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Verfahren zum kontinuierlichen Kühlen von extrahiertem Gut Aus festen
Stoffen, z. B. Ölsaaten, Kaffee, Kakaoschalen, Chinarinde, Kakao, Tabak u. dgl.,
werden Öle, Chemikalien, Wachse und Harze od.-dgl. Stoffe durch kontinuierliche
oder diskontinuierliche Extraktion mittels geeigneter Lösemittel gewonnen. Nach
der Extraktion enthält das extrahierte Gut noch wesentliche Lösungsmittelmengen,
die daraus in der Wärme und gegebenenfalls unter gleichzeitiger Verwendung von Wasserdampf
od. dgl. Spülmitteln -ausgetrieben werden. Hierbei nimmt das extrahierte Gut hohe
Temperaturen an, die z. B. bei etwa 9o bis i4o°, insbesondere bei ioo bis iio° C
liegen. Es läßt sich nicht vermeiden, daß das extrahierte Gut, das in erster Linie
für Futtermittel-, Düngemittelherstellung, zum Teil auch für andere Zwecke der chemischen
Industrie, z. B. in der Nährmittel- und pharmazeutischen Industrie, verwendet wird,
einige Zeit gelagert werden muB. Die hohen Temperaturen machen jedoch eine längere
Lagerung unmöglich. Das Gut wird deshalb nach der Extraktion zunächst gekühlt.
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Es-ist bereits eine Trockenvorrichtung für körniges Gut beschrieben
worden, in welcher der zu kühlende Stoff auf einer Schicht eines wärmespeichernden
körnigen Materials ausgebreitet und mittels mechanischer Vorrichtungen langsam über
diese -,weitergefördert wird, während von unten her durch das wärmespeichernde Material,
über dessen
ganze Fläche verteilt; Luft eingeblasen wird. Diese
Vorrichtung ist zur Kühlung von Stoffen, die in einem Drehofen gesintert oder geröstet
wurden, gedacht und kann mit diesem in der Weise verbunden werden, daß die Rotation
des Ofens -auch die Transportvorrichtung für das zu kühlende Gut antreibt. Es werden
spezifisch schwere Stoffe behandelt, die von dem Luftstrom nicht aufgewirbelt und
fortgeführt werden. Für das. Kühlen von Extraktionsrückständen, das in einem viel
niedrigeren Temperaturbereich durchzuführen ist, eignet sich eine solche Vorrichtung
nicht. .
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Zur Trocknung körniger Stoffe sind VorrichtÜngen bekannt, in welchen
der zu behandelnde Stoff durch ein muldenförmiges Gefäß geführt wird. Das Trockenmittel,
z. B. Warmluft od. dgl., wird dem zu trocknenden Gut durch eine Gasverteilungstrommel
zugeführt, welche in der Längsrichtung der Mulde und innerhalb derselben angeordnet
ist und welcher das Trockenmittel durch die hohl ausgebildete Trommelwelle zugeleitet
wird. Diese Verteilertrommel ist an ihrem Mantel mit Schaufeln od. dgl. versehen,
welche das zu trocknende Gut umwälzen.
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Der Trockenraum in der Mulde ist durch Zwischenwände in Kammern unterteilt,
welche durch Öffnungen in diesen Wänden in der Nähe des Muldenbodens miteinander
in Verbindung stehen. Diesen Kammern entsprechend ist auch die Gasverteilungstrommel
durch Wände in Abteilungen getrennt, denen gasförmige Trockenmittel verschiedener
Temperatur, chemischer: Beschaffenheit und Strömungsgeschwindigkeit zugeführt werden
kÖnnen. Durch die Rotation der Gasverteilungstrommel wird das zü trocknende Gut
durch mehrere aufeinanderfolgende Bereiche verschiedener Trocknungsbedingungen gefördert.
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Wenn auch mit einer Trocknung häufig eine Kühlung infolge des Verbrauches
der Verdampfungswärme der zu entfernenden Flüssigkeitsreste erfolgt, so sind doch
Trocknungsprozesse keineswegs den Kühlprozessen allgemein gleichzusetzen. Für die
Trocknung werden verhältnismäßig geringe Gasmengen erhöhter Temperatur benötigt,
welche die erforderliche Verdampfungswärme einbringen und die gebildeten Dämpfe
oberhalb ihres Taupunktes aus dem Trockenraum entfernen sollen. Im Kühlprozeß soll
indessen nur Wärme abgeführt werden. Die Entfernung von Feuchtigkeit ist zumeist
unerwünscht. Deshalb wird zweckmäßig mit größeren Mengen gekühlter Gase gearbeitet
und dafür gesorgt, daß sich die Temperatur des Kühlmittels im Prozeß selbst nur
geringfügig erhöht, um die Sättigung mit Feuchtigkeit gering zu halten. Wegen der
durchzusetzenden Gasmengen und den veränderten Temperaturbedingungen sind Kühlvorrichtungen
konstruktiv anders auszulegen als Trockenvorrichtungen: Extraktiionsrückstände oder
ähnliche Stoffe, die aus einer Reihe von .Prozessen kommen, deren letzter eih Trockenprozeß
ist, und. die einer Kühlung auf z. B. normale Temperatur unterzogen werden sollen,
wurden bisher in umfangreichen Kaskadenkühlern behandelt, in denen das Gut über
Kaskaden herunterrieselte, wobei Luft durch das Gut hindurchgeblasen wurde. Diese
Einrichtung hatte die Schwierigkeit, daß das Material in den einzelnen Kaskaden
sich staute, so daß des öfteren Verstopfangen der Apparatur auftraten. Eine ähnliche
Einrichtung bestand darin, daß man das Gut auf einen runden Teller gab und von unten
mittels eines Gebläses Luft durch das Gut hindurchdrückte, so daß es in einer sprudelnden
Bewegung blieb, während es von dem Teller abfloß. Auch hier zeigten sich Verstopfungen
der Apparatur. Ferner hat man zum Kühlen des Gutes rotierende Trommeln mit Schaufeln
benutzt, durch die man das Gut führte, während Luft im Gegenstrom zum Gut durch
die Trommel strömte. Die Luft strich hierbei innerhalb der Trommel über die in der
Trommel liegende Gutschicht und durch das von den Schaufeln herabrieselnde Gut.
