DE2134809C3

DE2134809C3 - Vorrichtung zum Extrahieren von löslichen Substanzen aus Zuckerrohr

Info

Publication number: DE2134809C3
Application number: DE19712134809
Authority: DE
Inventors: Clarence R. Steele
Original assignee: SILVER ENGINEERING WORKS Inc DENVER COL US
Current assignee: SILVER ENGINEERING WORKS Inc DENVER COL US
Priority date: 1970-07-13
Filing date: 1971-07-12
Publication date: 1982-04-01
Also published as: BE775283A; DE2134809A1; DE2134809B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrahieren von löslichen Substanzen aus Zuckerrohr, mit einer Aufbereitungseinrichtung zum Zerfasern des Zuckerrohrs, mit einer Einrichtung zum Sammeln des zerfaserten Zuckerrohrs, mit wenigstens einer Preßeinrichtung mit einer oberen und einer unteren Preßfläche in Form von Walzen zum Auspressen von Flüssigkeit aus der Fasermasse, mit einer Mazeriereinrichtung zum Tränken der Fasermasse und mit einer Einrichtung zum Entnehmen von mit Zuckersaft angereicherter Flüssigkeit aus der Mazeriereinrichtung.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt (DE-AS 11 43 460). Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Walzen der Preßeinrichtung mit geschlossener Umfangsfläche bzw. Preßflache ausgeführt Die Mazeriereinrichtung ist in Durchlaufrichtung der Fasermasse hinter der Preßeinrichtung angeordnet

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird mit einem vergleichsweise hohen Preßdruck gearbeitet Das der Preßeinrichtung zugeführte mazerierte Zuckerrohr enthält zu einem großen Anteil Flüssigkeit Wenn das Zuckerrohr dem Walzenspalt der Preßeinrichtung zugeführt wird, so wird durch die entgegen der

ίο Zuführrichtung des Zuckerrohrs zurückströmende Flüssigkeit ein Rückdruck erzeugt Dieser RCckdruck läßt sich nach den Erkenntnissen der Erfindung wesentlich herabsetzen, wodurch zugleich Schwierigkeiten beim Zuführen des Zuckerrohrs zum Walzenspalt ausgeschlachtet werden, so daß ein glatter Durchlauf des Zuckerrohrs durch den Walzenspalt erzielt wird, ohne daß erhöhte Zuführungsdrücke aufgebracht werden müssen, die einen entsprechend hohen Energiebedarf erfordern. Außerdem werden bei der bekannten Vorrichtung die Preßflächen bzw. Umfangsflächen der Walzen vergleichsweise stark beansprucht, wobei ein vergleichsweise großer Wartungsaufwand erforderlich

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so zu verbessern, daß sie bei zumindest gleichhoher Ausbeute einen geringeren Energieaufwand und weniger Wartung erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

Jü daß die untere Walze der Preßeinrichtung mit Abführöffnungen für ausgepreßte Flüssigkeit versehen ist, daß die Mazeriereinrichtung in Durchlaufrichtung der Fasermasse vor der Preßeinrichtung angeordnet ist und daß der Mazeriereinrichtung ein Verteiler zum Zuführen der Flüssigkeit zugeordnet ist, der an einen Saftsammelbehälter der Preßeinrichtung angeschlossen ist.

Durch die Flüssigkeitsabführöffnungen in der unteren Preßwalze wird der Rückdruck der Flüssigkeit wesentlieh herabgesetzt, was einen glatten Durchlauf des Zuckerrohrs durch die Preßeinrichtung begünstigt und in Verbindung mit den vergleichsweise niedrigen Preßdrücken die Möglichkeit bietet, Preßwalzen von großem Durchmesser vorzusehen, wodurch der Einlaufwinkel des Walzenspalts verkleinert wird und die Flüssigkeitsabführung sowie die Zuführung und Durchleitung des Zuckerrohrs weiter verbessert werden. Gleichzeitig wird der Energiebedarf der Vorrichtung beträchtlich gesenkt. Die Preßflächen werden weniger

so beansprucht, so daß in geringerem Maße Beschädigungen auftreten und weniger Wartungsarbeiten durchzuführen sind. Gleichzeitig wird durch die Anordnung der Mazeriereinrichtung vor der Preßeinrichtung und durch ihre Beschickung mit an der Preßeinrichtung abgezogenem Saft des Zuckerrohrs bereits vor dem Eintritt in die Preßeinrichtung mazeriert, wodurch im Interesse einer hohen Ausbeute der Zucker ausgewaschen wird. Wegen der vorhandenen Flüssigkeitsableitung in der Preßeinrichtung ergeben sich durch diese Flüssigkeitsbelastung keine besonderen Schwierigkeiten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol-

b5 gend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

Fig. IA und IB veranschaulichen in einem Fließbild den Ablauf des Extraktionsverfahrens bei einer mehrstu-

figen Vorrichtung.

