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Maischtrog zur Behandlung von Zuckerrübenschnitzeln und zerkleinertem
Zuckerrohr Die Erfindung betrifft einen Maischtrog zur Behandlung von Zuckerrübenschnitzeln
und zerkleinertem Zuckerrohr vor einer kontinuierlichen Diffusion mit einem liegend
angeordneten Troggehäuse, an dessen einer Stirnseite über eine Siebwand ein Betriebssaft-Sammelraum
anschließt, während auf der anderen Stirnseite ein Maischaustritt vorgesehen ist,
bei dem der Trog in der Nähe des Betriebssaft-Sammelraumes einen zur Einführung
des zu behandelnden Gutes dienenden Separatorabschnitt aufweist, an den sich ein
Einmaischraum anschließt, im Übergangsbereich zwischen Separatorabschnitt und Einmaischraum
Zuführungsstutzen für den Rohsafteintritt bzw. für den Eintritt von Zirkulationssaft
vorgesehen sind und in den Trogenden eine Rührelemente tragende Welle drehbar gelagert
ist.
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Es ist ein Brühtrog zum Überführen von Zuckerrübenschnitzeln in den
Zustand der Plasmolyse bekannt, in welchem eine Welle gelagert ist, deren Durchmesser
etwa ein Drittel des Brühtrogdurchmessers beträgt. Diese Welle ist durchgehend mit
einem Schneckengang besetzt, welcher im wesentlichen den ganzen Querschnitt des
Brühtroges ausfüllt. In einem Fall ist der Guteintritt in den Trog an der vorderen
Stirnseite mit Hilfe einer Einschwemmleitung vorgesehen. In diesem Fall sind am
vorderen Ende der Welle in der Nähe des Einfalls Rührarme an der Welle befestigt,
welche dazu dienen, das eingeschwemmte Gut über den Querschnitt zu verteilen. Hierbei
ist die Anordnung so getroffen, daß während des Betriebes die Schneckengänge und
damit der Querschnitt des Troges vollständig von den Schnitzeln ausgefüllt sind.
Die Flüssigkeit wird mehrfach im Querstrom durch den Trog geschickt und oberhalb
des Troges in einer Siebkammer, die sich über die Länge des Troges erstreckt, gesammelt.
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Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Behandeln von festen körnigen
Stoffen mit Flüssigkeiten bekannt, bei der in einem Trog eine Hauptschnecke angeordnet
ist, die aus mehreren schraubenförmig angeordneten Bandelementen bestehen, welche
durch eine Hilfsschnecke mit wesentlich engeren Gewindeabständen unterstützt werden,
wobei die Gänge der Hilfsschnecke perforiert sind, damit Flüssigkeit im Gegenstrom
zu den Feststoffen durch den Trog passieren kann. Eine Welle ist bei dieser bekannten
Vorrichtung nicht vorgesehen.
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Weiterhin ist es bei Diffusionstürmen zum Auslaugen von Zuckerrübenschnitzeln
im Gegenstrom bekannt, unterbrochene Schneckenabschnitte auf einer gemeinsamen Welle
anzuordnen und auf der Innenseite des Turmes nach innen ragende Aufhalter anzuordnen,
welche zwischen die Zwischenräume der mit Abstand angeordneten Schneckengangabschnitte
ragen. Die Verhältnisse in einem solchen Diffusionsturm, der lotrecht angeordnet
ist, sind in der Regel anders als die Verhältnisse in dem liegenden Maischtrog,
welcher dem Diffusionsturm in aller Regel vorgeschaltet ist.
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Es ist aber auch schon ein Maischtrog zur Behandlung von Zuckerrübenschnitzeln
und zerkleinertem Zuckerrohr bekannt, bei dem der Trog im Abstand von seinen Stirnseiten
durch ein teilweise in das Troginnere ragendes Leitblech unterteilt ist. Der vor
dem Leitblech liegende Teil des Troges dient einmal zum Einfüllen des Gutes durch
einen Einfüllschacht und zum gleichmäßigen Verteilen des Gutes und innigen Durchmischen
des Gutes mit dem im Gegenstrom zu den Schnitzeln geführten heißen Saft. Die Verteilung
erfolgt durch auf einer durchgehenden Welle angeordnete Verteilerflügel und Wirbelschaufeln
in Verbindung mit mehreren in das Innere ragenden fest angeordneten Aufhaltern.
