DE19837958C1 - Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrohr - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus ZuckerrohrInfo
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- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrohr, das mit etwa Umgebungstemperatur angeliefert wird und nach seiner Zerkleinerung eine Diffuseur durchläuft und hierbei für die Extraktion auf etwa 75 DEG C angewärmt wird, indem am Ende des Diffuseurs auf das sich stromabwärts bewegende Bett aus zerkleinertem Zuckerrohr etwa 75 DEG C warmes Imbibitionswasser aufgegeben wird, das nach seinem unteren Austritt in die stromaufwärts liegende Perkolationsstufe gepumpt wird und dort wiederum das genannte Bett durchläuft, wobei sich dieser Vorgang mehrfach wiederholt, bis der zwischenzeitlich immer mehr mit Saccharose angereicherte und mehrfach zwischenerwärmte Zirkulationssaft den Diffuseuranfang erreicht, als Rohsaft einen Reinigungsprozeß durchläuft und anschließend durch mehrstufige Eindampfung in Dicksaft überführt wird, der dann einer Kristallisationsstation zugeführt wird. Zur Einsparung von Energie wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Zirkulationssaft nach seiner letztmaligen Zwischenerwärmung noch eine oder mehrere Perkolationsstufen durchläuft, wodurch ein möglichst weitgehender Wärmeaustausch zwischen dem Zirkulationssaft und dem den Bettanfang bildenden zerkleinerten Zuckerrohr erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Zucker
aus Zuckerrohr, das mit etwa Umgebungstemperatur angeliefert
wird und nach seiner Zerkleinerung einen Diffuseur durchläuft
und hierbei für die Extraktion auf etwa 75°C angewärmt wird,
indem am Ende des Diffuseurs auf das sich stromabwärts bewegende
Bett aus zerkleinertem Zuckerrohr etwa 75°C warmes Imbibitions
wasser aufgegeben wird, das nach seinem unteren Austritt in die
stromaufwärts liegende Perkolationsstufe gepumpt wird und dort
wiederum das genannte Bett durchläuft, wobei sich dieser Vorgang
mehrfach wiederholt, bis der zwischenzeitlich immer mehr mit
Saccharose angereicherte und mehrfach zwischenerwärmte Zirkula
tionssaft den Diffuseuranfang erreicht, als Rohsaft einen Reini
gungsprozeß durchläuft und anschließend durch mehrstufige Ein
dampfung in Dicksaft überführt wird, der dann einer Kristallisa
tionsstation zugeführt wird.
Dieses Verfahren wird weltweit so durchgeführt, daß die letzte
Zwischenerwärmung des Zirkulationssaftes vor seinem Durchlauf
durch die letzte Perkolationsstufe erfolgt. Der Rohsaft verläßt
dann den Diffuseur mit einer Temperatur von etwa 60°C-75°C.
Das eingangs beschriebene Verfahren ist offenbart im "HANDBOOK
OF CANE SUGAR ENGINEERING" E. HUGOT, 3. Auflage, ELSEVIER, 1986,
S. 359-398.
Zum allgemeinen Stand der Technik kann noch die DE-AS 15 67 245
genannt werden, der sich eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Auslaugen von zerkleinertem Zuckerrohr entnehmen läßt.
Die DE-AS 15 67 272 offenbart die Verwendung einer Gegenstrom
extraktionsvorrichtung zur Gewinnung von Zuckersaft aus Zucker
rohr. Vorgesehen sind eine Transportvorrichtung in Form eines
Endloskettenförderers, ein ortsfestes Sieb, darunter angeordnete
Tanks, über der Schicht des Extraktionsgutes angeordnete Ver
teileinrichtungen für Extraktionsflüssigkeit, die durch Pumpen
mit dem jeweils in Förderrinne folgenden Tank verbunden sind,
ein Tank und eine Pumpe zum Sammeln und Ableiten der gesättigten
Extraktionsflüssigkeit sowie Vorrichtungen zur Begrenzung der
Schichthöhe des Gutes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs be
schriebenen Verfahren den Energiehaushalt zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zir
kulationssaft nach seiner letztmaligen Zwischenerwärmung noch
eine oder mehrere Perkolationsstufen durchläuft, wodurch ein
möglichst weitgehender Wärmeaustausch zwischen dem Zirkulations
saft und dem den Bettanfang bildenden zerkleinerten Zuckerrohr
erfolgt.
