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Die Erfindung betrifft eine Destillationsapparatur mit a) einer geheizten, die Maische aufnehmenden Blase; b) einem mit der Blase verbundenen, eine Mehrzahl horizontaler Kochböden aufweisenden
Verstärker; c) einem Dephlegmator, der von den vom obersten Kochboden ausgehenden Dämpfen beaufschlagbar ist ; d) mindestens einer ersten zusätzlichen Kühleinrichtung, die von unmittelbar aus der Blase kommenden Dämpfen beaufschlagbar ist, wobei der Auslass dieser Kühleinrichtung über eine Rücklaufleitung mit einem ersten Kochboden derart verbunden ist, dass dieses Kon- densat auf dem ersten Kochboden zum Sieden gebracht werden kann; e) einem dem Verstärker nachgeschalteten Kühler, in dem durch Kondensation das flüssige
Endprodukt gewonnen wird.
Derartige Destillationsapparaturen werden zur Herstellung von Branntweinen aus Obststoffen, mehligen Stoffen wie Getreide, Mais, Kartoffeln, Melasse, Zuckerrohr und dgl., sowie zur Destillation überzogener Ware, wie etwa zur Herstellung von Kräutergeistern, eingesetzt.
Eine Destillationsapparatur der eingangs genannten Art ist in der DE 29 42 442 C beschrieben.
Sie dient der zweimaligen Dephlegmation der in der Blase erzeugten Dämpfe in einem einzigen Arbeitsgang. Die Dämpfe werden hierzu unmittelbar über der Blase und unterhalb einer Trennwand des Gehäuses gefasst und in eine Steigleitung eingeführt, welche zu einer gesonderten, von dem Dephlegmator funktional getrennten jedoch räumlich in diesen integrierten Kühleinrichtung führt. In dieser Kühleinrichtung wird der von der Blase kommende Dampf zumindest teilweise kondensiert und über eine Rücklaufleitung nach unten zum untersten Kochboden zurückgebracht. Die durch Sieden des Kondensats auf diesem untersten Kochboden entstehenden Dämpfe werden dann über einen weiteren Kochboden in an und für sich bekannter Weise zum eigentlichen Dephlegmator gebracht und gelangen, soweit sie an diesem Dephlegmator nicht kondensiert werden, zu dem dem Verstärker nachgeschalteten Kühler.
Die Dämpfe, welche diesen bekannten Verstärker verlassen, sind also doppelt dephlegmiert
Die in der DE 29 42 447 C beschriebene Destillationsapparatur ist mit einer zweiten Steigleitung versehen, mit welcher wahlweise der Raum unterhalb der Trennwand, der mit der Blase kommuniziert, auch direkt mit dem Auslass des Verstärkers verbunden werden kann. Diese direkte Verbindung zwischen Blase und Auslass des Verstärkers wird nur dann verwendet, wenn kein Alkohol gewonnen sondern Früchten lediglich das Aroma entzogen werden soll.
Die bekannte Destillationsapparatur erzeugt hervorragende Produkte, ist jedoch in ihren Einsatzmöglichkeiten noch verhältnismässig wenig variabel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Destillationsapparatur der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass sie sich in grösstmöglicher Variabilität zur Herstellung unterschiedlicher Brände bzw. Geister verwenden lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass f) (n) zusätzliche Kühleinrichtungen vorgesehen sind, wobei (n) eine ganze Zahl > 1 ist und die 2. bis n-te Kühleinrichtung jeweils mit den Dämpfen beaufschlagbar ist, die von einem
Kochboden stammen, dessen Kondensat aus Dämpfen gebildet ist, welche die in Strö- mungsrichtung vorhergehende Kühleinrichtung durchlaufen haben, wobei der Auslass der 2.