Der Teil hinter dem Leitblech dient im wesentlichen dazu, die Maische in einen pumpfähigen
Zustand zu bringen, zu welchem Zweck hinter dem Leitblech erneut Flüssigkeit in
den Trog eingeführt wird, die im wesentlichen im Gleichstrom mit den Schnitzeln
zum Trogende fließt. In dem hinter dem Leitblech befindlichen Trograum sind umlaufende
Rührarme mit Bandspiralen auf der gleichen Welle angeordnet, wobei die Bandspiralen
in einzelne im axialen Abstand angeordnete Abschnitte unterteilt sein können. Bei
dieser bekannten Anordnung weist die Welle lediglich unmittelbar unterhalb des Einfallschachtes
einen etwas größeren Durchmesser auf, wodurch die Verteilung erleichtert wird, während
im Hauptteil
des Troges die Welle einen Durchmesser besitzt, der
gegenüber dem Durchmesser des Troges klein ist. Bei diesem bekannten Trog wird nur
mit teilweiser Füllung des Troges gearbeitet, so daß eine ständige gute Durchmischung
und eine schnelle Aufwärmung durch das im Gegenstrom fließende Aufwärmmittel erhalten
wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Maischtrog der eingangs
näher angegebenen Art so weiterzubilden, daß trotz sehr geringer Baulänge des Troges
eine rasche und intensive Berührung der zugeführten frischen Schnitzel mit dem zugeführten
heißen Rohsaft erfolgt und damit ein rascher Wärmeaustausch zwischen -diesen beiden
Medien sichergestellt ist, und gleichzeitig zu gewährleisten, daß der Durchgang
des zu behandelnden Gutes durch die beiden hintereinander im Trog liegenden Behandlungszonen
genau steuerbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Kombination an sich bekannter Merkmale
in der Weise gelöst, daß der Durchmesser der Welle durchgehend wenigstens etwa ein
Viertel des Trogdurchmessers beträgt und als Rührelement zwei jeweils unterbrochene
halbgängige, mit Durchbrechungen für den Durchtritt des Rohsaftes versehene Förderschneckenflügel
trägt, zwischen denen Aufhalterleitbleche angeordnet sind.
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Auf Grund der neuen Ausbildung wird gegenüber den früheren Anlagen
gleicher Länge und damit gleicher Verweilzeit ein erheblich besserer Füllungsgrad
und damit auch eine Verbesserung der Querschnittsbelastung des Troges erzielt. Damit
verbunden ist der Vorteil eines erhöhten Zuckergewinnes in dem Einmaischtrog. Dabei
wird durch die neue Ausbildung gewährleistet, daß einerseits ein ausreichender Durchgangsquerschnitt
für das Gut im Trog sichergestellt ist, während gleichzeitig die Querschnittsfläche
in Form einer in radialer Richtung relativ flachen Ringfläche aufgeteilt wird, auf
welcher auf das Gut wesentlich besser kontrollierbar eingewirkt werden kann. In
dem zwischen Weile und Trog gebildeten Ringraum werden die zu behandelnden Schnitzel
durch- die schneckengangähnlichen Förderflügel erfaßt und vom Eintrittsende zum
Austragsende mit steuerbarer Geschwindigkeit gefördert. Dabei ist von großer Bedeutung,
daß trotz dieser sicheren Führung mit Hilfe der Schneckenflügel der Gegenstrom des
Rohsaftes in Richtung auf das vordere Ende des Troges nicht behindert wird, da die
Flügel mit entsprechenden Durchbrechungen versehen sind. Auf der anderen Seite haben
die schneckenförmigen Förderflügel die Tendenz, den Rohsaft, der etwa in der Mitte
des Troges zugeführt wird, rasch über den ganzen Ringquerschnitt des Behandlungsraumes
auszubreiten und ihn damit in rasche Berührung mit dem gesamten Schnitzelmaterial
zu bringen. Damit wird die Wärme in wärmetechnisch optimaler Weise durch Gegenstrom
auf kürzestem Wege und in kürzester Zeit an die Schnitzel abgegeben.
