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Dokumentenidentifikation DE4216655A1 25.11.1993
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
Anmelder Heyer, Heinz, Dipl.-Ing., 3012 Langenhagen, DE
Erfinder Heyer, Heinz, Dipl.-Ing., 3012 Langenhagen, DE
Vertreter Junius, W., Dipl.-Phys. Dr., Pat.-Anw., 30519 Hannover
DE-Anmeldedatum 20.05.1992
DE-Aktenzeichen 4216655
Offenlegungstag 25.11.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.11.1993
IPC-Hauptklasse C13C 1/06
IPC-Nebenklasse C13C 3/00   B02C 18/00   C13D 1/08   B30B 9/24   B30B 9/12   B01D 25/12   
IPC additional class // A23K 1/02,A23L 1/308  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, bei dem das zu entwässernde Gut einem Preßvorgang unterworfen wird, und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Rübenschnitzel in besonderer Weise aufzuschließen und so zu be- und verarbeiten, daß der Trockensubstanzgehalt im Preßgut erheblich erhöht wird. Die Erfindung besteht darin, daß vor dem Preßvorgang die Schnitzel zu faserigem Brei durch Zerreißen, Zerreiben und/oder Mahlen aufgeschlossen werden, dann durch Zentrifugieren in einer ersten Stufe entwässert und anschließend mechanisch gepreßt werden. Durch das Zentrifugieren wird zweierlei erreicht: Es wird ein Trockensubstanzgehalt von etwa 25-30% in der Zentrifuge erhalten, zum anderen wird der nach dem Aufschließen erhaltene Brei in eine derartige Konsistenz überführt, daß eine Entwässerung in üblichen Entwässerungspressen mit gewünschter Geschwindigkeit möglich wird. Darüber hinaus wird erreicht, daß nach dem Pressen in üblichen Entwässerungspressen der Trockensubstanzgehalt etwa 50% beträgt, was bei der Verarbeitung von unaufgeschlossenen Schnitzeln nur unter Schwierigkeiten und mit nicht vertretbarem Aufwand erreichbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, bei dem das zu entwässernde Gut einem Preßvorgang unterworfen wird, und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Für die Extraktion von Zucker aus Zuckerrüben werden diese in meist quaderförmige Schnitzel zerschnitten und in einen Extraktionsturm gebracht, in welchem der den Zucker enthaltende Rübensaft aus den Schnitzeln extrahiert wird. Nach der Extraktion fallen die Rübenschnitzel als feuchte, heiße Masse an. Sie werden meist als Viehfutter verwendet, können aber auch für die menschliche Ernährung als Ballaststoffe wegen ihres hohen Gehaltes an pflanzlichen Fasern verwendet werden.

Während früher, als die Zuckerfabrik noch im eigenen Dorf oder im Nachbardorf stand, ein erheblicher Teil der extrahierten Rübenschnitzel in ihrem feuchten Zustand von den Bauern abgeholt wurde und in diesem Zustand verfüttert wurden, müssen heute nach der Fusion vieler kleiner Zuckerfabriken zu wenigen großen Fabriken nahezu die gesamten anfallenden extrahierten Rübenschnitzel getrocknet werden, um haltbar gemacht zu werden und später als Viehfutter genutzt zu werden.

Vor der Trocknung werden die im Extraktionsturm der Zuckerfabrik ausgelaugten Rübenschnitzel durch mechanisches Pressen soweit wie nur irgend möglich entwässert. Der Einsatz von Pressen ist dabei vorteilhafter als der Einsatz von Zentrifugen, die wesentlich weniger Feuchtigkeit aus den intakten Zellen der Rübenschnitzel herauszuholen vermögen als die Pressen, die durch teilweise Zerstörung der Zellwandungen durch Zerquetschen den Abfluß des in den Zellen zurückgehaltenen Wassers erleichtern. Dabei kommt man zu einem Gehalt an Trockensubstanz von etwa 30%. Die hohe Restfeuchte muß dann thermisch entfernt werden.

