WO2001056403A1 - Method for continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water and corresponding reactor for carrying out said method - Google Patents

Method for continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water and corresponding reactor for carrying out said method Download PDF

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WO2001056403A1
WO2001056403A1 PCT/EP2001/000881 EP0100881W WO0156403A1 WO 2001056403 A1 WO2001056403 A1 WO 2001056403A1 EP 0100881 W EP0100881 W EP 0100881W WO 0156403 A1 WO0156403 A1 WO 0156403A1
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sugar
solvent
feed
flow tube
sediment
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PCT/EP2001/000881
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Inventor
Raimund Kalinowski
Thomas Herold
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Tuchenhagen Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/30—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing carbohydrate syrups; containing sugars; containing sugar alcohols, e.g. xylitol; containing starch hydrolysates, e.g. dextrin
    • A23L29/32—Processes or apparatus for dissolving of sugars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F21/00—Dissolving
    • B01F21/20—Dissolving using flow mixing

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water, in which, in the course of the dissolving process, depending on the desired sugar concentration in the sugar solution to be produced, the sugar syrup, crystalline sugar and solvent are continuously fed in the required ratio and the appropriate amount of sugar syrup produced are continuously removed.
  • a solvent preferably water
  • the so-called "batch” solver should be mentioned here ([*] ⁇ Section 4.2.6.5.1 "Discontinuous
  • the sugar to be dissolved is first stored in a silo.
  • a dissolving tank equipped with a suitable mixing and weighing device, serves to dissolve the sugar for a production batch.
  • First water is weighed into the dissolving tank, then sugar is added by weight, and then the sugar is dissolved in the water by intensive mixing, as a rule with a suitable stirrer device.
  • the sugar solution obtained in this way is filtered and, if necessary, briefly heated.
  • the transport line, the filter and any heat exchangers are "sweetened" with retained recipe water.
  • Discontinuous processes offer economic and technological advantages in which the total quantity of loose sugar delivered is dissolved in one batch and further processed.
  • This so-called large-capacity solver is a stirred tank in which a silo train of sugar is directly dissolved in a liquid supply (water) by intensive mixing, so that it can be further processed depending on the task or purpose ([ * ] • Section 4.2.6.5.2 " United solver technology ").
  • a continuously working sugar remover consists of a mixing container that has a capacity of approximately 10 to 20% of the hourly dissolving capacity contains.
  • the sugar conveyed from a storage silo into a preliminary container is continuously dosed into the mixing container by means of a dosing channel, dosing screw or rotary feeder.
  • the water supply is regulated according to the measured sugar concentration via a metering valve.
  • the sugar suspended in the water is partially dissolved by circulation with the aid of a centrifugal pump, whereby strong turbulence is generated by using certain internals such as injector nozzles or so-called turbulence pipes.
  • a part of the sugar solution is continuously separated from the mixture of sugar and sugar solution by a suitable separation device.
  • the continuously removed sugar solution may flow through a redissolving chamber in which the remaining sugar crystals are completely dissolved.
  • a heat exchanger in the redissolving chamber, the operating temperature of which is set via a temperature controller.
  • the concentration of the dissolved sugar is preferably measured in the bypass with a refractometer or density meter and kept constant by means of a downstream regulator that controls the water supply via a control valve.
  • An outlet valve arranged in the discharge line for sugar syrup is opened as soon as the set target concentration is reached; the finished sugar solution then leaves the dissolver. If, on the other hand, the value falls below the set target concentration, the outlet valve remains closed and the sugar solution is circulated until the target concentration is reached by adding water.
  • the apparatus for post-treatment or further treatment can be made smaller than in the so-called “batch” processes.
  • continuously operating sugar dissolvers are the most economical solution at the moment.
  • the continuously operating sugar dissolvers are relatively complex in terms of their regulation, the noise level of their mixing devices is relatively high, and With approx. 5 kWh p "o tonne of dissolved sugar (5 kWh / t), they have a relatively high specific energy requirement. In addition, the control options are poor in terms of their output. For this reason, behind the continuously operating sugar solver there are always simple syrups. Storage tanks, so that a sufficiently safe supply of sugar syrup is ensured even with strongly fluctuating purchase performances.
  • a continuously working method for dissolving a crystalline or powdery mass in liquid, for example sugar in water in which a paste consisting of the solvent and the mass into the solvent to introduce the mass into the flowing solvent is metered in according to the desired concentration and in which the resulting mixture is passed over a solution section until the mass is completely dissolved.
  • the device for carrying out the method is characterized by an inlet funnel for the mass, a device for supplying solvent to the dry mass, a metering pump downstream of this device, a line carrying the solvent, into which the outlet of the metering pump opens, and one this mouth connecting solution route.
  • the known device is relatively complex on the one hand, since a total of four pumps, the piping required for this and a sufficiently long solution path are required.
  • the device has a relatively high energy requirement, which in itself results from the operation of the pumps and furthermore from the fact that a slurry consisting of the solvent and the mass passes through a first pipeline section and after subsequent addition of solvent into the slurry in accordance with the desired concentration, the resulting mixture must be conveyed over the downstream solution section until the mass is completely dissolved.
  • DE-AS 10 34 469 is a flow-dissolving system for the production of saturated, suitable for feeding flow-through sugar cookers with an intensely heated overflow pot, supplied with crystal sugar and water in controlled proportions in equal quantities.
  • This system is characterized firstly by a long flow duct system - preferably spiraling or composed of several concentric flow paths connected in series - with a cross circulation opposite the main flow direction, and secondly by an overflow arranged after the overflow pot Basin with associated heated syrup feed head.
  • the idea of the invention is essentially based on the fact that a sediment of crystalline sugar with a constant bed height is maintained in the solvent by supplying the crystalline sugar inside or above a sediment.
  • This bed of sedimented crystalline sugar is flowed through by the solvent against the force of gravity at a speed v which remains below a limit speed v G whirling up the sediment in the solvent.
  • the proposed method provides for the sediment to be maintained by supplying the crystalline sugar above the sediment This type of introduction of the crystalline sugar results in an incredibly simple reactor for carrying out the process.
  • the method provides for the sediment to be maintained by supplying the crystalline sugar within the sediment.
  • Dispensing with any mechanical energy supply that promotes the intensity of the solution process results in a very simple process, the implementation of which is reflected in an equally simple reactor. Since the flow rate of the sedimented crystalline sugar is set in such a way that the sediment is not whirled up by this means that no special measures are required to separate the as yet unresolved sugar crystals from the sugar syrup.
  • the proposed method thus enables the sugar to be dissolved in the solvent in an energetically favorable manner and in terms of apparatus very simply.
  • the required flow-through height and the resulting reaction length of the flow tube can easily be adapted to the existing or desired mass transfer conditions.
  • the sugar to be dissolved is introduced into the flow pipe via a feed arrangement for sugar which engages in the flow tube in the region between the feed and distribution device for the solvent and the discharge line for sugar syrup, where the undissolved sugar initially sediments.
  • the feed line for the solvent opens into the lower end of the flow tube, and in this area, directly after this junction, the feed and distribution device for this solvent is provided, so that the sedimented layer of undissolved sugar, similar to a so-called fixed bed , uniformly over the entire cross-sectional area of the flow tube, essentially against gravity, from below above, the solvent, m usually water, flows through. Above the undissolved sugar sedimenting during stationary operation of the flow tube, the remaining part of the flow tube is completely filled with the sugar solution produced, a more or less sharply defined separation layer being formed between the undissolved sugar and the sugar solution located above it.
  • the space required for the proposed reactor taking into account the traffic area for operation and maintenance, is approximately the same as that of conventional continuous sugar dissolvers, it is significantly smaller than that of the other conventional batch systems and large-volume dissolvers.
  • the reactor also works very quietly since it has only a few small drives. Its principle of action is based on a very large concentration gradient and an extremely large surface area between crystalline sugar and dissolved sugar. Due to the large masses, the system works sluggishly and with high precision. Since the solution runs counter to the supply of sugar and counter to the direction of gravity, the crystalline sugar is constantly in flux. The finest parts of the sugar are located near the bottom of the solvent, the undissolved sugar crystals at the top of the boundary layer.
  • Another embodiment of the proposed reactor provides, with regard to the point of introduction for the crystalline sugar, that the feed arrangement for sugar engages in the flow tube within the sediment.
  • the feed arrangement opens into the flow tube at a vertical distance h, measured from the feed and distribution device for the solvent, which corresponds to approximately one third of a flow height H of the flow tube, which is also from the feed and distribution device is measured.
  • the flow tube is particularly simple, the supply of sugar is largely unproblematic and the sedimentation and dissolution of the sugar take place without problems if an end of the supply arrangement opening into the flow pipe is designed as a supply pipe which engages from the top of the flow pipe and is oriented essentially vertically in the latter. Particularly favorable solution conditions are created when the feed pipe is arranged coaxially in the flow pipe.
  • the solvent preferably water
  • the solvent is continuously fed in via the feed line and sugar via the feed arrangement in the required ratio, while a corresponding volume flow of sugar syrup, also referred to as single syrup, the flow tube at its upper end almost without pressure via the discharge line leaves.
  • the volume or the amount of the solvent flowing in and the volume or the amount and concentration of the simple syrup are measured continuously, and the required amount is subsequently added by subsequently continuously adding solvent Desired setpoint concentration of the final product then called syrup is reached.
  • Dissolving sugar in water is an endothermic process.
  • a further embodiment of the proposed reactor according to the invention provides that a heat exchanger is provided in the upper half of the flow tube.
  • it is also proposed to ensure the necessary supply of heat by arranging a heat exchanger in the supply line for the solvent.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a reactor for the continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water, in which the feed arrangement for sugar engages in the flow tube above the sediment;
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the reactor, modified in the region of the feed arrangement compared to the embodiment according to FIG. 1 according to the invention, in which the feed arrangement also engages in the flow tube above the sediment and
  • Figure 3 is also a schematic representation of a third embodiment of a reactor according to the invention, in which the feed arrangement for sugar engages in the flow tube within the sediment.