Bei einem an sich angestrebten, nahezu vollkommenen Wärmeaus
tausch würde je nach Massenverhältnis von zerkleinertem Zucker
rohr zu Perkolationssaft entweder der Saft die Temperatur des
Zuckerrohrs oder aber das Zuckerrohr die Temperatur des Saftes
annehmen. Im Idealfall, bei dem die Wärmeabgabefähigkeit des
Saftes der Wärmeaufnahmefähigkeit des Zuckerrohres aufgrund des
Massenverhältnisses entspricht, kühlt sich der Saft auf die Tem
peratur des zugeführten Zuckerrohres ab, und das Zuckerrohr er
reicht die Temperatur des Saftes. Theoretisch wäre dann eine
Rohsafttemperatur von 25°C möglich, wenn das Zuckerrohr mit 25°C
zugeführt wird. Um eine möglichst hohe Zuckerausbeute zu erhal
ten, werden in der Praxis Diffuseure aber meist mit größeren
Rohsaftmengen betrieben als dem vorstehend genannten idealen
Massenverhältnis für den Wärmeaustausch entspricht.
Die Temperatur des den Diffuseur verlassenden Rohsaftes hängt
somit unmittelbar von der Temperatur des zugeführten Zuckerroh
res ab und liegt immer über der Zuckerrohrtemperatur. Bei Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird man eine Tempera
turdifferenz zwischen Zuckerrohr und Rohsaft von 5 bis 17 K er
warten können.
Zur Energieeinsparung ist es vorteilhaft, wenn der den Diffuseur
verlassende Rohsaft mit Brüden aus der letzten Stufe der Ein
dampfung angewärmt wird. Ferner kann es hierbei zweckmäßig sein,
wenn ein Wärmeaustausch zwischen Rohsaft und Kondensat aus der
Verdampfstation stattfindet, und daß das Kondensat im Gegenstrom
annähernd auf die Eintrittstemperatur des Rohsaftes abgekühlt
wird und ferner, wenn zur Anwärmung des Rohsaftes auch der Brü
den aus der Kristallisationsstufe verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird somit am Anfang des Diffuseurs ein gegen
über dem Stand der Technik erheblich höherer Wärmeaustausch zwi
schen dem Zirkulationssaft und dem zerkleinerten Zuckerrohr vor
genommen. Im Vergleich zu den herkömmlich durchgeführten Verfah
ren verläßt daher der Rohsaft den Diffuseur relativ kalt (z. B.
mit einer Temperatur von etwa 35°C bei einer Zuckerrohrtempera
tur von 25°C). Dadurch kann erfindungsgemäß für die vor der
Saftreinigung erforderliche Anwärmung des Rohsaftes auf z. B.
75°C Energie mit tieferer Temperatur genutzt werden, die sonst
ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird. Dieser im gesamten
Wärmehaushalt vorgenommene Austausch bietet somit wärmetechnisch
große Vorteile. So können ohne den erfindungsgemäßen Wärmeaus
tausch bei den herkömmlichen Verfahren unter Einsatz von Diffu
seuren der üblicherweise eine Temperatur von 45-75°C aufwei
sende Brüden aus der letzten Stufe der Verdampfungsstation eben
sowenig genutzt werden wie das in der Größenordnung von 60°C
liegende Kondensat oder der üblicherweise bei 45-60°C liegende
Brüden aus der Kristallisation.
Wird hingegen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Temperatur
der letzten Stufe der Verdampfstation im Rahmen der technologi
schen Möglichkeiten (Temperaturempfindlichkeit des konzentrier
ten Saftes) zweckmäßig gewählt, kann der Brüden aus dieser Stufe
vollständig genutzt werden. Es entsteht somit kein Verlust im
Kondensator.
