FR2495182A1

FR2495182A1 - Heat exchanger for sugar beet slices and extn. juice - has feed hopper ensuring homogeneous distribution of slices in juice

Info

Publication number: FR2495182A1
Application number: FR8122557A
Authority: FR
Inventors: Hermann Luhrs
Original assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Current assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Priority date: 1980-12-03
Filing date: 1981-12-02
Publication date: 1982-06-04
Also published as: DE3045498C2; FR2495182B1; BE891056A; DE3045498A1

Abstract

A countercurrent contacting heat exchanger is claimed for heating slices of sugar beet in hot juice prior to extn. of sugar. Appts. comprises a cylindrical channel along which the slices are axially conveyed countercurrent to flowing juice. The slices are fed into the channel at one end from a hopper which increases in cross-section from top to bottom. The hopper joins the cylindrical channel on the side where the conveying rotor is moving downwards. The joint between the hopper outlet and the channel extends from the highest point to the lowest point of the channel casing. The outer wall of the delivery end of the hopper is curved to merge tangentially with the base of the channel circumference. Pref. the section of the channel which meets the hopper outlet is sepd. from the rest of the channel by a perforated, annular screen coaxial with the channel. The conveying rotor shaft extends through the central hole of the screen. The slices are distributed homogeneously throughout the juice without forming agglomerations. In this way, the efficiency of heat transfer is greatly improved.

Description

11Malaxeur de cossettes à contre-courant pour cossettes de
betteraves sucrieres"
L'invention se rapporte a un malaxeur de cossettes à contre-courant pour cossettes de betteraves sucrieres, destiné en particulier aux tranches de betteraves sucrieres, qui comporte dans une auge cylindrique horizontale un arbre animé d'un mouvement de rotation et équipe d'eléments de transport et/ou d'agitation et dont les éléments de transport et/ou d'agitation coopèrent avec des contre-éléments fixes montés sur l'auge et qui, par ailleurs, est muni de moyens d'amenée et d'évacuation des cossettes, du jus et d'un mélange cossettes-jus, les moyens d'amenée de cossettes étant exécutés sous forme de trémie d'alimentation aménagée asymétriquement par rapport à la section de l'auge et présentant une section croissante à partir de l'extrémité de remplissage vers l'auge.11Current countercandle mixer for
sugar beets "
The invention relates to a counter-current pod mixer for sugar beet pods, intended in particular for sugar beet slices, which comprises in a horizontal cylindrical trough a shaft animated with a rotary movement and fitted with elements. transport and / or agitation and whose transport and / or agitation elements cooperate with fixed counter-elements mounted on the trough and which, moreover, is provided with means for feeding and evacuating pods, juice and a pods-juice mixture, the pod supplying means being executed in the form of a feed hopper arranged asymmetrically with respect to the section of the trough and having an increasing section from the filling end towards the trough.

Les malaxeurs de cossettes à contre-courant servent a réchauffer les cossettes froides de betteraves sucrières à l'aide du jus chaud sortant du dispositif d'extraction, et cela jusqu'à l'atteinte de la température qui permet llex- traction du sucre. En même temps, les cossettes doivent être mélangées au jus de sorte qu'elles puissent etre pompées en suspension vers le dispositif d'extraction. Pour le réchauffement du jus, on met en oeuvre le principe du contre-courant. The counter-current pod mixers are used to heat the cold sugar beet pods with the hot juice coming out of the extraction device, until the temperature which allows the sugar to be pulled out. At the same time, the cossettes must be mixed with the juice so that they can be pumped in suspension towards the extraction device. For the reheating of the juice, the principle of the counter-current is implemented.

Une zone particulièrement critique d'un malaxeur de cossettes à contre-courant est sa zone d'alimentation des cossettes. En effet, seule la réalisation d'une répartition homogène des cossettes dans le jus sans tassement ni mottage permet que toutes les surfaces des cossettes entrent en contact avec le jus et qu'elles participent à l'échange de chaleur. A particularly critical area of a counter-current pod mixer is its pod feeding area. Indeed, only the realization of a homogeneous distribution of the pods in the juice without compaction or clumping allows that all the surfaces of the pods come into contact with the juice and that they participate in the heat exchange.

