-
Verfahren zur Gewinnung von Stärke aus Getreide Prioritäts von 15.
Oktober 1962 in USA unter der Seriel-Nummer 230 359 Diese Erfindung betrifft allgemein
die Gewinnung von Stärke nach dem Haßverfahren und spesiell eine Methode zur Gewinnung
von Stärke aus Mais nach dem Naßverfahren, in dem der Stärkemahlstrom wirksamer
und wirtschaflicher konzentriert wird.
-
Es ist auf diesem Gebiet bekannt, daß eine wirksamere Abtrennung der
Stürke vom Kleber durchgeführt worden kann, wenn mnn den Stärkemahlatrom eindickt,
bevor man mit ihn die primre Trennanlage beschickt. Diese Eindickung des Stärkemahlstromes
wird gewöhnlich als "Mehlstromeindickung" bezeichnet und soll im folgenden so benannt
werden.
-
In den meisten Anlagen, die oino Mahlstromeindickung verwenden, wird
zu diesem Zwook eine Vielzahl von Filtern benutzt.
-
Bei einem derartigen Arboitegang wird der Griesstürkestrom aus der
Griesstürkeklassierung gewöhnlich konzentriert, da dieser Strom erkebliche Mengen
an unerwünschten, löslichen Stoffen enthält, dei hauptsächlich aus dem Einweichvorgang
stammen.
-
Der Faserhaltige Stärkestrom, dor relativ frei von unerwänschten lsliohen
Stoffen iot, wird dazu verwandt, den Filterkuchen wieder aufzuschlämmen und das
spezifische Gewicht das Stärke-Kleberstromes einzustellen, dar von Mahlstromeindickungsabschnitt
des Verfahrens zu don primären Trennanlagen befördert wird.
-
Vor dieser Erfindung wurde vorgeschlagen, anstelle von filtern in
dern Mahlstromeindickungsab schnitt deo Verfahrens Zentrifungon zu verwenden. Die
Bonutzung von Zentrifugen in den Mahlstromeindickungsabsehnitt hart Prozesses würde
die automatische Regulierung erleichtern, eine hygienischere iLnlaae und ein hygienischores
Produkt liefern, geringere Anlagenkosten beim gleiohen Ergebnis voruraschen und
eine bedeutend geringere Wartung erfordern. Der große Hachteil bei der Verwendung
von Zentrifungen bei einem derartigen Arbeitsvorgang ist der, daß der Stromverbrauch
hoch ist, da der Gehalt an Feststoffen in dem Griesstürkostrom Groß ist. Hoher Feststoffgeholt
erfordert den Verbrauch einer großen Strommange aufgrund der Tataache, daß diese
Feststoffe beschlounigt und durch die Düsen der Z.ntrifuge ausgestoßen werden müssen.
Daher war die Verwendung von
Zontrifugen für die Eindickung des
Hahlstromes vor dieser Erfindung nicht weit vorbroitot infolgo des Hachtoils doo
hohen Stromverbrauches, dor die Vorzüge einer solchen Verwendung aufwog.
-
Es aat daher ein Ziel dar Erfindung, ein Stärke-Naßmahlver-£ahron
zu liefern, in dom die Beschlounigung der Zontrifugen in dom Mahlstromcinidckungsabschnitt
einon geringon Gehalt an unlöslichen Feststoffen besitzt, um so die Verwondung solchor
Zontrifungen in dem Mahlstromeindiekungsabschnitt wirtschaft-Hch und wirkungsvoll
zu gestalten.
-
Ein zweiter Teil der Erfindung ist es, ein Stärko-Naßmahlvorfahren
zu lioforn, in das Zentrifungen in dom Mahlstremeindihkungsabsehnitt wirtschaftlich
und wirkoam vorwandt werden, um oinen hohen Prozenteatz löslicher Bestandteile aus
der Strom vor dem primären Stärke-Klebertrennungsabschnitt zu ontfernen.
