DE205614C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■- Ja 205614 KLASSE 6 δ. GRUPPE

FRANZ PAMPE in HALLE a. S.

Verfahren zur Konzentration von Schlempe.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Dezember 1906 ab.

Für den Groß- und Mittelbetrieb in der Spiritusindustrie ist es von großer Bedeutung, die Schlempe, nachdem sie den Destillierapparat verlassen hat, möglichst einzudicken und darauf entweder als Trockenschlempe für die Viehfütterung oder die Melasseschlempe zu Schlempekohle zu verarbeiten. Mit Rücksicht auf den verhältnismäßig geringen Verkaufswert dieser Endprodukte ist es nötig, die

ίο Kosten für die Konzentration der Schlempe so weit als möglich zu vermindern.

Um diesen Zweck zu erreichen, hat man schon früher versucht, die Destillierapparate mit Zwei- und Dreikörperverdampfapparaten zu verbinden. Man ist aber dabei zu keinem befriedigenden Resultat gelangt, weil die Verdampfapparate sehr schnell verkrusteten und dadurch die Wärmeübertragung verschlechtert wurde.

Ich habe die Beobachtung gemacht, daß diese schnelle Verkrustung hauptsächlich dadurch verursacht wird, daß die Schlempe, wenn sie einem Druck ausgesetzt wird, der eine bestimmte Höhe überschreitet, in ihrer physikalischen Beschaffenheit verändert wird, indem ihre Viskosität unabhängig von der Zunahme der Viskosität bei gesteigerter Konzentration zunimmt.

Die kritische Druckgrenze liegt zwischen 1 bis I¹Z₂ Atmosphären; doch ist es zweckmäßig, die Grenze von 1 Atmosphäre nicht zu überschreiten.

Die Veränderung der Viskosität der Schlempe wird hauptsächlich durch die Veränderungen der darin enthaltenen Stickstoffverbindungen verursacht, und in dieser Beziehung verhalten sich die Schlempen aus verschiedenen Rohstoffen . sehr verschieden; so verträgt z. B.

Maisschlempe eine viel höhere Druckgrenze als Roggenschlempe. Auch die Viskosität der Melasseschlempe wird durch eine Drucksteigerung über ι Atmosphäre erheblich erhöht. Ich habe ferner die Beobachtung gemacht, daß man imstande ist, durch Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit der Schlempe in den Heizrohren nicht nur die Wärmeübertragung zu fördern, sondern auch die Verkrustung der Heizflächen erheblich einzuschränken, weil infolge des schnellen Vorüberstreichens der Schlempeteilchen an den Heizflächen die Adhäsionswirkung in geringerem Maße zur Geltung kommt. ■ . ■

Die Verminderung des Höchstdruckes im Hochdruckkörper der mit dem Destillierapparat verbundenen Dreikörperverdampfanlage kann nur durch eine entsprechende Vergrößerung der Heizflächen und andererseits durch Förderung der Wärmeübertragung bzw. durch Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit der Schlempe in den Heizrohren erreicht werden. Da aber der Vergrößerung der Heizflächen durch den Kostenpunkt Grenzen gesteckt sind, so ist das Hauptgewicht auf die Steigerung der Umlaufgeschwindigkeit der Schlempe in den Heizrohren zu legen. Dabei wird in doppelter Beziehung der Verkrustung der Heizflächen entgegengearbeitet und das gesteckte Ziel, nämlich die Verbilligung der Schlempetrocknung Und Schlempeverkohlung, erreicht. - -

Um bei -der Verbindung einer Dreikörperverdampfanlage mit einem Destillierapparat die Höchstdruckgrenze nicht zu überschreiten, muß man den Spannungsabfall von einem Körper zum nächsten in den Grenzen von 0,3 bis 0,4 Atmosphären halten, und der na-

türliche Betriebsdruck in der Maischedestilliersäule darf auch nicht höher als o,i Atmosphäre sein. Vorteilhaft ist es aber, diese Einzeldrucke so niedrig als möglich zu halten, um einen sicheren Erfolg zu erzielen. Durch Vereinigung der Niederdruckdestillierapparate mit einer Dreikörperverdampfanlage und durch die besondere Bauweise eines Verdampfapparates mit stehendem Rohrkörper ist es erreicht worden, den Höchstdruck im Hochdruckkörper unter der bestimmten Grenze zu halten. Um aber sicher zu sein, daß dieser Druck nicht überschritten wird, ist es erforderlich, den Brüdenraum des Hochdruckkörpers mit einem selbsttätig wirkenden Membrandampfregler zu verbinden. Der Druck wirkt unterhalb einer entsprechend belasteten Metallmembran. Steigt er, dann hebt sich die Membran und mit ihr auch das in ihrer Mitte befestigte Gestänge.. Das obere Ende des Gestänges steht mit dem längeren Arme eines Hebels in Verbindung, während der kürzere Hebelarm mit der Spindel eines entlasteten Dampfventils verbunden ist und den Doppelkegel mehr oder weniger öffnet oder schließt. Durch entsprechende Belastung der Membran kann der Druck genau in den erforderlichen Grenzen gehalten werden, und da der Druck in den übrigen Körpern und in der Maischedestilliersäule nur von der Menge der Brüdendämpfe abhängig ist und die Spannungsunterschiede durch die Größe der Heizflächen der einzelnen Körper bedingt werden, auch der heiße Flüssigkeitsinhalt der Verdampf apparate eine ausgleichende Wirkung ausübt, so begünstigt die Verbindung der Dreikörperverdampfanlage mit dem Destillierapparat einen gleichmäßigen Betrieb. Durch diese Verbindung von Destillier- und Verdampfanlage wird erreicht, daß · mit der für die Destillation erforderlichen Dampfmenge auch die Schlempe eingedickt wird. Der Mehrverbrauch bezieht sich nur auf diejenige Wärmemenge, welche durch Strahlung und Leitung an die Luft verloren gehen, und diese können durch sorgfältige Isolierung der äußeren Flächen der Verdampfapparate auf einen Mindestbetrag beschränkt werden.

