EP0776982A2 - Verfahren zur mechanischen Entwässerung extrahierter Zuckerrübenschnitzel - Google Patents

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EP0776982A2 EP96116539A EP96116539A EP0776982A2 EP 0776982 A2 EP0776982 A2 EP 0776982A2 EP 96116539 A EP96116539 A EP 96116539A EP 96116539 A EP96116539 A EP 96116539A EP 0776982 A2 EP0776982 A2 EP 0776982A2
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Günther Dipl.-Ing. Ross
Rüdiger Hille
Klaus-Michael Dr. Rer.Nat. Bliesener
Rudolf Dipl.-Ing. Henze
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B20/00—Purification of sugar juices

Definitions

  • the invention relates to a method for the mechanical dewatering of extracted sugar beet chips.
  • the single and double spindle presses of vertical and horizontal design which are generally used today for pressing out chips, work according to the volume displacement principle, whereby the pressure applied and the pressing time are the relevant operating parameters for the pressing.
  • the improvement in the dry matter content in the pressed chips by lowering the spindle speed (in order to thereby increase the pressing time) leads to a reduction in throughput.
  • An increase in the dry matter content by lengthening the pressing time thus inevitably requires higher capital-related costs.
  • pressing aids are of particular importance. These are understood to mean additives or measures which - without reducing the throughput of the wood chip press - increase the dry matter content achieved in the wood chips. Pressing aids are, in particular, acids and gypsum, which are added to the fresh extraction or press water.
  • the pH value in the press water during pressing has a favorable influence on pressing, insofar as it is of the order of about 5.0.
  • the disadvantages associated with such measures must also be considered, such as B. the increased molasses due to ion exchange processes and the formation of calcium lactate. With excessive acidification, the dry pulp yield and the filter station in the juice cleaning stage can be adversely affected.
  • the invention has for its object to increase the dry matter content in the press chips without reducing the throughput of the chip press.
  • This object is achieved in that a suspension of salt or salts of polyvalent ions in the pressing area is introduced directly into the pellet pressed layer, preferably in the central region of the press section, that is to say after most of the press water has already been pressed off.
  • a suspension is instead introduced directly into the shredder press according to the invention.
  • a suspension with 20-60% DM is preferably used.
  • the suspension is only introduced after most of the press water has been pressed off. The feed in this area leads to a significant increase in the internal friction and thus to higher torques on the press spindle and thereby to a significant increase in the dry matter content achieved in the pressed chips.
  • the salt suspension introduced is largely absorbed in the chips and the dissolved suspension thus remains in the extraction cycle.
  • the extraction water can thus be processed by metering the salt feed into the wood chip press.
  • the salt introduced into the pressing section e.g. B. gypsum, used twice, once mechanically by increasing the frictional forces, as described above, and chemically, in that part of the gypsum is dissolved by the press water and gets into the usual extraction cycle with it and thereby in a known manner via a Ion exchange process increases the dry matter in the pressed chips.
  • the conventional addition of gypsum to the extraction water can therefore be omitted without replacement.
  • the same treatment device for the extraction water can in principle be used for the method according to the invention, so that the changed gypsum feed into the wood chip press without significant additional equipment expenditure significantly improves the dry substance values of the pressed wood chips and thus a substantial saving in costs for thermal drying is achieved.
  • the gentle treatment of the chips leads to a significantly lower formation of pulp and thus also results in a lower dust content in the dried chips.
  • the inventive method can also be used, for. B with carbo lime and thus ensures the disposal of waste products in the sugar factory.
  • the suspension is introduced centrally into the chip compression layer thickness. It is advantageous if, when using a screw press, the suspension is fed in at several circumferential points via retainers.
  • the supply is preferably carried out under pressure and using at least one metering pump, via which the suspension supply can be controlled. At constant speed of the press spindle and thus constant chip throughput through the press, the suspension supply can also be kept constant.
  • salts of divalent ions can be used for the process according to the invention, the gypsum also having proven to be advantageous here.
  • the gypsum suspension can be prepared in a conventional manner by mixing lime milk and sulfuric acid in a stoichiometric ratio or by mixing dry plaster can be made into a subset of press and / or fresh water.
