DE7728210U1 - Diffusionsapparat - Google Patents
DiffusionsapparatInfo
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- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B10/00—Production of sugar juices
- C13B10/08—Extraction of sugar from sugar beet with water
- C13B10/10—Continuous processes
- C13B10/102—Continuous processes having rotatable means for agitation or transportation
- C13B10/105—Rotating apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/02—Solvent extraction of solids
- B01D11/0215—Solid material in other stationary receptacles
- B01D11/0223—Moving bed of solid material
- B01D11/0242—Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements
- B01D11/0246—Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements comprising rotating means
-
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- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B10/00—Production of sugar juices
- C13B10/08—Extraction of sugar from sugar beet with water
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-
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- B01D2011/002—Counter-current extraction
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Description
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Diffusionsapparat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lösungsmittel-Extraktion und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
.
Obwohl die nachfolgende Beschreibung insbesondere auf die Extraktion von Rohrzucker aus Zuckerrohr abgestellt ist,
deckt die Erfindung auch die Extraktion beliebiger anderer lösbarer Substanzen jeder Art von unterteilten Feststoffen,
die solche Substanzen enthalten.
Die Extraktion von Rohrzucker aus Zuckerrohr umfaßt im wesentlichen zwei Hauptstufen: 1. - eine Stufe, in der
die Partikelgröße verkleinert wird und Zuckerrohr auf einen bestimmten Peinheitsgrad geschnitzelt wird und
2. die Preß- und/oder Diffusions- oder Auslaugstufe. In dieser letztgenannten Stufe werden die Zuckerrohrschnitzel
oder die Bagasse gefördert und durch Perkolation und/oder Gegenstromfluß einer geeigneten Wassermischung
wird die restliche Saccharose aufgelöst und extrahiert. Die Erfindung ist auf die zweite Stufe gerichtet.
Zur Durchführung der Diffusionsstufe sind verschiedene
2ο Vorrichtungen und Verfahren bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Lösungsmittel-Extraktion
zu schaffen, durch die die Bewegung der Zuckerrohrschnitzel oder Bagasse erheblich vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Diffusionsapparat dadurch ge-.
löst, daß senkrecht aufeinanderfolgende ringförmige Extraktionsstufen
sowie Mittel vorgesehen sind, die das behandelte Material um jede Stufe herumführen, wobei jede Stufe
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eine öffnung aufweist, durch die das Material auf eine
niedrigere Extraktionsstufe oder eine Materialaustragstufe fällt.
Jede Extraktionsstufe kann ein stationäres Sieb und mit
der Gehäuseschale des Apparates verbundene Mittel enthalten, die über das Sieb beweglich sind und dabei das
extrahierte Material über das Sieb bewegen. Das Sieb ist an einer vorbestimmten Stelle mit einer Luke ausgestattet,
durch die das Material hindurchfällt, nachdem es eine Teil-Umdrehung
des Siebes vollendet hat.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
die Außenseite der Gehäuseschale des Apparates auf Rollen o.dgl. abgestützt und wird in geeigneter Weise drehend
angetrieben. Das Mittel zur Förderung des Materials kann die Form radialer Arme haben, die mit der sich drehenden
zylindrischen Außenschale des Apparates verbunden sind und sich über das Sieb bewegen.
Vorzugsweise sind mehrere Extraktionsstufen und ein Rezirkulations-Perkolationssystem
zur Gegenstromextraktion vorgesehen.
Der Apparat kann eine feststehende zylindrische Mittelsäule mit stationären perforierten Siebflächen aufweisen, die auf
verschiedenen Höhen über Flüssigkeits-Sammelböden angeordnet sind, die ebenfalls an der feststehenden Mittelsäule
befestigt sind. Die Siebe und Böden befinden sich in einem Ring, der von der Mittelsäule und der Außenschale des Apparates
gebildet ist, wobei mit der Außenschale radiale Arme verbunden sind.
Die Luken der Siebe zum Durchlaß des Materials auf das J5o nächstuntere Sieb befinden sich an einer Stelle, die von
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seiner Luke entfernt ist, so daß das Material in jeder Stufe beinahe eine volle Umdrehung vollführt.
Die radialen Teile können zur Versteifung des Systems zwischen sich eine Gitterstruktur aufweisen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines Diffusionsapparates,
Fig. 2 eine Draufsicht der Saftböden,
Fig. 3 ein Diagramm der Saftströme bei einem 4-Etagen-Diffusionsturm,
Fig. 4 ein Übersichtsschema der Saftböden eines 4-Etagen-Diffuslonsturmes
mit zweiunddreißig Saftböden,
Fig. 5 eine schaubildliche aufgeschnittene Ansicht eines Mehr-Etagen-Diffusionsturmes.
Gemäß Fig. 1 besteht der Diffusionsapparat aus einer
äußeren Zylinderschale 1, die auf ihrem unteren Umfang auf Rollen.2 abgestützt ist. Die äußere Zylinderschale
wird langsam von Sätzen hydraulischer Arbeitszylinder gedreht, die gegen mit gleichmäßigem Abstand am Umfang
des Bodens der Zylinderschale 1 angeordnete Zapfen oder Kettenstifte wirken, die nicht gezeichnet sind.