Im übrigen hängen Form und Umfang der drei erfindungsgemäßen,
vorstehend aufgezeigten Möglichkeiten zur Nutzung von Abfallwär
me von zahlreichen Randbedingungen in der Zuckerfabrik ab. Das
Optimum muß daher im Einzelfall ermittelt werden. Voraussetzung
hierfür ist aber in jedem Fall die erfindungsgemäß vorgesehene
Verlängerung des Diffuseurs um eine oder mehrere Perkolations
stufen am Diffuseuranfang, um dort den beanspruchten Wärmeaus
tausch durchführen zu können, der zu einer größeren Erwärmung
des zerkleinerten Zuckerrohrs am Anfang des Diffuseurs und zu
einer entsprechenden Herabsetzung der Temperatur des den Diffu
seur verlassenden Rohsaftes führt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen
den Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.
In der Zeichnung sind einerseits der Stand der Technik und ande
rerseits eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfin
dung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 - als Stand der Technik in schematischer Darstel
lung in Seitenansicht einen Diffuseur;
Fig. 2 - als Stand der Technik in schaubildlicher Darstel
lung einen Ausschnitt aus dem Verfahren zur Ge
winnung von Zucker aus Zuckerrohr;
Fig. 3 - den wesentlichen Schritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einer Darstellung gemäß Fig. 1;
Fig. 4 - einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Ver
fahrensablauf in einer Darstellung gemäß Fig. 2;
Fig. 5 - eine Gegenüberstellung des Wärmehaushaltes Stand
der Technik/Erfindung und
Fig. 6 - in einer Darstellung gemäß Fig. 4 einen Über
blick über das Gesamtverfahren zur Gewinnung von
Zucker.
Fig. 1 zeigt als Stand der Technik das herkömmliche Extrak
tionsverfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrohr. Darge
stellt ist ein Diffuseur 1, dem über ein Band 2 zerkleinertes
Zuckerrohr zugeführt wird, das von dem Band 2 kontinuierlich auf
einen Transporteur des Diffuseurs 1 abgeworfen wird, wo es ein
Bett 3 bildet, das kontinuierlich in Richtung des Pfeiles 4 zum
Ende des Diffuseurs transportiert wird. Dort wirkt auf das Bett
3 eine obere Druckwalze 5. Von einer Abwurfeinrichtung 6 wird
dann die Bagasse auf ein Abförderband 7 abgeworfen.
Am Ende des Diffuseurs 1 wird auf das sich stromabwärts bewegen
de Bett 3 etwa 75°C warmes Frischwasser (Imbibitionswasser) auf
gegeben, das nach seinem unteren Austritt 8 über eine Pumpe 9 in
die stromaufwärts liegende Perkolationsstufe 10 gepumpt wird und
dort wiederum das genannte Bett 3 durchläuft. Dieser Vorgang
wiederholt sich mehrfach, bis der zwischenzeitlich immer mehr
mit Saccharose angereicherte und mehrfach zwischenerwärmte Zir
kulationssaft den Diffuseuranfang erreicht und als Rohsaft einen
in Fig. 1 nicht näher dargestellten Reinigungsprozeß durch
läuft.
Vor dem Eintritt in die letzte Perkolationsstufe 10 (Anfang des
Diffuseurs 1) wird der Zirkulationssaft durch einen Zwischener
hitzer 11 auf z. B. 90°C angewärmt. Durch Wärmeabgabe beim Durch
strömen der letzten Perkolationsstufe 10 an die dort aufgegebe
nen Zuckerrohrschnitzel verläßt der Zirkulationssaft den Diffu
seur 1 als Rohsaft mit einer Temperatur von z. B. 75°C.