-
Eine andere Aufgabe der Erfindung bestoht in der Schaffung eines Stärkenaßmahlverfahrens,
bei den dar Griesstärkestrom von hohem Gehalt an löslichen Stoffen in einem Hydrozyklon
getrennt wird, um einen Überlauf-von niedrigem Gohalt an Feststoffen und hohem Gehalt
an löslichen Stoffen der Z Zentrifugenstation zuzuleiten, damit die Zentrifugen
wirtschaftlich arbeiten und ein Unterlauf von hohen Foststoffgehalt und niedrigen
Gehalt an löslichen 5 toffen unmittelbar der Stärke-Klebertrennungsanlage zugeleitet
wird.
rine vierte Aufgabe dar Erfindung ist es, ein Stärke-Haßmahlverfahren
zu liefern, in dom eine abgestimmte Kombination von Hydrozyklonen und Zentrifugen
verwandt wird, um ein Beschiokungsmaterial mit konstanter Feststoffkonzentration
aus der Hahlstromeindickungsanlage an die Stärka-Klebertrabertrennanlage mit einem
minimalon Stromverbrauch duroh die Zentrifungen in dor Nahlstromeinickungsanlage
zu liefern.
-
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stärkenaßmahlverfahren
au ergeben, indem eine abgestimmte Komvination von Hydrozyklonen und Hechleistungeszentrifugen
in dem Mahlstromeindickungsabschnitt verwandt wrid, so daß die am besten geegnete
Konzentration an Mahlstürke an die am besen geeignete Vorrichtung zur Zentrifugentrennung
geliefert wird, um ein :3eachtekunasmaterial mit konstanter Freststoffkonzentration
der S tärke-Klebertrennanlage bei maximaler Wirkaamkeit und minimalem stromaufaand
zuzuführen.
-
Hin sechstes Ziel der Erfindung ist es, ein Stärke-Haßmahlverfahren
zu gewinnen, in dem die für die Klebereindiekung nötgen appara tiven Aufwendungen
und setriebskosten auf einem Minimum gehalten werden, indem man einen Kleber gewinnt.
der keine bedeutende Eindickung erfordert.
-
Andere Ziele und Vorteile dor Erfindung werden 5m Lauf der Beschreibung
dieser Erfindung offenbart, worin Fig. 1 ein Fließbild der bevorzugten Ausführungsform
der Srfindung,
Fig. 2 ein Fließbild einer Modifikation der in Fig.
1 gezeigten Ausführungsform und Fig. 3 ein Fließbild, daa ein weitere Modifikation
der Erfindung erläutort, bedeuten.
-
Bei der speziellen Betrachtung der Fig. 1 bis S ist die der findung
als Anwendung auf ein Maisstärke-Nassmahlverfahren gezeigt. Das Maisstärke-Nassmahlverfahren
ist nut beispielhaft, da die offenbarte Erfindung für Jedes Stärke-Nassmahlverfahren
völlig gleich angewandt werden kann, indem eine Mahlstromeindickung erwünscht ist.
-
In den beiden Fig. 1 und 2 dient die schematisch gezeigte Vorrichtung
lediglich der Erläuterung, da in der Praxis eine Zaht von Anlagen parallel verandt
werden wird, wo in der Zeichnung eine einzige Anlage gezeigt ist, Die Zahl solcher
parallel verwandter Vorrichtungen ist von der Größe der Anlage abhängig, deren Teil
sie sind, sowie von der erforderlochen Wirksamkeit in an speziellen Abschnitt des
sie enthaltenden Verfahrens.