bis n-ten Kühleinrichtung über eine Rücklaufleitung mit einem Kochboden verbunden ist, der unmittelbar über dem Kochboden liegt, von dessen Dämpfen die jeweilige Kühleinrich- tung beaufschlagbar ist
Erfindungsgemäss wird also erkannt, dass sich das in der DE 29 42 447 C beschriebene Prinzip der Doppeldephlegmation fortführen lässt, so dass mit der erfindungsgemässen Destillationsapparatur Produkte gewonnen werden können, die in einem einzigen Durchlauf mehrfach dephlegmiert sind. Hierdurch ist die Erzeugung von Mehrfachbränden höchster Qualität möglich. Die Dephlegmation tritt als Verstärkungsmittel gleichwertig neben den normalen Rektifiziervorgang auf Kochböden und ersetzt letzteren überall oder zumindest teilweise.
Besonders bevorzugt wird dabei aus Raumgründen eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher der Dephlegmator und die (n) Kühleinrichtungen in folgender Weise zu einer Baueinheit verbunden sind: a) Der Dephlegmator ist durch einen im Gehäuse der Destillationsapparatur befestigten Was-
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serbehälter gebildet, der von den vom obersten Kochboden aufsteigenden Dämpfen beaufschlagbar ist. b) Die (n) Kühleinrichtungen sind von Behältern gebildet, die zumindest teilweise im Innen- raum des Wasserbehälters angeordnet sind.
Bei dieser Ausgestaltung wird also nur ein einziger von Kühlwasser durchströmbarer Wasser- behälter benötigt, dessen Aussenfläche als Dephlegmator in bekannter Weise dient und der an inneren Flächen, die an den genannten Behältern angrenzen, die Kühlung der Dämpfe bei den beiden zusätzlichen Dephlegmationsvorgängen bewirkt. Diese Anordnung ist zudem sehr raum- sparend.
Grundsätzlich möglich und in dem Einsatz noch variabler ist diejenige Ausgestaltung der Erfin- dung, bei welcher jede Kühleinrichtung eine selbständig kühlbare, vom Dephlegmator getrennte
Einrichtung ist, die innerhalb oder ausserhalb des Gehäuses des Verstärkers angeordnet ist. In diesem Falle kann in jeder Kühleinrichtung die Kondensattemperatur bzw. der Kondensationsgrad des Alkoholdampfes unabhängig eingestellt werden.
Besonders variabel wird die beschriebene Vorrichtung, wenn die unmittelbar von der Blase und bestimmten vorgeschalteten Kochböden kommenden Dämpfe in Auslassleitungen gefasst sind, welche wahlweise direkt mit dem Kühler oder mit dem Einlass der nachgeschalteten Kühleinrichtung bzw. dem nachgeschalteten Kochboden verbindbar sind. Ist die jeweilige Auslassleitung also direkt mit dem Kühler verbunden, lassen sich mit der erfindungsgemässen Destillationsapparatur
Produkte mit entsprechend vielfacher jedoch nicht maximal möglicher Verstärkung je nach Wunsch gewinnen.
Die Umstellung zwischen den verschiedenen geschilderten Betriebsarten, also zwischen Einfach-, Zweifach- und allgemein Mehrfachdephlegmation, kann während des Destillierens erfolgen, wenn dies zur Erzeugung eines bestimmten Aromas oder Produktes gewünscht ist.
Nicht alle herkömmlichen Rektifizierböden brauchen in einer erfindungsgemässen Destillationsapparatur durch eine Dephlegmation ersetzt zu werden. Vielmehr ist es durchaus auch möglich, dass zwischen zwei Kochböden, deren Dämpfe einer Kühleinrichtung zugeführt werden, mindestens ein normaler Rektifizierboden vorgesehen ist.
