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Vorrichtung zur Einbringung einer Verdünnungsflüssigkeit in Zuckermagma - Dokument DE3407531C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3407531C2 10.12.1987
Titel Vorrichtung zur Einbringung einer Verdünnungsflüssigkeit in Zuckermagma
Anmelder Selwig & Lange GmbH, 3300 Braunschweig, DE
Erfinder Matusch, Siegfried, 3300 Braunschweig, DE
Vertreter Gramm, W., Prof.Dipl.-Ing.; Lins, E., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 3300 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 01.03.1984
DE-Aktenzeichen 3407531
Offenlegungstag 12.09.1985
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.12.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.12.1987
IPC-Hauptklasse C13F 1/06
Zusammenfassung Bei einem Verfahren zur Auskristallisation und zum Trennen von Zucker aus einem Zuckermagma, bei dem dieses die Auskristallisation und das Abkühlen verursachende Maischen (1, 2) durchläuft und anschließend einer Zentrifuge zum Trennen der Zuckerkristalle von dem Restmagma zugeführt wird, läßt sich eine optimale Ausbeute durch die Kühlungskristallisation bei Erhaltung der Transportierbarkeit des Zuckermagmas erreichen, wenn dem Magma im Anschluß an eine Maische (2) eine Verdünnungsflüssigkeit zugegeben wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einbringung einer Verdünnungsflüssigkeit in ein von einer Maische kommendes Zuckermagma bestehend aus einem Leitungsstück, das eine Zufuhrleitung für eine Verdünnungsflüssigkeit aufweist.

Die Durchführung der Kühlungskristallisation in den Maischen ist bekannt. Durch Abkühlung des Zuckermagmas von ca. 80°C auf etwa 40°C über einen Zeitraum von 50 bis 80 Stunden stellt sich eine Übersättigung in der Mutterlösung ein, wodurch das Kristallwachstum und damit die Ausbeute erhöht wird. Mit der Kühlungskristallisation läßt sich mit geringem Energieaufwand die Zuckerausbeute erhöhen.

Der Ausbeuteeffekt der Maischen nimmt mit steigendem Nichtzucker-Wasser-Verhältnis und möglichst tiefer Temperatur sowie zunehmender Kühldauer zu. Das so behandelte Magma besitzt eine Viskosität bis zu 400 000 Poise und läßt sich nur noch schwer in längeren Rohrleitungen transportieren bzw. in Zentrifugen trennen. Deshalb sind der Anwendung der Kühlungskristallisation Grenzen gesetzt. Es wurde daher versucht, einen gangbaren Mittelweg für eine möglichst hohe Kristallisationsausbeute und einer noch förder- und schleuderfähigen Magma-Viskosität zu finden. Wegen der Viskositätsgrenze mußte daher auf eine Steigerung der Ausbeute verzichtet werden.

Es ist bekannt, mit Beendigung der Kühlungskristallisation der Kristallsuspension einige Stunden vor dem Zentrifugieren eine weitere Wassermenge zuzusetzen. Der Wasserzusatz hebt die Übersättigung in der flüssigen Phase der Kristallsuspension auf und senkt ihre Viskosität. Dadurch wird das Trennen der Kristallsuspension in C-Zucker und Melasse wesentlich erleichtert ("DIE ZUCKERHERSTELLUNG", 2. Auflage, VEB Fachbuchverlag Leipzig 1980, Seite 401).