-
In den beiden Fig. i und 2 bezeichnet die Nummer 10 einen der Behälter
des Einweichsystems, das gewöhnlich aus einer Vielzahl von Einweichbehältern besteht,
die für ein gegenläufiges Verfahren angeordnot sind. Der geschälte Mais und die
Einweichsäure worden in den Einweichbehälter besonders bei 12 und 14 eingeführt,
und das Einweichwasser wird bei i6 abgezogen und zum Verdampfer geleitet, um lösliche
Sub. stanzen zu gewinnen. Der eingeweichte Mais wird dann von dem behälter 10 durch
Leitungen 18 zur Schleifmühle 20 transportiert, um den gequollenen Mais zu zerkleinern
und den Keimling frei zu legen. Von der Schleifmüle 20 wird der gemahlene eingeweichte
Mais eu der Keimlingabtrennanlage 22 durch Leitungen 24 gebracht, wo der Keimling
durch Flotation abgetrennt und durch irgendwelche geeigneten Mittel 26 zu der nicht
gezeigten Keimlingsverarbeitungsanlage geleitet wird, wo er klassiert, gewaschen,
entwässert und getrocknet
und wo das Öl gewonnen wird. Der Unterlauf
aus der Keimlingstrennanlage 22 wird zu den Griesstärkesieben 28 durch Leitungen
30 geführt, wo er klassiert wird, um die allgemeinals Griesstärke bezeichnete Stärke
zu entfernen, die bei dem Mahlvorgang 2Q freigesetzt wurde. Der Griossiebabfall
aus den Griesstärkesieben 28 wird durch Leitungen 31 zu Burr-Mühlen 32 oder anderen
geeigneten Zerkleinerungsvorrichtungen geführt. ,Yon den Mühlen 32 gelangt der Bodenabfall
des Griessiebes 33 zu einer Wasch- und Trennanlage 34, wo die Stärke. milch (Faserstärke)
von dem groben und feinen Fasermaterial durch mehrstufiges Klassieren und gegenläufiges
Waschen abgetrennt wird. Der Überlauf aus der Wasch- und Trennanlage wird durch
Leitungen 36 zur weiteren Behandlung zu einer nicht gezeigten Verarbeitungsanlage
geführt.
-
In der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 1 besteht die Mehlstromeindickungsanlage
in der Hauptsache aus einer Kombination von Hydrozyklonen 38 und Zentrifugen 40
und 42. Der Zweok der Mahlstromeindickungsanlage in dem Verfahren ist vordringlioh
der, Wasser mit darin enthaltenen lösbaren Substansen aus der gemahlenen Stärke
zu entfernen, um eine gewünschte Konzentration des Beschiokungsmaterials für die
primäre Stärke-Kleber-Trennunganlage zu erhalten.
-
Beispielsweise werden 37,85 hl/Min. (1000 GPM) Griesstärkeunterlauf
aus dem Griesstärkesieb 28 bei eine spezifischen Gewicht von 8,50 Be (38° C) (1000
F) zu den Hydrozyklonen 98 duroh Leitungen 44 gepumpt. Die Hydrozyklone 38 sind
solehe von bekannter Bauart, wie sie etwa in der USA-Patentschrift 2 642 185 (Fontein,
16. Juni ig53) gezeigt sind Die Hydrozyklone 38 liefern die leichte Freaktion des
Überlaufbreies bei einer Geschwindigkeit von 28,95 hl/Min. (765 GPM) und bei einem
niedrigen spezifischen Gewicht von annähernd 3,5° B6 (38° C) (100° F), die durch
Leitungen 41 als Besohiskungsmaterial für eine Vielzahl von Düsenzentrifugen 40
geführt wir4, welch gewöhnlich denen in der USA-Pateitechrift 2 917 228 (Lewis,
15. Dezember 1959) ähnlich sind. Dieser Brei besteht in der Hauptsache aus ber,
Stärke und Wasser.
-
Der Unterlaufbrei 46 mit einer Geschwindigkeit von 5,93 hl/ Min. (157
GPM) bei einem spezifischen Gewicht von etwa 18° Be (38° C) (100° F) aus den Zentrifugen
40 wird mit dem Unterlaufbroi 48 von einer Geschwindigkeit von 8,89 hl/Min. (235
GPM) bei einem spezifischen Gewicht von etwa 21° Be (38° C) (1000 F) von den Hydrozyklonen
38 vereinigt, um die Beschikkung für die primäre Stärke-Kleber-Trennanlage zu liefern.
