Pierwszenstwo: 25.111.1966 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 5.XII.1971 63633 KI. 89 c, 1/08 MKP C 13 d, 1/08 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Willy Kaether, Walter Dietzel Wlasciciel patentu: Braunschweigische Maschinenbauanstalt, Braunschweig (Niemiecka Republika Federalna) Sposób zmniejszania pozostalosci wilgoci i cukru w wyslodkach z trzciny cukrowej i urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu zmniejszania pozo¬ stalosci wilgoci i cukru w wyslodkach z trzciny cukrowej, to jest w rozdrobnionej trzcinie cukro¬ wej poddanej procesowi ekstrahowania cukru przez zraszanie jej w dyfuzorze ciecza ekstrakcyj¬ na w przeciwpradzie i kierowanej nastepnie do mlynów odwadniajacych. Wynalazek obejmuje równiez urzadzenie do stosowania tego sposobu.Wedlug znanych sposobów ekstrakcji, rozdrob¬ niona trzcina cukrowa dostaje sie poprzez lej za¬ sypowy na sitowe dno dyfuzora, który moze byc wyposazony w nieruchome dno sitowe i przesuwa¬ jace sie nad nim urzadzenie transportowe lub tez w obiegajaca tasme sitowa. Pod dnem sitowym znajduje sie szereg lezacych obok siebie zbiorni¬ ków, sluzacych do przyjmowania cieczy ekstrak¬ cyjnej, zraszajacej od góry warstwe wytloku z trzciny cukrowej i przeplywajacej przez nia do wspomnianych zbiorników. Ciecz ekstrakcyjna od¬ pompowuje sie przy tym przynalezna do kazdego zbiornika pompa obiegowa i kieruje do rozdzie¬ laczy soku, znajdujacych sie nad korytem wytlo¬ ku, odpowiednio przed zasilajacymi je zbiornika¬ mi.U wylotu z dyfuzora nastepuje zraszanie wytlo¬ ku czysta woda lub tez ciecza ekstrakcyjna od¬ prasowana w mlynach odwadniajacych. Ciecz ta przedostajac sie przez warstwe wytloku wzbogaca sie w cukier i jest gromadzona w zbiorniku le¬ zacym obok odplywu z koryta. Stad wzbogacona 10 15 25 30 w cukier ciecz ekstrakcyjna zostaje odpompowy¬ wana za pomoca pompy obiegowej i doprowadzo¬ na do rozdzielacza soku, lezacego w kierunku trans¬ portu przed wspomnianym zbiornikiem. W ten sposób ciecz ekstrakcyjna przenika cyklicznie warstwa soku w przeciwpradzie z jednego zbior¬ nika do drugiego wzglednie z jednego rozdziela¬ cza soku do drugiego. Na swojej drodze prowa¬ dzacej od wyjscia do strony zasilania dyfuzora ciecz ekstrakcyjna wzbogaca sie coraz bardziej w cukier, uzyskujac najwyzsze stezenie po stronie zasilania.Wyslodki, zwane tez bagasa opuszczajace dyfu- zor, zawierajace okolo 800/a wody kieruje sie do mlynów odwadniajacych, na przyklad z trzema walcami odwadniajacymi, w których nastepuje tak daleko idace obnizenie zawartosci wilgoci, ze wy¬ slodki takie moga byc stosowane do celów opalo¬ wych. Wspomniane mlyny odwadniajace wymagaja wysokich mocy napedowych wynoszacych 1200 KM i wiecej i pracuja przy docisku rzedu 400 kG/crc2 i wiecej, aby zredukowac wilgotnosc wytloku do okolo 48—52o/0.Przyczyna koniecznosci stosowania bardzo wyso¬ kiego docisku w mlynach odwadniajacych jest trwajacy jedynie kilka sekund czas prasowania wytloku w szczelinie miedzy walcami. Z powodu tak krótkiego czasu pobytu wytloku w strefie pra¬ sowania miedzy walcami, konieczne jest poza tym 63 63363 3 instalowanie zawsze kilku mlynów odwadniaja¬ cych, znajdujacych sie jeden za drugim.Wolnoobrotowe mlyny odwadniajace i potrzebne do ich napedu turbiny parowe duzych mocy i prze¬ kladnie o bardzo duzych przelozeniach redukcyj¬ nych, stanowia bardzo kosztowne agregaty, wyjat¬ kowo podatne na uszkodzenia i wymagajace sta¬ lej konserwacji. Poza tym z uwagi na stosowane wysokie cisnienie prasowania walce zuzywaja sie bardzo szybko.Dla zmniejszenia liczby mlynów odwadniaja¬ cych, podlaczonych w szereg po dyfuzorze, propo¬ nowano zastosowanie czesciowego odwadniania bagasy na koncu dyfuzora, to jest jeszcze przed wylotem z niego. Dla czesciowego odwodnienia wytloku instaluje sie w tym celu na koncu dyfu¬ zora jeden lub kilka walców naciskowych. Walce te pracuja przy stosunkowo malych naciskach i w porównaniu z walcami mlynów odwadniajacych, przy dluzszym czasie wyciskania.Skuteczne odwodnienie czesciowe, przeprowadzo¬ ne za pomoca walców na koncu dyfuzora, jest jed¬ nak mozliwe tylko wówczas, jesli wysokosc wy¬ pelnienia warstwy wytloku jest stosunkowo ma¬ la. W praktyce stosuje sie wysokosc warstwy wy¬ noszaca do 1,5 m. Chcac jednak zwiekszyc prze¬ pustowosc, a tym samym ekonomicznosc dyfuzo¬ ra, dazy sie do utrzymania mozliwie wysokiej warstwy wytloku. Przy zbyt wysokiej warstwie wytloku w dyfuzorze, walce wyciskajace nie sa juz w stanie odcisnac znacznej czesci wilgoci.Z powyzszego wynika, ze zadanie stosowania malych wysokosci warstwy wytloku dla uzyskania wystarczajacego odwodnienia czesciowego jest sprzeczne z faktem, ze ekonomicznosc tego procesu ulega poprawie wraz ze wzrostem przepustowosci, to znaczy ze wzrostem wysokosci warstwy wytlo¬ ku.Dalsza wada stosowania zbyt duzych wysokosci warstw w zasiegu walców wytlaczajacych wynika z tego, ze stezenie cukru w cieczy ekstrakcyjnej przyczepionej do wytloku, wzglednie przeplywaja¬ cej przez wytlok pod wplywem nacisku walców juz w znacznej odleglosci od dna dyfuzora osiaga bardzo niska wartosc, równa stezeniu cukru w wytloku u wylotu z koryta dyfuzora. Z chwila, gdy wytlok ma takie samo stezenie cukru jak przyczepiona do niego lub przeplywajaca ciecz ekstrakcyjna w czasie dalszego ruchu w dól cie¬ czy ekstrakcyjnej, z powodu braku róznicy stezen miedzy wytlokiem a plynem ekstrakcyjnym nie zachodzi juz dalsza ekstrakcja cukru.Wynalazek ma za zadanie usuniecie wad zna¬ nych sposobów ekstrakcji i urzadzen oraz opraco¬ wanie sposobu i odpowiedniego urzadzenia, za po¬ moca których mozna osiagnac zarówno zmniejsze¬ nie pozostalosci wilgoci i cukru w wytloku przed jego wejsciem do mlynów odwadniajacych. Wy¬ nalazek zmierza wiec do odciazenia mlynów od¬ wadniajacych, podlaczonych szeregowo po dyfuzo¬ rze oraz do uzyskania przy tym równoczesnie do¬ datkowego uzysku cukru poprzez skuteczna dyfu¬ zje dodatkowa (uzupelniajaca), bez zraszania cie¬ cza ekstrakcyjna poza obrebem strefy ekstrakcyj¬ nej. 633 4 Zadanie to rozwiazano wedlug wynalazku w ten sposób, ze wytlok jest poddawany dyfuzji dodatko¬ wej i wstepnemu wyciskaniu w urzadzeniu wytla¬ czajacym, po opuszczeniu strefy ekstrakcji i przed 5 wejsciem do mlynów odwadniajacych przy wyz¬ szej w porównaniu ze strefa ekstrakcji predkosci transportowania. Skutkiem nagle zwiekszajacej sie predkosci transportowania zmniejsza sie przymu¬ sowo wysokosc warstwy wytloku tak, ze przy ma- 10 lej wysokosci warstwy i niskim cisnieniu wyciska¬ jacym, oprócz zmniejszenia wilgotnosci wytloku, uzyskuje sie równiez skuteczna dyfuzje uzupelnia¬ jaca, przy czym z powodu malej wysokosci warst¬ wy przyczepiona do wytloku wzglednie przeply- 15 wajaca ciecz ekstrakcyjna nie osiaga nigdy stop¬ nia stezenia cukru z wytloku.Doswiadczenia wykazaly, ze przy zmniejszajacej sie wysokosci warstwy na skutek wzrostu szybkos¬ ci, zarówno dla zmniejszenia zawartosci wilgoci 20 wytloku jak i dla uzyskania czasowo zaleznej, ko¬ rzystnej dyfuzji dodatkowej bez doprowadzania swiezego plynu ekstrakcyjnego, wystarcza czas pra¬ sowania trwajacy pare minut i niskie cisnienie prasowania, wynoszace jedynie kilka atmosfer. 