Fig. 2 zeigt als Stand der Technik die weitere Aufbereitung des
Rohsaftes, der gemäß Fig. 1 den Diffuseur 1 mit einer Tempera
tur von z. B. 75°C verläßt. Bei "12" ist der Energiebetrag ange
geben, der der Extraktion über den Wärmer zugeführt wird. Ange
geben ist eine Erwärmung des Zirkulationssaftes von z. B. 75°C
auf z. B. etwa 90°C. Die angewärmte Saftmenge beträgt 300 kg je
100 kg Zuckerrohr. Die erforderliche Dampfzufuhr 13a beträgt
7,37 kg je 100 kg Rohr.
Nachdem der Rohsaft eine Kalkung und Filtration durchlaufen hat,
wird er als Klarsaft in einer mehrstufigen Eindampfung 13 zu
Dicksaft aufbereitet. Unterhalb der einzelnen Eindampfstufen
sind Kondensatbehälter 14 angedeutet. Eingezeichnet sind ferner
eine Kristallisation 15 und zweimal eine Kondensation 16.
Fig. 3 zeigt eine Anlage gemäß Fig. 1, jedoch mit dem Unter
schied, daß der letzte Zwischenerhitzer 11 der drittletzten Per
kolationsstufe 10 vorgeschaltet ist. Der in diesem Zwischener
hitzer 11 auf z. B. 76,3°C erwärmte Zirkulationssaft durchströmt
anschließend noch drei Perkolationsstufen 10, wo er einen Teil
seiner Wärme an die Zuckerrohrschnitzel abgibt und als Rohsaft
mit einer Temperatur von z. B. 40°C den Diffuseur 1 verläßt.
Fig. 4 entspricht der Fig. 2, zeigt aber die erfindungsgemäß
vorgesehene Änderung: Bei "12" ist wiederum der Energiebetrag
eingetragen, der der Extraktion über den Wärmer zugeführt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist zum Schluß eine Zwischenerwär
mung des Zirkulationssaftes von 74,3°C auf 76,3°C vorgesehen.
Der Rohsaft verläßt den Diffuseur mit einer Temperatur von
40,0°C. Benötigt werden hier 125 kg angewärmte Saftmenge je
100 kg Rohr. Die erforderliche Dampfzufuhr 13a beträgt 0,42 kg
je 100 kg Rohr. Diese Zahlen verdeutlichen im Vergleich zu den
entsprechenden Angaben in Fig. 2 die erfindungsgemäß vorgenom
mene Verlagerung des Energiebedarfs. Die Zahlen kennzeichnen
auch das Potential für die mögliche Energieeinsparung. Aller
dings ist es in der Praxis nicht möglich, die sich bei den in
den Fig. 2 und 4 dargestellten Beispielen ergebende Differenz
von 7,37 - 0,42 = 6,95 kg Dampf/100 kg Rohr vollständig durch
"Abfallwärme" aufzubringen. Das beispielhaft dargestellte Poten
tial hängt ab u. a. von der Temperatur des Zuckerrohrs und von
seinem Fibergehalt. Das Potential wird kleiner, wenn Temperatur
und/oder Fibergehalt steigen und umgekehrt.
Fig. 5 verdeutlicht die erfindungsgemäß vorgesehene Verlagerung
des Energiebedarfs durch Gegenüberstellung des Energiehaushaltes
im Stand der Technik (obere Darstellung), der in der unteren
Darstellung der Fig. 5 der erfindungsgemäße Energiehaushalt
gegenübergestellt ist.
Fig. 6 läßt für das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel
der Erfindung die wesentlichen Verfahrensstationen zur Gewinnung
von Zucker aus Zuckerrohr erkennen, wobei die jeweiligen Tempe
raturen für den Zirkulationssaft, für den Rohsaft, den gekalkten
Saft und den Klarsaft angegeben sind. Gegenüber Fig. 4 zusätz
lich eingezeichnet sind ferner die bereits vorstehend erwähnte
Kalkung 17, die dieser nachgeschaltete, ebenfalls bereits vor
stehend erwähnte Filtration 18, eine Kristallisation 19 sowie
eine dieser nachgeschaltete Zentrifugenstation 20.
