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Dokumentenidentifikation DE19545803C2 29.07.1999
Titel Verfahren zur mechanischen Entwässerung extrahierter Zuckerrübenschnitzel
Anmelder Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG, 38122 Braunschweig, DE
Erfinder Roß, Günther, Dipl.-Ing., 38321 Klein Denkte, DE;
Hille, Rüdiger, 38259 Salzgitter, DE;
Bliesener, Klaus-Michael, Dr.rer.nat., 38126 Braunschweig, DE;
Henze, Rudolf, Dipl.-Ing., 30890 Barsinghausen, DE
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 08.12.1995
DE-Aktenzeichen 19545803
Offenlegungstag 12.06.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.07.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.07.1999
IPC-Hauptklasse C13C 3/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Entwässerung extrahierter Zuckerrübenschnitzel.

Die zur Entfernung einer bestimmten Wassermenge aufzubringende Energie ist bei der mechanischen Entwässerung um ein Vielfaches geringer als bei der thermischen Trocknung in konventionellen Trommeltrocknern. Eine Erhöhung des Preßwasseranteils und damit der Trockensubstanz der gepreßten Schnitzel bedeutet eine erhebliche Energieeinsparung. Hinzu kommt die Tatsache, daß die Einsparung von Primärenergie entscheidend zur Verminderung von Emissionen beiträgt.

Die heute zur Schnitzelabpressung allgemein eingesetzten Ein- und Zweispindelpressen vertikaler und horizontaler Bauart arbeiten nach dem Volumenverdrängungsprinzip, wobei der aufgebrachte Druck und die Preßzeit die relevanten Betriebsparameter für die Abpressung sind. Die Verbesserung des Trockensubstanzgehaltes in den Preßschnitzeln durch Absenken der Spindeldrehzahl (um dadurch die Preßzeit zu verlängern) führt zu einer Verringerung der Durchsatzleistung. Eine Erhöhung der Trockensubstanzgehalte durch Verlängerung der Preßdauer erfordert somit zwangsläufig höhere kapitalgebundene Kosten.

In der Praxis kommt somit dem Einsatz von Preßhilfsmitteln besondere Bedeutung zu. Hierunter werden solche Zusätze oder Maßnahmen verstanden, die - ohne die Durchsatzleistung der Schnitzelpresse zu reduzieren - den in den Preßschnitzeln erzielten Trockensubstanzgehalt erhöhen. Preßhilfsmittel sind insbesondere Säuren und Gips, die dem Extraktionsfrisch- bzw. Preßwasser zugesetzt werden.

Der bei der Abpressung vorliegende pH-Wert im Preßwasser beeinflußt die Abpressung günstig, soweit er in der Größenordnung von etwa 5,0 liegt. Neben der Verbesserung der Schnitzelabpressung sind aber auch die mit solchen Maßnahmen verbundenen Nachteile zu berücksichtigen, wie z. B. der vermehrte Melasseanfall durch Ionenaustauschprozesse und die Bildung von Calciumlaktat. Bei übermäßiger Säuerung können die Trockenschnitzelausbeute sowie die Filterstation in der Saftreinigungsstufe nachteilig beeinflußt werden.

Die über Preßwasser bzw. Frischwasser erfolgende Zugabe von Salzen mehrwertiger Kationen als Preßhilfsmittel gilt heute als Standard. Überwiegend wird Gips eingesetzt und zwar mengenmäßig so, daß die unveresterten Galakturonsäuren des Pektins mit Calciumionen belegt werden.

Der DE 29 06 528 A1 läßt sich ein Verfahren zur Herstellung von Rübenschnitzeln hohen Trockensubstanzgehaltes entnehmen. Bei diesem Verfahren wird als bekannt vorausgesetzt, durch Zugabe von Calcium- oder Aluminiumsalzen über das Extraktionswasser zum Extraktionssystem die Abpreßbarkeit der extrahierten Zuckerrübenschnitzel zu verbessern. Dieses vorbekannte Verfahren wird jedoch als unwirtschaftlich beschrieben. Als vorbekannt wird ferner der Vorschlag beschrieben, den in der Zuckerindustrie anfallenden Carbonatationsschlamm mit den extrahierten Zuckerrübenschnitzel zu vermischen und auf diese Weise die Abpreßbarkeit der Schnitzel zu erhöhen. Jedoch sei dieser Vorschlag an der zu niedrigen Löslichkeit des Calciumcarbonates in diesem System sowie an der Unmöglichkeit gescheitert, die dazu benötigten Verweilzeiten wirtschaftlich zu realisieren. Stattdessen wird in der genannten Vorveröffentlichung vorgeschlagen, die nach dem ersten mechanischen Abpressen anfallenden Preßschnitzel mit Salzen mehrwertiger Kationen so zu behandeln, daß die im Pektingerüst der Preßschnitzel noch mit einwertigen Kationen besetzten Carboxylgruppen gegen mehrwertige Kationen ausgetauscht werden. Dadurch soll die Abpreßbarkeit der Preßschnitzel in einer sich anschließenden zweiten mechanischen Abpressung erheblich verbessert werden. Vorgesehen ist dabei die Zugabe der Salzlösung nach der ersten Abpreßstufe, wobei das in der zweiten Abpressung anfallende Preßwasser teilweise wieder zum Verdünnen der Salzlösungen und zum Einmaischen der unbehandelten Preßschnitzel benutzt werden kann. Beispielsweise sollen die nach einer ersten mechanischen Abpressung erhaltenen Preßschnitzel mit ca. 80% Wassergehalt in einer Mischstrecke mit einer wässrigen Lösung von Salzen mehrwertiger Kationen gemischt werden, wobei die Lösung der Salze in der im Kreislauf zurückgenommenen Preßflüssigkeit der nachgeschalteten zweiten Abpressung erfolgt.