  • Venting device w solvent (water)
  • a reactor 1 (FIG. 1) is designed as a vertically arranged flow tube.
  • the supply line 4 for the solvent W usually water, opens into this on the one hand at the lower end, while a discharge line 5 for supply kersirup ES, on the other hand, opens out at the upper end.
  • a feed and distribution device 2 for the solvent W is arranged in the flow pipe 1, via which the solvent W is distributed uniformly over the total cross-sectional area A of the flow pipe 1.
  • an end of a feed arrangement 3 for sugar Z designed as a feed tube 3d engages, and preferably in such a way that the feed tube 3d, oriented essentially vertically, penetrates the top of the flow tube 1 and is measured at a feed height h from the feed and distribution device 2 ends.
  • the feed height h corresponds to approximately two-thirds of a flow-through height H of the flow tube 1 ( h «H2 / 3), which is also measured by the feed and distribution device 2.
  • the discharge line 5 ends in an overflow and venting device 5a, via which a filling of the flow tube 1 to be adjusted to a liquid level N can be easily controlled.
  • the single syrup ES produced in the flow tube 1 leaves the overflow and deaeration device 5a via a connecting line 5b, in which a conveying device 9 is provided.
  • solvent W is initially introduced into the feed pipe 4 so that the sugar Z is introduced from the feed arrangement 3 below the liquid level which is established.
  • the undissolved sugar Z in the flow pipe 1 has h above the feeding and distributing device 2 via a deposition amount * (* a sediment S bed height h of crystalline sugar Z) sedimented and located above sugar solution ES a release layer T formed.
  • solvent W is continuously supplied via the feed line 4 and the downstream feed and distribution device 2, said solvent W flowing substantially uniformly through the bed consisting of undissolved sugar Z with the bed height h * over the total cross-sectional area A of the flow tube 1 (Condition W + Z).
  • sugar Z is continuously supplied in the required quantity ratio via the supply arrangement 3.
  • FIG. 2 shows the embodiment of a reactor which is also designed as a flow tube 1 and which is modified compared to that according to FIG. 1 in the region of the point of introduction of the feed arrangement 3 into the flow tube 1.
  • This introduction point for the crystalline sugar Z is at a feed height h, measured by the feed and distribution device 2, which in turn corresponds to approximately two thirds of the flow height H of the flow tube 1 (h ⁇ H2 / 3).
  • the feed arrangement 3 for sugar Z is designed in the form of a tube inclined against the longitudinal axis of the flow tube 1, which opens laterally into the flow tube 1 and continues at the lower end via a slide 3c in the flow tube 1.
  • the added crystalline sugar Z is layered onto the sediment S (bed height h * ), which is also composed of crystalline sugar Z.
  • the discharge line for sugar syrup 5 is arranged laterally at the upper end of the flow tube 1 in such a way that it acts as an overflow and thereby determines a maximum liquid level N in the flow tube 1.
  • this liquid level N is also formed in the feed arrangement 3 for sugar Z, whereby problem-free feeding of the crystalline sugar Z is possible in this area.
  • a motor-driven whipping and distributing device 8 is provided in the feed arrangement 3.
  • the latter can, according to the embodiment according to FIG. 1, be designed as a metering trough, screw or cellular wheel sluice 3e.
  • a reactor 1 corresponds to the extent that it is the flow tube 1, the feed line 4, the feed and distribution device 2 and the discharge line 5 1, 2.
  • a feed arrangement 3 for sugar Z driven by a motor M engages from the side, which is designed, for example, as a metering trough, screw or cellular wheel sluice 3e is and continuously doses crystalline sugar Z from a storage silo 3a into this area of the flow tube 1.
  • the feed arrangement 3 opens into the flow pipe 1 at a vertical distance h (feed height h), measured from the feed and distribution device 2 for the solvent W, which has approximately one third of a flowed height H of the flow pipe 1 (h «H / 3), which is also measured by the feed and distribution device 2, corresponds.
  • the supply arrangement 3 is to be shut off from the interior of the flow tube 1 by means of a shut-off valve 3b.
  • a second feed line 6 opens into the discharge line 5, via which the solvent W can be fed to the sugar syrup leaving the flow tube 1 and also referred to as simple syrup ES. In this way, the so-called ready-to-use syrup FS is produced with the desired setpoint concentration.
  • the flow tube 1 is started in the manner already described above (see FIG. 1), the position of the feed arrangement 3 and the feed height h determined by this having no significant influence on the structure of the sediment S and its bed height h * .
  • the flow tube 1 above the separation layer T is completely filled with sugar solution, the simple syrup ES.
  • the latter exits the flow pipe 1 almost without pressure via the discharge line 5.
  • Both the volume flow of the solvent W flowing in via the feed line 4 and the volume flow and the concentration (density) of the single syrup ES flowing in the discharge line 5 are measured continuously.
  • a transducer FT is provided for the volume flow in the feed line 4 and in the discharge line 5, and a transducer DT is provided for the density in the discharge line 5.
  • the amount of the dissolved sugar Z in the simple syrup ES leaving the flow pipe 1 via the discharge line 5 is regulated.
  • the sugar concentration reached in the flow tube 1 is always greater than the setpoint concentration in the finished syrup FS.
  • This desired target value concentration is regulated by continuously adding solvent W on the way via the second feed line 6 into the discharge line 5 by means of a flow controller FIC.
  • Volume flow and concentration of the single syrup ES leaving the flow tube 1 determine the volume flow of the solvent W in the feed line 4 and the amount of the sugar Z fed to the flow tube 1 via the feed arrangement 3.
  • the measuring and control devices FT, DT and FIC and the drive M der Feed arrangement 3 are connected to one another via signal processing lines 7.
  • Another crizilfahre ⁇ provides to set the desired target value concentration of the finished syrup FS by regulating the amount of sugar Z to be supplied.
  • the volume flow and concentration of the simple syrup ES leaving the flow pipe 1 via the discharge line 5 are measured and the amount of the sugar Z supplied via the feed arrangement 3 is regulated as a function of the volume flow of the solvent W in the feed line 4, which is also measured.
  • control methods described above are to be applied analogously to the reactor according to FIG. 1 or 2.

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Abstract

The invention relates to a method for continuous dissolution of crystalline sugar (Z) in a solvent (W), preferably water, whereby during the dissolution process, dependent upon the desired sugar concentration in the sugar solution, the sugar syrup, to be produced, crystalline sugar (Z) and solvent (W) are continuously added in the required amounts and the corresponding amount of sugar syrup (ES) thus generated is continuously drawn off. The aim of the invention is to create a method which is simple to carry out and the reactor necessary for carrying out said method shall be simpler in construction than conventional reactors, constructed without mixing gear and have a low specific energy requirement. Said aim is achieved by means of a method, whereby a sediment of crystalline sugar (Z) with a constant bed height (h*) is maintained by addition of the crystalline sugar to the solvent (W) either above or within the sediment. Said sediment (S) has a counter gravity flow of solvent (W), which results in a velocity (v) in the range of v = (0.2 to 1.0) 10-3 m/s, which is below the limiting velocity (v¿G?) required to stir up the sediment (S) into the solvent (W). The reactor is arranged as a vertical flow tube (1), with an inlet line (4) for the solvent (W) entering at the bottom end thereof, which comprises an inlet and distributor device (2) for the solvent (W) which are directly connected to each other, an outlet line (5) for sugar syrup (ES) at the upper end and, in the region between the distributor device (2) and the outlet line (5), an inlet arrangement for sugar (1).

Description

Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, und Reaktor zum Durchführen des Process for the continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water, and reactor for carrying out the
Verfahrensprocess
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, bei dem im Zuge des Lösungsprozesses in Abhängigkeit von der gewünschten Zuckerkonzentration in der zu erzeugenden Zuckerlösung, dem Zuckersirup, kristalliner Zucker und Lösungsmittel im erforderlichen Verhältnis kontinuierlich zugeführt und die entsprechende Menge erzeugter Zuckersirup kontinuierlich abgeführt werden.The invention relates to a process for the continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water, in which, in the course of the dissolving process, depending on the desired sugar concentration in the sugar solution to be produced, the sugar syrup, crystalline sugar and solvent are continuously fed in the required ratio and the appropriate amount of sugar syrup produced are continuously removed.
In der Getränkeindustrie, vornehmlich im Bereich der Herstellung alkoholfreier Erfrischungsgetränke, wird Zucker in kristalliner Ausgangsform aufgelöst und als hochkonzentrierte wäßrige Lösung verarbeitet. Dieser sogenannte Einfachsirup weist üblicherweise einen sogenannten Trockensubstanzgehalt der Lösung von mindestens WTS, = 60 % (entsprechend auch mit 60 °Brix bezeichnet) auf, wodurch diese Lösung ohne die Gefahr mikrobiologischen Wachstums gelagert wer- den kann.In the beverage industry, primarily in the area of the production of soft drinks, sugar is dissolved in a crystalline form and processed as a highly concentrated aqueous solution. This so-called single syrup usually has a so-called dry matter content of the solution of at least W TS = 60% (correspondingly also referred to as 60 ° Brix), as a result of which this solution can be stored without the risk of microbiological growth.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Zur Herstellung eines derartigen Zuckersirupes, auch als Einfachsirup bezeichnet, sind zum einen diskontinuierlich und zum andern kontinuierlich arbeitende Verfahren zur Auflösung des kristallinen Zuckers in Wasser bekannt. Zentrale Bedeutung kommt hierbei jeweils den Auflöseapparaturen zu, und hier insbesondere dem sogenannten Lösereaktor ([*]• Firmendruckschrift der Südzucker AG, „Auflösen von Zucker")* In diesen Lösereaktoren wird eine bestimmte Konzentration des Einfachsirupes innerhalb enger Toleranzen erwartet.For the production of such a sugar syrup, also known as a simple syrup, discontinuous and, on the other hand, continuously working methods for dissolving the crystalline sugar in water are known. The dissolving apparatus is of central importance here, and in particular the so-called dissolving reactor ([*] • Südzucker AG company publication, "Dissolving sugar") * In these dissolving reactors, a certain concentration of the simple syrup is expected within narrow tolerances.