Diese Trocknung ist sehr energieaufwendig, die Anlagen für die Trocknung sind sehr groß, raumaufwendig und entsprechend teuer. Entsprechend hoch ist der Ausstoß an Kohlendioxid und anderen umweltschädigenden Verbrennungsgasen. Obwohl versucht wird, für die Trokknung der Schnitzel billige Wärmequellen zu benutzen, wie z. B. die in den Feuerungsanlagen anfallenden Rauchgase, bleibt die Trocknung der Rübenschnitzel ein erheblicher Kostenfaktor der Zuckerherstellung.

Diesen Kostenfaktor und die Verbrennungsgasemission gilt es zu verringern.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Rübenschnitzel in besonderer Weise aufzuschließen und so zu be- und verarbeiten, daß der Trockensubstanzgehalt im Preßgut erheblich erhöht wird.

Die Erfindung besteht darin, daß vor dem Preßvorgang die Schnitzel zu faserigem Brei durch Zerreißen, Zerreiben und Mahlen aufgeschlossen werden, dann durch Zentrifugieren in einer ersten Stufe entwässert und anschließend mechanisch gepreßt werden.

Erstaunlicherweise wird hier durch das Zentrifugieren zweierlei erreicht: Zum einen wird durch daß Zentrifugieren bereits ein Trockensubstanzgehalt von etwa 25-30% erhalten, zum anderen wird der nach dem Aufschließen erhaltene Brei durch die beim Zentrifugieren erfolgte Entwässerung in eine derartige Konsistenz gebracht, daß eine Entwässerung in üblichen Entwässerungspressen mit wünschenswerter Entwässerungsgeschwindigkeit möglich wird. Erstaunlicherweise wird darüber hinaus noch erreicht, daß nach dem Pressen in üblichen Entwässerungspressen der Trockensubstanzgehalt etwa 50% beträgt, was bei der Verarbeitung von unaufgeschlossenen Schnitzeln nur unter nicht wirtschaftlich vertretbarem Investitionsaufwand möglich ist.

Dadurch wird erheblich an Energie gespart und gleichzeitig die Kohlendioxidemission gesenkt, denn die thermische Trocknung ist außerordentlich energieaufwendig und mit einer erheblichen Kohlendioxidemission verbunden. Der Energieaufwand für das Aufschließen der Rübenschnitzel ist hingegen, gering. Denn hier wird eine bereits weiche Masse lediglich noch feiner zerteilt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, in einer Bearbeitungsstraße mit einer Presse, zeichnet sich dadurch aus, daß in der Bearbeitungsstraße vor der Presse eine Vorrichtung zum Zerkleinern durch Zerreißen, Zerreiben und Mahlen zu einem Brei und anschließend eine Zentrifuge zum Entwässern des Breies angeordnet sind. Eine derartige Vorrichtung läßt sich in einfacher Weise mit Maschinen aufbauen, die für andere Anwendungszwecke bereits im Einsatz sind.

Einfach und preiswert kann man die erfindungsgemäße Anlage so gestalten, daß die Vorrichtung zum Zerkleinern aus einer Schlagkreuzmühle und/oder Reibscheiben oder Reibtrommeln und/oder einer modifizierten Kreiselpumpe besteht.

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Arbeitsoberflächen der Reibscheiben oder Reibtrommeln mit Stiften besetzt sind, die sich bei Verschleiß leicht auswechseln lassen und die in ihrer Arbeitsweise eine hohe Aufschließwirkung aufweisen.

Damit Produktion kontinuierlich laufen kann, ist es zweckmäßig, wenn die Zentrifuge eine Schneckenzentrifuge ist.

Für die kontinuierliche Arbeitsweise dieser Arbeitsstraße und um die in einer modernen Zuckerfabrik notwendigen hohen Leistungen zu erbringen ist es vorteilhaft, wenn die Presse eine Siebbandpresse, eine Kammerfilterpresse oder eine Extruderpresse ist.