-
Der Überlaufstrom 50 von 23,01 hl/Min. (608 GPM), der aus Wasser ntit
löslichen Bestandteilen besteht und restlichen Kleber, Stärke sowie lösliche Substanzen
enthält, wird zu dem Einweichende des Systems geleitet. Gleichzeitig werden 16,08
hl/Min. (425 GPM) von den 39,06 hl/Min. (1122 GPM) Unterlauf, in feinfaseriger Stärkestrom,
von der Wasch- und Trennanlage 34 durch Leitung 45 als Beschickungsmaterial lur
Düsenzentrifuge 42 transportiert0 Der Unterlaufstrom 47 von 3,67 hl/Min. (97 GPM)
und einem spozifischen Gewicht von etwa 18° Bé (38° C) (100° F) aus der Zentrifuge
42 wird mit den Unterlaufströmen 48 und 46 aus dem Hydrozyklonen 38 und den Zentrifugen
40 vereinigt, um einen vereinigten Stärke-Kleber-Strom 52 zu liefer, der in die
primäre Stärke-Klebertrennanlage mit einer Geschwindigkeit von 18,50 hl/Min.
-
(489 GPM) bei einem spezifischen Gewicht von etwa 19,5° B6 eingeführt
wird. Da das spezifische Gewicht dieses Stromes au hoch ist, um eine maximale Trennwirkung
in der primären Trennanlage, Zentrifuge 58 zu erhalten, werden 26,38 hl/Min.
-
(697 GPM) des feinfaserigen Stärkeunterlaufes aus der Wasch-und Trennanlage
34 mit einem spezifischen Gewicht von 4,5° Bé (38° C) (100° F) durch Leitung 54
zu den vereinigten Unterlaufströmen aus den Eydrozyklonen 38, Zentrifugen 40 und
42 zugegeben, um ein Stärke-Kleber-Endstrombeschickungsmaterial 56 für die primäre
Trennzentrifuge 48 von 41, 48 hl/Min.
-
(1186 GPM) bei einem spezifischen Gewicht von etwa 11° Bé (38° C)
(100° F) zu bekommen. Der Üerlaufstrom 58 von 15, 82 hl/Min. (418 GPM) aus der Zentrifuge
42 wird mit dem Ueber. laufstrom 50 von 23,00 hl/Min. (608 GPM) aus er Zentrifuge
40 vereinigt, um einen vereinigten Rohstrom 60 von 35,43 hl/ Min. (936 GPM) zu liefern,
zur Verdrängung wird Waschwasser in die Zentrifugen
40 und 42 durch
Leitung 6i eingeführt, um die Kleber und Stärketeilchen zu waschen und Verunreinigungen
davon zu entfernen, Vorzugsweise wird Verfahrenswasser dazu verwandt, diese Verdrängungs-Waschoperation
durchzuführen. Als Verfahrenswasser wird in dem Verfahren solches Wasser bezeichnet,
das eine geringeren Gehalt an löslichen Stoffen besitzt als der Griesstärkestrom
44.
-
Vorzugsweise wird der eingediokte Stärke-Kleber-Strom 46 in eine primäre
Trennanlage eingeführt, die aus einer Kombination von Zentriftgen 58 und Hydrozyklonen
60 besteht. Die Zentrifugen 58 bewirken die Haupttrennung des Klebers von der Stärke,
Der Kleberüberlaufstrom 62 gelangt zu der Klebereindickungsanlage, die nioht gezeigt
ist, zur weiteren verarbeitung. Der Stärkeunterlaufstrom 64 wird zu einem Mehrstufenhydrozyklon
60 geführt, um das restliche lösliche und unlösliche Protein von der Stärke zu entfernen.
Von dem Hydozyklon 60 gelangt der reine Stärkounterlauf 68 zu den Stärkefiltern
und Trocknern, die nicht gezeigt sind. Der leichtere Überlauf 66 aus den Hydrozyklon
wird zu der mittleren Konzentration zur weiteren flehandlung, falls erwünscht, geführt.