Im Rahmen der diskontinuierlich arbeitenden Verfahren sei an dieser Stelle der sogenannte „batch"-Löser genannt ([*]■ Abschnitt 4.2.6.5.1 „Diskontinuierliche Anlagen"). Der aufzulösende Zucker wird zunächst in einem Silo gelagert. Ein Lösetank, ausgestattet mit einer geeigneten Misch- und Wiegeeinrichtung, dient zum Auflösen des Zuckers für eine Produktionscharge. In den Lösetank wird zunächst Wasser eingewogen, dann Zucker gewichtsmäßig zugegeben, und anschließend wird der Zucker durch intensives Mischen, in der Regel mit einer geeigneten Rührwerkseinrichtung, im Wasser gelöst. Diese so erhaltene Zuckerlösung wird filtriert und ggf. kurzzeiterhitzt. Die Transportleitung, der Filter und eventuell vorhandene Wärmeübertrager werden mit zurückbehaltenem Rezepturwasser „ausgesüßt".As part of the discontinuous process, the so-called "batch" solver should be mentioned here ([*] ■ Section 4.2.6.5.1 "Discontinuous The sugar to be dissolved is first stored in a silo. A dissolving tank, equipped with a suitable mixing and weighing device, serves to dissolve the sugar for a production batch. First water is weighed into the dissolving tank, then sugar is added by weight, and then the sugar is dissolved in the water by intensive mixing, as a rule with a suitable stirrer device. The sugar solution obtained in this way is filtered and, if necessary, briefly heated. The transport line, the filter and any heat exchangers are "sweetened" with retained recipe water.
Wirtschaftliche und technologische Vorteile bieten diskontinuierlich arbeitende Verfahren, bei denen die Gesamtmenge des angelieferten losen Zuckers in einer Charge gelöst und weiter aufbereitet wird. Dieser sogenannte Großraumlöser ist ein Rührbehälter, in dem eine Silozugladung Zucker in einer Flüssigkeitsvorlage (Wasser) durch intensives Mischen direkt gelöst wird, um dann, je nach Aufgabenstellung bzw. Verwendungszweck, weiterverarbeitet zu werden ([*]• Abschnitt 4.2.6.5.2 „Großlösertechnik").Discontinuous processes offer economic and technological advantages in which the total quantity of loose sugar delivered is dissolved in one batch and further processed. This so-called large-capacity solver is a stirred tank in which a silo train of sugar is directly dissolved in a liquid supply (water) by intensive mixing, so that it can be further processed depending on the task or purpose ([ * ] • Section 4.2.6.5.2 " United solver technology ").
Während bei der diskontinuierlichen Arbeitsweise das gesamte Lösegut für eine vorgegebene Zeitdauer zur Auflösung im Lösegefäß verbleibt, werden kontinuierlich arbeitende Systeme stetig durchflössen ([*]• Abschnitt 4.2.6.5.3 „Kontinuierliche Löseverfahren"). Das Lösegut hat somit keine einheitliche Aufenthaltsdauer im System, sondern unterliegt einer Verweilzeitverteilung. Die bekannten diesbezüglichen Apparaturen gleichen sich in ihrer Verfahrensweise und variieren nur hinsichtlich der Lösetemperatur, der Prozeßsteuerung sowie der Meß- und Regeltechnik für die Konzentrationseinstellung. Anschließend erfolgt auch die Nachbehandlung entsprechend den Erfordernissen des Betriebes oder des Produktes. In der Regel wird die hergestellte Zuckerlösung kontinuierlich filtriert und ggf. kurzzeiterhitzt.While in the discontinuous mode of operation the entire solute remains in the dissolving vessel for a predetermined period of time to dissolve, continuously operating systems are continuously flowed through ([*] • Section 4.2.6.5.3 "Continuous dissolving process"). The solute therefore does not have a uniform length of stay in the system The known apparatuses in this regard are similar in their procedure and vary only in terms of the dissolving temperature, the process control and the measurement and control technology for setting the concentration. The aftertreatment then also takes place in accordance with the requirements of the company or of the product As a rule, the sugar solution produced is continuously filtered and briefly heated if necessary.
Ein kontinuierlich arbeitender Zuckerlöser besteht aus einem Mischbehälter, der etwa ein Fassungsvermögen von 10 bis 20 % der stündlichen Löseleistung enthält. Der aus einem Vorratssilo in einen Vorbehälter geförderte Zucker wird mittels einer Dosierrinne, Dosierschnecke oder Zellenradschleuse kontinuierlich in den Mischbehälter dosiert. Bei konstantem Zuckermengenstrom wird die Wasserzufuhr entsprechend der gemessenen Zuckerkonzentration über ein Dosier- ventil geregelt. Der im Wasser suspendierte Zucker wird teilweise schon durch Umwälzung mit Hilfe einer Kreiselpumpe gelöst, wobei durch Einsatz bestimmter Einbauten wie Injektordüsen oder sogenannte Turbulenzrohre eine starke Turbulenz erzeugt wird. Durch eine geeignete Trenneinrichtung wird kontinuierlich ein Teil der Zuckerlösung von dem Gemisch aus Zucker und Zuckerlösung abge- trennt. Die kontinuierlich abgeführte Zuckerlösung durchströmt ggf. eine Nachlösekammer, in der die noch verbliebenen Zuckerkristalle restlos aufgelöst werden. Bei der Auflösung von Zucker unter Wärmezufuhr befindet sich in der Nachlösekammer ein Wärmetauscher, dessen Betriebstemperatur über einen Temperaturregler eingestellt wird.A continuously working sugar remover consists of a mixing container that has a capacity of approximately 10 to 20% of the hourly dissolving capacity contains. The sugar conveyed from a storage silo into a preliminary container is continuously dosed into the mixing container by means of a dosing channel, dosing screw or rotary feeder. With a constant flow of sugar, the water supply is regulated according to the measured sugar concentration via a metering valve. The sugar suspended in the water is partially dissolved by circulation with the aid of a centrifugal pump, whereby strong turbulence is generated by using certain internals such as injector nozzles or so-called turbulence pipes. A part of the sugar solution is continuously separated from the mixture of sugar and sugar solution by a suitable separation device. The continuously removed sugar solution may flow through a redissolving chamber in which the remaining sugar crystals are completely dissolved. When sugar is dissolved with the addition of heat, there is a heat exchanger in the redissolving chamber, the operating temperature of which is set via a temperature controller.
Die Konzentration des gelösten Zuckers wird vorzugsweise im Bypass mit einem Refraktometer oder Dichtemeßgerät gemessen und über einen nachgeschalteten Regler, der die Wasserzufuhr über ein Regelventil steuert, konstant gehalten. Ein in der Abführleitung für Zuckersirup angeordnetes Ausgaπgsventil wird geöffnet, sobald die eingestellte Soll-Konzentration erreicht ist; die fertige Zuckerlösung verläßt dann die Löseanlage. Wird dagegen die eingestellte Soll-Konzentration unterschritten, bleibt das Ausgangsventil geschlossen und die Zuckerlösung wird so lange umgewälzt, bis durch Wassernachdosierung die Soll-Konzentration erreicht ist.The concentration of the dissolved sugar is preferably measured in the bypass with a refractometer or density meter and kept constant by means of a downstream regulator that controls the water supply via a control valve. An outlet valve arranged in the discharge line for sugar syrup is opened as soon as the set target concentration is reached; the finished sugar solution then leaves the dissolver. If, on the other hand, the value falls below the set target concentration, the outlet valve remains closed and the sugar solution is circulated until the target concentration is reached by adding water.
Durch den kontinuierlichen Prozeß können die Apparaturen zur Nach- oder Weiterbehandlung kleiner als bei den sogenannten „batch"-Prozessen ausgeführt werden. Insbesondere bei Großanlagen sind kontinuierlich arbeitende Zuckerlöser die zur Zeit wirtschaftlichste Lösung.As a result of the continuous process, the apparatus for post-treatment or further treatment can be made smaller than in the so-called “batch” processes. In large plants in particular, continuously operating sugar dissolvers are the most economical solution at the moment.
Die kontinuierlich arbeitenden Zuckerlöser sind relativ aufwendig in Bezug auf ihre Regelung, der Geräuschpegel ihrer Mischeinrichtungen ist relativ hoch, und sie haben mit ca. 5 kWh p"o Tonne gelösten Zuckers (5 kWh/t) einen relativ hohen spezifischen Energiebedarf. Darüber hinaus ist die Regelmöglichkeit in Bezug auf ihre Ausbringleistung schlecht. Aus diesem Grunde befinden sich hinter dem kontinuierlich arbeitenden Zuckerlöser immer Einfachsirup-Lagertanks, damit eine hinreichend sichere Bereitstellung von Zuckersirup auch bei stark schwankenden Abnahmeleistungen sichergestellt ist.The continuously operating sugar dissolvers are relatively complex in terms of their regulation, the noise level of their mixing devices is relatively high, and With approx. 5 kWh p "o tonne of dissolved sugar (5 kWh / t), they have a relatively high specific energy requirement. In addition, the control options are poor in terms of their output. For this reason, behind the continuously operating sugar solver there are always simple syrups. Storage tanks, so that a sufficiently safe supply of sugar syrup is ensured even with strongly fluctuating purchase performances.