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Diese Arbeitsweise befriedigte ebenfalls nicht, da sich klebriges
Material an den Schaufeln festsetzte, was zu Störungen Anlaß gab. Auch war der Kühleffekt
bei diesen Trommeln nicht sehr günstig, da.die Luft nur auf das herabrieselnde Gut
intensiv einwirken konnte, dagegen die Gutschicht in der Trommel keine gute -Kühlung
erfuhr. Außerdem waren diese Kühltrommeln, bedingt durch ihre Größe und geringe
Leistung in der Anschaffung. und im Betrieb teuer.
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Durch die Erfindung werden die geschilderten Schwierigkeiten bei der
Kühlung von mit Lösungsmitteln extrahiertem Gut dadurch vermieden, daß das zu kühlende
Gut durch Fördervorrichtungen, z. B. Schnecken, Rührarme od. dgl., zwangläufig und
unter mechanischer Aufwirbelung durch die Kühlvorrichtung geleitet wird', und daß
mehrere Ströme des Kühlmittels, z. B. Kühlluft, längs des Weges des zu kühlenden
Stoffes durch bzw. auf diesen geleitet werden. Hierdurch wird in der ganzen Apparatur
eine innige Berührung des Kühlmittels mit dem Gut und damit eine schnelle Kühlung
des Gutes erreicht. Es gelingt in jedem Fall, leicht optimale Kühlverhältnisse zu
schaffen und dadurch hohe Leistungen des für die Kühlung benutzten Apparates zu
erzielen. Ferner wird eine weitgehende Kühlung möglich, z. B. kann man die Temperatur
des Gutes nach j e den örtlichen Verhältnissen auf etwa 4 bis i5° C über Außentemperatur
senken.
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Während der Kühlung kann man dem Gut Feuchtigkeit entziehen oder z.
B. durch Wassereinspritzung auch den Feuchtigkeitsgehalt des Gutes erhöhen. Eine
Wasserzugabe erfolgt zweckmäßig in der Nähe des Guteintritts auf das warme zu kühlende
Gut. Sie kann aber auch noch an anderen Stellen vorgesehen werden.
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Zur Ausführung des Verfahrens können verschiedene Apparaturen verwendet
werden. So haben sich z. B. Mischpaddelschnecken bewährt. Diese bestehen aus einem
langgestreckten Behälter, in dem mindestens zwei sich in seiner Längsrichtung erstreckende
Schneckenwellen angeordnet sind. Die Schneckenwellen sind mit Transportpaddeln.
ausgestattet,
die das Gut durch den Behälter bewegen, und haben
Schaufeln zwischen den Paddeln. Bedingt durch eine geeignete hohe Drehgeschwindigkeit
der Schneckenwellen und der zwischen den Transportpaddeln eingebauten Wendeschaufeln,
wird das zu kühlende Gut einerseits gut durchmischt und andererseits in der Mitte
zwischen den Wellen nach oben geworfen, wobei es gleichzeitig von der Beschickungsstelle-nach
der Austragsstelle hin gefördert wird.
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Das an mehreren Stellen, z. B. in parallelen Strömen eintretende Kühlmittel,
z. B. Luft, prallt insbesondere auf das hochsprühende Material. bzw. dringt in das
Material hinein, so daß eine innige Berührung zwischen Gut und Kühlmittel und ein
intensiver Wärmeaustausch erzielt werden. Die abziehende Luft wird z. B. in einem
Beruhigungsraum gesammelt, worin sie mitgerissenen Staub ausscheidet. Sie kann dann
z. B. mittels eines Gebläses in einen zweiten Abscheider zur weiteren Reinigung
geführt werden. Für eine Reinigung der Luft können auch andere bekannte Verfahren
angewendet werden.
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Die Luftströme-können z. B. durch die Behälterwand an geeigneten Stellen
in die Kühlvorrichtung eingeleitet werden. Man kann auch die Luft durch die in diesem
Fall hohl ausgebildeten Wellen der Mischschnecke und durch mehrere Öffnungen in
der Welle in bzw. durch das Gut hindurchtreten lassen.