-
Wie oben ausgeführt wurde, wird vorzugsweise eine Kombination von
Zentrifugen und Hydrozyklonen in dem primären Stärke-Kleber-Trennabschnitt verwandt,
Jedoch liegt es @@ Bersieh des Erfindungsgedankens, nur Zentrifugen in der primären
Trennanlage zu verwenden, wenn dies erwünscht ist.
-
Betrachtet an nun Fig. 2, die eine Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten
Verfahrens ist, so stellen die gleichen Bezugszahlen auch gleiche Teile des Verfahrens
In allen Ausführungsformen der Erfindung dar. Dechauptsächliche Unterschied zwischon
den Verfahren von Fig. 1 und dem Verfahren von Fig. 2 ist der, daß der feinfaserige
Stärkestrom aus dem Unterlauf der Klassier- und Waschanlage 34 durch einen Hydrozyklon
70 auch vorgedickt wird, UDx die erforderliche Eindi ckung des Mahl stromes herabzusetzen.
-
In Fig. 2 wird eine Vielzahl von Hydrozyklonen 70 mit dem
feinfaserigen
Stärkestrom 45 mit einem spezifischen Gewicht Von etwa 4.5° Bé (38° C) (100° F)
beschickt. Der weniger viskose Überlaufstrom 72 wird zu den Zentrifugen, 40 zur
Mahlstromeindickung geführt. Ein Anteil 74 des Überlaufstromes 72 fließt vorzugsweise
an den Zentrifugen 40 vorbei wld wird in den Sammelbehälter 76 eingeführt, um das
spezifische Gewicht des Stärke-Kleber-Stromes 56 zu steuern, der in die primäre
Trennzentrifuge 58 gelangt. Wie in Fig. 1 besitzt der Stärke-Kleber-Strom 56 ein
spozifisches Gewicht von etwa 11° Bé (38° C) (100° F>. In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wurde der verwendbare Anteil des feinfazerigen Stärkestromes 45 endlich
zu den primären Trennzentrifugen 58 transportiert. In dieser Form der Erfindung
um. geht der Unterlauf 75 mit einem spezifischen Gewicht von etwa 17° Bé (38° C)
(100° F) die Primäre Zentrifugentronnung 58 und gelangt unmittelbar zu dem Hydrozyklon
60 in dem zweiten Schritt der Primärtronnung.
-
Wie, mit Bezug auf die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform erklärt
wurde, stellen gleiehe Bezugsnummern in Fig. 3 auch di. gleichen Teile des Verfahrens
in allen Formen der Erfindung dar. Der Hauptunterschied zwischen dem in Fig. 2 dargestellten
und dem in Fig. 3 gezeigten Verfahren beruht darauf, daß die leichte Oberlaufstromfraktion
72 aus dem Hydrozyklon 70 in die Düsenzentrifugen 40 als Verdrängungswaschwasser
eingeführt wird, un Verunreinigungen aus den Kleber- und Stärketeilchen in den Zentrifugen
zu entfernen. Betrachtet man speziell Fig. 3, so kann man leicht sehen, daß die
lefohte Überlaufstromfraktion 72 durch Leitung 73 zu Zentrifung 40 gelangt.
-
In den hier offenbarten bevorzugten Ausführungsformmwurde da Verfahren
SO berechnet, daß es einen Stärke-Kleber-Strom an die primäre Trennzentrifuge 58
mit einem spezifischen Gewicht von etwa 11° Bé (38° C) (100° F) lieferte. Jedoch
kann die Anlage in dem Verfahren, besonders in dem Mahlstromeindickungsabschnitt
selbstverständlich so vorausbestimmt und absichtlich eingestellt werden, um eine
Beschickung aus einem Stärke-Kleber-Strom für die primäre Trennanlage mit Jedem
gewünschten
spezifischen Gewicht innerhalb des Bereiches von 70
Bé bis 14° Bé bei 380 C (100° F) su bekommen.
-
Die offenbarte Erfindung liefert viele Vorzüge, die in bekannten Verfahren
nicht enthalten sind. Betrachtet man die Plg. t bis 3, so kann man leicht sehen,
daß das spezifische Gewicht des Mahlstärkestromes, dor in die Mahlstromeindickungszentrifugen
eingeführt wird, wesentlich geringer als das spezifische Gewicht des Griesstärkestromes
oder des Stärko-Kleber-Stromes ist, der zu dom primären Trennabschnitt £0-langt.