Aus der DE-OS 17 94 125 ist ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zum Lösen einer kristallinen oder pulverförmigen Masse in Flüssigkeit, beispielsweise Zucker in Wasser, bekannt, bei dem zum Einbringen der Masse in das Lösungsmittel ein aus dem Lösungsmittel und der Masse bestehender Brei in das strömende Lösungsmittel entsprechend der gewünschten Konzentration eindosiert wird und bei dem die so entstandene Mischung über eine Lösungsstrecke bis zur vollständigen Lösung der Masse weitergeleitet wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Einlauftrichter für die Masse, eine Einrichtung zum Zuführen von Lösungsmittel zu der trockenen Masse, eine dieser Einrichtung nachgeschaltete Dosierpumpe, eine das Lösungsmittel führende Leitung, in die der Auslaß der Dosierpumpe mündet, und eine sich an diese Mündung anschließende Lösungsstrecke.From DE-OS 17 94 125 a continuously working method for dissolving a crystalline or powdery mass in liquid, for example sugar in water, is known, in which a paste consisting of the solvent and the mass into the solvent to introduce the mass into the flowing solvent is metered in according to the desired concentration and in which the resulting mixture is passed over a solution section until the mass is completely dissolved. The device for carrying out the method is characterized by an inlet funnel for the mass, a device for supplying solvent to the dry mass, a metering pump downstream of this device, a line carrying the solvent, into which the outlet of the metering pump opens, and one this mouth connecting solution route.
Die bekannte Vorrichtung ist einerseits relativ aufwendig, da insgesamt vier Pumpen, die hierzu erforderliche Verrohrung und eine hinreichend lange Lösungsstrecke erforderlich sind. Die Vorrichtung hat darüber hinaus einen relativ hohen Energiebedarf, der aus dem Betrieb der Pumpen ansich und weiterhin der Tatsa- ehe resultiert, daß ein aus dem Lösungsmittel und der Masse bestehender Brei durch einen ersten Rohrleitungsabschnitt und nach anschließender Beimischung von Lösungsmittel in den Brei entsprechend der gewünschten Konzentration die so entstandene Mischung über die nachgeordnete Lösungsstrecke bis zur vollständigen Lösung der Masse gefördert werden müssen.The known device is relatively complex on the one hand, since a total of four pumps, the piping required for this and a sufficiently long solution path are required. In addition, the device has a relatively high energy requirement, which in itself results from the operation of the pumps and furthermore from the fact that a slurry consisting of the solvent and the mass passes through a first pipeline section and after subsequent addition of solvent into the slurry in accordance with the desired concentration, the resulting mixture must be conveyed over the downstream solution section until the mass is completely dissolved.
In der DE-AS 10 34 469 ist eine Durchfluß-Löse-Anlage zur Herstellung gesättigter, zur Speisung von Durchfluß-Zuckerkochern geeigneter Zuckerlösungen mit einem intensiv beheizten, in stetigem Einlauf mit Kristallzucker und Wasser in geregelten verhältnisgleichen Mengen belieferten Überlauftopf beschrieben. Diese Anlage zeichnet sich erstens aus durch ein dem Überlauftopf folgendes langes - vorzugsweise spiralig verlaufendes bzw. aus mehreren strömungsmäßig hinter- einandergeschalteten konzentrischen Strömungswegen zusammengesetztes - Strömungskanalsystem mit eine Querzirkulation gegenüber der Hauptströmrichtung erzeugender Heizung und zweitens durch ein am anderen Kanalende angeordnetes, mit einem Überlauf versehenes Becken mit zugehörigem beheiztem Sirup-Einspeisekopf.In DE-AS 10 34 469 is a flow-dissolving system for the production of saturated, suitable for feeding flow-through sugar cookers with an intensely heated overflow pot, supplied with crystal sugar and water in controlled proportions in equal quantities. This system is characterized firstly by a long flow duct system - preferably spiraling or composed of several concentric flow paths connected in series - with a cross circulation opposite the main flow direction, and secondly by an overflow arranged after the overflow pot Basin with associated heated syrup feed head.
Auch diese bekannte Durchfluß-Löse-Anlage zur kontinuierlichen Bereitstellung von Zuckerlösungen ist apparativ außerordentlich aufwendig gestaltet und für Löseleistungen in der Größenordnung von mehreren Tonnen Zucker je Stunde (t/h) kaum geeignet.This known flow-dissolving system for the continuous provision of sugar solutions is also extremely complex in terms of apparatus and hardly suitable for dissolving capacities in the order of several tons of sugar per hour (t / h).
Schließlich ist aus der DE-PS 443 181 ein Verfahren zur Lösung von Zucker auf warmem Wege bekannt, bei dem der zu lösende Zucker zwecks schneller Lösung mit kondensierendem Dampf an beheizter Fläche verrührt wird, wonach für dünnere Lösungen weitere Verdünnungsmittel nach Erfordernis zugeleitet werden, und wobei die hergestellte Lösung je nach der gewünschten Sättigung in entsprechender Höhe aus der Vorrichtung durch Hähne abgeleitet wird. Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens weist u.a. ein Rührwerk zum Verrühren des zu lösenden Zuckers mit kondensierendem Dampf und weiteren Verdünnungsmitteln auf. Aufgrund der Tatsache, daß die bekannte Vorrichtung von einer Rühr- und Mischeinrichtung Gebrauch macht, ist zum einen ein relativ hoher spezifischer Energiebedarf notwendig und zum andern sind derartige Einbauten bakteriologisch problematisch. Der beim Betrieb derartiger Rühr- und Mischeinrichtungeπ auftretende Geräuschpegel ist in der Regel unerwünscht.Finally, from DE-PS 443 181 a method for dissolving sugar in a warm way is known, in which the sugar to be dissolved is stirred with condensing steam on a heated surface for the purpose of quick dissolution, after which further diluents are fed in as required for thinner solutions, and the solution produced depending on the desired saturation is derived at a corresponding height from the device by means of taps. The device for performing the method has i.a. a stirrer to stir the sugar to be dissolved with condensing steam and other diluents. Due to the fact that the known device makes use of a stirring and mixing device, on the one hand a relatively high specific energy requirement is necessary and on the other hand such installations are problematic bacteriologically. The noise level occurring during the operation of such stirring and mixing devices is generally undesirable.
Es ist Aufgabe der Er indung, ein Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, zu schaffen, das einfach durchzuführen ist und zu dessen Durchführung ein Reaktor vorgese- hen wird, der gegenüber bekannten Apparaturen einfacher in seinem Aufbau ist, Mischeinrichtungen überflüssig macht und einen geringeren spezifischen Energiebedarf aufweist.It is the object of the invention to provide a process for the continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water, which is simple to carry out and for which a reactor is provided. hen, which is simpler in construction compared to known apparatuses, makes mixing devices superfluous and has a lower specific energy requirement.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Reaktor zum Durchführen des Verfahrens ergibt sich aus den Merkmalen im Anspruch 3, während vorteilhafte Ausführungsformen des vorgeschlagenen Reaktors Gegenstand der dem Anspruch 3 nachgeordneten Unteransprüche sind.This object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the proposed method are the subject of the dependent claims. A reactor for carrying out the method results from the features in claim 3, while advantageous embodiments of the proposed reactor are the subject of the subordinate claims subordinate to claim 3.
Der Erfindungsgedanke basiert im wesentlichen darauf, daß im Lösungsmittel durch Zufuhr des kristallinen Zuckers innerhalb oder oberhalb eines Sediments ein Sediment aus kristallinem Zucker mit einer konstanten Betthöhe aufrecht erhalten wird. Dieses Bett aus sedimentiertem kristallinen Zucker wird vom Lösungsmittel gegen die Schwerkraft mit einer Geschwindigkeit v durchströmt, die unterhalb einer das Sediment im Lösungsmittel aufwirbelnden Grenzgeschwindigkeit vG bleibt. Hierbei ist eine Geschwindigkeit v im Bereich von v = (0,2 bis 1 ,0) 10"3 m/s vorgesehen. Das vorgeschlagene Verfahren sieht in einer ersten Ausgestaltung vor, das Sediment durch Zufuhr des kristallinen Zuckers oberhalb des Sediments aufrechtzuerhalten. Aus dieser Art der Einbringung des kristallinen Zuckers resultiert ein erstaunlich einfacher Reaktor zum Durchführen des Verfahrens.The idea of the invention is essentially based on the fact that a sediment of crystalline sugar with a constant bed height is maintained in the solvent by supplying the crystalline sugar inside or above a sediment. This bed of sedimented crystalline sugar is flowed through by the solvent against the force of gravity at a speed v which remains below a limit speed v G whirling up the sediment in the solvent. A speed v in the range of v = (0.2 to 1.0) 10 -3 m / s is provided. In a first embodiment, the proposed method provides for the sediment to be maintained by supplying the crystalline sugar above the sediment This type of introduction of the crystalline sugar results in an amazingly simple reactor for carrying out the process.
Das Verfahren sieht in einer alternativen Ausgestaltung vor, das Sediment durch Zufuhr des kristallinen Zuckers innerhalb des Sediments aufrechtzuerhalten.In an alternative embodiment, the method provides for the sediment to be maintained by supplying the crystalline sugar within the sediment.
Der Verzicht auf jegliche die Intensität des Lösungsprozesses befördernde me- chanische Energiezufuhr ergibt ein sehr einfaches Verfahren, dessen Durchführung sich in einem ebenso einfachen Reaktor niederschlägt. Da die Durchströmungsgeschwindigkeit des sedimentierten kristallinen Zuckers so eingestellt wird, daß durch diese das Sediment nicht aufgewirbelt wird, sind auch keine besonderen Maßnahmen zur Trennung der noch nicht vollständig aufgelösten Zuckerkri- stalle vom Zuckersirup erforderlich. Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht somit eine energetisch günstige und eine apparativ sehr einfache Auflösung des Zuckers im Lösungsmittel. Der Aufbau und die Steuerung des Reaktors sind extrem einfach; er arbeitet praktisch wartungsfrei. Es hat sich gezeigt, daß günstige Auflösungsbedingungen vorliegen, wenn das Sediment aus kristallinem Zucker mit einer Geschwindigkeit im Bereich von v = (0,2 bis 1 ,0) 10~3 m/s durchströmt wird.Dispensing with any mechanical energy supply that promotes the intensity of the solution process results in a very simple process, the implementation of which is reflected in an equally simple reactor. Since the flow rate of the sedimented crystalline sugar is set in such a way that the sediment is not whirled up by this means that no special measures are required to separate the as yet unresolved sugar crystals from the sugar syrup. The proposed method thus enables the sugar to be dissolved in the solvent in an energetically favorable manner and in terms of apparatus very simply. The construction and control of the reactor are extremely simple; it works practically maintenance-free. It has been shown that favorable dissolution conditions are present when the crystalline sugar sediment is flowed through at a speed in the range from v = (0.2 to 1.0) 10 -3 m / s.