  • the salt addition is preferably 2 meq / 100 g beet.
  • Extracted chips removed from an extraction tower 3 are introduced into a chip press 1 via a line 2 and pressed on their way through the chip press 1.
  • the resulting press water is passed through a line 4 in addition to a fresh water supply 5 in the extraction tower 3.
  • a schnitzel / juice supply 6 and a tower juice outlet 7 are indicated.
  • a gypsum suspension of 20-60% DM is produced by supplying water 9 and CaSO 4 , which is centered via a line 10 from a metering pump 11 into a pick-up level 12 at several circumferential points of the shredder press 1 via pick-ups, not shown is fed into the chip layer thickness. This feed takes place approximately in the central region of the pressing section defined by the shredder press 1.
  • the extracted chips fed via line 2 into the chip press 1 have a dry matter content of about 11%.
  • the feeding of the gypsum suspension into the pulp press 1 is adjusted so that a content of 2 meq CaSO 4 results in / 100 g beet in the pumped into the extraction tower 3 via line 4 press water.
  • the pressed chips coming out of the chip press 1 are shown by the arrow 13.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Entwässerung extrahierter Zuckerrübenschnitzel. Zur Erhöhung des Trockensubstanzgehaltes in den Preßschnitzeln wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Preßbereich eine Suspension aus Salz oder Salzen mehrwertiger Ionen unmittelbar in die Schnitzel-Preßschicht eingeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Entwässerung extrahierter Zuckerrübenschnitzel.
  • Die zur Entfernung einer bestimmten Wassermenge aufzubringende Energie ist bei der mechanischen Entwässerung um ein Vielfaches geringer als bei der thermischen Trocknung in konventionellen Trommeltrocknern. Eine Erhöhung des Preßwasseranteils und damit der Trockensubstanz der gepreßten Schnitzel bedeutet eine erhebliche Energieeinsparung. Hinzu kommt die Tatsache, daß die Einsparung von Primärenergie entscheidend zur Verminderung von Emissionen beiträgt.
  • Die heute zur Schnitzelabpressung allgemein eingesetzten Ein- und Zweispindelpressen vertikaler und horizontaler Bauart arbeiten nach dem Volumenverdrängungsprinzip, wobei der aufgebrachte Druck und die Preßzeit die relevanten Betriebsparameter für die Abpressung sind. Die Verbesserung des Trockensubstanzgehaltes in den Preßschnitzeln durch Absenken der Spindeldrehzahl (um dadurch die Preßzeit zu verlängern) führt zu einer Verringerung der Durchsatzleistung. Eine Erhöhung der Trockensubstanzgehalte durch Verlängerung der Preßdauer erfordert somit zwangsläufig höhere kapitalgebundene Kosten.
  • In der Praxis kommt somit dem Einsatz von Preßhilfsmitteln besondere Bedeutung zu. Hierunter werden solche Zusätze oder Maßnahmen verstanden, die - ohne die Durchsatzleistung der Schnitzelpresse zu reduzieren - den in den Preßschnitzeln erzielten Trockensubstanzgehalt erhöhen. Preßhilfsmittel sind insbesondere Säuren und Gips, die dem Extraktionsfrisch- bzw. Preßwasser zugesetzt werden.
  • Der bei der Abpressung vorliegende pH-Wert im Preßwasser beeinflußt die Abpressung günstig, soweit er in der Größenordnung von etwa 5,0 liegt. Neben der Verbesserung der Schnitzelabpressung sind aber auch die mit solchen Maßnahmen verbundenen Nachteile zu berücksichtigen, wie z. B. der vermehrte Melasseanfall durch Ionenaustauschprozesse und die Bildung von Calciumlaktat. Bei übermäßiger Säuerung können die Trockenschnitzelausbeute sowie die Filterstation in der Saftreinigungsstufe nachteilig beeinflußt werden.
  • Die über Preßwasser bzw. Frischwasser erfolgende Zugabe von Salzen mehrwertiger Kationen als Preßhilfsmittel gilt heute als Standard. Überwiegend wird Gips eingesetzt und zwar mengenmäßig so, daß die unveresterten Galakturonsäuren des Pektins mit Calciumionen belegt werden.