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Durch den verbesserten Wärmeübergang und durch die bessere Steuerung
der Vorgänge kann die Verweilzeit der Schnitzel bei der neuen Ausbildung geringer
sein, so daß bei gleicher Leistung mit kürzeren Trögen gearbeitet werden kann. Dies
wird noch dadurch verbessert, daß mit einer wesentlich erhöhten Flächenbelastung
gearbeitet werden kann. So haben Versuche ergeben, daß eine Flächenbelastung von
11 bis 15 t/m2/h auch über lange Betriebszeiten eingehalten werden kann, ohne daß
die Vorbehandlung der Schnitzel beeinträchtigt wird.
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Die nachweisbare Erhöhung des Zuckergewinnes auf Grund der neuen Ausbildung
des Troges ist von besonderer Bedeutung, da hierdurch die Auslaugung der Schnitzel
in der nachfolgenden Diffusionszone nicht mehr in einem solchen Umfang betrieben
werden muß, wie es bisher der Fall war und somit auch eine kürzere Aufenthaltszeit
der Schnitzel im Diffusionsturm erzielt werden kann. Dies hat den Vorteil zur Folge,
daß die von der Zeit abhängige Zersetzung des Zuckersaftes, welche eine Funktion
der Zeitspanne des Aufenthaltes des Zuckersaftes bis zu seiner Weiterverarbeitung
darstellt, kleiner gehalten werden kann, so daß sich bessere Arbeitsergebnisse erzielen
lassen.
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Vorteilhafterweise werden die Aufhalterleitbleche nur in dem unteren
Teil des Troges angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß im unteren Teil mit Hilfe
der Förderschneckenflügel eine ausreichende Förderung der Feststoffe in Achsrichtung
erzwungen wird, wobei die Aufhalter eine Rückmischung mit Sicherheit verhindern,
während im oberen Teil des Troges eine Umwälzung stattfindet, die den Mischvorgang
und damit die Wärmeaufnahme durch die Schnitzel wesentlich unterstützt. Die Aufhalterleitbleche
können dabei einstellbar angeordnet sein, um den Fördervorgang wahlweise ändern
zu können, ohne die Drehzahl der Welle ändern zu müssen. Die Leitbleche sind sowohl
im Separatorbereich als auch in der Brühzone vorgesehen, um in beiden Zonen die
Förderung zu unterstützen und eine Rückmischung zu verhindern und damit einen kontrollierbaren
Durchgang zu erleichtern.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g. 1 ist eine Seitenansicht des Maischtroges gemäß der Erfindung;
F i g. 2 ist eine Draufsicht auf den Maischtrog nach F i g. 1; F i g. 3 ist ein
Querschnitt entlang der Schnittlinie HIHI der F i g. 1; F i g. 4 ist ein Schnitt
entlang der Schnittlinie IV-IV der F i g. 1; F i g. 5 zeigt im Längsschnitt einen
Teil des Troges und veranschaulicht die Ausbildung der Rührelemente.
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Der Maischtrog besteht aus einem liegend angeordneten Trogkörper 1,
an dessen linkem Ende gemäß F i g. 1 und 2 bei 1 a ein Stirnsieb angeordnet ist,
an das sich bei 2 ein Betriebssaft-Sammelraum anschließt. Von diesem Betriebssaft-Sammelraum
geht eine Leitung 2 a in eine Sammelleitung 11, welche zu einem Betriebssaftabzug
10 führt.