Bei einer Durchströmung des Sediments mit einer Geschwindigkeit v vorzugsweise in der Nähe von v = 0,2 x 10"3 m/s ist in jedem Falle sichergestellt, daß eine Aufwirbelung des Sediments aus kristallinem Zucker vermieden wird. Unter diesen Bedingungen lassen sich je Quadratmeter durchströmten Sediments annä- hernd 700 l/h Zuckersirup mit 62 °Brix bei 17 bis 20 °C Lösemitteltemperatur erzeugen.When the sediment flows through at a speed v, preferably in the vicinity of v = 0.2 x 10 "3 m / s, it is ensured in any case that the sediment is not stirred up from crystalline sugar. Under these conditions, per square meter produce approximately 700 l / h of sugar syrup with 62 ° Brix at 17 to 20 ° C solvent temperature.
Durch Ausbildung eines Reaktors zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens in Gestalt eines vertikal angeordneten Strömungsrohres mit entsprechendem Verweilzeitverhalten werden Misch- und Rühreinrichtungen überflüssig. Die erforderliche durchströmte Höhe und die daraus resultierende Reaktionslänge des Strömungsrohres ist an die vorliegenden bzw. anzustrebenden Stoffaustauschbedingungen leicht anpaßbar. Der aufzulösende Zucker wird über eine im Bereich zwischen der Zuführ- und Verteileinrichtung für das Lösungsmittel und der Ab- führleitung für Zuckersirup in das Strömungsrohr eingreifende Zuführanordnung für Zucker in das Strömungsrohr eingebracht, wo der ungelöste Zucker zunächst sedimentiert. In das untere Ende des Strömungsrohres mündet die Zuführleitung für das Lösungsmittel ein, und in diesem Bereich ist, unmittelbar anschließend an diese Einmündungsstelle, die Zuführ- und Verteileinrichtung für dieses Lösungs- mittel vorgesehen, so daß die sedimentierte Schicht ungelösten Zuckers, ähnlich einem sogenannten Festbett, gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche des Strömungsrohres im wesentlichen gegen die Schwerkraft, von unten nach oben, vom Lösungsmittel, m Regelfali vom Wasser, durchströmt wird. Oberhalb des sich im stationären Betrieb des Strömungsrohres sedimentierenden ungelösten Zuckers ist der verbleibende Teil des Strömungsrohres bestimmungsgemäß vollständig mit der erzeugten Zuckerlösung ausgefüllt, wobei sich zwischen dem ungelösten Zucker und der darüber befindlichen Zuckerlösung eine mehr oder weniger scharf begrenzte Trennschicht ausbildet.By designing a reactor for carrying out the proposed method in the form of a vertically arranged flow tube with a corresponding residence time behavior, mixing and stirring devices are superfluous. The required flow-through height and the resulting reaction length of the flow tube can easily be adapted to the existing or desired mass transfer conditions. The sugar to be dissolved is introduced into the flow pipe via a feed arrangement for sugar which engages in the flow tube in the region between the feed and distribution device for the solvent and the discharge line for sugar syrup, where the undissolved sugar initially sediments. The feed line for the solvent opens into the lower end of the flow tube, and in this area, directly after this junction, the feed and distribution device for this solvent is provided, so that the sedimented layer of undissolved sugar, similar to a so-called fixed bed , uniformly over the entire cross-sectional area of the flow tube, essentially against gravity, from below above, the solvent, m usually water, flows through. Above the undissolved sugar sedimenting during stationary operation of the flow tube, the remaining part of the flow tube is completely filled with the sugar solution produced, a more or less sharply defined separation layer being formed between the undissolved sugar and the sugar solution located above it.
Der Platzbedarf für den vorgeschlagenen Reaktor ist unter Berücksichtigung der Verkehrsfläche für Bedienung und Wartung etwa gleich groß wie bei üblichen kontinuierlichen Zuckerlösern, er ist deutlich kleiner als bei den anderen gebräuchlichen Batchsystemen und Großraumlösem. Der Reaktor arbeitet darüber hinaus sehr leise, da er nur über wenige, kleine Antriebe verfügt. Sein Wirkungsprinzip beruht auf einem sehr großen Konzentrationsgefälle und einer extrem großen Oberfläche zwischen kristallinem Zucker und gelöstem Zucker. Durch große Massen arbeitet das System träge und hoch genau. Da die Lösung entgegen der Zuckerzuführung und entgegen der Schwerkraftrichtung abläuft, ist der kristalline Zucker ständig im Fluß. Die feinsten Teile des Zuckers befinden sich unten in der Nähe des Lösungsmitteleintritts, die ungelösten Zuckerkristalle oben an der Grenzschicht. Da der Einfachsirup durch die ungelösten Kristalle hindurchläuft, ergibt sich ein Vorkläreffekt. Durch den stetigen Fluß des Zuckers ergibt sich eine totraumfreie und dem Verweilzeitverhalten eines idealen Strömungsrohres nahezu entsprechende Durchströmung des Reaktors. Durch die konkrete Ausgestaltung des Strömungsrohres werden tote Ecken sicher vermieden.The space required for the proposed reactor, taking into account the traffic area for operation and maintenance, is approximately the same as that of conventional continuous sugar dissolvers, it is significantly smaller than that of the other conventional batch systems and large-volume dissolvers. The reactor also works very quietly since it has only a few small drives. Its principle of action is based on a very large concentration gradient and an extremely large surface area between crystalline sugar and dissolved sugar. Due to the large masses, the system works sluggishly and with high precision. Since the solution runs counter to the supply of sugar and counter to the direction of gravity, the crystalline sugar is constantly in flux. The finest parts of the sugar are located near the bottom of the solvent, the undissolved sugar crystals at the top of the boundary layer. Since the simple syrup runs through the undissolved crystals, there is a pre-clarification effect. The constant flow of the sugar results in a flow through the reactor which is free of dead space and almost corresponds to the residence time behavior of an ideal flow tube. The specific design of the flow tube reliably prevents dead corners.
Eine näherungsweise konstante Betthöhe des sedimentierten kristallinen Zuckers wird dadurch aufrechterhalten, daß die Zuführanordnung für Zucker oberhalb des Sediments in das Strömungsrohr eingreift. In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, daß besonders günstige Verhältnisse dann gegeben sind, wenn die Zu- führanordnung in einem vertikalen Abstand h, gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung für das Lösungsmittel, in das Strömungsrohr einmündet, der etwa Zweidrittel der durchströmten Höhe H ausmacht, ebenfalls gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung. In diesem Falle wird der zugeführte kristalline Zucker auf das Sediment aufgeschichtet. Hierdurch läßt sich die Zuführanordnung für Zucker besonders einfach ausgestalten, und es besteht nicht die Gefahr des Eindringens von Zuckerlösung in die Zuführanordnung.An approximately constant bed height of the sedimented crystalline sugar is maintained by the fact that the supply arrangement for sugar engages in the flow tube above the sediment. In this connection, it has been shown that particularly favorable conditions exist when the feed arrangement opens into the flow tube at a vertical distance h, measured from the feed and distribution device for the solvent, which makes up about two-thirds of the flowed-through height H. , also measured by the feed and distribution device. In this case, the added crystalline sugar is layered on top of the sediment. As a result, the feed arrangement for sugar can be designed in a particularly simple manner, and there is no risk of sugar solution penetrating into the feed arrangement.
Eine andere Ausgestaltung des vorgeschlagenen Reaktors sieht hinsichtlich der Einleitungsstelle für den kristallinen Zucker vor, daß die Zuführanordnung für Zucker innerhalb des Sediments in das Strömungsrohr eingreift. Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Zuführanordnung in einem vertikalen Abstand h, gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung für das Lösungsmittel, in das Strömungsrohr einmündet, der etwa einem Drittel einer durchströmten Höhe H des Strömungsrohres entspricht, die ebenfalls von der Zuführ- und Verteileinrichtung gemessen wird.Another embodiment of the proposed reactor provides, with regard to the point of introduction for the crystalline sugar, that the feed arrangement for sugar engages in the flow tube within the sediment. In this context, it has proven to be advantageous if the feed arrangement opens into the flow tube at a vertical distance h, measured from the feed and distribution device for the solvent, which corresponds to approximately one third of a flow height H of the flow tube, which is also from the feed and distribution device is measured.
Das Strömungsrohr gestaltet sich besonders einfach, die Zuckerzuführung ist weitgehend unproblematisch und die Sedimentierung und Lösung des Zuckers erfolgen störungsfrei, wenn ein im Strömungsrohr ausmündendes Ende der Zuführanordnung als Zuführrohr ausgebildet ist, das von der Oberseite des Strömungsrohres und im wesentlichen vertikal orientiert in letzteres eingreift. Dabei werden besonders günstige Lösungsbedingungen geschaffen, wenn das Zuführrohr koaxial im Strömungsrohr angeordnet ist.The flow tube is particularly simple, the supply of sugar is largely unproblematic and the sedimentation and dissolution of the sugar take place without problems if an end of the supply arrangement opening into the flow pipe is designed as a supply pipe which engages from the top of the flow pipe and is oriented essentially vertically in the latter. Particularly favorable solution conditions are created when the feed pipe is arranged coaxially in the flow pipe.