Die höchste Wärmeökonomie wird aber durch Verbindung einer Dreifach- und einer Zweifächverdampfanlage mit einer Verbund-, Destillier- und Rektifizieranlage für die Erzeugung von Feinsprit unmittelbar aus Maische erreicht und dadurch die Schlempe bis zu einer hohen Konzentration geführt. Alle diese Bedingungen. werden durch die neue Einrichtung erfüllt. Auf der Zeichnung ist eine solche Anlage in senkrechter Ansicht dargestellt, und es bedeuten

ι die Maischedestilliersäule,
2 die Rektifiziersäule,
3, 4 und 5 die als Dreifachverdampfapparat dienenden, mit der Maischesäule verbundenen Verdampfapparate.

6 und 7 wirken zusammen als doppeltwirkender Apparat und sind an die Rektifiziersäule angeschlossen.

8, 9 und 10 sind Brüdendampf reiniger; die Schlempeabflußregler 11, 12 und 13' sind mit 3, 4 und 5 und !4 ist mit 6 vereinigt.

15 ist ein Lutterabflußregler;

16 und 17 sind Dampfregler und 18 ist eine Dampfschlempepumpe.

Der Betrieb mit dieser neuen Einrichtung vollzieht sich folgendermaßen:

Die in der Maischesäule 1 herabsinkende Maische fließt unten als vollständig entgeistete Schlempe durch Rohr 19 nach dem unteren Teil des Niederdruckverdampfapparates 5, wird durch den konvexen Boden 20 nach der äußeren Wandung geführt und gelangt mit dem auf steigenden. Strome durch die Steigheizrohre 21 in den oberen Raum 5; die Schlempe prallt an dem aus Blech hergestellten Prellboden 22 zurück und sinkt dann durch die Fallheizrohre 23 zum Unterteil des Verdampfapparates zurück. Die Summe der Querschnitte der Fallheizrohre ist erheblich größer als diej enige der Steigeheizrohre, und der Querschnitt jedes einzelnen Fallheizrohres ist etwa viermal so groß als derjenige der Steigeheizrohre. Die obere Mündung der Steigeheizrohre ist ausgeweitet und daran sind Einsteckrohre 24 als Verlängerung der Heizrohre eingeschoben. Das mittlere Rohr 25 dient als Verbindung zwisehen dem oberen Raum des Verdampfapparates und dem Schlempeabflußregler 13. Die obere Mündung von 25 liegt etwa 5 cm tiefer als die obere Mündung der Einsteckrohre, derart, daß die Schlempe in einer solchen Höhe über dem oberen Rohrboden steht,' daß die Fallgeschwindigkeit der Schlempe eine Verkrustung erheblich vermindert oder ausschließt. Je nach der Viskosität der Schlempe ist eine größere oder kleinere Fallgeschwindigkeit in den Rohren erforderlich, um die Verkrustung zu verhindern, und dementsprechend muß die Höhe der Einsteckröhrchen größer oder kleiner sein. Kommt mehr Schlempe hinzu als bis zum oberen Rande von 25, dann fließt sie über nach dem gußeisernen Schwimmerbehälter 13, füllt diesen bis zu einer solchen Höhe an, daß sich darin ein kupferner Schwimmer hebt, ein Kegelventil unten öffnet und so lange Schlempe ausfließen läßt, bis der Schwimmer sich senkt und die Ventilöffnung unten wieder geschlossen wird. Der Flüssigkeitsstand in 13 ist naturgemäß etwas veränderlich; die Höhe der Schlempesäule über dem oberen Rohrboden von 5 bleibt aber ganz unverändert, und das ist für den gleichmäßigen Gang der Apparate von Bedeutung. Die unter gleichmäßigem Druck entwickelten Dämpfe steigen aus dem oberen Räume von 5 durch

das Rohr 26 in die Maischesäule und in dieser aufwärts der herunterfließenden Maische entgegen. Werden Maischen verarbeitet, die' weniger zum Schäumen neigen, so kann die Säule I unmittelbar über 5 angeordnet werden; dann fallen die Rohrverbindungen 19 und 26 fort, in den meisten Fällen ist aber die dargestellte Anordnung vorzuziehen. Die entgeistete und teilweise. eingedickte Schlempe fließt durch 27 in den Dünnschlempebehälter