In Übereinstimmung mit Fig. 4 ist die Erwärmung des mit einer
Temperatur von 40°C vom Diffuseur kommenden Rohsaftes auf eine
Eintrittstemperatur in die Kalkung 17 von 75°C erkennbar. Der
erste Wärmetauscher wird mit dem Brüden aus der Kristallisation
19 beschickt, der zweite Wärmetauscher mit dem Kondensat aus der
letzten Eindampfstufe, der dritte Wärmetauscher mit dem Brüden
aus der letzten Eindampfstufe und der vierte Wärmetauscher mit
dem Brüden aus der vorletzten Eindampfstufe.
Claims (4)
1. Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrohr, das mit
etwa Umgebungstemperatur angeliefert wird und nach seiner
Zerkleinerung einen Diffuseur durchläuft und hierbei für
die Extraktion auf etwa 75°C angewärmt wird, indem am Ende
des Diffuseurs auf das sich stromabwärts bewegende Bett aus
zerkleinertem Zuckerrohr etwa 75°C warmes Imbibitionswasser
aufgegeben wird, das nach seinem unteren Austritt in die
stromaufwärts liegende Perkolationsstufe gepumpt wird und
dort wiederum das genannte Bett durchläuft, wobei sich die
ser Vorgang mehrfach wiederholt, bis der zwischenzeitlich
immer mehr mit Saccharose angereicherte und mehrfach zwi
schenerwärmte Zirkulationssaft den Diffuseuranfang er
reicht, als Rohsaft einen Reinigungsprozeß durchläuft und
anschließend durch mehrstufige Eindampfung in Dicksaft
überführt wird, der dann einer Kristallisationsstation zu
geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulations
saft nach seiner letztmaligen Zwischenerwärmung noch eine
oder mehrere Perkolationsstufen durchläuft, wodurch ein
möglichst weitgehender Wärmeaustausch zwischen dem Zirkula
tionssaft und dem den Bettanfang bildenden zerkleinerten
Zuckerrohr erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
den Diffuseur verlassende Rohsaft mit Brüden aus der letz
ten Stufe der Eindampfung angewärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Wärmeaustausch zwischen Rohsaft und Kondensat aus
der Verdampfstation stattfindet, und daß das Kondensat im
Gegenstrom annähernd auf die Eintrittstemperatur des Roh
saftes abgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß zur Anwärmung des Rohsaftes auch der Brüden aus
der Kristallisationsstufe verwendet wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19837958A DE19837958C1 (de) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrohr |
ZA9904579A ZA994579B (en) | 1998-08-21 | 1999-07-15 | Method of extracting sugar from sugar cane. |
AU42366/99A AU760450B2 (en) | 1998-08-21 | 1999-07-29 | Method of extracting sugar from sugar cane |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (3)
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AU (1) | AU760450B2 (de) |
DE (1) | DE19837958C1 (de) |
ZA (1) | ZA994579B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1874965B1 (de) * | 2005-04-15 | 2010-02-17 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Temperaturführung bei der alkalischen extraktion |
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DE1567245B (de) * | Braunschweigische Maschinenbauanstalt, 3300 Braunschweig | Vorrichtung zum kontinuierlichen Auslaugen von zerkleinertem Zuckerrohr | ||
DE1567272B2 (de) * | 1961-09-30 | 1973-03-22 | Societe des Sucreries et de Distillerie dEgypte, Kairo | Verwendung einer gegenstromextraktionsvorrichtung zur gewinnung von zuckersaft aus zuckerrohr |
-
1998
- 1998-08-21 DE DE19837958A patent/DE19837958C1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-07-15 ZA ZA9904579A patent/ZA994579B/xx unknown
- 1999-07-29 AU AU42366/99A patent/AU760450B2/en not_active Ceased
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US8157917B2 (en) | 2005-04-15 | 2012-04-17 | Sudzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Thermal conduction during alkaline extraction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA994579B (en) | 2000-01-14 |
AU4236699A (en) | 2000-03-09 |
AU760450B2 (en) | 2003-05-15 |
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