Fig.2 zeigt in vergrößertem Maßstab in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die einzelne Vorrichtung eier ersten Extraktioisstufe gemäß Fig. IA.

Fig.3 ist eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 2.

F i g. 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus F i g. 2, der die Einrichtung zum Zuführen einer Tränkungsflüssigkeit erkennen läßt κι

F i g. 5 zeigt in einer teilweise als Schnitt gezeichneten vergrößerten Seitenansicht einen Teil der unteren Walze oder Trommel der Vorrichtung nach F i g. 2.

F i g. 6 ist ein Teilschnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 5.

F i g. 7 ist eine vergrößerte Teilansicht der gelochten Fläche der unteren Walze.

F i g. 8 ist ein Schnitt längs der Linie 8-8 in F i g. 7.

Die Erfindung befaßt sich mit dem Extrahieren löslicher Stoffe aus verteilten, festen, faserförmigen Materialien, nämlich mit der Extraktion von Zucker aus 2» Zuckerrohr. Wenn das zu extrahierende faserförmige Material in die Form eines Betts oder einer Decke gebracht wird, enthält es zahlreiche Zwischenräume. Wird das Bett zusammengedrückt, wird sein Volumen dadurch verringert, daß das Volumen der Zwischenräume verkleinert wird. Wenn der Preßdruck wieder beseitigt wird, kann das Bett wieder sein ursprüngliches Volumen im unverdichteten Zustand annehmen, wobei sich das Volumen der Zwischenräume wieder vergrößert. Diese Verkleinerung und die nachfolgende jo Vergrößerung der in dem Bett vorhandenen Zwischenräume wird gemäß der Erfindung als Pumpvorgang ausgenutzt, der während des Extraktionsvorgangs dazu dient, Flüssigkeit aus dem Fasermaterial zu entfernen, bzw. das Fasermaterial mit einer Flüssigkeit zu tränken. r> Wie bei einer Pumpe, bei welcher der Druck der Atmosphäre ausgenutzt wird, um eine sich vergrößernde Pumpenkammer zu erfüllen, wird gemäß der Erfindung der Druck der Atmosphäre dazu benutzt, die Zwischenräume des aus den Fasern bestehenden Betts zu füllen, während sich das Volumen des Betts vergrößert. Gemäß der Erfindung wird eine mit einem niedrigen Druck arbeitende Vorrichtung benutzt, um auf das Fasermaterial so einzuwirken, daß eine Pumpwirkung hervorgerufen wird, die eine Flüssigkeit 4 veranlaßt, in die Zwischenräume des Betts einzutreten bzw. die Zwischenräume zu verlassen. Dieser Pumpvorgang kann wiederholt werden, um den gewünschten Wirkungsgrad der Extraktion zu erzielen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Fasermaterial in die Form einer im wesentlichen zusammenhängenden Decke gebracht, die mehrere durch Abstände getrennte Stationen oder Stufen mit einzelnen erfindungsgemäßen Vorrichtungen durchläuft. An jeder Station wird der Saft dadurch entfernt, daß das Volumen des Betts durch Aufbringen eines geringen Drucks verkleinert wird, woraufhin zugelassen wird, daß sich das Bett wieder ausdehnt, während ihm eine Tränkungsflüssigkeit zugeführt wird. Diese Tränkungsflüssigkeit wird dann zugeführt, wenn der Verdichtungs- oder Preßvorgang beendet ist, sowie während der Zeit, in welcher sich das Bett wieder ausdehnt, um wieder sein ganzes Volumen im unverdichteten Zustand anzunehmen, so daß die Zwischenräume in dem Bett im wesentlichen vollständig b5 mit der Tränkungsflüssigkeit gefüllt werden. Der Pumpvorgang umfaßt somit Maßnahmen, um das Fasermaterial zum Zweck des Extrahierens von Saft zusammenzudrücken, und um dem Material die Tränkungsflüssigkeit zuzuführen, während sich das Bett wieder ausdehnt, um sein Volumen im unverdichteten Zustand wieder anzunehmen.

Gemäß Fig. IA und IB sind mehrere einander nachgeschaltete Stationen mit Preßeinrichtungen 30,60, 80, 90 und 100 vorgesehen, von denen jede eine erfindungsgemäße, mit niedrigem Dnick arbeitende Vorrichtung bildet Die bevorzugte Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in Fig.2 bis 8 mit weiteren Einzelheiten dargestellt

Gemäß Fig. IA und IB wird das zu extrahierende Zuckerrohr auf bekannte Weise so zugeführt daß es zu einer Zerfaserungsvorrichtung 10 gelangt die das Zuckerrohr zur Durchführung der Extraktion vorbereitet Die Vorrichtung 10 zerbricht das Zuckerrohr in kurze Stücke und trennt die Zellen von den Faserbündeln.