28 und wird von der Pumpe 18 durch Rohr

29 in den Hochdruckverdämpfapparat 3 befördert; 30, 31 und 32 sind Ablaßleitungen. In 3 wird die Schlempe ebenso wie in 5 in Umlauf gesetzt; sie wird durch 33 nach 11, durch 34 nach 4, durch 35 nach 12 und durch

36 in den unteren Raum von 6, den ersten Körper des mit der Rektifiziersäule verbundenen Zweifachverdampfapparates befördert, in welchem die Endeindickung vollzogen wird.
Die in 3 gebildeten Dämpfe strömen durch

37 nach 8, und die dort ausgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen sinken durch 38 nach dem unteren Raum von 3 zurück; die gereinigten Dämpfe strömen durch Rohr 39 in den Heizraum von 4, und die in 4 gebildeten Dämpfe steigen durch 40 nach 9 und durch Rohr 41 zum Heizraum von 5 über und schließlich, wie bereits erwähnt, die in 5 gebildeten Dämpfe durch Rohr 26 in die Maischesäule 1.

Die im Verdampf apparat 6 gebildeten

Dämpfe werden in 10 gereinigt und steigen durch Rohr 42 zum Heizraum von 7 über und die in diesem gebildeten Dämpfe dienen zur Heizung der Rektifiziersäule 2. 43, 44, 45 und 46 sind Kondens- bzw. Brüdenwasserableiter. Die Leitungen 47 und 48 kommen zur Geltung, wenn der Verdampfapparat 4 ausgeschaltet werden soll, damit die Heizrohre während des Betriebes gereinigt werden können; auch 7 kann ohne Betriebsunterbrechung gereinigt werden. Unter normalen Verhältnissen wird nur in die Heizkammern von 6 und 3 Kesseldampf geleitet.

Das Wesentliche der neuen Erfindung besteht darin, daß bei der Verbindung eines Dreikörperverdampfapparates mit einem Maischedestillier- und Rektifizierapparat im Brüdenraum des Hochdruckkörpers 3 ein höherer Druck als 1 Atmosphäre durch Anwendung eines besonders lebhaften Umlaufs der Schlempe in den Verdampfapparaten und niederen Druck in den Destillierapparaten vermieden und dadurch auch die Verkrustung der Heizflächen bedeutend eingeschränkt wird, um dauernd die für die Destillation und Rektifikation erforderliche Dampfmenge gleichzeitig für die Konzentration der Schlempe verwenden zu können. Dadurch wird der Gesamtdampfverbrauch auf ungefähr die Hälfte des gewöhnlichen Verbrauchs vermindert. In erster Linie kommt dieses neue Verfahren für die Verarbeitung von Melasse in Betracht; es läßt sich aber auch für die Verarbeitung von Maisund Kartoffelschlempe verwerten, wenn das Dämpfen und Kochen der Rohstoffe Mais und Kartoffeln unter mäßigem Druck bewirkt wird. Die konzentrierte Schlempe fließt schließlich durch das Rohr 49 entweder mittelbar oder unmittelbar nach dem Schlempeofen oder wird zur Schlempetrockenstation geführt. Die gebildeten Dämpfe strömen dagegen, wie angegeben, von einem Körper zum anderen des Dreikörperverdampfapparates und von dem letzten Körper zur Maischesäule 1 und unabhängig davon die Dämpfe von 6 nach der Heizkammer von 7; die in 7 gebildeten Dämpfe steigen in die .Rektifiziersäule 2. Der Heizkörper 7 ist liegend angeordnet; die in 6 gebildeten Schlempedämpfe strömen durch die Heizrohre von 7, während das entgeistete Lutterwasser die Heizrohre von außen umspült. Diese Außenfläche kann nicht verkrusten, weil das Lutterwasser keine Stoffe enthält, Welche einen solchen Einfluß ausüben. Die von den Brüdendämpfen durchströmten inneren Flächen der Rohre im Heizkörper 7 können sehr leicht ■ durch Drahtbürsten gereinigt werden. Aus diesem Grunde ist auch die Anordnung des Reinigers 10 nicht unbedingt erforderlich.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Konzentration von Schlempe unter Anwendung der Verbindung einer Dreikörperverdampf anlage mit einer Maischedestilliersäule und einer Zweikörperverdampfanlage mit einer Lutterentgeistungs- und Rektifiziersäule und der Vereinigung beider Verbindungen unter sich, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Steigerung der Umlaufgeschwindigkeit der Schlempe in den Heizrohren der Verdampfapparate -und niedrigsten Druck in den Destillier- und Rektifizierapparaten den für den Betrieb der verbundenen Anlagen erforderlichen Höchstdruck auf 1 Atmosphäre beschränkt und die Überschreitung dieser Druckgrenze durch die Wirkung eines mit dem Hochdruckverdampfapparat verbundenen Dampfreglers verhindert, wodurch der Schlempe die ursprüngliche Beschaffenheit erhalten bleibt, sowie die Steigerung der Viskosität und die Verkrustung der Heiz- 11g flächen eingeschränkt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.