Daraus folgt notwendigerweise, daß di. von der Zentrifuge für dte Mahlstromeindickung
benötigen Pferdestärken wesentlich geringer sind als die, welche nötig wären, wenn
der Griesstärkestrom unmittelbar in diese Zentrifugen eingospeist wurde. Es ist
daher offensichtlich, daß ein Verfahren geliefet wurde, in dem der Yorteil des Gobrauches
von Düsenzentrifugen bei der Mahlstromeinidckung ohne den Hauptnachteil großen Stromverbrauches
infolge der Behandlung über. mäßig viskoser Breie durch die Zentrifugen erhalten
wird.
-
Es wurde auch ein Stärke-Nassmahlverfahren geliefert, indem Anfangskosten
und Stromverbrauch auf einem Minimum gehalten werden und das eine Beschickung mit
konstanter Feststoffkonsentration an die Stärke-Kleber-Trennanlage liefert, die
don größeren Teil des löslichen Materials, das daraus entfernt wurde, enthielt.
Außerdem wurden die für die Klebereindickung nötigen Erfordernisse nach diesem neuen
und verbesserten Stlrke-Nassmahlverfahren in wirtschaftlicher Weise herabgesetzt
infolge der wirksamen Arbeitsweise der Mahlstromanlage der offenbarten Erfindung.
-
Noch ein weiterer Vorzug der Erfindung ist der, daß man einen eingedickten
Griesstärkestrom ohae Verlust von Feststoffen in dem entfernten Wasser bei Eäßigen
Stromverbrauch für die Zentrifuge mit geringeren Ausgangskosten erhält. Mit anderen
Worten die Kosten der Hydrozyklone plus die Kosten der Mahlstromeindickungszentrifugen
des offenbarten Verfahrens sind geringer als die Kosten der Mahlstromzentrifugen
für ein Verfahren, das das gleiche Endergebnis ohne Voreindickung liefert.
-
Der offensichtliche Grund für die niedrigeren Kosten ist der, daß
weniger Mahlstromzentrifugen in dem offenbarten Verfahren nötig sind und daß die
Kosten zusätzlicher Hydrozyklone gering sind im Vergleich zu den Kosten zusätzlicher
Zentrifugen, die nötig sind, wenn die flydrozyklone nicht in dem Mahlstrom-eindickungsabschnitt
des Verfahrens, verwendet wer. den. Wenn beispielsweise fünf Zentrifugen, die Je
125 Pferdestärken benötigen, ohne Voreindickung durch Hydrozyklone verwendet wurden,
würdcndie Kosten einer solchen Anlage etwa 250 000 Dollar betragon. Wenn die gleiche
Arbeit in der beschriebenen Weise geleistet wird, würden die Kosten nüherungsweise
190 000 Dollar betragen. An diesem Beispiel kann man sehen, daß sich ein verbessertes
Verfahren ergab, in dem 60 000 Dollar an Ausgangskosten eingespart wurden. Die zusätzliche
Ersparnis durch die Verminderung des Stromverbrauches würde offensichtliche noch
zu der Ersparnis in den Ausgangskosten hinzukommen.
-
Betrachtet lan Fig. 2 und 3, so sieht man noch einen weiteren Vorteil
darin, daß die Verwendung von Hydrozyklonen zur Voreindickung der feinfaserigen
Stärke erlaubt, einen Teil die ses Stromes an der primären Trennzentrifuge vorbeizuführen
und direkt in die zweite Stufe der Primärabtrannung einzuspeisen, wodurch die Erfordernisse
für die Zentrifuge in der ersten Stufe der primären Abtrennung vermindert werden.
-
Obwohl unter spezieller Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen
die Erfindung eingehend beschrieben wurde, Ist es verständlich, daß andere Vorzüge
und Abwandlungen dem Fachmann selbstverständlich sind,