehalten und in den Filterrahmen die sogenannten Schlammkuchen
gebildet werden, während der geklärte Saft aus den Pressen abfließt.
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Nachdem die Preßrahmen mit Schlamm gefüllt sind erfolgt die Absüßung
des Schlammkuchens mit Wasser, das durch die Kuchenfläche hindurchy gedrückt oder
-gesaugt wird, bis ein bestimmter Mindestzuckergehalt des Schlammes erreicht ist.
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Der Betrieb dieser Filterstationen ist sehr unsauber, da ein Spritzen
der unter einem Druck von einigen Atmosphären stehenden Pressen nie ganz vermieden
werden kann. Andererseits erfordert die Anwendung dieser Pressen eine große Filterfläche
und verhältnismäßig viel Bedienungspersonal, was
durch das Auspacken
der Pressen, das Reinigen der Rahmen, das Wiederzusammensetzen der Pressen sowie
durch das häufige Auswechseln der Filtertücher bedingt ist, die einem großen Verschleiß
unterworfen sind. Demgemäß ist der Betrieb der Filterstationen durch die notwendige
Handbedienung und den großen Filterstoffbedarf verhältnismäßig teuer.
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Es ist daher schon wiederholt eine kontinuierliche und mechanische
Gestaltung dieser Filterstationen angestrebt worden, ohne daß jedoch .diese Versuche
zu einem Erfolg geführt haben, da es einer-@seits nicht gelungen ist, einen genügend
trockenen und ausgesüßten Schlamm @zu erhalten und andererseits der zentrifugierte
Saft nicht genügend blank war. So ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden,
zur Entzuckerung des Saturationsschlammes .die sonst anderweitig in der Zuckerindustrie
vielfach verwendeten Filterschleudern heranzuziehen und die Schleuderkraft durch
Erhöhung der Umlaufdrehzahl hierbei so weit zu steigern, daß der in der Schleuder
zurückbleibende Schlamm nur noch einen geringen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 15
bis 2o°/o aufweist. Abgesehen davon, daß die Filtrierung infolge ,der Feinheit des
Schlammes nur langsam erfolgt, wodurch eine große Anzahl derartiger Schleuderfilter
erfordei#lich ist, kann insbesondere hierbei die Umlaufdrehzahl und damit die Schleuderkraft
nichtbeliebig erhöht werden. Denn je nach der Feinheit des Schlammes wird dieser
bei Überschreitung einer gewissen Drehzäfhl so weit verdichtet, daß keine Feuchtigkeit
mehr nach außen hindurchtreten kann. Dieses bekannte Verfahren führt daher nicht
bei allen Schlämmen zu einem Ergebnis und ist auch im Hinblick auf die notwendige
große Anzahl Schleuderfilter zu teuer.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren
zum Klären und Absüßen der Saturationsschlämme zu entwickeln, das unter Anwendung
vollkontinuierlich in .den üblichen Drehzahlbereichen arbeitender Zentrifugen oder
mechanisch gesteuerter Schälzentrifugen nicht nur einen möglichst geringen Zeitaufwand,
sondern auch nur eine geringe Anzahl Maschinen erfordert und gleichzeitig die Nachteile
des Handbetriebes weitestgehend vermeidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Schlammsäfte der
ersten und zweiten Saturation zur V orklärung und Einengung über einen Vorwärmer
zunächst einem Eindicker, beispielsweise einem Separator, einer Vollmantelzentrifuge
od. dgl. zuzuführen und den in diesem voreingedickten Schlamm, zur Saftgewinnung
in kontinuierliche, mit üblichen Drehzahlen betriebenen Zentrifugen oder in mechanisch
betätigte Siebschälzentrifugen weiterzuleiten, in denen der abgesetzte bzw. gefilterte
Schlamm mittels Dampf oder Heißwasser gedeckt und ausgesüßt oder gegebenenfalls
beim Ausschälen mit Wasser angemaiseht sowie anschließend zur Nachfiltrierung und
Aussüßung nochmals durch eine Zentrifuge geschickt wird. Zweckmäßigerweise werden
hierbei eingedickte Schlammsäfte guter Filterfähigkeit in vollkontinuierlichen Schubzentrifugen
ausgeschleudert, in denen die Aussüßung der abgesetzten Schlämme kontinuierlich
und in einem Arbeitsgang an die Filtrierung erfolgt. Zur Erhöhung der Klärwirkung
wird die Zentrifugentrommel neben dem üblichen Filtertuchbelag noch mit einem zusätzlichen,
leicht auswechselbarem Filtermedium, z. B. mit einem Kieselgürbelag, ausgerüstet.