Insgesamt arbeitet die erfindungsgemässe Destillationsvorrichtung besonders aromaschonend, da in allen Betriebsarten nur ein einziger Arbeitsgang stattfindet. Es lassen sich ein konzentrierterer Vorlauf, ein längerer Mittellauf und weniger Nachlauf als beim Stande der Technik erzielen. Zumindest bei Mehrfachdephlegmation ergibt sich zudem an den von den Dämpfen beaufschlagten Flächen eine hohe katalytische Wirkung, wodurch der Einsatz gesonderter Katalysatoren zur Reinigung des Produktes entbehrlich ist. Schliesslich ist die erfindungsgemässe Destillationsapparatur besonders energiesparend.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
Figur 1: einen Axialschnitt durch den Verstärker einer Destillationsapparatur;
Figur 1a: einen Teilschnitt, senkrecht zur Zeichenebene von Figur 1, durch den Dephlegmator im Bereich eines Rücklaufrohres; Figuren 2 bis 5 : Schnitte durch den Verstärker von Figur 1 gemäss den dortigen
Schnittlinien 11-11 bis V-V.
In Figur 1 ist der Verstärker einer Destillationsapparatur dargestellt, an welchen im unteren Bereich eine beheizte Blase angesetzt zu denken ist, die in üblicher Weise aufgebaut ist und zu destillierende Maische enthält.
Der Verstärker umfasst ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1, in welchem im dargestellten Ausführungsbeispiel drei horizontale Kochböden 2,3, 4 befestigt sind. Die Figuren 3 bis 5 zeigen im wesentlichen jeweils eine Draufsicht auf einen dieser Kochböden 2,3, 4 ; sie werden weiter unten näher erläutert.
Im obersten Bereich des Gehäuses 1 des Verstärkers befindet sich ein Dephlegmator 11, auf dessen genaue Bauweise ebenfalls weiter unten eingegangen wird.
Wie insbesondere der Figur 5 zu entnehmen ist, weist der unterste Kochboden 2 eine mittlere Durchgangsöffnung 5 auf, von der sich eine erste Auslassleitung 6 radial durch die Wandung des Gehäuses 1 nach aussen erstreckt. Im radial aussen liegenden Bereich ist der unterste Kochboden 2 mit einem Rückflussrohr 7 versehen, welches in bekannter Weise überschüssiges Kondensat über
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einen Siphon 8 zur Blase zurückführt.
Auch der mittlere Kochboden 3, der in Figur 4 in Draufsicht gezeigt ist, umfasst eine mittlere Durchgangsbohrung 9, von der eine zweite Auslassleitung 10 radial durch den Mantel des Gehäuses 1 hindurchgeführt ist. Auch er ist in seinem radial äusseren Bereich mit einem Rückflussrohr 12 versehen, welches überschüssiges Kondensat auf den darunter liegenden Kochboden 2 zurück- führt. Die Ansicht von Figur 1 täuscht : DasRückflussrohr 12 ist nicht koaxial zur mittleren Durch- gangsöffnung 9 des Kochbodens 3 sondern gegenüber dieser, wie die Figur 4 deutlich macht, aus der Zeichenebene von Figur 1 nach hinten versetzt.
Der oberste Kochboden 4 des in Figur 1 dargestellten Verstärkers ist in einer Weise ausgebildet, die in der DE 41 35 151 C näher beschrieben ist. Das heisst, anstelle einer einzigen Durchgangsbohrung für die sich auf dem Kochboden 3 entwickelnden Dämpfe ist der Kochboden 4 mit einer Mehrzahl von Perforationsfeldern versehen, die in der Zeichnung nicht erkennbar sind, da sie in Figur 3 durch entsprechende Abdeckbleche 13,14, 15 abgedeckt und somit in Figur 3 den Augen des Betrachters entzogen sind. Auch der oberste Kochboden 4 ist in seinem radial aussenliegenden Bereich mit einem Rückflussrohr 16 ausgestattet, welches überschüssiges Kondensat vom Kochboden 4 auf den darunter liegenden Kochboden 3 zurückleitet.