Ce sont les volumes d'air ou de gaz non négligeables contenus dans la masse de cossettes qui s'opposent à une telle répartition homogène des cossettes dans le jus. Les gaz provoquent dans le jus une force ascensionnelle. Vu que les cossettes dans la trémie d'alimentation sont pressées vers le bas dans le jus de par le poids exercé par les cossettes qui se trouvent au-dessus de celles-ci, la force ascensionnelle due aux gaz contrarie ce mouvement, les cossettes sont entassées dans une certaine mesure au lieu de passer en suspension d'une façon homogène. Ainsi, sont nés les entassements non recherchés et nuisibles à l'échange de chaleur. It is the non-negligible volumes of air or gas contained in the mass of pods that oppose such a homogeneous distribution of pods in the juice. The gases cause an ascending force in the juice. As the pods in the feed hopper are pressed down into the juice by the weight exerted by the pods which are above them, the upward force due to the gases counteracts this movement, the pods are piled to a certain extent instead of going into suspension in a homogeneous manner. Thus, unwanted crowding was created which was harmful to heat exchange.

On connait déjà un malaxeur de cossettes à contrecourant de l'exécution mentionnée au début (publication allemande n" 15 67 281) dans lequel le poids des cossettes dans la trémie d'alimentation exerce son influence sur les diffé- rents mouvements des cossettes dans l'auge. Pour cette raison, la tremie d'alimentation a eté disposée asymétriquement de sorte que son ouverture se trouvait opposée aux éléments de transport et/ou d'agitation tournant vers le haut et fixés sur l'arbre en rotation dans l'auge. On espérait obtenir ainsi de par l'antagonisme des cossettes dans la trémie et de la matiere dans l'auge un mélange homogène et plus intime des cossettes et du jus, et cela à peu près dans le sens d'un mélange forcé.Toutefois, en fait, cet aménagement de la trémie d'alimentation favorise l'entassement des cossettes et leur passage de la trémie dans l'auge est rendu plus difficile. We already know a knuckle mixer countercurrent to the execution mentioned at the beginning (German publication no. 15 67 281) in which the weight of the cossettes in the feed hopper exerts its influence on the different movements of the cossettes in the For this reason, the feed hopper has been arranged asymmetrically so that its opening was opposite the upwardly rotating transport and / or agitating elements and fixed on the rotating shaft in the trough. We hoped to obtain by the antagonism of the cossettes in the hopper and the matter in the trough a homogeneous and more intimate mixture of the cossettes and the juice, and that roughly in the direction of a forced mixing. , in fact, this arrangement of the feed hopper promotes the crowding of the pods and their passage from the hopper into the trough is made more difficult.

Avec d'autres malaxeurs de cossettes connus, par exemple le malaxeur selon le brevet d'invention allemand N"12 74 049, la trémie d'alimentation est disposee symetriquement. Ici aussi se manifestent des pertes dans la transmission de la chaleur du jus aux cossettes ou aux tranches qui ne peuvent être attribuées qu'a une répartition non satisfaisante et non homogène des cossettes ou des tranches dans le jus. With other known kneader mixers, for example the kneader according to the German invention patent No. 12 74 049, the feed hopper is arranged symmetrically. Here too there are losses in the transmission of heat from the juice to chips or slices which can only be attributed to an unsatisfactory and non-homogeneous distribution of the chips or slices in the juice.

Compte tenu de l'expérience acquise avec le malaxeur de cossettes exécute selon la publication allemande 15 67 281, cette reduction du transfert de chaleur s'explique par le fait que la moitié de la section de transfert de la trémie d'alimentation disposée symétriquement est opposee aux elements de transport et/ou d'agitation en montée et que celle-ci devrait entraîner, par conséquent, une agglomeration des cossettes et des retards dans le passage des cossettes dans l'auge.Taking into account the experience acquired with the kneader mixer executed according to the German publication 15 67 281, this reduction in heat transfer is explained by the fact that half of the transfer section of the symmetrically arranged feed hopper is opposite the uphill and / or agitating elements and that this should therefore lead to agglomeration of the pods and delays in the passage of pods in the trough.