Für die anschließende thermische Trocknung ist es vorteilhaft, wenn in der Bearbeitungsstraße der Presse eine Zerkrümelungsvorrichtung nachgeschaltet ist. Hiermit läßt sich das Preßgut in einen Zustand bringen, der eine schnelle und intensive thermische Trocknung unter energetisch günstigen Umständen zuläßt.

Für diese thermische Trocknung ist es dann vorteilhaft, wenn in der Bearbeitungsstraße der Presse oder der Zerkrümelungsvorrichtung ein Strömungstrockner, vorzugsweise ein Trockner mit zirkulierender Wirbelschicht, nachgeschaltet ist.

Der Betrieb dieses Trockners wird besonders günstig, wenn der Trockner von Abgasen einer Feuerungsanlage umspült ist.

Die Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln arbeitet besonders effektiv, wenn der Presse ein von Heißgasen oder Heißluft durchspülter Siebtrockner mit das zu fördernde Gut auf dem Sieb verschiebenden Mitnehmern nachgeschaltet ist.

Die Zerkleinerung der Schnitzel in kleinere Partikel weist aber neben den bereits genannten Vorteilen noch eine Reihe weiterer Vorteile auf:

Diese kleineren Partikel können vor ihrer Endtrocknung besser und homogener als die Schnitzel mit Melasse gemischt und fertiggetrocknet werden.

Diese feineren Partikel lassen sich auch besser zu Pellets verpressen.

Sie können aber auch in hervorragender Weise ohne pelletiert zu werden abgesackt und vertrieben werden.

Das Schüttgewicht dieser feineren Partikel ist wesentlich höher als das der nicht aufbereiteten Schnitzel. Daher ergibt sich ein günstigeres Transportvolumen und somit Einsparungen an Kosten und Energie beim Transport.

Außerdem sind diese feineren Partikel beim Verfüttern ebenso wie bei der Weiterverarbeitung in der Futtermittelindustrie besser zu handhaben.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Anlage.

Fig. 2 ein Schaltbild einer anderen Anlage.

Schnitzel 1 aus dem Extraktionsturm 2 fallen in einen trichterförmigen Bunker 3, aus dem sie mittels einer Kreiselpumpe 4 abgesaugt werden, in der sie durch die spezielle Bauart dieser Pumpe zu feinsten Teilchen zerrissen und zerrieben werden. Diese Teilchen verlassen im Gemisch mit dem in den Schnitzeln 1 enthaltenen Wasser die Kreiselpumpe 4 in Form eines Breies, der durch den von der Kreiselpumpe 4 erzeugten Druck in die Schneckenzentrifuge 5 eingepreßt wird. Die rotierende Siebwand 6 dieser Zentifuge 5 schleudert das in den zerriebenen Schnitzeln enthaltene Wasser ab, welches durch den Abfluß 7 in einen Sammelbehälter 8 fließt. Der Feststoffanteil des in der Zentrifuge 5 entwässerten Breies wird durch die rotierende Schnecke 9 aus der Zentrifuge abgeführt und fällt am Feststoffausgang 11 der Zentrifuge 5 in den Einzugstrichter des Extruders 10. In diesem wird in einer zweiten Stufe eine Entwässerung vorgenommen, durch den Abfluß 12 fließt weiteres Wasser in einen (weiteren) Behälter 8. Das aus dem Feststoffausgang 13 des Extruders 10 austretende Preßgut wird dem Transportband 14 zugeführt, welches das Preßgut der Zerkrümelungsvorrichtung 15 zuleitet, aus welcher das fein zerkrümelte Preßgut in den Bandtrokkner 16 fällt, wo die abschließende thermische Trokknung vorgenommen wird. Da die Vortrocknung in der Zentrifuge 5 und dem Extruder 10 schon zu einem erheblich besseren Trocknungsgrad als die Vortrocknung der unaufgeschlossenen Schnitzel im Stand der Technik geführt hat, kann der thermische Trockner 16 von erheblich kürzerer Baulänge ausgeführt werden. Sein Energieverbrauch ist erheblich geringer als im Stand der Technik.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kommt anstelle der Kreiselpumpe 4 eine im Gehäuse 17 untergebrachte Reibscheibe 18 zur Anwendung, - es könnte auch eine Reibtrommel sein -, welche die aus dem Bunker 3 auf die Reibscheibe fallenden Schnitzel zerfasert und in diesem Zustand gegen die unter dem Gehäuse 17 angeordnete rotierende Siebwand 6 der Zentrifuge 5 schleudert, wo sie von der Schnecke 9 erfaßt und weiterbewegt werden. Das am Feststoffausgang 11 der Zentrifuge 5 anfallende Gut fällt auf das Einzugsband der Bandpresse 19, wo es weiter entwässert wird und der Zerkrümelungsvorrichtung 15 zugeleitet wird, von der es in den Eingang eines Strömungstrockners 20 fällt, der von Rauchgasen der Feuerungsanlage 21 umspült ist. Dieser Strömungstrockner kann z. B. als Trockner mit zirkulierender Wirbelschicht ausgebildet sein.