Der im obersten Bereich des Gehäuses 1 vorgesehene Dephlegmator 11umfasst einen becherförmigen, nach oben offenen Wasserbehälter 17, der an seinem oberen Rand an der Innenwand des Gehäuses 1 befestigt ist. In diesem sind zwei Doppelwandbehälter 18 und 19 parallel und nebeneinander angeordnet. Jeder Doppelwandbehälter 18,19 umfasst eine becherförmige Aussenwand 20 und eine ebenfalls becherförmige Innenwand 21, die so durch einen Deckel 22 verschlossen sind, dass sich zwischen Aussen- und Innenwand 20,21 ein Kondensatraum 23 bildet. In den oberen Bereich dieses Kondensatraumes 23 von jedem Doppelwandbehälter 18 bzw. 19 mündet ein die Wandung des Gehäuses 1 radial durchsetzendes Zulaufrohr 24 bzw. 25.
Vom unteren Bereich des Kondensatraumes 23 des in Figur 1 linken Doppelwandbehälters 18 geht eine Rücklaufleitung 26 aus, welche den Boden des becherförmigen Wasserbehälters 17 abgedichtet durchstösst und durch die beiden oberen Kochböden 3,4 hindurchgeführt ist. Das Rücklaufrohr 26 endet knapp oberhalb des untersten Kochbodens 2. Wie insbesondere den Figuren 1a und 2 zu entnehmen ist, ist das Rücklaufrohr 26 in der Nähe des Doppelwandbehälters 18 zunächst radial nach aussen geführt, so dass es in der Nähe der Wandung des Gehäuses 1 nach unten läuft.
Auch der in Figur 1 rechte Doppelwandbehälter 19 ist im unteren Bereich seines Kondensatraumes 23 an eine Rücklaufleitung 27 angeschlossen, welche zunächst, ähnlich wie die Rücklaufleitung 26, radial nach aussen geführt ist, den Boden des becherförmigen Wasserbehälters 17 dicht durchstösst, den obersten Kochboden 4 durchsetzt und dann knapp oberhalb des mittleren Kochbodens 3 endet.
Über einen Wasseranschluss 28 wird dem becherförmigen Wasserbehälter 17 und dem oberhalb von diesem liegenden Raum innerhalb des Gehäuses 1 Wasser zugeführt, welches über eine Wasserauslauföffnung 50 im oberen Bereich des Gehäuses 1 wieder ausströmt.
Wie insbesondere der Figur 1 zu entnehmen ist, besitzt der becherförmige Wasserbehälter 17 einen etwas kleineren Durchmesser als das Gehäuse 1, so dass zwischen der Aussenmantelfläche des Wasserbehälters 17 und dem Gehäuse ein Ringraum 29 entsteht, der im oberen Bereich mit einem Auslass 29 kommuniziert. Der Auslass 29 führt in bekannter Weise zu dem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Kühler der Destillationsapparatur, in welchem das Endprodukt abgeschieden wird
Die erste Auslassleitung 6, welche die direkt von der Blase kommenden Dämpfe führt, endet an einem T-Stück 35, welches mit zwei Leitungen 31,32, die in der Zeichnung nur symbolisch angedeutet sind, in Verbindung steht.
Die erste (31) dieser Leitungen 31,32 führt über ein Absperrventil 33 ebenfalls zum nicht dargestellten Kühler. Die zweite (32) dieser Leitungen 31,32 ist über ein Absperrventil 34 mit dem Zulauf 24 verbunden, welcher mit dem Kondensatraum 23 des ersten Doppelwandbehälter 18 kommuniziert.
In entsprechender Weise führt die zweite Auslassleitung 10, über welche die auf dem ersten Kochboden 2 entstandenen Dämpfe geleitet werden, zu einem T-Stück 40, welches seinerseits mit zwei in der Zeichnung nur symbolisch angedeuteten Leitung 36 und 37 kommuniziert. Die Leitung
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36 ist wiederum über ein drittes Absperrventil 38 mit dem nicht dargestellten Kühler verbunden, während die Leitung 37 über ein Absperrventil 39 mit dem zweiten Zulauf 25 verbunden ist, der zum Kondensatraum 23 des zweiten Doppelwandbehälters 19 führt.