Der JP 6-141900 (Abstract C-1241 vom 23.08.94) läßt sich der Vorschlag entnehmen, als Preßhilfsmittel Gips in gelöster Form einzusetzen.

Die heutigen in der Praxis angewandten Technologien der mechanischen Schnitzelentwässerung entfernen nur ca. 80% des mit den extrahierten Schnitzeln eingeführten Wassers, wobei ein Trockensubstanzgehalt von durchschnittlich ca. 30% in den Preßschnitzeln erreicht wird. Die restlichen 20% Wasser müssen in der Trocknung entfernt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Trockensubstanzgehalt in den Preßschnitzeln zu erhöhen, ohne hierfür die Durchsatzleistung der Schnitzelpresse zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Preßbereich eine Suspension aus Salz oder Salzen mehrwertiger Ionen unmittelbar in die Schnitzel-Preßschicht eingeführt wird.

Es ist vorteilhaft, die Suspension im mittleren Bereich der Preßstrecke, also nachdem der größte Teil des Preßwassers bereits abgepreßt ist, einzuführen.

Während im Stand der Technik eine Gips-Suspension in das der Extraktionsanlage zugeführte Preß- und Frischwasser unter Beachtung der Löslichkeit von Gips im entsprechenden Mengenverhältnis eingespeist wird (wobei die Löslichkeit dann erreicht ist, wenn sich im Extraktionswasser ein Härtegrad von ca. 100° dH einstellt), wird stattdessen erfindungsgemäß eine Suspension unmittelbar in die Schnitzelpresse eingeführt. Verwendet werden kann vorzugsweise eine Suspension mit 20-60% TS. Um zu verhindern, daß das zugeführte Salz unmittelbar in Lösung geht, kann die Einführung der Suspension erst nach dem Abpressen des größten Teils des Preßwassers erfolgen. Die Einspeisung in diesem Bereich führt zu einer deutlichen Erhöhung der inneren Reibung und damit verbunden zu höheren Drehmomenten an der Preßspindel und dadurch zu einer signifikanten Erhöhung des in den gepreßten Schnitzeln erzielten Trockensubstanzgehaltes.

Die eingeführte Salz-Suspension wird weitgehend in den Schnitzeln aufgenommen, und die gelöste Suspension bleibt somit im Extraktionskreislauf. Die Aufbereitung des Extraktionswassers kann somit über die Dosierung der Salzaufgabe in die Schnitzelpresse erfolgen.

Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird das in die Preßstrecke eingeführte Salz, z. B. Gips, zweimal genutzt und zwar einmal mechanisch durch Erhöhung der Reibungskräfte, wie vorstehend beschrieben, und zum anderen chemisch dadurch, daß ein Teil des Gipses durch das Preßwasser gelöst wird und mit diesem in den üblichen Extraktionskreislauf gelangt und dadurch in bekannter Weise über einen Ionenaustauschprozeß die Trockensubstanz in den gepreßten Schnitzeln erhöht.

Die herkömmliche Zugabe von Gips in das Extraktionswasser (Frischwasser und/bzw. Preßwasser) kann somit ersatzlos entfallen. Im übrigen kann für das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell die gleiche Aufbereitungseinrichtung für das Extraktionswasser verwendet werden, so daß durch die veränderte Gipsaufgabe in die Schnitzelpresse ohne wesentlichen Mehraufwand an Einrichtungen eine deutliche Verbesserung der Trockensubstanzwerte der abgepreßten Schnitzel und somit eine wesentliche Einsparung an Kosten bei der thermischen Trocknung erreicht wird.