La presente invention a pour but de concevoir le malaxeur de cossettes à contre-courant mentionne au début de façon à optimiser la répartition homogène des cossettes dans le jus et, par conséquent, l'échange de chialeur, et cela non seulement pendant le fonctionnement à forte charge avec des cossettes mais aussi notamment lorsqu'il s'agit de traiter des tranches de betteraves sucrières. The object of the present invention is to design the counter-current pod mixer mentioned at the start so as to optimize the homogeneous distribution of pods in the juice and, consequently, the exchange of whining, and this not only during operation at heavy load with chips but also especially when it comes to processing slices of sugar beets.

Ce but est atteint selon la présente invention par un malaxeur de cossettes à contre-courant du type dans l'introduction, caractérisé en ce que la trémie d'alimentation débouche dans l'auge du côté où les éléments de transport et/ou d'agitation de l'arbre tournent du haut vers le bas et que l'ouverture de la trémie d'alimentation s'étend du point le plus haut jusqu'au point le plus bas de l'auge, la paroi laterale extérieure de la trémie d'alimentation se raccordant en courbure à la paroi de l'auge depuis un niveau supérieur éloigné radialement. This object is achieved according to the present invention by a mixer of countercurrent cossettes of the type in the introduction, characterized in that the feed hopper opens into the trough on the side where the transport and / or agitation of the shaft rotate from top to bottom and as the opening of the feed hopper extends from the highest point to the lowest point of the trough, the outer side wall of the hopper d 'power supply connecting in curvature to the wall of the trough from a radially distant upper level.

L'aménagement asymétrique de la trémie d'alimentation de telle sorte que la penetration des cossettes dans le liquide causée par le poids de ces dernières dans la trémie d'alimentation se fait dans le même sens que le mouvement de transport des éléments d'agitation et/ou de transport de l'arbre, et cela à chaque point de l'ouverture de la trémie d'alimentation dans l'auge, a pour conséquence que l'effet d'amenée des éléments d'agitation et/ou de transport s'oppose aux forces ascensionnelles des bulles de gaz renfermees dans les cossettes et qu'il desagrège plutôt les cossettes et qu'il ne les tasse donc en aucun cas. De plus, l'ouverture de la tremie d'alimentation couvre la moitié de la périphérie de l'auge; la section en saillie est donc très grande.Ceci offre aux cossettes la possibilite de se désagréger et elles peuvent descendre aussi lentement dans le jus sans perte de puissance de façon à pouvoir se séparer des inclusions de gaz sans pour autant risquer des entassements. La courbure de la paroi extérieure de la trémie d'alimentation contribue encore à ce que les crossettes, en descendant lentement, se déplacent radialement en direction de l'auge et subissent peu à peu l'effet d'entraînement des éléments d'agitation et/ou de transport pour entrer dans l'auge. The asymmetrical arrangement of the feed hopper so that the penetration of the pods into the liquid caused by the weight of the latter in the feed hopper is in the same direction as the movement of transport of the agitating elements and / or transport of the shaft, and this at each point of the opening of the feed hopper in the trough, has the consequence that the effect of feeding the agitating and / or transport elements opposes the upward forces of the gas bubbles contained in the pods and that it rather disaggregates the pods and therefore does not compress them under any circumstances. In addition, the opening of the feed hopper covers half of the periphery of the trough; the protruding section is therefore very large, giving the pods the possibility of disintegrating and they can descend as slowly into the juice without loss of power so that they can separate from gas inclusions without risking crowding. The curvature of the outer wall of the feed hopper further contributes to the fact that the grips, slowly descending, move radially towards the trough and gradually undergo the effect of entrainment of the agitating elements and / or transport to enter the trough.