Das zerfaserte Zuckerrohr wird einer Mazeriereinrichtung 11 zugeführt die mit Siebflächen 12 und 13 versehen ist und dazu dient, aus dem Zuckerrohr eine bestimmte Saftmenge zu extrahieren, die im folgenden als »Rückumwälzsaft« bezeichnet wird. Dieser Rückumwälzsaft wird mit Hilfe einer Heizvorrichtung 14 erwärmt und der Oberseite der Mazeriereinrichtung 11 über einen Verteiler 15 erneut zugeführt, um das Zuckerrohr auf die gewünschte Diffusionstemperatur von z.B. etwa 77°C zu erwärmen. Ein Teil der Siebfläche 12 dient dazu, den Diffusionssaft abzuführen; dieser Saft wird einem mit einem Wehr versehenen Kasten 16 zugeführt und durch eine Pumpe zu einem Trennsieb 17 gefördert. Das Trennsieb 17 führt das Feingut der Mazeriereinrichtung 11 erneut zu und läßt den abgeschiedenen Saft zu einer Rohrleitung 18 gelangen, so daß er in der Fabrik einer weiteren Behandlung unterzogen werden kann.

Die Mazeriereinrichtung 11 ist innerhalb eines geneigten oberen Abschnitts in der Nähe des Abgabeendes mit der Siebfläche 13 versehen, die dazu dient, den freien Saft von dem Zuckerrohr zu trennen. Der die Siebfläche 13 passierende Saft wird über einen Verteiler 19 erneut dem vorderen Teil der Mazeriereinrichtung 11 zugeführt.

Weiteren der Mazeriereinrichtung 11 zugeordneten Verteilern 20 und 21 wird der extrahierte Saft von der ersten Preßeinrichtung 30 bzw. der zweiten Preßeinrichtung 60 aus zugeführt, die mit einem niedrigen Druck arbeiten. Dieser Saft wird durch weitere Heizeinrichtungen 22 und 23 auf die gewünschte Diffusionstemperatur erwärmt, bevor er zu den Verteilern 20 und 21 gelangt. Eine Dampfleitung 27 speist die Heizeinrichtungen 22 und 23, während die Heizvorrichtung 14 durch eine Dampfleitung 28 gespeist wird.

Das Zuckerrohrmaterial wird von der Mazeriereinrichtung 11 aus einer Rutsche 31 zugeführt, um zu der ersten mit niedrigem Druck arbeitenden Preßeinrichtung 30 zu gelangen. Das Material bildet in der Rutsche 31 eine Matte oder Decke aus Bagasse, die einem Spalt zwischen zwei Preßflächen zugeführt wird. Diese Preßflächen werden durch zwei zylindrische Walzen 32 und 33 gebildet, durch die das Volumen des Betts verringert wird, so daß eine bestimmte Flüssigkeitsmenge extrahiert wird. Die Walzen 32 und 33 werden durch einen Motor angetrieben.

Gemäß F i g. 2 ist der Mantel der unteren Walze 33 mit Abführöffnungen 34 zum Abführen des Extraktionssaftes versehen. Der extrahierte Saft wird in einem

Saftsammelbehälter 36 gesammelt und dem Verteiler 20 zugeführt.

Unmittelbar nach dem Passieren der Preßeinrichtung 30 wird das jetzt als »Bagasse« bezeichnete extrahierte Zuckerrohr mit Tränkungssaft in einem solchen -, Ausmaß getränkt, daß sich die Zwischenräume in dem Bagassebett füllen, während das Bett von dem Druck entlastet wird, so daß sich das Bett entspannt und sirh sein Volumen vergrößert. Gemäß F i g. 2 und 4 wird der Tränkungssaft der sich ausdehnenden Bagassedecke ι ο über einen Verteilertrog 46 zugeführt. Dieser Verteilertrog kann mit einer durch einen Motor antreibbaren Rührvorrichtung 41 mit Rührflügeln ausgerüstet sein, damit die Faserfeststoffe in der Tränkungsflüssigkeit suspendiert werden. Der Verteilertrog 46 kann zusam- ι -, men mit einer Führungsplatte 40 eine konstruktive Einheit bilden, die an Führungsarmen 312 und 313 für die obere Walze 32 so aufgehängt ist, daß sie bei jeder Bewegung der oberen Walze 32 gegenüber der unteren Walze 33 die richtige Lage gegenüber der oberen Walze >o beibehält. Zwischen dem vorderen Rand der Führungsplatte und der oberen Walze 32 ist gemäß F i g. 4 ein Spalt 42 vorgesehen, der dazu dient, Tränkungsflüssigkeit der Bagasse zuzuführen, wenn die Bagasse aus dem Spalt zwischen den Walzen 32 und 33 austritt, und bevor r> sich die Bagasse nach ihrer Entlastung von dem Druck wieder vollständig ausgedehnt hat. Die Breite des Spaltes 42, d. h. der Abstand zwischen dem Rand der Führungsplatte 40 und der zylindrischen Umfangsfläche der oberen Walze 32, wird durch zwei radial nach außen j» ragende Führungsringe 49 bestimmt, von denen gemäß F i g. 3 je einer auf jedem Ende der oberen Walze 32 angeordnet ist, sowie durch V-förmige bzw. gewinkelte Leisten 43 auf der Umfangsfläche der oberen Walze.