  • Die heutigen in der Praxis angewandten Technologien der mechanischen Schnitzelentwässerung entfernen nur ca. 80% des mit den extrahierten Schnitzeln eingeführten Wassers, wobei ein Trockensubstanzgehalt von durchschnittlich ca. 30% in den Preßschnitzeln erreicht wird. Die restlichen 20% Wasser müssen in der Trocknung entfernt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Trockensubstanzgehalt in den Preßschnitzeln zu erhöhen, ohne hierfür die Durchsatzleistung der Schnitzelpresse zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Preßbereich eine Suspension aus Salz oder Salzen mehrwertiger Ionen unmittelbar in die Schnitzel-Preßschicht eingeführt wird und zwar vorzugsweise im mittleren Bereich der Preßstrecke, also nachdem der größte Teil des Preßwassers bereits abgepreßt ist.
  • Während im Stand der Technik eine Gips-Suspension in das der Extraktionsanlage zugeführte Preß- und Frischwasser unter Beachtung der Löslichkeit von Gips im entsprechenden Mengenverhältnis eingespeist wird (wobei die Löslichkeit dann erreicht ist, wenn sich im Extraktionswasser ein Härtegrad von ca. 100° dH einstellt), wird stattdessen erfindungsgemäß eine Suspension unmittelbar in die Schnitzelpresse eingeführt. Verwendet wird erfindungsgemäß vorzugsweise eine Suspension mit 20-60% TS. Um zu verhindern, daß das zugeführte Salz unmittelbar in Lösung geht, erfolgt die Einführung der Suspension erst nach dem Abpressen des größten Teils des Preßwassers. Die Einspeisung in diesem Bereich führt zu einer deutlichen Erhöhung der inneren Reibung und damit verbunden zu höheren Drehmomenten an der Preßspindel und dadurch zu einer signifikanten Erhöhung des in den gepreßten Schnitzeln erzielten Trockensubstanzgehaltes.
  • Die eingeführte Salz-Suspension wird weitgehend in den Schnitzeln aufgenommen, und die gelöste Suspension bleibt somit im Extraktionskreislauf. Die Aufbereitung des Extraktionswassers kann somit über die Dosierung der Salzaufgabe in die Schnitzelpresse erfolgen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird das in die Preßstrecke eingeführte Salz, z. B. Gips, zweimal genutzt und zwar einmal mechanisch durch Erhöhung der Reibungskräfte, wie vorstehend beschrieben, und zum anderen chemisch dadurch, daß ein Teil des Gipses durch das Preßwasser gelöst wird und mit diesem in den üblichen Extraktionskreislauf gelangt und dadurch in bekannter Weise über einen Ionenaustauschprozeß die Trockensubstanz in den gepreßten Schnitzeln erhöht.
  • Die herkömmliche Zugabe von Gips in das Extraktionswasser (Frischwasser und/bzw. Preßwasser) kann somit ersatzlos entfallen. Im übrigen kann für das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell die gleiche Aufbereitungseinrichtung für das Extraktionswasser verwendet werden, so daß durch die veränderte Gipsaufgabe in die Schnitzelpresse ohne wesentlichen Mehraufwand an Einrichtungen eine deutliche Verbesserung der Trockensubstanzwerte der abgepreßten Schnitzel und somit eine wesentliche Einsparung an Kosten bei der thermischen Trocknung erreicht wird.
  • Die schonende Behandlung der Schnitzel führt zu einer deutlich geringeren Pülpebildung und ergibt somit auch einen geringeren Staubanteil bei den getrockneten Schnitzeln.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch z. B mit Carbokalk durchführen und sorgt somit zur Entsorgung von anfallenden Abfallstoffen in der Zuckerfabrik.
  • In den mittleren Bereich der Schnitzelpresse können gegebenenfalls noch zusätzliche Preßhilfsmittel aufgegeben werden, um dadurch eine weitere Erhöhung der Trockensubstanzwerte zu erzielen.