Die Zylinderschale 1 ist in senkrechte Stufen 4,5,6 und
unterteilt. In Jeder Stufe sind senkrecht zur Zylinderschale 1 an dieser nach innen gegen die Mittellinie des
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Diffusionsturmes gerichtete Plattenarme 8 befestigt. Die
Plattenarme bilden Zellen und fördern das Rohr oder die Bagasse über eine Siebfläche 9·
Eine feststehende Innensäule oder ein Kern Io dient gemeinsam
mit einem Saftsammeiboden 11 als Träger für die Siebfläche 9. Die feststehende Innensäule oder der Kern Io ist
in senkrechte Stufen 4,5,6 und 7 unterteilt, so daß feststehende
innere und sich drehende äußere Teile eine vollständige Stufe darstellen.
Obwohl Fig. 1 vier solcher Stufen zeigt, kann der Diffusionsapparat
aus einer oder mehreren Stufen aufgebaut sein. Dies hängt von der geforderten Kapazität und dem Grad des Lösungsmittelabzuges
ab.
In Fig. 1 ist nicht dargestellt, daß bei jeder Siebetage 9
gemeinsam mit ihren Stütz-Saftsammelböden 11 ein Segment herausgenommen ist, damit eine Luke entsteht, durch die
Material von einer Etage auf die nächstuntere Etage fallen kann.
Vorbereitetes Zuckerrohr oder vorbereitete Bagasse wird mittels eines Förderers 12 der obersten Stufe zugeführt.
Das vorbereitete Zuckerrohr wird durch Brühsaft aus Düsen 13 erhitzt. Der Brühsaft selbst wird in einer Heizvorrichtung
14 erwärmt. Der Brühsaft wird in den Böden unter
den festen Siebflächen am Zuckerrohr- oder Bagasseeinlaß gesammelt und über einen Teil des Kreislaufes um das erste
Etagenniveau über das ankommende Zuckerrohr oder die Bagasse zurückgeführt.
• Nach Vollendung eines Umlaufes der oberen Etage fällt das Zuckerrohr oder die Bagasse durch die Luke auf das nächst-
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niedrigere Niveau und wird einem anderen Umlauf unterzogen, bis es die Auslaßluke erreicht, durch die es auf die nächst niedrigere
Etage fällt usw. bis es den Bagasse-Austragförderer 15 erreicht.
Der Zuckerrohr-und Saftstrom ist in Fig. 3 schematisch veranschaulicht.
Die Stellen, an denen der Saft aus einer Saftbodenkammer abgezogen und im Gegenstrom zum Bagassefluß
gepumpt wird, sind nur zur Erläuterung gewählt worden und können entsprechend der Durchlässigkeit der Bagassematte
und der geforderten Anzahl von Stufenumläufen verändert werden.
Fig. 3 A zeigt ein Kontrollsystem für die Saftsprühung.
Saft vom Saftboden 23 kann zu einer Sprühleitung 24 gepumpt werden. Durch Drehung der Sprühleitung 24 um ihre
eigene Achse ist es möglich, die Saftmenge zu beeinflussen, die zum Saftboden 23 (Rezirkulation) zurückkehrt oder ötromaufwärts
zum Saftboden 25 oder ^6 weiterströmt.
Wenn die in jeden Saftboden eintretende Saftmenge die Kapazität der Saftbodenpumpen 27 übersteigt, überströmt der Überschußsaft
Dämme 28 im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung der Bagassematte.
Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile.
a) Der Aufbau besteht im wesentlichen aus einfachen Platten und ist verhältnismäßig preiswürdig.
b) Ketten oder teure Kettenantriebssysteme zum Transport des Zuckerrohrs innerhalb des Diffusionsapparates fehlen.
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c) Durch Befestigung der Arme an der äußeren Zylindersohale
und durch Drehung der Zylinderschale auf Rollen greift die zur Erzeugung des Drehmomentes angesetzte
Kraft an einer Stelle maximaler Hebe!übersetzung an,
wodurch der Kraftbedarf herabgesetzt wird. Die Drehung kann durch synchronisierte hydraulische Arbeitszylinder
erfolgen, damit eine stufenlos veränderbare Rotationsgeschwindigkeit sich auf billige Weise ergibt.
d) Da auf den Sieben keine schweren Ketten oder Abstreicher liegen, wird das zur Drehung erforderliche Drehmoment ,
verringert und es wird der Verschleiß der stationären Teile durch Kettentransportsysteme vermindert.
e) Jede Stufe besteht einheitlich aus einer feststehenden Innensäule,an der Siebe, Saftböden und Pumpen angeordnet
sind sowie einer äußeren Schale mit an dieser befestigten Armen. Diese Konstruktion führt zu einfachem Transport
und leichter Errichtbarkeit, und es können nachträglich
ohne größere Änderungen zusätzliche Zellen angesetzt werden.
f) Die Vorrichtung ist für den Betrieb im Freien geeignet und vollständig geschlossen.
g) Der Platzbedarf ist gegenüber bestehenden Diffusionsapparaten gleicher Kapazität oder gleicher Siebfläche
geringer.
h) Außer den Pumpen ist nur ein einziger sich bewegender Hauptteil in dem Diffusionsapparat vorgesehen, und zwar
die langsam rotierende Außenschale.