Liste der Bezugszeichen

1 Schnitzel

2 Extraktionsturm

3 Bunker

4 Kreiselpumpe

5 Schneckenzentrifuge

6 Siebwand

7 Abfluß

8 Sammelbehälter

9 Schnecke

10 Extruder

11 Feststoffausgang

12 Abfluß

13 Feststoffausgang

14 Transportband

15 Zerkrümelungsvorrichtung

16 thermischer Bandtrockner

17 Gehäuse

18 Reibscheibe

19 Bandpresse


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Entwässern von Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer Zuckerherstellungsanlage entnommen werden,

    bei dem das zu entwässernde Gut einem Preßvorgang unterworfen wird,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß vor dem Preßvorgang die Schnitzel zu faserigem Brei durch Zerreißen, Zerreiben und Mahlen aufgeschlossen werden,

    dann durch Zentrifugieren in einer ersten Stufe entwässert und anschließend mechanisch gepreßt werden.
  2. 2. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, in einer Bearbeitungsstraße mit einer Presse, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bearbeitungsstraße vor der Presse (10, 19) eine Vorrichtung (4, 18) zum Zerkleinern durch Zerreißen, Zerreiben und Mahlen zu einem Brei und anschließend eine Zentrifuge (5) zum Entwässern des Breies angeordnet sind.
  3. 3. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Zerkleinern aus einer Schlagkreuzmühle und/oder Reibscheiben (18) oder Reibtrommeln und/oder einer modifizierten Kreiselpumpe (4) besteht.
  4. 4. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsoberflächen der Reibscheiben (18) oder Reibtrommeln mit Stiften besetzt sind.
  5. 5. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (5) eine Schneckenzentrifuge ist.
  6. 6. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse eine Siebbandpresse (19), eine Kammerfilterpresse oder eine Extruderpresse (10) ist.
  7. 7. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bearbeitungsstraße der Presse (10, 19) eine Zerkrümelungsvorrichtung (15) nachgeschaltet ist.
  8. 8. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bearbeitungsstraße der Presse (10, 19) oder der Zerkrümelungsvorrichtung (15) ein Strömungstrockner (20), vorzugsweise ein Trockner mit zirkulierender Wirbelschicht, nachgeschaltet ist.
  9. 9. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungstrockner (20) von Abgasen einer Feuerungsanlage (21), heißer Luft oder Dampf umspült ist.
  10. 10. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Presse (10, 19) ein von Heißgasen oder Heißluft durchspülter Siebtrockner (16) mit das zu fördernde Gut auf dem Sieb verschiebenden Mitnehmern nachgeschaltet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockner mit einer Vorrichtung zum Fluidisieren des zu trocknenden Gutes ausgestattet ist.






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