Im stationären Betrieb des Strömungsrohres werden kontinuierlich das Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, über die Zuführleitung und Zucker über die Zu- führanordnung im erforderlichen Mengenverhältnis zugeführt, während ein entsprechender Mengenstrom Zuckersirup, auch als Einfachsirup bezeichnet, das Strömungsrohr an dessen oberem Ende nahezu drucklos über die Abführleitung verläßt. Dabei werden das Volumen bzw. die Menge des zuströmenden Lösungsmittels sowie das Volumen bzw. die Menge und Konzentration des Einfach- sirupes kontinuierlich gemessen, und es wird anschließend durch nachträgliches kontinuierliches Hinzumischen von Lösungsmittel in der erforderlichen Menge die gewünschte Sollwert-Konzentration des dann als Fertigsirup bezeichneten Endproduktes erreicht.In the steady-state operation of the flow tube, the solvent, preferably water, is continuously fed in via the feed line and sugar via the feed arrangement in the required ratio, while a corresponding volume flow of sugar syrup, also referred to as single syrup, the flow tube at its upper end almost without pressure via the discharge line leaves. The volume or the amount of the solvent flowing in and the volume or the amount and concentration of the simple syrup are measured continuously, and the required amount is subsequently added by subsequently continuously adding solvent Desired setpoint concentration of the final product then called syrup is reached.
Untersuchungen haben ergeben, daß die durchströmte Höhe des Strömungsrohres mit ca. H = 3 bis 3,5 m und die Betthöhe h* des Sediments mit ca. 2 m ausreichend bemessen sind. Dieses Ergebnis findet in einem entsprechenden Auslegungsvorschlag seinen Niederschlag. Diese Reaktorhöhe stellt sicher, daß der erforderliche Trockensubstanzgehalt von wenigstens WTS, = 60 % (entsprechend 60 °Brix) am Austritt des Strömungsrohres erreicht wird.Investigations have shown that the flowed-through height of the flow tube is sufficiently dimensioned at approx. H = 3 to 3.5 m and the bed height h * of the sediment at approx. 2 m. This result is reflected in a corresponding design proposal. This reactor height ensures that the required dry matter content of at least W TS = 60% (corresponding to 60 ° Brix) is reached at the outlet of the flow tube.
Das Auflösen von Zucker in Wasser ist ein endothermer Prozeß. Falls dieser Prozeß zwecks Erhöhung der Lösungsgeschwindigkeit jedoch isotherm geführt werden soll, sieht eine weitere Ausgestaltung des vorgeschlagenen Reaktors gemäß der Erfindung vor, daß in der oberen Hälfte des Strömungsrohres ein Wärmetau- scher vorgesehen ist. Alternativ hierzu wird weiterhin vorgeschlagen, die erforderliche Wärmezufuhr durch Anordnung eines Wärmetauschers in der Zuführleitung für das Lösungsmittel sicherzustellen.Dissolving sugar in water is an endothermic process. However, if this process is to be carried out isothermally in order to increase the dissolution rate, a further embodiment of the proposed reactor according to the invention provides that a heat exchanger is provided in the upper half of the flow tube. As an alternative to this, it is also proposed to ensure the necessary supply of heat by arranging a heat exchanger in the supply line for the solvent.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Ausführungsbeispiele des Reaktors zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend hinsichtlich ihres Aufbaus und Betriebes beschrieben.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Exemplary embodiments of the reactor for carrying out the method according to the invention are shown in the drawing and are described below with regard to their construction and operation.
Es zeigen Figur 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines Reaktors zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, bei dem die Zuführanordnung für Zucker oberhalb des Sediments in das Strömungsrohr eingreift;1 shows a schematic representation of a first embodiment of a reactor for the continuous dissolution of crystalline sugar in a solvent, preferably water, in which the feed arrangement for sugar engages in the flow tube above the sediment;
Figur 2 eine gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 1 im Bereich der Zuführanordnung abgewandelte zweite Ausführungsform des Reaktors gemäß der Erfindung, bei dem die Zuführanordnung ebenfalls oberhalb des Sediments in das Strömungsrohr eingreift undFIG. 2 shows a second embodiment of the reactor, modified in the region of the feed arrangement compared to the embodiment according to FIG. 1 according to the invention, in which the feed arrangement also engages in the flow tube above the sediment and
Figur 3 gleichfalls in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform eines Reaktors gemäß der Erfindung, bei dem die Zuführanordnung für Zucker innerhalb des Sediments in das Strömungsrohr eingreift.Figure 3 is also a schematic representation of a third embodiment of a reactor according to the invention, in which the feed arrangement for sugar engages in the flow tube within the sediment.
BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGENREFERENCE SIGN LIST OF ABBREVIATIONS USED
1 Reaktor (Strömungsrohr)1 reactor (flow tube)
2 Zuführ- und Verteileinrichtung A Gesamtquerschnittsfläche2 Feed and distribution device A total cross-sectional area
3 Zuführanordnung H durchströmte Höhe3 Feed arrangement H flowed through height
3a Vorratssilo h Einspeisehöhe3a storage silo h feed height
3b Absperrklappe h* Betthöhe3b butterfly valve h * bed height
3c Rutsche M Antrieb3c slide M drive
3d Zuführrohr ES Einfachsirup3d feed tube ES simple syrup
3e Dosierrinne/-schnecke/ FS Fertigsirup Zellenradschleuse3rd metering channel / screw / FS ready syrup rotary valve
N FlüssigkeitsspiegelN liquid level
4 Zuführleitung4 feed line
S SedimentS sediment
5 Abführleitung5 discharge line
T TrennschichtT interface
5a Überlauf- und5a overflow and
Entlüftungsvorrichtung w Lösungsmittel (Wasser)Venting device w solvent (water)
5b Verbindungsleitung z Zucker5b connecting line z sugar
6 zweite Zuführleitung FT Durchflußmessung6 second feed line FT flow measurement
7 Signalverarbeitungsleitungen DT Dichtemessung7 signal processing lines DT density measurement
Ä Finsr.hlj.π- i u-irt FIC DurchflußregelungÄ Finsr.hlj.π- i u-irt FIC flow control
Verteileinrichtung FördereinrichtungDistribution device conveyor
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Ein Reaktor 1 (Figur 1) ist als vertikal angeordnetes Strömungsrohr ausgebildet. In dieses mündet einerseits am unteren Ende die Zuführleitung 4 für das Lösungsmittel W, im Regelfall Wasser, ein, während eine Abführleitung 5 für Zuk- kersirup ES andererseits am oberen Ende ausmündet. Unmittelbar im Anschluß an die Eintrittsstelle der Zuführleitung 4 in das Strömungsrohr 1 ist in diesem eine Zuführ- und Verteileinrichtung 2 für das Lösungsmittel W angeordnet, über die das Lösungsmittel W gleichmäßig über die durchströmte Gesamtquerschnittsflä- ehe A des Strömungsrohres 1 verteilt wird. In die obere Hälfte des Strömungsrohres 1 greift ein als Zuführrohr 3d ausgebildetes Ende einer Zuführanordnung 3 für Zucker Z ein, und zwar vorzugsweise derart, daß das Zuführrohr 3d, im wesentlichen vertikal orientiert, die Oberseite des Strömungsrohres 1 durchdringt und auf einer Einspeisehöhe h, gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung 2, endet. Die Zuführanordnung 3, die in ihrem dem Zuführrohr 3d vorgeordneten Abschnitt beispielsweise als Dosierrinne, -Schnecke oder Zellenradschleuse 3e ausgebildet ist, dosiert kontinuierlich kristallinen Zucker Z in diesen Bereich des Strömungsrohres 1. Die Einspeisehöhe h entspricht etwa Zweidrittel einer durchströmten Höhe H des Strömungsrohres 1 (h « H2/3), die ebenfalls von der Zuführ- und Verteileinrichtung 2 gemessen wird. Die Abführleitung 5 endet in einer Überlauf- und Entlüftungsvorrichtung 5a, über die eine auf einen Flüssigkeitsspiegel N einzustellende Befüllung des Strömungsrohres 1 leicht zu steuern ist. Der im Strömungsrohr 1 erzeugte Einfachsirup ES verläßt die Überlauf- und Entlüftungsvorrichtung 5a über eine Verbindungsleitung 5b, in der eine Fördereinrichtung 9 vor- gesehen ist.A reactor 1 (FIG. 1) is designed as a vertically arranged flow tube. The supply line 4 for the solvent W, usually water, opens into this on the one hand at the lower end, while a discharge line 5 for supply kersirup ES, on the other hand, opens out at the upper end. Immediately following the entry point of the feed line 4 into the flow pipe 1, a feed and distribution device 2 for the solvent W is arranged in the flow pipe 1, via which the solvent W is distributed uniformly over the total cross-sectional area A of the flow pipe 1. In the upper half of the flow tube 1, an end of a feed arrangement 3 for sugar Z designed as a feed tube 3d engages, and preferably in such a way that the feed tube 3d, oriented essentially vertically, penetrates the top of the flow tube 1 and is measured at a feed height h from the feed and distribution device 2 ends. The feed arrangement 3, which is designed in its section upstream of the feed tube 3d, for example as a metering trough, screw or cellular wheel sluice 3e, continuously doses crystalline sugar Z into this area of the flow tube 1. The feed height h corresponds to approximately two-thirds of a flow-through height H of the flow tube 1 ( h «H2 / 3), which is also measured by the feed and distribution device 2. The discharge line 5 ends in an overflow and venting device 5a, via which a filling of the flow tube 1 to be adjusted to a liquid level N can be easily controlled. The single syrup ES produced in the flow tube 1 leaves the overflow and deaeration device 5a via a connecting line 5b, in which a conveying device 9 is provided.