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i) Die Bagassematte wird nach jedem Übergang von einer Etage zur anderen neu gebildet, wodurch die Formation
von undurchlässigen Lagen vermieden wird, die die Perkolation des Saftstromes durch die Matte verhindern
könnten.
j) Die Plattenarme bilden Zellen innerhalb jeder Etage, die
verhindern, daß Saft in der Matte in unkontrollierter Weise waagerecht durch das Bett hindurchströmen kann.
k) Die Plattenarme bewirken außerdem, daß der Diffusionsapparat bei Überflutung,d.h. bei maximaler Perkolationsbedingung
mit nachteiliger Wirkung zufriedenstellend arbeiten kann.
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Claims (1)
- »flif It-Iti VON KREISLER SCHO'NWALD'' MEYER EISHOLDFUES VON KREISLER KELLER SELTINGPATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler "f" 1973 O.-Ing. K. Schönwald, KölnAnmelder; Dr.-Ing. Th. Meyer, KölnJames M. Cargill ^r,Ing K. W. Eishold, Dad Soden0/0 Huletta Sugar Limited, ^,'che^von Kreisler, KölnP.O. BOX 36OO Mount Edgeeombe D£l.-Chem. Carola Keller^ KölnDipl.-Ing. G. Selling, KölnSch/DB/Si 5 Köln 1 12· September 1977DtICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOFAnsprüche1. Diffusionsapparat mit mehreren Stufen, wobei jede Stufe ein Sieb aufweist, über das das zu extrahierende Material bewegt wird und mit Mitteln, die ExtrakfeLonsflüssigkeit auf das Material sprühen , dadurch gekenn-I zeichnet, daß die Stufen (4,5,6,7) als senkrechtI aufeinanderfolgende ringförmige Extraktionsstufen ange-I ordnet sind, daß Mittel vorgesehen sind, die das behan-I delte Material um jede Stufe herumfördern, und daß jedeI Stufe eine öffnung aufweist, durch die das extrahierteI Material auf eine niedrigere Extraktionsstufe oder eine1 - Material-Austragstufe fällt.I 2. Diffusionsapparat nach Anspruch 1,dadurch ge-I kennzeichnet, daß die Gehäuseschale (1) dreh-I bar angeordnet ist, daß jede Extraktionsstufe ein statio-I näres Sieb (9) und mit der Gehäuseschale (1) verbundeneI Mittel (8) aufweist, die über das Sieb (9) beweglich sind,! um das extrahierte Material über das Sieb zu fördern, unddaß jedes Sieb (9) an einer vorbestimmten Stelle mit einer Luke ausgestattet ist, durch die das Material hindurchfällt, wenn es eine Teilumdrehung des Siebes vollendet hat.Telefon; (02 21) 23 45 41-4 · Telex: 8882307 doca r' · T«·1- rj-s .-τι. Dompolent Köln7728210 19.01.783. Diffusiomsapparat naoh den Ansprüchen 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Gehäuseschale (1) auf Rollen (2) o.dgl. abgestützt und drehend angetrieben ist.4. Diffusionsapparat nach Anspruch J5 , dadurch gekennzeichnet , daß das Mittel zur Förderung des Materials radiale Teile (8) aufweist, die mit der rotierenden zylindrischen äußeren Gehäusescha1e (1) verbunden und über das Sieb (9) bewegbar sind.5- Diffusionsapparat nach den vorangegangenen Ansprüchen , dadurch gekennzeichnet, daß ein rezirkulierendes Perkolationssystem für die Gegenstrom-Extraktion vorgesehen ist.6. Diffusionsapparat nach den vorangegangenen Ansprüchen , dadurch gekennzeichnet, daß eine feststehende zylindrische Mittelsäule (lo) vorgesehen ist, die stationäre perforierte Siebetagen auf verschiedenen Höhen über Flüssigkeits-Sammelböden (H) aufweist, die ebenfalls mit der feststehenden Mittelsäule (lo) verbunden sind, und daß die Siebe (9) und die Sammelböden (11) in einem Ring angeordnet sind, den die Mittelsäule (lo) und die Außenschale (1) definieren, wobei mit letzterer radiale Arme (8) verbunden sind.7· Diffusionsapparat nach den vorangegangenen Ansprüchen , dadurch gekennzeichnet, daß die Luken der Siebe (9) zum Durchlaß des Materials auf den nächstniedrigeren Siebboden an einer Stelle angeordnet sind, die von seiner Luke entfernt ist, so daß das Material in jeder Stufe beinahe eine volle Drehbewegung ausführt.7728210 19.01.78
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