Da in vielen Fällen die Filtrierung infolge der Feinheit des Schlammes nur sehr
langsam erfolgt, wird die Siebschälzentrifuge außer mit einem üblichen Schälmesser
zum Ausschälen der trocken geschleuderten Schlammschicht noch zusätzlich mit einem
Schälrahr versehen, das zum Ausschälen der über der Schlammschicht angesammelten
Saftschicht dient.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen gewährleisten gegenüber
den bisher bekannten Verfahren insofern besondere Vorteile, als beim Aussüßen ,nur
sehr geringe Wasser- bzw. Dampfmengen benötigt werden, da aus dem in der Siebzentrifuge
weitestgehend vorgetrockneten Schlamm nur noch wenig Flüssigkeit zu verdrängen ist.
Insbesondere werden durch den bedingten geringen Wasserverbrauch die Eindampfungskosten
erheblich herabgesetzt. Der Betrieb selbst kann vollmechanisch bzw. vollautomatisch
durchgeführt werden. Die noch erforderlichen Filterstationen für den im Eindicken
bereits vorabgeschiedenen Trübsaft können sehr klein gehalten und damit die Handarbeit
und besonders der Verschleiß teurer Filtertücher wesentlich herabgedrückt werden.
Auch wird der abgeschiedene Schlamm erheblich trockener ge-,vonnen, so daß dadurch
Nachtrocknungskosten gespart und Saftverluste vermieden werden.
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In der Zeichnung sind, verschiedene schematische Anordnungen zur Durchführung
dos erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahrens dargestellt. Es zeigt Abb. i den Ablauf
des Verfahrens bei Verwendung einer kontinuierlichen Schubzentrifuge, Abb. 2 desgleichen
bei Verwendung einer Schälzentrifuge mit direkter Absüßung und eingebautem Schälrohr,
Abib.3 desgleichen bei Verwendung einer Schälzentrifuge mit nachgeschalteter Zentrifuge
zur weiteren Absüßung.
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Bei dem Verfahren unter Verwendung der in Abb. i gezeigten Anordnung,
die Schlammsäfte guter Filterfähigkeit zur Voraussetzung hat, wird der in den Saturationsgefäßen
i gebildete Schlammsaft über einen Vorwärmer 2 in einen Eindicker 3 geleitet, der
ein Separator oder eine Vollmantelzentrifuge sein kann. Der durch die Einengung
anfallende Saft, der nur noch wenig Trübstoffe enthält, wird zur Nachfilterung und
Klärung einer Filterpresse q. bisheriger Verwendungsart zugeleitet, während der
eingedickte Schlammsaft über den Einlauftrichter 5 in die Zentrifugentrommel 6 einer
Schubzentrifuge fließt. Unter Einwirkung der Fliehkraft wird der Saft des in der
Zentrifugentrommel6 befindlichen Schlammsaftes als Trübsaft ausgeschleudert und
gelangt zur Gewinnung von
Klarsaft über den Auslauf 7 ebenfalls,
und zwar zusammen mit dem vom Eindicken 3 kommenden Trübsaft in die Filterpressen
4, während die in der Zentrifugentrommel 6 abgesetzte Schlammschicht 8 durch die
oszillierende Bewegung des Schubbodens 9 kontinuierlich nach dem offenen Trommelende
zu bewegt wird. Beim Durchwandern der Zentrifugentrommel 6 wird die Schlammschicht
8 dadurch ausgesüßt, daß mittels einer Waschvorrichtung io Wasser eingespritzt wird.
Das Absüßwasser verläßt durch die Auslaufstutzen 9a die Zentrifuge und gelangt von
da zur üblichen Verwendung, während der ausgestoßene Schlamm durch Transportmittel
i i abgeführt wird. Die Filterpressen q. können jedoch hierbei im Gegensatz zu dem
bekannten Verfahren mit Handbedienung vielfach länger im Betrieb gehalten werden,
bevor sie entleert, gereinigt und die Filtertücher ausgewechselt werden müssen.