25 Poza tym przy przejsciu ze strefy ekstrakcji o mniejszej predkosci przemieszczania do stanowia¬ cej przedmiot niniejszego wynalazku strefy wyci¬ skania o zwiekszonej predkosci przemieszczania, uzyskuje sie wewnetrzne przewarstwienie wytloku, 30 które na skutek rozpuszczania sie warstw granicz¬ nych na poszczególnych czastkach wytloku powo¬ duje (polepszenie odcukrzania. Dalsza poprawe dy¬ fuzji dodatkowej oraz wstepnego wyciskania uzy¬ skuje sie wedlug wynalazku przez zainstalowanie 35 w obrebie przejscia z dyfuzora do strefy wyciska¬ nia walca skrobakowego i rozrzucajacego, który rozrywa mniej lub bardziej zwarta warstwe wy¬ tloku i doprowadza równomiernie przewarstwiony wytlok do urzadzenia, w którym odbywa sie 40 wspomniana dyfuzja dodatkowa oraz wstepne wy¬ ciskanie przy niskim cisnieniu i malej wysokosci warstwy.W celu uzyskania w tym urzadzeniu skutecznego wyciskania wstepnego oraz dyfuzji dodatkowej 45 wytloku, nalezy w nim zastosowac co najmniej jeden, a korzystnie kilka obrotowych walców wy¬ ciskajacych, ulozyskowanyeh na przyklad w ra¬ mie, przy czym dla zwiekszenia nacisku wyciska¬ nia rama ta moze byc polaczona z pionowym 5e tlocznikiem. Na koncu urzadzenia mozna zainsta¬ lowac dalszy walec skrobakowy i rozrzucajacy dla przewarstwiania wytloku, który to walec wyrzuca opuszczajacy urzadzenie wytlok na przenosnik lub zsyp prowadzacy do mlyna odwadniajacego. 55 U wyjscia z dyfuzora, to znaczy przed walcem skrobakowym wedlug wynalazku mozna przewi¬ dziec walec grodziowy lub zgodnie z wynalazkiem slizg, polaczony z pionowym tlocznikiem. Walec grodziowy i slizg sluza do tego, aby z jednej 63 strony uniemozliwic wyplyw cieczy ekstrakcyjnej u wylotu z dyfuzora, a poza tym moga równiez wy¬ ciskac czesc zawartej w warstwie wytloku cieczy ekstrakcyjnej juz w dyfuzorze.Poniewaz gestosc warstwy wytloku w miare 65 przesuwania sie w dyfuzorze stale wzrasta i z63 633 5 6 powodu zawieszonych w cieczy ekstrakcyjnej cza¬ stek stalych, na przyklad w wyniku wahan war¬ tosci pij, przepustowosc wytloku w kierunku wyj¬ scia z dyfuzora maleje, i moze zaistniec przy¬ padek, ze doprowadzona ciecz ekstrakcyjna, zwlaszcza u wylotu z dyfuzora, nie moze juz prze¬ niknac do wnetrza warstwy wytloku, lecz pozo¬ staje na jej powierzchni. Dla usuniecia tej wady, zgodnie z wynalazkiem zainstalowano w dyfuzo- rze w kierunku przesuwania materialów przed rozdzielaczami soku, zasilanymi z mlynów odwad¬ niajacych co najmniej jeden walec rozrywajacy, wyposazony w kolce, tarcze, rowki itp. Walec ten tak dalece rozluznia górna czesc warstwy wytlo¬ ku, ze nastepnie podana ciecz ekstrakcyjna moze z latwoscia przenikac do srodka warstwy wytloku.Sposób wedlug wynalazku objasniono ponizej dokladnie w odniesieniu do przedstawionego na rysunku przykladu wykonania urzadzenia ekstrak¬ cyjnego wedlug wynalazku. Na rysunku fig. 1 przedstawia widok boczny dyfuzora wedlug