Durch die DE-AS 12 65 665 ist eine Einrichtung zum Verringern der Viskosität des Schleudergutes in einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge bekanntgeworden. Das Schleudergut wird hier durch eine Mengenregelvorrichtung in die Zentrifuge eingebracht, wobei in der Achse dieser Mengenregelvorrichtung eine Düse angeordnet ist, der durch eine Leitung Verdünnungsflüssigkeit zugeführt wird, im Falle einer Zuckerzentrifuge Klärsirup, der als Strahl von geringfügig konischer Form abgegegeben wird, und zwar zentrisch innerhalb des Schleudergutstrahls. Die beiden Strahlen fallen frei bis zum Boden des Beschleunigertopfes der Schleudertrommel, wobei sich der innere Strahl als unterste Schicht auf dem Boden des Beschleunigertopfes ausbreitet, während das Schleudergut von dem anderen Strahl darüberliegt. Damit wird eine Trennung des zähflüssigen Schleudergutes vom Boden des Beschleunigertopfes erreicht. In den senkrechten Teilen des Beschleunigertopfes der Schleudertrommel drückt das spezifisch schwerere Schleudergut nach außen und durchsetzt die zunächst darunterliegende Verdünnungsflüssigkeits-Schicht, so daß die beiden Schichten am Ende des senkrechten Teils des Beschleunigertopfes innig vermischt sind, ehe sie die Siebschleudertrommel erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu erstellen, die unter Berücksichtigung der Transport- und Schleuderfähigkeit des Magmas zu einer erhöhten Kristallausbeute führt.

An sich wäre zu erwarten, daß durch das Zugeben einer Verdünnungsflüssigkeit Zuckerkristalle wieder in Lösung gehen und dadurch die langwierige Kühlungskristallisation teilweise wieder rückgängig gemacht wird. Jedoch wird die Lösung von festen Zuckerkristallen in der Verdünnungsflüssigkeit erfindungsgemäß dadurch verringert, daß die Verdünnungsflüssigkeit sofort einer intensiven Vermischung mit dem Magma unterworfen wird. Dadurch wird das Entstehen von lokalen, stark verdünnten Bereichen in dem Magmastrom vermieden, in denen sonst eine Lösung von Kristallen auftreten könnte. Hierbei hat sich als Mischeinrichtung ein Mischpropeller bewährt, dessen Antrieb sich dann problemfrei ausführen läßt, wenn das Leitungsstück als Krümmer ausgebildet ist, und der Mischpropeller so angeordnet ist, daß seine Antriebsachse von der Krümmereintrittsachse geradlinig aus dem Krümmer herausgeführt und dort mit seinem Antrieb verbunden ist.

Eine schnelle und gleichmäßige Durchmischung des Magmas wird erfindungsgemäß dadurch begünstigt, daß die Zuführleitung mehrere über den Querschnitt des Leitungsstücks vor dem Mischpropeller verteilte Eintrittsöffnungen aufweist. Dabei sind zweckmäßigerweise alle Eintrittsöffnungen auf die Flügel des Mischpropellers gerichtet.

Besonders gut bewährt hat sich die Zugabe von Melasse als Verdünnungsflüssigkeit, da die Zuckerkristalle eine stark verringerte Tendenz haben, sich in Melasse zu lösen.

Bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bleibt somit der durch die verstärkte Ausübung der Kühlungskristallisation erzielte Ausbeutegewinn praktisch vollständig erhalten. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Zugabe der Verdünnungsflüssigkeit so dimensioniert wird, daß die am Austritt der Maische vorhandene Restübersättigung von 1,10 bis 1,15 auf 1 abgesenkt wird. Bei diesem Wert ist eine Auflösung des kristalligroten Zuckers ausgeschlossen und die Fließ- und Schleuderfähigkeit des Magmas optimal. Dabei ist zu beachten, daß sich die Viskosität des Magmas progressiv mit zunehmendem Kristallgehalt erhöht. Daher reduziert bereits eine geringe Zugabe von Verdünnungsflüssigkeit die Viskosität des Magmas erheblich.

Das die genannte Zuführleitung aufweisende Leitungsstück ist vorzugsweise in der Verbindungsleitung zwischen der letzten Maische und der Zentrifuge angeordnet.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zweier hintereinander geschalteter Vertikalmaischen mit einer Ausgangsleitung zu einer Zentrifuge,

Fig. 2 eine Detail-Schnittdarstellung für ein gekrümmtes Rohrstück mit einer Eintrittsöffnung für eine Verdünnungslösung und einer Mischeinrichtung.