Les cossettes ou tranches de betteraves sucrières qui passent de la trémie d'alimentation dans l'auge à l'état désagrégé occupent d'abord l'espace circulaire extérieur de la section de l'auge. Si on ne prend pas des mesures de précaution particulières, les cossettes seront désagrégées et degazées dans une large mesure, mais en réalité on risque de les entraîner axialement par les éléments de transport et/ou d'agitation sans qu'elles aient pu participer pour une période suffisamment longue à l'échange de chaleur avec le jus. Cet inconvénient se trouve supprimé par un autre mode de réalisa- tion du malaxeur de cossettes à contre-courant, objet de la présente invention.Une section d'alimentation est séparée de l'intérieur de l'auge à l'aide d'un anneau séparateur permeable au liquide qui s'étend radialement depuis la paroi de l'auge jusqu'à peu de chose près de la moitie de la distance entre la paroi de l'auge et l'arbre. L'arbre dans la section d'alimentation s'amincit en tronc de cône depuis le tamis frontal vers les autres zones de l'auge et est équipé de bras d'agitation disposés radialement par rapport à l'axe de rotation et sous un angle de 30". Dans la partie superieure de l'auge à côté de la trémie d'alimentation, est prévu un tamis de désaération. The sugar beet chips or slices which pass from the feed hopper into the trough in the disaggregated state first occupy the outer circular space of the trough section. If we do not take special precautionary measures, the pods will be disaggregated and degassed to a large extent, but in reality we risk driving them axially by the transport and / or agitation elements without their being able to participate to a sufficiently long period of heat exchange with the juice. This drawback is eliminated by another embodiment of the counter-current pod mixer, object of the present invention. A feed section is separated from the interior of the trough using a liquid permeable separator ring which extends radially from the wall of the trough to little more than half the distance between the wall of the trough and the shaft. The shaft in the feed section tapers in a truncated cone from the front screen to the other areas of the trough and is equipped with stirring arms arranged radially with respect to the axis of rotation and at an angle 30 ". In the upper part of the trough next to the feed hopper, a deaeration screen is provided.

L'anneau separateur perméable au liquide retient les cossettes ou tranches de betteraves sucrières aussi longtemps contre l'action d'entraînement des éléments de transport et/ou d'agitation dans la section d'alimentation jusqu'à ce qu'elles se soient approchées du niveau de l'arbre de la section de l'auge. Ainsi est assuré un temps de séjour suffisant pour l'échange de chaleur et pour l'évacuation de reliquats de gaz dans la section d'alimentation. Liquid permeable separator ring retains sugar beet pods or slices for as long against the entrainment action of the transport and / or agitation elements in the feed section until they have approached of the tree level of the trough section. This ensures a sufficient residence time for heat exchange and for the evacuation of gas residues in the supply section.

L'effet de brassage et l'action de transport axial sont parfaitement accordés lorsque l'arbre est équipé de cinq bras d'agitation dans la section d'alimentation. The stirring effect and the axial transport action are perfectly matched when the shaft is equipped with five stirring arms in the feed section.

Il a été déjà enoncé que le temps est un des facteurs les plus importants qui ne peut être négligé sans s'accomoder d'inconvénients au niveau de l'alimentation des cossettes ou des tranches de betteraves sucrières désagrégées et exemptes de gaz dans un malaxeur de cossettes à contre-courant. Une pénétration ou un enfoncement des cossettes ou tranches de betteraves sucrières dans le jus empêche l'évacua- tion des inclusions gazeuses et est favorable aux forces ascensionnelles indésirables dues auxgiz.On a constate que les vitesses de pénétration ou d'enfoncement de 2cm/seconde constituent la limite maximale admissible.Une fois cette valeur dépassée des influences/snefaotfeSc sentir eu égard à l'échange de chaleur par suite de soufflures et une répartition non homogène des cossettes dans le jus, influences qui sont le résultat de la force ascensionnelle opposée au mouvement d'alimentation et due aux gaz. Ce facteur de temps est pris en considération dans un mode de realisation du malaxeur de cossettes à contrecourant caractérisé par le fait que la section de passage horizontale du niveau le plus large de la trémie d'alimentation et la vitesse de passage de l'auge sont accordees de façonàoeque la vitesse de pénétration des cossettes dans la trémie d'alimentation soit inférieure à 2,0 cm/seconde. It has already been stated that time is one of the most important factors which cannot be overlooked without accommodating drawbacks in the feeding of gagged or gas-free sugar beet slices or slices in a gas mixer. against the current. Penetration or sinking of sugar beet slices or slices in the juice prevents the evacuation of gas inclusions and is favorable to undesirable rising forces due to giz. It has been observed that the penetration or sinking speeds of 2 cm / second constitute the maximum permissible limit.Once this value is exceeded influences / snefaotfeSc feel with regard to the heat exchange as a result of blowing and an uneven distribution of the pods in the juice, influences which are the result of the upward force opposed to the feed and gas movement. This time factor is taken into account in an embodiment of the counter-current pod mixer characterized in that the horizontal passage section of the widest level of the feed hopper and the speed of passage of the trough are tuned so that the speed of penetration of the pods into the feed hopper is less than 2.0 cm / second.