Der unteren Walze 33 ist gemäß F i g. 4 ein Abstreifer r. 48 zugeordnet, der dazu dient, die aus dem Spalt zwischen den Walzen 32 und 33 austretende, sich ausdehnende Bagassedecke von der unteren Walze abzuheben und sie zu einer weiteren Mazeriereinrichtung 44 zu leiten, die die Decke der zweiten, mit einem v, niedrigen Druck arbeitenden Preßeinrichtung 60 zuführt. Das Entfernen der Bagassedecke durch den Abstreifer 48 ermöglicht es, die Tränkungsflüssigkeit über den Spalt 42 an einem Punkt zuzuführen, der unmittelbar hinter dem Punkt liegt, an welchem der i-, Verdichtungs- oder Preßvorgang beendet ist, und während sich die Bagassedecke wieder ausdehnt, so daß eine sehr gleichmäßige Verteilung der Mazerationsflüssigkeit in der Bagassedecke gewährleistet ist. Der Abstreifer 48 wird von zwei Armen 47 getragen, die auf γι dem Gestell der Vorrichtung drehbar gelagert sind.

Gemäß K ι g. i ist die zylindrische Mantelfläche der oberen Walzen 32 mit V-förmigen bzw. gewinkelten Leisten 43 versehen, die gegenüber der Mantelfläche vorspringen und dazu beitragen, die Bagasse zu dem Spalt zwischen den Walzen 32 und 33 zu führen. Die Leisten 43 dienen außerdem dazu, den Spalt 42 zu reinigen bzw. freizuhalten. Der der Führungsplatte 40 zugeführte Tränkungssaft enthält normalerweise eine bestimmte Menge von Faserteilchen, die sich ansam- to mein und schließlich der, Spalt 42 verstopfen können. Die Leisten 43 bewegen sich während der Drehung der oberen Walze 32 durch den Spalt 42 hindurch, so daß ein solches Ansammeln von Faserteilchen verhindert wird.

Die über den Abstreifer 48 laufende Bagasse wird bS durch eine Rutsche der weiteren Mazeriereinrichtung 44 zugeführt, die die Bagasse zu der nächsten, mit einem niedrigen Druck arbeitenden Preßeinrichtung 60 transportiert. Die Mazeriereinrichtung 44 ist ebenfalls an einem oberen Teil in der Nähe des Abgabespaltes mit einer Siebfläche 45 versehen, die es ermöglicht, den überschüssigen Tränkungssaft abzuleiten und ihn über eine Rohrleitung 64 dem Saftsammelbehälter 66 unter der nächsten, mit einem niedrigen Druck arbeitenden Preßeinrichtung 60 zuzuführen.

Die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte können an mehreren Stationen wiederholt werden, bei denen mit einem niedrigen Druck abeitende Preßeinrichtungen 60, 70,80,90 und 100 hintereinandergeschaltet sind. Der extrahierte Saft wird jeweils im Gegenstrom zur Bewegung der Bagassedecke zurückgeleitet und bei einer vorangehenden Preßeinrichtung als Tränkungsflüssigkeit verwendet, so daß die Anlage nach einem Mehrfachtränkungsverfahren arbeitet. Der mit Hilfe der Preßeinrichtung 60 extrahierte Saft wird ebenso wie die überschüssige Flüssigkeit aus der Mazeriereinrichtung 44 im Saftsammelbehälter 66 gesammelt und dann durch eine Pumpe 65 über eine Rohrleitung 67 zu dem Verteiler 21 zurückgefördert. Auf ähnliche Weise wird der im Saftsammelbehälter 76 der Preßeinrichtung 70 gesammelte Saft durch eine Pumpe 75 über eine Rohrleitung 77 zu dem Verteilertrog 46 der Preßeinrichtung 30 gefördert. In Fig. IA und IB sind weitere Pumpen und Rohrleitungen eingezeichnet, um zu zeigen, auf welche Weise der extrahierte Saft auf die verschiedenen Preßeinrichtungen verteilt wird.