Zum Anfahren des Strömungsrohres 1 wird in diesem zunächst über die Zuführleitung 4 so viel Lösungsmittel W vorgelegt, daß der Eintrag des Zuckers Z aus der Zuführanordnung 3 unterhalb des sich einstellenden Flüssigkeitsspiegels er- folgt. Nach einer Wartezeit hat sich der ungelöste Zucker Z im Strömungsrohr 1 oberhalb der Zuführ- und Verteileinrichtung 2 über eine Ablagerungshöhe h* (Betthöhe h* eines Sediments S aus kristallinem Zucker Z) sedimentiert und zur darüber befindlichen Zuckerlösung ES eine Trennschicht T ausgebildet. Anschließend wird über die Zuführleitung 4 und die nachgeordnete Zuführ- und Verteileinrichtung 2 kontinuierlich Lösungsmittel W zugeführt, das das aus ungelöstem Zucker Z bestehende Bett mit der Betthöhe h* über die Gesamtquerschnittsfläche A des Strömungsrohres 1 im wesentlichen gleichmäßig durchströmt (Zustand W+Z). Entsprechend der Lösungsmittelzufuhr W über die Zuführleitung 4 wird im erforderlichen Mengenverhältnis kontinuierlich Zucker Z über die Zuführanordnung 3 zugeführt.To start the flow tube 1, sufficient solvent W is initially introduced into the feed pipe 4 so that the sugar Z is introduced from the feed arrangement 3 below the liquid level which is established. After a waiting period the undissolved sugar Z in the flow pipe 1 has h above the feeding and distributing device 2 via a deposition amount * (* a sediment S bed height h of crystalline sugar Z) sedimented and located above sugar solution ES a release layer T formed. Subsequently, solvent W is continuously supplied via the feed line 4 and the downstream feed and distribution device 2, said solvent W flowing substantially uniformly through the bed consisting of undissolved sugar Z with the bed height h * over the total cross-sectional area A of the flow tube 1 (Condition W + Z). Corresponding to the solvent supply W via the supply line 4, sugar Z is continuously supplied in the required quantity ratio via the supply arrangement 3.
Figur 2 zeigt die Ausführungsform eines ebenfalls als Strömungsrohr 1 ausgebildeten Reaktors, der gegenüber jenem gemäß Figur 1 im Bereich der Einleitungsstelle der Zuführaπordnung 3 in das Strömungsrohr 1 abgewandelt ist. Diese Einleitungsstelle für den kristallinen Zucker Z liegt auf einer Einspeisehöhe h, gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung 2, die wiederum etwa Zweidrittel der durchströmten Höhe H des Strömungsrohres 1 entspricht (h « H2/3). Dabei ist die Zuführanordnung 3 für Zucker Z in Form eines gegen die Längsachse des Strömungsrohres 1 geneigten Rohres ausgeführt, das in das Strömungsrohr 1 seitlich einmündet und sich am unteren Ende über eine Rutsche 3c im Strömungsrohr 1 fortsetzt. Dadurch wird der zugeführte kristalline Zucker Z auf das ebenfalls aus kristallinem Zucker Z bestehende Sediment S (Betthöhe h*) aufgeschichtet.FIG. 2 shows the embodiment of a reactor which is also designed as a flow tube 1 and which is modified compared to that according to FIG. 1 in the region of the point of introduction of the feed arrangement 3 into the flow tube 1. This introduction point for the crystalline sugar Z is at a feed height h, measured by the feed and distribution device 2, which in turn corresponds to approximately two thirds of the flow height H of the flow tube 1 (h <H2 / 3). The feed arrangement 3 for sugar Z is designed in the form of a tube inclined against the longitudinal axis of the flow tube 1, which opens laterally into the flow tube 1 and continues at the lower end via a slide 3c in the flow tube 1. As a result, the added crystalline sugar Z is layered onto the sediment S (bed height h * ), which is also composed of crystalline sugar Z.
Die Abführleitung für Zuckersirup 5 ist seitlich am oberen Ende des Strömungsrohres 1 derart angeordnet, daß sie wie ein Überlauf wirkt und dadurch einen ma- ximalen Flüssigkeitsspiegel N im Strömungsrohr 1 determiniert. Dieser Flüssigkeitsspiegel N bildet sich nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren auch in der Zuführanordπung 3 für Zucker Z ab, wodurch ein problemloses Zuführen des kristallinen Zuckers Z in diesem Bereich möglich ist. Zur leichteren Einbringung und Verteilung des Zuckers Z in das auf dem durch den Flüssigkeitsspiegel N gegebene Niveau anstehende Lösungsmittel W, das im wesentlichen dem über der Trennschicht T befindlichen Einfachsirup ES entspricht, ist in der Zuführanordnung 3 eine motorisch angetriebene Einschlag- und Verteileinrichtung 8 vorgesehen. Letztere kann, entsprechend der Ausführung gemäß Figur 1 , als Dosierrinne, -Schnecke oder Zellenradschleuse 3e ausgeführt sein.The discharge line for sugar syrup 5 is arranged laterally at the upper end of the flow tube 1 in such a way that it acts as an overflow and thereby determines a maximum liquid level N in the flow tube 1. According to the principle of the communicating tubes, this liquid level N is also formed in the feed arrangement 3 for sugar Z, whereby problem-free feeding of the crystalline sugar Z is possible in this area. To facilitate the introduction and distribution of the sugar Z in the solvent W present at the level given by the liquid level N, which essentially corresponds to the simple syrup ES located above the separating layer T, a motor-driven whipping and distributing device 8 is provided in the feed arrangement 3. The latter can, according to the embodiment according to FIG. 1, be designed as a metering trough, screw or cellular wheel sluice 3e.
Ein Reaktor 1 (Figur 3) entspricht, soweit es sich um das Strömungsrohr 1 , die Zuführleitung 4, die Zuführ- und Verteileinrichtung 2 sowie die Abführleitung 5 handelt, dem bereits vorstehend beschriebenen Aufbau des Reaktors gemäß Figur 1 oder 2. In die untere Hälfte des Strömungsrohres 1 greift von der Seite eine über einen Motor M angetriebene Zuführanordnung 3 für Zucker Z ein, die beispielsweise als Dosierrinne, -Schnecke oder Zellenradschleuse 3e ausgebildet ist und aus einem Vorratssilo 3a kristallinen Zucker Z in diesen Bereich des Strömungsrohres 1 kontinuierlich dosiert. Dabei mündet die Zuführanordnung 3 in einem vertikalen Abstand h (Einspeisehöhe h), gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung 2 für das Lösungsmittel W, in das Strömungsrohr 1 ein, der etwa einem Drittel einer durchströmten Höhe H des Strömungsrohres 1 (h « H/3), die ebenfalls von der Zuführ- und Verteileinrichtung 2 gemessen wird, entspricht. Über eine Absperrklappe 3b ist die Zuführanordnung 3 vom Innenraum des Strömungsrohres 1 abzusperren. In die Abführleitung 5 mündet eine zweite Zuführleitung 6 ein, über die das Lösungsmittel W dem das Strömuπgsrohr 1 verlassenden, auch als Einfachsirup ES bezeichneten Zuckersirup zugeführt werden kann. Auf diese Weise entsteht dann der sogenannte Fertigsirup FS mit der gewünschten Sollwert-Konzentration.A reactor 1 (FIG. 3) corresponds to the extent that it is the flow tube 1, the feed line 4, the feed and distribution device 2 and the discharge line 5 1, 2. In the lower half of the flow tube 1, a feed arrangement 3 for sugar Z driven by a motor M engages from the side, which is designed, for example, as a metering trough, screw or cellular wheel sluice 3e is and continuously doses crystalline sugar Z from a storage silo 3a into this area of the flow tube 1. The feed arrangement 3 opens into the flow pipe 1 at a vertical distance h (feed height h), measured from the feed and distribution device 2 for the solvent W, which has approximately one third of a flowed height H of the flow pipe 1 (h «H / 3), which is also measured by the feed and distribution device 2, corresponds. The supply arrangement 3 is to be shut off from the interior of the flow tube 1 by means of a shut-off valve 3b. A second feed line 6 opens into the discharge line 5, via which the solvent W can be fed to the sugar syrup leaving the flow tube 1 and also referred to as simple syrup ES. In this way, the so-called ready-to-use syrup FS is produced with the desired setpoint concentration.
Das Anfahren des Strömungsrohres 1 erfolgt in der bereits vorstehend beschriebenen Weise (s. Figur 1), wobei die Lage der Zuführanordnung 3 und die durch diese bestimmte Einspeisehöhe h keinen bedeutsamen Einfluß auf den Aufbau des Sedimentes S und seiner Betthöhe h* hat.The flow tube 1 is started in the manner already described above (see FIG. 1), the position of the feed arrangement 3 and the feed height h determined by this having no significant influence on the structure of the sediment S and its bed height h * .