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Vorteilhaft wird das zweckmäßig von einem Gebläse angesaugte Kühlmittel
mit Hilfe bekannter Einrichtungen gekühlt und diese kalte Luft an mehreren Stufen
des Prozesses durch das Material hindurchgeführt. Für die Kühlung der Luft können
Kühlsysteme verwendet werden, wie sie z. B. für die Entfeuchtung von Luft bekannt
sind, die für das Trocknen bzw. Dörren von Obst, Kräutern, Gras, Getreide, Teigwaren,
Fleisch u. dgl. dient. Die Wiedererwärmung der Luft nach der Entfeuchtung, die bei
diesem bekannten Verfahren durchgeführt wird, spielt im Verfahren gemäß der Erfindung
keine Rolle. Auch können natürlich für die Kühlung des Kühlmittels im Verfahren
gemäß der Erfindung andere bekannte Kühlsysteme verwendet werden. Die Kühlung der
Kühlmittel und ihre Reinigung in einem oder mehreren Abscheidern können auch bei
allen anderen Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden.
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In einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Kühlmittel
an mehreren Stellen am Boden des Gehäuses der Misdhpaddelschnecke eingeführt, so
daß das Kühlmittel ständig durch das mittels Paddeln und Wurfschaufeln gut- durchgemischte
Gut hindurchgeht und dabei selbst noch die Mischung des Gutes verbessert.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung, in der
zur Ausführung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtungen beispielsweise und schematisch
dargestellt sind. Es zeigt Abb. i eine Mischpaddelschnecke im senkrechten Längsschnitt,
Abb.2 diese Schnecke im senkrechten Schnitt quer zur Längsrichtung, Abb.3 eine ähnliche
Mischpaddelschnecke im senkrechten Längsschnitt, Abb. q. die gleiche Schnecke im
senkrechten Querschnitt, Abb.5 eine ähnliche Mischpaddelschnecke im senkrechten
Längsschnitt, Abb. 6 die gleiche Schnecke im senkrechten Querschnitt.
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Nach Abb. i wird das von der Extraktion kommende zu kühlende Gut durch
die Eintragsv orrichtung, z. B. Schurre i, in den Kühlraum :2 kontinuierlich eingeführt
und durch die z. B. als abdichtende Förderschnecke ausgebildete Austragsv orrichtüng
3 kontinuierlich ausgetragen. In der Apparatur :2 befinden sich zwei oder mehr parallel
zueinander oder auch schräg gegeneinander versetzt und gegebenenfalls geneigt angeordnete
Wellen. 1., die mit z. B. aufgeschweißten oder aufgeschraubten Paddeln 5 und Wurfschaufeln
6 ausgestattet sind. Der Antrieb dieser Wellen und der Antrieb der Austragsvorrichtung
erfolgt durch die Kettenräder B. Die Paddeln 5 und Wurfschaufeln 6 durchmischen
das Gut und fördern es von der Eintragsschurre i nach der Austragsv orrichtung 3.
Das Gut durchläuft dabei mehrere Kühlstufen 7. In Abb. i sind z. B. fünf dieser
Stufen gezeichnet, in Abb. 3 zwanzig und in Abb. 5 wieder fünf. Die Zahl der Kühlstufen
kann entsprechend den jeweiligen Erfordernissen auch anders gewählt werden. Kühlluft
wird mittels des Gebläses io durch einen Kühler g, die Leitung i i und die Ausblasvorrichtungen
12 auf bzw. in das zu kühlende Gut geleitet. Die aus dem Kühlraum 2 austretende
Luft wird durch die Leitung 13 mittels Ventilator 1q. in einen Staubabscheider
15 geführt und gelangt von dort durch die Leitung 20 ins Freie. Vorher kann sie
auch noch. z. B. durch ein Schlauchfilter zwecks weiterer Reinigung geschickt werden.
Die im Abscheider 15 anfallenden festen Bestandteile kehren durch eine Austragsvorrichtung
16 und die Leitung 17 wieder in den Kühlraum 2 zurück. Mittels der Leitung
i8 und der Brausen i9 kann Wasser auf das Gut gegeben werden. Diese Wasserzugabe
kann auch an verschiedenen Stellen der Kühlzone und gegebenenfalls auch kurz vor
Austritt des Gutes in die Austragsvorrichtung 3 erfolgen.
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In der Ausführungsform nach Abb. 3 und q. wird die Luft nicht auf
das Material, sondern durch die in diesem Fall- hohl ausgebildete Welle q. mittels
Ausblasvorrichtungen 12 durch das Material hindurchgeleitet. In dieser Kühlvorrichtung
und auch in der nach Abb. 5 und 6 kann ebenfalls für eine evtl. Befeuchtung des
Gutes durch die Leitung i8 und Brause i9 mit Wasser gesorgt werden, ähnlich der
Wasserzugabe in Abb. i.
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In der Vorrichtung nach Abb. 5 und 6 wird die Luft mittels Leitung
ii und Verteilvorrichtungen 12 vom Boden der Apparatur aus durch das Gut geschickt.