Die mit einem niedrigen Druck arbeitende Preßeinrichtung 110 kann mit einer auf bekannte Weise ausgebildeten Dreiwalzenmühle 110 kombiniert sein, die dazu dient, den Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse auf etwa 48 bis 50 Gewichtsprozent zu verringern. Die Einrichtungen 100 und 110 können durch eine Kegelpresse ersetzt werden, die die Aufgabe hat, den Feuchtigkeitsgehalt auf seinen endgültigen Wert herabzusetzen.

Das mit Hilfe der Einrichtungen 100 und 110 aus der Bagasse herausgepreßte Wasser wird gesammelt und einer Heizvorrichtung 120, von dort aus einem mit einem Wehr versehenen Verteilerkasten 121 und schließlich den Verteilertrögen der mit niedrigem Druck arbeitenden Preßeinrichtungen 80 und 90 zugeführt Das über eine Leitung 129 zugeführte Ergänzungswasser, dessen Zuführungsgeschwindigkeit gewöhnlich 25 Gewichtsprozent der der Anlage zugeführten Bagasse entspricht wird der Tränkungsflüssigkeitsleitung über einen mit einem Wehr versehenen Kasten 130 zugeführt, mit Hilfe einer Injektionsheizvorrichtung 131 erwärmt und dann dem Tränkungsspalt der mit niedrigem Druck arbeitender. Preßeir.richtung 90 zugeführt

Der Druck, der auf die Bagasse im engsten Teil des Spaltes zwischen den Preßflächen der Preßeinrichtungen 30,60,70,80 und 90 aufgebracht wird, überschreitet gewöhnlich nicht den Wert von etwa 173 kg/cm² und liegt normalerweise im Bereich von etwa 2,8 bis 11 kg/cm², während bei den bis jetzt gebräuchlichen Hochdruckmühlen mit Drücken über etwa 70 kg/cm² gearbeitet wird. Daher besteht einer der Vorteile der Erfindung darin, daß zwar nur mit niedrigen Drücken gearbeitet wird, so daß man mit einer geringeren Antriebsleistung auskommt daß jedoch der Extraktionswirkungsgrad infolge der hohen Mazerationsgeschwindigkeit praktisch die gleichen Werte erreicht wie die Hochdruckmühlen.

In der folgenden Tabelle I sind die typischen

2i 34 809

Betriebsbedingungen aufgeführt, unter denen die beschriebene Anlage mit den erfindungsgemäßen Preßeinrichtungen arbeitet.

Tabelle I

Vorrichtung Flüssigkeit in der
(Fig. 1) Bagasse vor dem

Pressen

(Gew.-%)

Flüssigkeit in der
Bagasse nach dem Pressen

(Gew.-%)

Extrahierte Flüssigkeil

(Gew.-%)

Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse

Vor dem Pressen

(Gew.-%)

Nach dem Pressen

(Gew.-%)

30	93,8
60	69,8
70	68,9
80	68,1
90	66,5
100	51,4 (66,5)
110	25,2
Bermerkung:

28,9

28,4

28,0

27,6

26,4

25,2 (25,2)

12,5

64,9

41,4

40,9

40,5

40,1

26,2 (41,3)

12,7

88,0

84,3

84,0

83,9

83,6

79,8 (83,6)

66,0

69,0
68,6
68,3
68,0
67,0
66,0
49,0

Die bei der Vorrichtung 100 in Klammern beigefügten Zahlen sind wegen eines größeren Anteils an Tränkungswasser höher.

Unter den Betriebsbedingungen nach der vorstehenden Tabelle betrug der Sättigungspunkt der verarbeiteten Bagasse etwa 84 bis 85 Gewichtsprozent. Wie aus der Tabelle ersichtlich, entspricht der Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse vor dem Pressen mindestens im wesentlichen dem Sättigungspunkt, so daß eine optimale Mazerationsleistung erzielt wird.

Um eine noch vollständigere Beschreibung der Erfindung zu geben, wird im folgenden die mit niedrigem Druck arbeitende Preßeinrichtung 30 mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Die Preßeinrichtungen 60,70,80,90 und 100 sind allgemein in der gleichen Weise ausgebildet

Die Bagasseschicht wird durch die Mazeriereinrichtung 11 nach oben gefördert, um dann in die Rutsche 31 zu fallen, über welche die Bagasse zu dem Spalt zwischen den Walzen 32 und 33 gelangt.