Im stationären Betrieb ist das Strömungsrohr 1 oberhalb der Trennschicht T vollständig mit Zuckerlösung, dem Einfachsirup ES, befüllt. Letzterer tritt nahezu drucklos über die Abführleitung 5 aus dem Strömungsrohr 1 aus. Sowohl der Volumenstrom des über die Zuführleitung 4 zuströmenden Lösungsmittels W als auch der Volumenstrom und die Konzentration (Dichte) des in der Abführleitung 5 strömenden Einfachsirups ES werden kontinuierlich gemessen. Für den Volumenstrom in der Zuführleitung 4 und in der Abführleitung 5 sind jeweils ein Meß- umformer FT und für die Dichte in der Abführleitung 5 ist ein Meßumformer DT vorgesehen. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Regeleinrichtung für die Konzentration des Fertigsirupes wird die Menge des gelösten Zuckers Z im über die Abführleitung 5 das Strömungsrohr 1 verlassenden Einfachsirup ES geregelt. In diesem Falle ist die im Strömungsrohr 1 erreichte Zuckerkonzentration stets größer als die Sollwert-Konzentration im Fertigsirup FS. Diese gewünschte Sollwert-Konzentration wird durch kontinuierliches Hinzumischen von Lösungsmittel W auf dem Weg über die zweite Zuführleitung 6 in die Abführleitung 5 mittels eines Durchflußreglers FIC eingeregelt. Volumenstrom und Konzentration des das Strömungsrohr 1 verlassenden Einfachsirups ES bestimmen den Volumenstrom des Lösungsmittels W in der Zuführleitung 4 und die Menge des über die Zuführanordnung 3 dem Strömungsrohr 1 zugeführten Zuckers Z. Die Meß- und Regeleinrichtungen FT, DT und FIC sowie der Antrieb M der Zuführanordnung 3 sind über Signalverarbeitungsleitungen 7 miteinander verbunden.In stationary operation, the flow tube 1 above the separation layer T is completely filled with sugar solution, the simple syrup ES. The latter exits the flow pipe 1 almost without pressure via the discharge line 5. Both the volume flow of the solvent W flowing in via the feed line 4 and the volume flow and the concentration (density) of the single syrup ES flowing in the discharge line 5 are measured continuously. A transducer FT is provided for the volume flow in the feed line 4 and in the discharge line 5, and a transducer DT is provided for the density in the discharge line 5. In the preferred embodiment of the control device for the concentration of the finished syrup shown, the amount of the dissolved sugar Z in the simple syrup ES leaving the flow pipe 1 via the discharge line 5 is regulated. In this case, the sugar concentration reached in the flow tube 1 is always greater than the setpoint concentration in the finished syrup FS. This desired target value concentration is regulated by continuously adding solvent W on the way via the second feed line 6 into the discharge line 5 by means of a flow controller FIC. Volume flow and concentration of the single syrup ES leaving the flow tube 1 determine the volume flow of the solvent W in the feed line 4 and the amount of the sugar Z fed to the flow tube 1 via the feed arrangement 3. The measuring and control devices FT, DT and FIC and the drive M der Feed arrangement 3 are connected to one another via signal processing lines 7.
Ein anderes Regelverfahreπ sieht vor, die gewünschte Sollwert-Konzentration des Fertigsirups FS durch Regelung der Menge des zuzuführenden Zuckers Z einzustellen. In diesem Falle werden Volumenstrom und Konzentration des das Strömungsrohr 1 über die Abführleitung 5 verlassenden Einfachsirups ES gemessen und die Menge des über die Zuführanordnung 3 zugeführten Zuckers Z wird in Abhängigkeit vom Volumenstrom des Lösungsmittels W in der Zuführleitung 4, der gleichfalls gemessen wird, geregelt.Another Regelverfahreπ provides to set the desired target value concentration of the finished syrup FS by regulating the amount of sugar Z to be supplied. In this case, the volume flow and concentration of the simple syrup ES leaving the flow pipe 1 via the discharge line 5 are measured and the amount of the sugar Z supplied via the feed arrangement 3 is regulated as a function of the volume flow of the solvent W in the feed line 4, which is also measured.
Die vorstehend beschriebenen Regelverfahren sind auf den Reaktor gemäß Figur 1 oder 2 sinngemäß anzuwenden. The control methods described above are to be applied analogously to the reactor according to FIG. 1 or 2.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker (Z) in einem Lösungsmittel (W), vorzugsweise Wasser, bei dem im Zuge des Lösungsprozesses in Abhängigkeit von der gewünschten Zuckerkonzentration in der zu erzeugenden Zuckerlösung, dem Zuckersirup, kristalliner Zucker (Z) und Lö- sungsmittel (W) im erforderlichen Verhältnis kontinuierlich zugeführt und die entsprechende Menge erzeugter Zuckersirup (ES) kontinuierlich abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet,1. A process for the continuous dissolution of crystalline sugar (Z) in a solvent (W), preferably water, in which, in the course of the dissolving process, depending on the desired sugar concentration in the sugar solution to be produced, the sugar syrup, crystalline sugar (Z) and Lö - The agent (W) is continuously supplied in the required ratio and the corresponding amount of sugar syrup (ES) produced is continuously removed, characterized in that
• daß im Lösungsmittel (W) durch Zufuhr des kristallinen Zuckers (Z) oberhalb oder innerhalb eines Sediments ein Sediment aus kristallinem Zucker (Z) mit einer konstanten Betthöhe (h*) aufrechterhalten wird,That a sediment of crystalline sugar (Z) with a constant bed height (h *) is maintained in the solvent (W) by supplying the crystalline sugar (Z) above or within a sediment,
• daß das Sediment (S) vom Lösungsmittel (W) gegen die Schwerkraft durchströmt wird, und• that the sediment (S) flows through the solvent (W) against gravity, and
• daß hierbei eine Geschwindigkeit (v) im Bereich von v = (0,2 bis 1 ,0)10*3 m/s vorgesehen ist, die unterhalb einer das Sediment (S) im Lösungsmittel (W) aufwirbelnden• That a speed (v) in the range of v = (0.2 to 1.0) 10 * 3 m / s is provided, which swirls up the sediment (S) in the solvent (W) below
Grenzgeschwindigkeit (vG) bleibt.Limit speed (v G ) remains.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit (v) vorzugsweise in der Nähe von v = 0,2 x 10"3 m/s eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the speed (v) is preferably set in the vicinity of v = 0.2 x 10 "3 m / s.
3. Reaktor zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem Behälter (1), der eine Zuführanordnung (3) für den Zucker (Z), eine Zuführleitung (4) für ein Lösungsmittel (W), eine Abführleitung (5) für den er- zeugten Zuckersirup (ES) und eine Meß- und Regeleinrichtung zur Einstellung der Zuckerkonzentration im Zuckersirup aufweist, dadurch gekennzeichnet,3. Reactor for performing the method according to claim 1 or 2, consisting of a container (1) which a feed arrangement (3) for the sugar (Z), a feed line (4) for a solvent (W), a discharge line (5 ) for the sugar syrup (ES) produced and a measuring and regulating device for setting the sugar concentration in the sugar syrup, characterized in that
• daß der Reaktor als vertikal angeordnetes Strömungsrohr (1) ausgebildet ist,• that the reactor is designed as a vertically arranged flow tube (1),
• in das am unteren Ende die Zuführleitung (4) einmündet, • das unmittelbar anschließend eine Zuführ- und Verteileinrichtung (2) für das Lösungsmittel (W) aufweist,• into which the supply line (4) opens at the lower end, Which immediately has a feed and distribution device (2) for the solvent (W),
• das an seinem oberen Ende in die Abführleitung (5) ausmündet und• that opens into the discharge line (5) at its upper end and
• in das im Bereich zwischen der Zuführ- und Verteileinrichtung (2) und der Abführleitung (5) die Zuführanordnung (3) eingreift.• in which the feed arrangement (3) engages in the area between the feed and distribution device (2) and the discharge line (5).
4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführanordnung (3) oberhalb des Sediments (S) in das Strömungsrohr (1 ) eingreift.4. Reactor according to claim 3, characterized in that the feed arrangement (3) engages above the sediment (S) in the flow tube (1).
5. Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführanordnung (3) in einem vertikalen Abstand (h), gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung (2), in das Strömungsrohr (1 ) einmündet, der etwa Zweidrittel der durchströmten Höhe (H) entspricht (h « H2/3).5. Reactor according to claim 4, characterized in that the feed arrangement (3) at a vertical distance (h), measured from the feed and distribution device (2), opens into the flow tube (1), which is approximately two-thirds of the height ( H) corresponds to (h «H2 / 3).
6. Reaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Strömungsrohr (1 ) ausmündendes Ende der Zuführanordnung (3) als Zuführrohr (3d) ausgebildet ist, das von der Oberseite des Strömungsrohres (1 ) und im wesentlichen vertikal orientiert in letzteres eingreift.6. Reactor according to claim 4 or 5, characterized in that one in the flow tube (1) opening end of the feed arrangement (3) is designed as a feed tube (3d) from the top of the flow tube (1) and oriented substantially vertically in the latter intervenes.
7. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr (3d) koaxial im Strömungsrohr (1 ) angeordnet ist.7. Reactor according to claim 6, characterized in that the feed tube (3d) is arranged coaxially in the flow tube (1).
8. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführanordnung (3) innerhalb des Sediments (S) in das Strömungsrohr (1 ) eingreift.8. Reactor according to claim 3, characterized in that the feed arrangement (3) engages within the sediment (S) in the flow tube (1).
9. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführanordnung (3) in einem vertikalen Abstand (h), gemessen von der Zuführ- und Verteileinrichtung (2), in das Strömungsrohr (1 ) einmündet, der etwa einem Drittel einer durchströmten Höhe (H) des Strömungsrohres (1 ), die ebenfalls von der Zuführ- und Verteileinrichtung (2) gemessen wird, entspricht (h « H/3). 9. Reactor according to claim 8, characterized in that the feed arrangement (3) at a vertical distance (h), measured from the feed and distribution device (2), opens into the flow tube (1), which is about a third of a flowed height (H) of the flow tube (1), which is also measured by the feed and distribution device (2), corresponds to (h «H / 3).
10. Reaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durchströmte Höhe (H) des Strömungsrohres (1 ) ca. 3 bis 3,5 m und die Betthöhe (h*) des Sediments (S) ca. 2 m betragen.10. Reactor according to one of claims 3 to 9, characterized in that the flow-through height (H) of the flow tube (1) about 3 to 3.5 m and the bed height (h * ) of the sediment (S) about 2 m be.
11. Reaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Hälfte des Strömungsrohres (1 ) ein Wärmetauscher vorgesehen ist.11. Reactor according to one of claims 3 to 10, characterized in that a heat exchanger is provided in the upper half of the flow tube (1).
12. Reaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung (4) ein Wärmetauscher vorgesehen ist. 12. Reactor according to one of claims 3 to 10, characterized in that a heat exchanger is provided in the feed line (4).
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