  • Damit die eingeführte Suspension ihre Wirkung voll entfalten kann, ist es zweckmäßig, wenn die Einführung der Suspension mittig in die Schnitzel-Preßschichtdicke erfolgt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn bei Verwendung einer Spindelpresse die Aufgabe der Suspension an mehreren Umfangstellen über Aufhalter erfolgt. Dabei erfolgt die Zufuhr vorzugsweise unter Druck und unter Verwendung zumindest einer Dosierpumpe, über die die Steuerung der Suspensionszufuhr erfolgen kann. Bei konstanter Drehzahl der Preßspindel und somit konstantem Schnitzeldurchsatz durch die Presse kann auch die Suspensionzufuhr konstant gehalten werden.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich insbesondere Salze zweiwertiger Ionen verwenden, wobei sich auch hier der Gips als vorteilhaft herausgestellt hat. Die Gips-Suspension kann in herkömmlicher Weise durch Mischen von Kalkmilch und Schwefelsäure im stöchiometrischen Verhältnis oder aber durch Einmischen von Trockengips in eine Teilmenge von Preß- und/oder Frischwasser vorgenommen werden.
  • Die Salzzugabe beträgt vorzugsweise 2 meq/100 g Rübe.
  • In der Zeichnung ist ein als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung in Form eines Verfahrensschemas dargestellt.
  • In eine Schnitzelpresse 1 werden über eine Leitung 2 aus einem Extraktionsturm 3 abgezogene extrahierte Schnitzel eingeführt und auf ihrem Weg durch die Schnitzelpresse 1 abgepreßt. Das hierbei anfallende Preßwasser wird über eine Leitung 4 zusätzlich zu einer Frischwasserzufuhr 5 in den Extraktionsturm 3 geleitet.
  • Am Fuß des Extraktionsturms 3 ist eine Schnitzel/Saft-Zufuhr 6 sowie ein Turmsaft-Ablauf 7 angedeutet.
  • In einem Suspensionstank 8 wird durch Zufuhr von Wasser 9 und CaSO4 eine Gips-Suspenison von 20-60% TS hergestellt, die über eine Leitung 10 von einer Dosierpumpe 11 in eine Aufhalterebene 12 an mehreren Umfangsstellen der Schnitzelpresse 1 über nicht näher dargestellte Aufhalter mittig in die Schnitzel-Preßschichtdicke eingespeist wird. Diese Einspeisung erfolgt etwa im mittleren Bereich der durch die Schnitzelpresse 1 definierten Preßstrecke.
  • Die über die Leitung 2 in die Schnitzelpresse 1 eingespeisten extrahierten Schnitzel haben einen Trockensubstanzgehalt von etwa 11%. Die Einspeisung der Gips-Suspension in die Schnitzelpresse 1 wird so eingestellt, daß sich in der über die Leitung 4 in den Extraktionsturm 3 gepumpten Preßwasser ein Gehalt von 2 meq CaSO4/100 g Rübe ergibt.
  • Die aus der Schnitzelpresse 1 austretenden gepreßten Schnitzel sind durch den Pfeil 13 dargestellt.

Claims (10)

  1. Verfahren zur mechanischen Entwässerung extrahierter Zuckerrübenschnitzel, dadurch gekennzeichnet, daß im Preßbereich eine Suspension aus Salz oder Salzen mehrwertiger Ionen unmittelbar in die Schnitzel-Preßschicht eingeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension im mittleren Bereich der Preßstrecke, also nachdem der größte Teil des Preßwassers bereits abgepreßt ist, eingeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der Suspension mittig in die SchnitzelPreßschichtdicke erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Spindelpresse (1) die Aufgabe der Suspension an mehreren Umfangsstellen über Aufhalter (12) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einspeisung der Suspension zumindest eine Dosierpumpe (11) verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Gips als ein Salz mehrwertiger Ionen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Suspension mit 20 bis 60% TS.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gips-Suspension hergestellt wird durch Mischen von Kalkmilch und Schwefelsäure im stöchiometrischen Verhältnis.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gips-Suspension hergestellt wird durch Einmischen von Trokkengips in eine Teilmenge von Preß- und/oder Frischwasser.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Salzzugabe von 2 meq/100 g Rübe.
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