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Der Trogkörper 1 ist auf seiner Oberseite mit einem trapezförmigen
Aufsatz 1b versehen. Dieser Aufsatz dient als Sammel- und Abführraum für die bei
der Einmaischung entstehenden Gase und den sich bildenden Schaum. Die Abführung
des Gases und des Schaumes ist deshalb von Wichtigkeit, weil anderenfalls durch
deren Verbleib in der Maische der Wärmeübergang von den im Gegenstrom geführten
Komponenten ungünstig beeinflußt wird. Die Ausbildung des Aufsatzes 1 b in Trapezform
führt dabei zugleich zu einer mechanischen Stabilisierung der Trommel gegen Verformungen
oder Verwindungen. Auf dem Aufsatz ist eine Sammelhaube 5
angeordnet,
welche zur Abführung der Gase und des Schaumes über eine Verbindungsleitung oder
Kurzschlußleitung 5 a mit einem Zuführungsschacht 7 in Verbindung steht, um die
Gase bzw. den anfallenden Schaum in diesen Schacht zurückzuführen. Der Schacht 7
ist unmittelbar anschließend an dem Betriebssaft-Sammelraum auf dem Aufsatz 1 G
aufgesetzt. Durch den Fallschacht 7 wird das zu behandelnde Gut in Form frischer
Schnitzel in Richtung des Pfeiles 7a in den Trog l übergeführt. Am anderen Ende
ist der Trogkörper 1 durch eine Haube -1 c verschlossen, aus der in
der Nähe des Bodens das Schnitzelsaftgemisch durch einen Stutzen 14 mit Hilfe einer
nicht in der Figur dargestellten Pumpe abgeführt wird.
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In dem Trogkörper 1 ist eine Welle 3 drehbar gelagert (F i g. 3 und
4), welche durch die Antriebseinrichtung 9 in Drehung versetzt werden kann. Wie
insbesondere aus den F i g. 3 und 4 hervorgeht, weist die Welle einen Durchmesser
d auf, der relativ groß ist. Gemäß der Erfindung beträgt dieser Durchmesser d der
Welle 3 (s. F i g. 5) mindestens ein Viertel des Durchmessers D des Trogkörpers
1. Vorteilhafterweise beträgt jedoch der Wellendurchmesser das 0,3- bis 0,4fache
des Trogdurchmessers. Dadurch wird ein ringförmiger Behandlungsraum 2'0 im
Trog geschaffen, dessen radiale Dicke relativ klein ist. Die Welle weist den angegebenen
Durchmesser über die ganze Länge des Troges auf. Auf der Welle sind Rührelemente
in Form einer doppelgängigen Schnecke vorgesehen, welche Schneckenflügel Durchbrechungen
aufweisen, z. B. siebförmig durchbohrt sind, um einen ausreichenden Durchflußquerschnitt
für den Rohsaft zu gewährleisten. Die Schneckengänge sind unterbrochen, wobei in
den Unterbrechungen Aufhalterbleche 8 angeordnet sind. Diese Leitbleche 8 sind vorzugsweise
in der unteren Hälfte des Trogkörpers 1 angeordnet, wie aus F i g. 4 hervorgeht.
Die Leitbleche unterstützen die Förderwirkung der Schneckengänge für die Feststoffe
und verhindern eine Rückmischung, welche die genaue Steuerung des Durchganges sowie
den Wärmeaustausch beeinflussen könnte. Vorteilhafterweise sind zu diesem Zweck
die Leitbleche 8 einstellbar, d. h. um ihre Längsachse drehbar im Trogkörper angeordnet,
so daß die Winkelstellung der Leitbleche gegenüber einer Radialebene verändert werden
kann.