Gemäß F i g. 2 und 3 sitzt die obere Walze 32 auf einer Welle 311, die in Pendellagern 314 und 315 gelagert ist Die obere Walze 32 wird von zwei unabhängig schwenkbaren Armen 312 und 313 getragen. An einem Ende tragen die Arme 312 und 313 die Lager 314 und 315 für die Welle 311. Die anderen Enden der Arme 312 und 313 sind auf einer Achse 321 drehbar gelagert Die unabhängig schwenkbaren Tragarme 312 und 313 ermöglichen es der oberen Walze 32, sich üer unterschiedlichen Dichte der Bagasseschicht anzupassen, die zwischen der oberen Walze 32 und der unteren Walze 33 hindurchläuft, da die obere Walze gemäß F i g. 2 Schwenkbewegungen um die Achse 321 an den Enden ihrer Tragarme ausführen kann.

Die untere Walze 33 sitzt auf einer in ortsfesten Lagern gelagerten Welle 317. Eine Motorbaugruppe 360 dient dazu, die untere Walze 33 mittels einer über ein Kettenrad 326 laufenden Kette 330 anzutreiben. Auf ähnliche Weise dient die gleiche oder eine andere Motorbaugruppe dazu, die obere Walze 32 mittels einer über ein Kettenrad 329 laufenden Kette 328 anzutreiben.

Gemäß F i g. 3 hat die gelochte untere Walze 33 eine etwas größere axiale Breite als die obere Walze 32, so daß die obere Walze in den Raum zwischen den Ringen 334 eingreifen kann, die an beiden Enden der unteren Walze 33 angebracht sind und sich über ihren Umfang erstrecken. Die untere Walze 33 ist mit den Ringen 334 versehen, um zu gewährleisten, daß sich keine Teile der zwischen den beiden Walzen hindurchlaufenden Bagasseschicht über die Stirnflächen der unteren Walze 33 hinaus bewegen. An beiden Enden der unteren Walze 33 sind ferner allgemein plattenförmige Wasserabweiser 336 angeordnet, um zu verhindern, daß der ausgepreßte Saft, der in das Innere der unteren Walze 33 durch die Abführöffnungen 34 eintritt, auf banachbarte Flächen gespritzt wird.

Sowohl die obere Walze 32 als auch die untere Walze 33 sind im Inneren mit mehreren Verstärkungsringen versehen, um die äußeren Arbeitsflächen der Walzen besser abzustützen, in F i g. 5 und 6, wo die untere Walze 33 dargestellt ist, erkennt man Verstärkungsringe 340, die auf der Innenseite des zylindrischen Walzenmantels angeordnet sind. Ferner sind innerhalb jeder Walze mehrere Rippen in Form von Platten 344 vorgesehen, die in Umfangsabständen um die Achse der betreffenden Walze verteilt sind und auf ähnliche Weise dazu dienen, die äußeren Arbeitsflächen der beiden Walzen

'-><> zu verstärken. Normalerweise sind mindestens 12 Verstärkungsplatten 344 vorgesehen, die in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilt sind und sowohl bei der oberen als auch bei der unteren Walze jeweils eine konische Walzenhälfte umgeben. Auf den Verstärkungsplatten 344 sind zwei kegelstumpfförmige Baugruppen 347 und 348 montiert, die auch mit der zugehörigen Walzenwelle verbunden sind, so daß sie innerhalb jeder Walze eine hohle Kammer abgrenzen. Wenn die beiden Walzen gedreht werden, läuft der aus der Bagasse ausgepreßte Saft durch die Abführöffnungen 34 am Umfang der unteren Walze 33 in das Innere dieser Walze, um dann durch die kegelstumpfförmigen Platten 347 und 348 nach außen umgelenkt zu werden und schließlich über eine öffnung 352 zum Saftsammelbehälter 36 im unteren Teil der unteren Walze zu gelangen. Der aus der Bagasse ausgepreßte Saft sammelt sich im Saftsammerbehälter 36, aus dem er gemäß F i g. 1A durch die Pumpe 39 abgesaugt wird, um

zu der Heizeinrichtung 22 und dem Verteiler 20 gefördert zu werden. Die Bagasse, die den Spalt zwischen den beiden Walzen passiert hat, verläßt die Preßeinrichtung über den Abstreifer 48 und gelangt zur Mazeriereinrichtung 44.