Fig. 1 zeigt zwei Vertikalmaischen 1, 2. In die erste Vertikalmaische 1 gelangt die Zuckerlösung am oberen Ende. Die Zuckerlösung wird beim Durchgang durch die Vertikalmaische 1 abgekühlt, wodurch Zucker auskristallisiert. Über eine Pumpe 3 am Boden der Vertikalmaische 1 gelangt das Zuckermagma über eine Verbindungsleitung 4 zum am oberen Ende der zweiten Vertikalmaische 2 angeordneten Eingang dieser Vertikalmaische 2. Dort läuft der gleiche Vorgang wie bei der Vertikalmaische 1 ab. Über die Pumpe 5 gelangt das Zuckermagma in eine Verbindungsleitung 6, die zu einer (nicht dargestellten ) Zentrifuge führt.

In die Verbindungsleitung 6 ist eine Verdünnungseinrichtung 7 eingebaut, deren Aufbau anhand der Fig. 2 näher erläutert wird.

Die Verdünnungseinrichtung 7 besteht aus einem Krümmer 8, dessen Anschlußflansche 9 im Winkel von 90 zueinander stehen. In Fig. 2 tritt das Magma in Richtung des Pfeiles 10 in den Krümmer ein. In dem noch geradlinigen Teil befindet sich ein Mischpropeller 11, dessen Antriebsachse 12 über eine Dichtung 13 (Stopfbuchse, Gleitringdichtung o.ä.) aus dem Krümmer 8 herausgeführt ist. Außerhalb des Krümmers 8 ist die Antriebsachse 12 mit einem nur schematisch dargestellten Antrieb 14 in Form eines Getriebemotors verbunden.

In Strömungsrichtung vor dem Mischpropeller 11 befindet sich eine Zuführleitung 15 für eine Verdünnungsflüssigkeit, die je nach Anwendungsfall durch Melasse oder eine andere Lösung gebildet sein kann. Diese Zuführleitung 15 setzt sich innerhalb des Krümmers 8 in einer Verteileinrichtung 16 fort, die über den Leitungsquerschnitt verteilte, in Fig. 2 durch Pfeile angedeutete Eintrittsöffnungen 17 aufweist, die gegen den Mischpropeller 11 gerichtet sind.

Beim Eintritt des Magmas in den Krümmer 8 wird es mit der Verdünnungsflüssigkeit aus der Verteileinrichtung 16 versetzt und anschließend durch den Mischpropeller 11 intensiv vermischt. Die Verdünnungsflüssigkeit verringert die Viskosität, so daß das Magma gut transportierbar und zentrifugierbar wird. Zur Verbesserung der wichtigen intensiven Durchmischung kann es zweckmäßig sein, zwei oder mehrere Mischpropeller 11 hintereinander anzuordnen.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Einbringung einer Verdünnungsflüssigkeit in ein von einer Maische kommendes Zuckermagma bestehend aus einem Leitungsstück, das eine Zuführleitung (15) für eine Verdünnungsflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts hinter einer Eintrittsöffnung (17) der Zuführleitung (15) ein angetriebener Mischpropeller (11) angeordnet und die Eintrittsöffnung (17) gegen die Flügel des Mischpropellers (11) gerichtet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsstück als Krümmer (8) ausgebildet ist, und der Mischpropeller (11) so angeordnet ist, daß seine Antriebsachse (12) von der Krümmereintrittsachse geradlinig aus dem Krümmer (8) herausgeführt und dort mit seinem Antrieb (14) verbunden ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (15) mehrere über den Querschnitt des Leitungsstücks vor dem Mischpropeller (11) verteilte Eintrittsöffnungen (17) aufweist.






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