Die schonende Behandlung der Schnitzel führt zu einer deutlich geringeren Pülpebildung und ergibt somit auch einen geringeren Staubanteil bei den getrockneten Schnitzeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch z. B mit Carbokalk durchführen und sorgt somit zur Entsorgung von anfallenden Abfallstoffen in der Zuckerfabrik.

In den mittleren Bereich der Schnitzelpresse können gegebenenfalls noch zusätzliche Preßhilfsmittel aufgegeben werden, um dadurch eine weitere Erhöhung der Trockensubstanzwerte zu erzielen.

Damit die eingeführte Suspension ihre Wirkung voll entfalten kann, ist es zweckmäßig, wenn die Einführung der Suspension mittig in die Schnitzel-Preßschichtdicke erfolgt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn bei Verwendung einer Spindelpresse die Aufgabe der Suspension an mehreren Umfangstellen über Aufhalter erfolgt. Zur Einspeisung der Suspension kann zumindest eine Dosierpumpe verwendet werden, über die die Steuerung der Suspensionszufuhr erfolgen kann. Bei konstanter Drehzahl der Preßspindel und somit konstantem Schnitzeldurchsatz durch die Presse kann auch die Suspensionzufuhr konstant gehalten werden.

Für das Verfahren läßt sich insbesondere Gips als ein Salz mehrwertiger Ionen verwenden. Die Gips-Suspension kann durch Mischen von Kalkmilch und Schwefelsäure im stöchiometrischen Verhältnis oder aber durch Einmischen von Trockengips in eine Teilmenge von Preß- und/oder Frischwasser hergestellt werden.

Die Salzzugabe kann vorzugsweise 2 meq/100 g Rübe betragen.

In der Zeichnung ist ein als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung in Form eines Verfahrensschemas dargestellt.

In eine Schnitzelpresse 1 werden über eine Leitung 2 aus einem Extraktionsturm 3 abgezogene extrahierte Schnitzel eingeführt und auf ihrem Weg durch die Schnitzelpresse 1 abgepreßt. Das hierbei anfallende Preßwasser wird über eine Leitung 4 zusätzlich zu einer Frischwasserzufuhr 5 in den Extraktionsturm 3 geleitet.

Am Fuß des Extraktionsturms 3 ist eine Schnitzel/Saft-Zufuhr 6 sowie ein Turmsaft-Ablauf 7 angedeutet.

In einem Suspensionstank 8 wird durch Zufuhr von Wasser 9 und CaSO4 eine Gips-Suspenison von 20-60% TS hergestellt, die über eine Leitung 10 von einer Dosierpumpe 11 in eine Aufhalterebene 12 an mehreren Umfangsstellen der Schnitzelpresse 1 über nicht näher dargestellte Aufhalter mittig in die Schnitzel-Preßschichtdicke eingespeist wird. Diese Einspeisung erfolgt etwa im mittleren Bereich der durch die Schnitzelpresse 1 definierten Preßstrecke.

Die über die Leitung 2 in die Schnitzelpresse 1 eingespeisten extrahierten Schnitzel haben einen Trockensubstanzgehalt von etwa 11%. Die Einspeisung der Gips-Suspension in die Schnitzelpresse 1 wird so eingestellt, daß sich in der über die Leitung 4 in den Extraktionsturm 3 gepumpten Preßwasser ein Gehalt von 2 meq CaSO4/100 g Rübe ergibt.

Die aus der Schnitzelpresse 1 austretenden gepreßten Schnitzel sind durch den Pfeil 13 dargestellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur mechanischen Entwässerung extrahierter Zuckerrübenschnitzel, dadurch gekennzeichnet, daß im Preßbereich eine Suspension aus Salz oder Salzen mehrwertiger Ionen unmittelbar in die Schnitzel-Preßschicht eingeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension im mittleren Bereich der Preßstrecke, also nachdem der größte Teil des Preßwassers bereits abgepreßt ist, eingeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der Suspension mittig in die Schnitzel- Preßschichtdicke erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Spindelpresse (1) die Aufgabe der Suspension an mehreren Umfangsstellen über Aufhalter (12) erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einspeisung der Suspension zumindest eine Dosierpumpe (11) verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Gips als ein Salz mehrwertiger Ionen.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Suspension mit 20 bis 60% TS.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gips-Suspension hergestellt wird durch Mischen von Kalkmilch und Schwefelsäure im stöchiometrischen Verhältnis.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gips-Suspension hergestellt wird durch Einmischen von Trockengips in eine Teilmenge von Preß- und/oder Frischwasser.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Salzzugabe von 2 meq/100 g Rübe.






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