Aus F i g. 2 ist die bevorzugte Anordnung der oberen Walze 32, der unteren Walze 33 und der Rutsche 31 ersichtlich. Die obere Walze 32 kann aus einer senkrechten Stellung gegenüber der unteren Walze 33 unter einem Winkel von 30° bis 60° gegen die Senkrechte versetzt sein, so daß die Bagasse den Spalt zwischen den Walzen schräg nach unten durchläuft. Zwar arbeitet die Preßeinrichtung völlig einwandfrei, wenn ein solcher Versetzungswinkel von 30° bis 60° vorgesehen ist, doch wird vorzugsweise ein Versetzungswinkel von 45° vorgesehen, da sich hierbei mechanische Vorteile ergeben. Ferner ist es zweckmäßig, die Rutsche 31 unter einem Neigungswinkel von etwa 42° bis etwa 45° und vorzugsweise unter einem Neigungswinkel von etwa 43° gegen die Waagerechte anzuordnen, so daß die Bagasseschicht bestrebt ist, längs der Rutsche nach unten zu gleiten, sobald die Walzen 32 und 33 das Material erfassen.

Unter dem erwähnten Versetzungswinkel wird hier der Winkel zwischen einer senkrechten Ebene durch die Achse der unteren Walze 33 und einer Ebene verstanden, welche die Achsen der oberen Walze 32 und der unteren Walze 33 enthält. In F i g. 2 ist die obere Walze 32 z. B. unter einem Winkel von 45° gegen die erwähnte senkrechte Ebene versetzt.

F i g. 5 bis 8 zeigen weitere Einzelheiten der unteren Walze 33. Gemäß F i g. 7 und 8 ist die Mantelfläche der unteren Walze 33 mit zahlreichen Abführöffnungen 34 für den aus der Bagasse ausgepreßten Saft versehen. Die Abführöffnungen 34 im Mantel der unteren Walze haben an der Außenfläche 357 des Walzenmantels einen etwas kleineren Durchmesser als an der Innenfläche 358 des Walzenmantels. Diese sich erweiternde Form führt dazu, daß sich die Abführöffnungen während des Betriebs selbsttätig reinigen, da der durch die Abführöffnungen nach innen gedruckte Saft alle Rückstände entfernt, die sich an den Wänden der Öffnungen sammeln.

F i g. 5 und 6 zeigen im einzelnen die Anordnung der Ringe 334 an den Enden und am Umfang der unteren Walze 33 und der Umlenkplatte 336, die verhindert, daß Saft auf die untere Walze gespritzt wird. Ferner sind die Ringe 340 und die Platten 344 zu erkennen, die dazu dienen, den Mantel der Walze zu verstärken.

Gemäß F i g. 6 läuft der ausgepreßte Saft durch die Abführöffnungen 34, gelangt in die durch die in Umfangsabständen verteilten Platten 344 abgegrenzten Kammern, in denen er über die Außenflächen der kegelstumpfförmigen Baugruppen 347 und 348 läuft, um schließlich über die öffnungen 352 zu entweichen und in den Saftsammelbehälter 36 zu gelangen.

Der Innenraum der oberen Walze 32 kann mit Flüssigkeiten verschiedener Art in unterschiedlicher Menge gefüllt werden, so daß sich der auf die Bagasse ausgeübte Druck unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen anpassen läßt Beispielsweise wird die obere Walze 32 über eine nicht dargestellte öffnung in einer ihrer Stirnwände mit Wasser gefüllt, woraufhin die öffnung mittels eines Gewindestopfens verschlossen wird Der Druck, der insgesamt auf die zwischen den Walzen 32 und 33 hindurchlaufende Bagasse ausgeübt wird, richtet sich daher nach dem normalen Gewicht der oberen Walze, dem Gewicht der Walzenunterstützung und dem zusätzlichen Gewicht der in der oberen Walze enthaltenen Flüssigkeit. Auf diese Weise kommt die obere Walze ähnlich zur Wirkung wie eine hydraulische Druckübertragungsvorrichtung.

Gemäß Fig.3 ruhen die die obere Walze 32 tragenden Arme 312 und 313 auf Tragstücken 372 und 373, die am Gestell der Vorrichtung befestigt sind. Jedoch werden die Tragarme von diesen Tragstücken abgehoben, wenn die Dicke der zwischen den Walzen

κι hindurchlaufenden Bagasseschicht und ihre Dichte so groß wird, daß die obere Walze angehoben wird. Hierbei führen gemäß F i g. 2 die Tragarme 312 und 313 eine Schwenkbewegung nach oben um die Achse 321 aus.

ι", Gemäß F i g. 2 umfaßt die Mazeriereinrichtung 44 ein endloses antreibbares Förderelement 54 mit Mitnehmern 55, und dieses Förderelement wird durch eine Motor- und Getriebebaugruppe 440 angetrieben, um die Bagasseschicht zu der Rutsche 61 zu fördern, so daß das Material der nächsten mit niedrigem Druck arbeitenden Preßeinrithtung 60 zugeführt wird. Der überschüssige Mazerationssaft entweicht durch die Siebfläche 45 und wird durch die Rohrleitung 64 dem Saftsammelbehälter 66 unter der Preßeinrichtung 60 zugeführt, aus dem der

2^r> Saft durch die Pumpe 65 abgesaugt wird, und im Gegenstrom wieder dem Verteiler 21 zugeführt zu werden.