wy¬ nalazku, fig. 2 — przekrój podluzny przez urza¬ dzenie do wyciskania wzdluz linii II—II, na fig. 1 jednak w powiekszonej skali, fig. 3 — czesciowy widok dyfuzora z podlaczonym po nim urzadze¬ niem wyjsciowym i fig. 4 — odmiane urzadzenia wedlug wynalazku podobna do uwidocznionej na fig. 3.Dyfuzor 5 ma nieruchome dno sitowe 6, które od strony zasilania, to znaczy ponizej leja zasypo¬ wego 7, jest celowo odgiete ku górze. Pod dnem sitowym 6 znajduje sie kilka zbiorników 8, przy¬ legajacych do siebie bokami i siegajacych na cala dlugosc i szerokosc dyfuzora. Zbiorniki te sluza do przyjmowania cieczy ekstrakcyjnej perkolujacej przez warstwe wytloku. Kazdy zbiornik 8 ma pom¬ pe obiegowa 9, która w sposób ciagly wypompo¬ wuje zbierajaca sie w zbiorniku ciecz ekstrakcyj¬ na i przekazuje ja poprzez przewody rurowe 11 do rozdzielaczy soku 12.Rozdzielacze soku 12 sa rozmieszczone na calej dlugosci dyfuzora i leza w kierunku transportu przed zasilajacymi je pompami obiegowymi 9 wzglednie zbiornikami 8. Na sitowym dnie 6 sliz¬ gaja sie przenosniki zgrzeblowe bez konca 13, mie¬ dzy którymi rozciagaja sie, poprzecznie do kierun¬ ku przenoszenia, liczne zgrzebla 14 (fig. 3 i 4).Lancuchy 13 sa przesuwane na krazkach prowa¬ dzacych 15 i za pomoca zgrzebel przesuwaja wy¬ tlok ze stala predkoscia przemieszczania, po dnie sitowym 6 az do wylotu z dyfuzora, gdzie wytlok jest kierowany do urzadzenia wyciskajacego 16.Urzadzenie wyciskajace ma równiez dno sitowe 17 ze znajdujacym sie pod nim zbiornikiem 18 do przyjmowania cieczy ekstrakcyjnej wyciskanej z wytloku. Dostajacy sie do urzadzenia wyciskajacego 16 wytlok jest przenoszony przenosnikami 21, kie¬ rowanymi walkami nawrotnymi 19, za pomoca po¬ przecznie umieszczonych zgrzebel 22. Urzadzenie przenosnikowe 21, 22 ma oddzielny naped i pra¬ cuje ze znacznie wyzsza predkoscia niz lancuchy zgarniakowe 13 dyfuzora 5.Nad urzadzeniem przenosnikowym 21, 22 leza¬ cym nizej niz dno sitowe 6, zainstalowano kilka walców wyciskajacych 24, znajdujacych sie w uchylnej ramie 23. Walce 24 moga byc ewentual¬ nie napedzane i obracac sie z rózna predkoscia obwodowa. Dla zwiekszenia nacisku wytlaczajace¬ go, dzialajacego na lezacy pod walcami wyciska¬ jacymi 24 wytlok, uchylna rama 23 jest polaczona z pionowym tlocznikiem 25.Ze wzgledu na wieksza predkosc obwodowa przenosników 21 w porównaniu z przenosnikami zgrzeblowymi 13 dyfuzora 5, wysokosc warstwy wytloku na drodze z dyfuzora do urzadzenia wy¬ ciskajacego 16 ulega duzemu zmniejszeniu, dzieki czemu walce wyciskajace 24 dzialaja na cienka warstwe wytloku, co powoduje uzyskanie odpo¬ wiednio dobrego odwodnienia.W celu zwiekszenia stopnia przewarstwiania wy¬ tloków przy przejsciu z dyfuzora 5 do urzadzenia wyciskajacego 16, wplywajacego korzystnie na do¬ datkowa dyfuzje za pomoca cieczy ekstrakcyjnej przyczepionej do czastek wytloków, na koncu dy¬ fuzora 5 zainstalowano walec skrdbakowy i roz¬ rzucajacy 26, którego skrobaki 27 rozlupuja zwar¬ ty placek wytloku wychodzacy z dyfuzora 5 i rzu¬ caja równomiernie przewarstwiony wytlok na urzadzenie przenosnikowe 21, 22. Na koncu dyfu¬ zora 5 zainstalowano walec grodziowy 28, który uniemozliwia wyplyw cieczy ekstrakcyjnej z dy¬ fuzora 5 i powoduje równoczesnie pewne wyciska¬ nie wytloku.Przed walcem grodziowym 28 znajduja sie roz¬ dzielacze soku 10, zasilane ciecza ekstrakcyjna