Un exemple pratique du malaxeur de cossettes à contre-courant conçu selon la presente invention est montré sur les dessins annexes. A practical example of the countercurrent pod mixer designed according to the present invention is shown in the accompanying drawings.

La figure 1- montre une vue en coupe frontale de la trémie d'alimentation du malaxeur de cossettes à contrecourant conçu selon la presente invention. Figure 1- shows a front sectional view of the feed hopper of the countercurrent pod mixer designed according to the present invention.

La figure 2 montre une vue en coupe axiale du malaxeur de cossettes à contre-courant conçu selon la présente invention. Figure 2 shows an axial sectional view of the countercurrent pod mixer designed according to the present invention.

L'invention sera mieux comprise à l'étude des dessins annexés d'un malaxeur de cossettes à contre-courant, dessins qui sont donnés à titre d'exemple non limitatif et qui ne représentent que les éléments indispensables. The invention will be better understood from the study of the accompanying drawings of a counter-current chip mixer, drawings which are given by way of non-limiting example and which represent only the essential elements.

Le malaxeur de cossettes a contre-courant 1 presente une auge horizontale et cylindrique 2 dans laquelle est disposé l'arbre 4 équipé d'éléments de transport et/ou d'agitation 3 et animé d'un mouvement de rotation. L'introduction des cossettes de betteraves sucrières, notamment des tranches de betteraves sucrières, se fait à partir d'une tremie d'alimentation 5. The counter-current pod mixer 1 has a horizontal, cylindrical trough 2 in which the shaft 4 is arranged, equipped with transport and / or stirring elements 3 and driven in a rotational movement. The introduction of sugar beet pods, in particular sugar beet slices, is done from a feed hopper 5.

La trémie d'alimentation 5 présente une section s'évasant du haut en bas. De plus, elle est disposée asymétriquement par rapport à la section circulaire de l'auge 2 de sorte que son ouverture debouchant dans l'auge 2 du côté où les éléments de transport et/ou d'agitation 3 tournent de haut en bas s'étend du point le plus bas jusqu'au point le plus haut sur la moitié de la périphérie de l'auge. Au niveau le plus large, en général le niveau supérieur atteint par le jus en service, la section horizontale de la trémie d'alimentation à la grandeur qui permet aux cossettes ou aux tranches de betteraves sucrières de ne pas descendre dans le jus à une vitesse superieure à 2 cm/seconde et qu'elles dencendent, de préférence a une vitesse inférieure. The feed hopper 5 has a section flaring from top to bottom. In addition, it is arranged asymmetrically with respect to the circular section of the trough 2 so that its opening opening into the trough 2 on the side where the transport and / or agitating elements 3 rotate from top to bottom s' extends from the lowest point to the highest point on half of the periphery of the trough. At the widest level, generally the upper level reached by the juice in service, the horizontal section of the feed hopper to the size which allows the pods or slices of sugar beets not to descend into the juice at a speed greater than 2 cm / second and that they tilt, preferably at a lower speed.