Im folgenden wird anhand von Fig.3 die Tragkonstruktion für den Verteilertrog 46 näher beschrieben.

jo Der Verteilertrog ist an einer Querstrebe 360 aufgehängt, die'auf beiden Seiten über die Enden der oberen Walze 32 hinausragt. Die Querstrebe 360 ist an ihren Enden durch nach unten ragende Ansätze 361 mit den Tragarmen 312 und 313 verbunden, so daß der Verteilertrog 46 stets die gleiche Stellung gegenüber der oberen Walze 32 beibehält. Wenn sich die obere Walze 32 infolge der unterschiedlichen Dichte der dem Walzenspalt zugeführten Bagasse verlagert, bewegt sich der Verteilertrog 46 daher zusammen mit der oberen Walze. Gemäß F i g. 2 wird die Tränkungsflüssigkeit aus dem Verteilertrog 46 durch die Führungsplatte 40 zu einem Punkt in der Nähe des Spaltes zwischen den Walzen 32 und 33 geleitet, so daß sie in Berührung mit der Bagasseschicht kommt, bevor die Schicht vollständig wieder von dem aufgebrachten Druck entlastet worden ist. Hierbei strömt die Tränkungsflüssigkeit über den eine Überlaufkante eines Wehrs bildenden vorderen Rand der Führungsplatte 40 .durch den Spalt 42 zwischen der Führungsplatte und der

so Umfangsfläche der oberen Walze 3Z

Aus der vorstehenden Beschreibung dürften die Vorteile der Erfindung ersichtlich seia Da auf die Bagasse nur niedrige Drücke aufgebracht werden, ergibt sich ein geringer Energieaufwand, der z.B.

erheblich geringer ist als der Energiebedarf der bekannten Hochdruckmühlen. Ferner führt die neuartige Anordnung nach der Erfindung zu einer hohen Mazerationsgeschwindigkeit, da die bei den bekannten Vorrichtungen normalerweise auftretenden Verzöge rungen vermieden sind, die gewöhnlich zu einer Verlängerung der Extraktionszeit führen.

Weiterhin können die Mazerations- und Preßvorrich tungen nicht nur bei Neuanlagen verwendet werden, sondern man kann sie auch bei schon vorhandenen Extraktionsanlagen benutzen, um z. B. die Wirkung von Diffusoren zu ergänzen. Die einzelnen Vorrichtungen lassen sich dabei den verschiedensten Betriebsbedin gungen weitgehend anpassen.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Extrahieren von löslichen Substanzen aus Zuckerrohr, mit einer Aufbereitungseinrichtung zum Zerfasern des Zuckerrohrs, mit einer Einrichtung zum Sammeln des zerfaserten Zuckerrohres, mit wenigstens einer Preßeinrichtung mit einer oberen und einer unteren Preßfläche in Form von Walzen zum Auspressen von Flüssigkeit aus der Fasermasse, mit einer Mazeriereinrichtung zum Tränken der Fasermasse und mit einer Einrichtung zum Entnehmen von mit Zuckersaft angereicherter Flüssigkeit aus der Mazeriereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Walze (33) der Preßeinrichtung (30) mit Abführöffnungen (34) für ausgepreßte Flüssigkeit versehen ist, daß die Mazeriereinrichtung (11) in Durchlaufrichtung der Fasermasse vor der Preßeinrichtung (30) angeordnet ist und daß der Mazeriereinrichtung (11) ein Verteiler (20) zum Zuführen der Flüssigkeit zugeordnet ist, der an einen Saftsammelbehälter (36) der Preßeinrichtung (30) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Walze (32) der Preßeinrichtung (30) auslenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verteiler (20) eine Heizeinrichtung (22) vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit mehreren Preßeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtungen je eine obere und eine untere Walze (32 bzw. 33) aufweisen und daß ihnen Mazeriereinrichtungen (11,44) mit jeweils einer Beschickungseinrichtung (36, 39, 65 bis 67, 75 bis 77) zugeordnet sind, die an eine nachfolgende Preßeinrichtung angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Mazeriereinrichtungen (11, 44) je ein Verteilertrog (46) zugeordnet ist, der ein sich längs des Walzenspalts erstreckendes Wehr aufweist, dessen Überlaufkante unter Bildung eines Spalts (42) nahe der Umfangsfläche der oberen Walze (32) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Walzen (32) auf ihrer Umfangsfläche vorspringende Leisten (43) zur Reinigung des Spalts (42) zwischen der Überlaufkante des Wehrs und der oberen Walze aufweisen.