wy¬ cisnieta w mlynie odwadniajacym 29. Przed roz¬ dzielaczami soku zainstalowano napedzany walec rozrywajacy 20 z kolcami, tarczami, rowkami itp.Walec rozrywajacy 20 rozluznia tak dalece górna czesc warstwy wytloku, ze rozpryskiwana z roz¬ dzielacza soku 10 i zawierajaca drobne czastki cial stalych ciecz ekstrakcyjna moze bez przeszkód przenikac w glab warstwy wytloku. Walec rozry¬ wajacy 20 moze byc równiez zainstalowany bez¬ posrednio pod rozdzielaczami soku 10 tak, ze jest wówczas ciagle obmywany przez wyplywajaca ciecz ekstrakcyjna.Przy koncu urzadzenia przenosnikowego 21, 22 zainstalowano dalszy walec skrobakowy i rozrzu^- cajacy, którego skrobaki 32 wrzucaja wytlok z urzadzenia transportowego 21, 22 na pochyly prze¬ nosnik 33 prowadzacy do mlyna odwadniajacego 29.W pokazanym na fig. 3 przykladzie wykonywa¬ nia urzadzenia, przejscie miedzy dnem sitowym 6 dyfuzora 5, a co najmniej jedna obiegowa tasma sitowa 35, lezaca w obrebie wyciskania i spoczy¬ wajaca na walkach podporowych 4, jest wykonane równiez schodkowe Naped tasmy sitowej 35 obie¬ gajacej szybciej niz przenosnik zgrzeblowy 13, od¬ bywa sie za pomoca walków nawrotnych 36. Na miejsce walca grodziowego w tym przykladzie wy¬ konania urzadzenia wedlug wynalazku na koncu dna sitowego 6 wzglednie u wylotu wlasciwego dyfuzora 5 znajduje sie wychylny zsuw 38, po¬ laczony z pionowym tlocznikiem 30. Zsuw ten po¬ woduje zarówno wyrównywanie warstwy wytloku, jak i wyciskanie znajdujacej sie w niej cieczy 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6063 7 ekstrakcyjnej. Poza tym przyklad wykonania po¬ kazany na fig. 3 odpowiada zasadniczo przyklado¬ wi uwidocznionemu na fig 1.Przyklad wykonania wedlug fig. 4 odpowiada zasadniczo przykladowi z fig. 3, przy czym jedynie urzadzenie przenosnikowe 34, 35, 36 jest zainsta¬ lowane w czesci koncowej dyfuzora 5, a górna czesc tasmy sitowej 35 znajduje sie w jednej plaszczyznie z dnem sitowym 6 wzglednie przeno¬ snikiem zgrzeblowym 13 dyfuzora 5. Oprócz tego w tym przykladzie zamiast walców wyciskajacych '24 zainstalowanych w ramie uchylnej 23 i pola¬ czonych z tlocznikiem 25 zastosowano jeden tylko walec wyciskajacy 37. Walec wyciskajacy 37 lezy w uchylnych widlach 39 i jest napedzany za po¬ moca silnika 40. Dla zwiekszenia sprawnosci plaszcz walca wyciskowego 37 ma równolegle do osi zebra 41.Z boku pochylego przenosnika 33 mozna zainsta¬ lowac blachy kierujace 42, uniemozliwiajace wy¬ padanie na zewnatrz wytloku rzucanego z walca skrobakowego 31 na pochyly przenosnik.Poniewaz w urzadzeniu wyciskajacym wedlug wynalazku zarówno dzialajace na wytlok cisnie¬ nie wyciskajace, jak i w zaleznosci od szybkosci transportu grubosc warstwy wytloku, moga byc dowolnie nastawiane, przez dopasowanie tych wielkosci do konsystencji kazdorazowego wytloku jest zagwarantowana optymalna dyfuzja dodatko¬ wa (odcukrzanie calkowite) oraz wstepne odwad¬ nianie.Doswiadczenia wykazaly, ze przy zmniejszeniu wysokosci warstwy wytloku w urzadzeniu wyci¬ ekowym do okolo 50o/o wysokosci warstwy w dy fuzorze, uzyskuje sie wzrost wycisnietej ilosci cie¬ czy o okolo 20 nienia wytlaczania, wynoszacego kilka atmosfer.Równoczesnie okazalo sie, ze mozna równiez znacznie zmniejszyc pozostalosc cukru w wytlo* ku. Daje to nie tylko korzysci ekonomiczne ale i umozliwia zmniejszenie liczby mlynów odwad¬ niajacych. 633 8 PL