Die oben beschriebene Destillationsapparatur arbeitet wie folgt:
Soll zur Erzeugung von Rohbränden, Geistern, Kräutergeistern oder dergleichen nur eine einfache Dephlegmation erfolgen, so wird das Absperrventil 34 in der Leitung 32 geschlossen und das Absperrventil 33 in der Leitung 31 geöffnet. Die sich in der Blase entwickelnden Dämpfe werden dann, ohne den Verstärker zu durchlaufen, über die Auslassleitung 6, das T-Stück 35 und die Leitung 31 direkt zum Kühler geleitet.
Wird dagegen eine doppelte Dephlegmation gewünscht, wie sie zur Erzeugung von Feinbränden bzw. Roh- und Feinbrand in einem einzigen Arbeitsgang benötigt wird, so wird das Ventil 33 in der Leitung 31 geschlossen. Das Ventil 34 in der Leitung 32 wird geöffnet. Das Ventil 39 in der Leitung 37 ist geschlossen und das Ventil 38 in der Leitung 36 schliesslich ist geöffnet. Dann durchlaufen die Dämpfe, die von der Blase aufsteigen, den Feinbrenner offensichtlich in der folgenden Weise : Von dem Raum unterhalb des untersten Kochbodens 2 werden sie über die Auslassleitung 6, die Leitung 32 und den Zulauf 24 in den Doppelwandbehälter 18 geleitet. Sie werden dort zumindest teilweise auskondensiert und fliessen über die Rücklaufleitung 26 zum untersten Kochboden 2 zurück. Dort siedet das Kondensat erneut.
Die vom Kochboden 2 aufsteigenden Dämpfe werden über die zweite Auslassleitung 10, die Leitung 36 und das geöffnete Ventil 38 zum Kühler geführt und dort zum Endprodukt kondensiert.
Schliesslich ist mit der beschriebenen Destillationsapparatur auch eine dreifache Dephlegmation möglich. In diesem Falle bleiben die Ventile 33 und 34 in der beschriebenen Stellung, die zur Erzielung einer Zweifachdephlegmation erforderlich ist. Das Ventil 38 in der Leitung 36 wird jedoch nunmehr geschlossen und das Ventil 39 in der Leitung 37 geöffnet. Die Wege der Dämpfe sind bis zum T-Stück 40 am Ende der zweiten Auslassleitung 10 ebenso, wie dies oben für die doppelte Dephlegmation beschrieben wurde. Statt nun aber vom T-Stück 40 über die Leitung 36 direkt zum Kühler zu fliessen, gelangen die Dämpfe nunmehr über das geöffnete Ventil 39 zum Zulauf 25 des zweiten Doppelwandbehälters 19.
In dem Kondensatraum 23 dieses Doppelwandbehälters 19 kondensieren die Dämpfe erneut zumindest teilweise und fliessen über die Rücklaufleitung 27 auf den mittleren Kochboden 3 zurück. Die beim Siedevorgang auf dem Kochboden 3 erzeugten Dämpfe durchströmen die Perforationsfelder unter den Abdeckblechen 13,14, 15 und gelangen in den ringförmigen Raum 29 neben der Aussenmantelfläche des becherförmigen Wasserbehälters 17, wo eine erneute Dephlegmation stattfindet. Ein Teil der Dämpfe wird dabei kondensiert und fliesst auf den obersten Kochboden 4 zurück, wo das Kondensat wieder zum Sieden gebracht wird. Ein anderer Teil der Dämpfe gelangt über den Auslass 29 zum nicht dargestellten Kühler.
Diese Dämpfe haben also innerhalb des Verstärkers eine dreifache Dephlegmation, zuerst im Doppelwandbehälter 18, dann im Doppelwandbehälter 19 und schliesslich im Ringraum 29 zwischen dem becherförmigen Wasserbehälter 17 und der Gehäusewand 1, dem konventionellen Dephlegmator, erfahren.
Eine Umschaltung zwischen den oben erwähnten drei Betriebsarten (Einfach-, Doppel- und Dreifachdephlegmation) kann während des Betriebes jederzeit erfolgen.
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