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Bei der Anordnung nach Abb.2 zur Durchführung des erfindungsgemäß
gestalteten Verfahrens werden die in den Saturationsgefäß@en i gebildeten Schlammsäfte
ebenfalls über einen Vorwärmer 2 in einen Eindicker 3 geleitet, aus dem der vorabgeschiedene,
nur noch wenig Trübstoff enthaltende Saft in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel
zu einer Filterpresse q. gelangt. Der voreingedickte bzw. eingeengte Schlammsaft
wird jedoch durch eine Einlaufeinrichtung 12 der Zentrifugentrommel 6 einer Schälzentrifuge
zugeführt. Da sich erfahrungsgemäß die Schlammsäfte nicht immer gleich gut zentrifugieren
lassen, sind einige an sieh bekannte Maßnahmen erforderlich, um bei einer .genügenden
Leistung auch eine genügende Klärung des Saftes und eine ausreichende Aussüßung
des Schlammes zu erreichen. Die Zentrifugentrommel 6 wird daher außer mit Filtertüchern,
die allein zur Erzeugung einer ausreichenden Klarheit des Saftes nicht genügen,
noch mit einem besonderen Filtermedium, beispielsweise mit einer Kieselgurschicht
13 belegt. Diese kann, wenn sie nach mehreren Schleuderungen undurchlässig geworden
ist, in einfacher Weise entfernt und durch eine neue Filterschicht ersetzt werden.
Dadurch wird der filtrierte Saft in ausreichender Klarheit gewonnen.
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Infolge der großen Feinheit mancher Saturationsschlämme .geht die
Filtrierung nur sehr langsam vonstatten, so daß für eine bestimmte Leistung eine
große Anzahl Maschinen notwendig und das Verfahren unwirtschaftlich würde. Um diesen
Mangel von vornherein zu vermeiden, wird ein Schälrohr 14. eingebaut, mittels welches
die sich nach kurzer Schleuderzeit unter der Einwirkung der Fliehkraft über der
Schlammschicht 8 bildende und noch .nicht durchfiltrierte Saftschicht 15 herausgeschält
wird. Der herausgeschälte Saft wird entweder in gleicher Weise wie der vorabgeschiedene
Saft aus dem Eindicker 3 zur Nachfiltrierung und vollständigen Klärung in die Filterpresse
4. geleitet, oder er wird zum Eindicker 3 zurückgeführt, während der durch die Zentrifugentrommel6
abgeschleuderte Saft durch den Ablauf 7 als Klarsaft abgeführt wird. Mithin ist
es nicht erforderlich, .die Durchfiltration der gesamten Saftmenge abzuwarten, wodurch
erheblich Zeit gespart und das Verfahren erst dadurch wirtschaftlich wird. Nach
dem Abschleudern des Klarsaftes und nach dem Ausschälen des noch über der Schlammschicht
8 befindlichen Trübsaftes wird die Schlammschicht durch ein Spritzrohr 16 mit Wasser
gedeckt und gleichzeitig ausgesüßt, wobei der Absüßsaft, der ebenfalls durch den
Auslauf 7 abfließt, über ein Umsteuerorgan 17 zur üblichen Verwendung gelangt. Der
ausgesüßte und trocken geschleuderte Schlamm wird alsdann in bekannter Weise mittels
einer nicht dargestellten Ausschälvorrichtung entfernt und durch geeignete Transportmittel
i i abgefahren.
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Es ist auch möglich, den abgesetzten Schlamm zur Aussüßung nochmals
mit Wasser anzumaischen und ein zweites Mal zu zentrifugieren. Die Anordnung zur
Durchführung dieses Verfahrens zeigt Abb.3, die sich vom Ausführungsbeispiel nach
Abb. 2 im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß der den voreingedickten Saftschlamm
aus dem Eindicker 3 aufnehmenden Schälzentrifuge noch eine weitere Schälzentrifuge
als Absüßzentrifuge 18 nachgeschaltet ist. In der ersten Schälzentrifuge wird lediglich
Klarsaft gewonnen, der durch den Auslauf 7 aus der Zentrifuge abfließt. Nach dem
Abschleudern des Klarsaftes wird der abgesetzte Schlamm aus der Zentrifuge ausgeschält,
wobei während des Aussc'hälens durch das Spritzrohr 16 Wasser vor das Schälmesser
gespritzt wird. Die aus Wasser und Schlamm bestehende Maische fließt dann in die
nachgeschaltete Absüßzentrifuge 18 zur Ausschleuderung der Absüßflüssigkeit. Letztere
gelangt durch einen Abflußstutzen i9 zur üblichen Verwendung, während der ausgeschälte
Trockenschlamm mittels geeigneter Transportmittel ii abgeführt wird. Besondere Anmaischgefäße
und Anmaischanrichtungen werden durch diese Maßnahmen vermieden.