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Durch die Anordnung der Leitbleche nur im unteren Teil des Trogkörpers
wird sichergestellt, daß im unteren Teil vorwiegend eine Förderwirkung in axialer
Richtung auftritt, während im oberen Teil des ringförmigen Durchtrittsquerschnittes
vorwiegend eine Umwälzung und Durchmischung stattfindet. Die beiden Schneckengänge
sind mit 21 und 22 bezeichnet. In F i g. 5 gibt der Pfeil 23 die Transportrichtung
für die Feststoffe und der Pfeil 24 gibt den Drehsinn der Welle 3 wieder.
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Unmittelbar unterhalb des Einfüllschachtes 7 können die Leitbleche
8 fortgelassen werden. In diesem Bereich können die Rührelemente mit Ablenk- oder
Abstreiferelementen versehen sein, welche die stirnseitige Siebfläche 1 a von Schnitzeln
freihalten. Solche Abstreiferelemente sind für diesen Zweck bei Maischtrögen bekannt.
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Der heiße Rohsaft zum Aufwärmen der Schnitzel wird durch seitliche
Stutzen 13 dem Trog zugeführt. Der Rohsaft besitzt eine Eintrittstemperatur von
etwa 74 bis 76° C. Der Rohsaft strömt den Schnitzeln entgegen in Richtung auf die
Betriebssaft-Sammelkammer 2 und gibt hierbei seine Wärme sehr rasch ab. Der Rohsaft
tritt beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 30° C in die Sammelleitung 11
ein. Als vorteilhaft hat sich dabei eine Temperaturdifferenz zwischen dem austretenden
Betriebssaft und den eintretenden frischen Schnitzeln in Höhe von etwa 13 bis 18°
C erwiesen. Durch den Stutzen 12 wird in den Tragkörper heißer Zirkulationssaft
eingeführt, welcher zusammen mit den Schnitzeln als Maische in Richtung auf das
Austragsende strömt. Ein gut pumpfähiges Gemisch erhält man, wenn zweckmäßigerweise
etwa 250 bis 300% Zirkulationssaft zugesetzt werden.
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Die neue Anordnung kann mit hoher Durchgangsleistung und hoher Flächenbelastung
betrieben werden, da die radiale Höhe des ringförmigen Behandlungsraumes relativ
niedrig ist. Als besonders vorteilhaft haben sich Flächenbelastungen von 11 bis
etwa 15 t/m2/h ergeben bei Drehzahlen von 1 bis 2,5 U/min. Diese Belastungen können
auch bis auf 18 t/m2/h erhöht werden, ohne daß eine Störung des Betriebes und eine
Beeinträchtigung der Vorbehandlung und Aufbereitung der Schnitzel festzustellen
ist.
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Um eine gleichmäßige und rasche Abführung des Betriebssaftes zu gewährleisten
und dadurch den Wärmetausch zu begünstigen, sind vorteilhafterweise durch Siebe
abgedeckte, seitliche Betriebssaft-Sammelkammern zusätzlich angeordnet, welche im
unteren Teil des Trogkörpers an dessen Mantelfläche angeordnet und mit 4 bezeichnet
sind.
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Nahe dem Austragende sind am unteren Teil des Trogkörpers über Siebe
vom eigentlichen Behandlungsraum getrennte Absetzkammern 6 für Sand oder dergleichen
Fremdkörper vorgesehen. Der abgesetzte Sand kann zeitweilig mit Hilfe von Flüssigkeit
entfernt werden.
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Ein Thermometer 25 in der Sammelleitung 11 gestattet, die Temperatur
des abfließenden Betriebssaftes zu kontrollieren, während Flüssigkeitsstandanzeiger
26, 27 in dem Betriebssaft-Sammelraum 2 bzw. vor der Schnitzelzuführung eine Überwachung
des Flüssigkeitsstandes im Trog gestatten und zugleich eine Regelung des Flüssigkeitsstandes
ermöglichen.
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Die neue Vorrichtung ermöglicht die Erreichung eines hohen Wirkungsgrades,
einer genauen Steuerung des Durchganges durch den Trog, eines raschen Wärmeaustausches
und einer hohen Durchsatzleitung bei sehr gedrungenem Aufbau und geringem Platzbedarf.