Par suite de cette grandeur de section, la limite latérale extérieure de la tremie d'alimentation 5 dépasse de beaucoup radialement l'auge 2 et se joint en courbure au point le plus bas à l'auge 2. As a result of this size of section, the external lateral limit of the feed hopper 5 greatly exceeds the trough 2 and joins in curvature at the lowest point to the trough 2.

A l'intérieur de l'auge est monte axialement à pro ximité immédiate de l'ouverture de la trémie d'alimentation 5 un anneau séparateur 6 perméable au liquide qui s'étend depuis l'extérieur jusqu'à peu de chose près de la moitié de la distance radiale entre paroi de l'auge et arbre 4. L'anneau séparateur 6 délimite une section d'alimentation 7. L'arbre 4 evo- lue en tronc de cône au niveau de la section d'alimentation dans le sens de transport des cossettes ou des tranches de betteraves sucrières. Un tamis frontal 8 est aménagé vis- -vis de l'anneau séparateur. Vu dans le sens de rotation (flèche 9 sur la figure 1) de l'arbre 4 se trouve un tamis de desaération 10 dans la paroi de l'auge et dans la section d'alimentation 7 immédiatement avant la tremie d'alimentation 5. Dans la section d'alimentation 7, l'arbre 4 est équipe de cinq éléments de transport et/ou d'agitation 3 disposés radialement par rapport a l'axe de rotation et sous un angle de 30". Inside the trough is mounted axially in the immediate vicinity of the opening of the feed hopper 5 a separating ring 6 permeable to liquid which extends from the outside until very little near the half of the radial distance between the wall of the trough and the shaft 4. The separating ring 6 delimits a feed section 7. The shaft 4 evolves in a truncated cone at the feed section in the direction for transporting sugar beets or slices. A front screen 8 is arranged opposite the separating ring. Seen in the direction of rotation (arrow 9 in FIG. 1) of the shaft 4 is a deaeration screen 10 in the wall of the trough and in the feed section 7 immediately before the feed hopper 5. In the feed section 7, the shaft 4 is equipped with five transport and / or agitator elements 3 arranged radially with respect to the axis of rotation and at an angle of 30 ".

Sur la figure 1, les flèches 11 indiquent le mouvement d'alimentation ou de pénétration des cossettes ou tranches de betteraves sucrières. In FIG. 1, the arrows 11 indicate the feeding or penetration movement of the sugar beet pods or slices.

Claims

1. - Counter-current pod mixer for sugar beet pods, intended in particular for sugar beet slices, which comprises in a horizontal cylindrical trough a shaft animated by a rotation movement and equipped with transport elements and / or agitation and whose transport and / or agitation elements cooperate with fixed counter-elements mounted on the trough and which, moreover, is provided with means for supplying and evacuating the pods, juice and a pod-juice mixture, the pod-feeding means being executed in the form of a feed hopper arranged asymmetrically with respect to the section of the trough and having an increasing section from the end filling to the trough, characterized in that the feed hopper (5) opens into the trough on the side where the transport and / or agitating elements (3) of the shaft (4) rotate top to bottom and the opening of the feed hopper (5) extends from highest point to the lowest point of the trough (2), the outer side wall of the feed hopper (5) being connected in curvature to the wall of the trough from an upper level radially distant.

2. - Counter-current pod mixer according to claim 1, characterized in that a feed section is separated from the inside of the trough by means of a separating ring (6) permeable to the liquid which extends radially from the wall of the trough to little more than half the distance between wall of the trough and the shaft (4) than the shaft (4) in section d feed (7) tapers in a truncated cone from the front screen (8) to the other areas of the trough and is equipped with agitating arms (3) arranged radially with respect to the axis of rotation and under an angle of 30 and that, in the upper part of the trough next to the feed hopper (5), is provided a desaeration screen (10).

3. - kneader mixer against the current according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the shaft (4) is provided with five stirring arms (3) in the supply section ( 7).

4. - kneader mixer against the current according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the horizontal passage section of the widest level of the feed hopper (5) and the speed of passage of the trough are tuned so that the speed of penetration of the pods into the feed hopper is less than 2.0 cm / second.