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Diffusionsturm zum Auslaugen, insbesondere von Zuckerrübenschnitzeln
im Gegenstrom Die bekannten kontinuierlich arbeitenden Diffusionstürme, bei denen
zum Transport der Schnitzel von unten nach oben im Gegenstrom zur Auslaugeflüssigkeit
durch feststehende Aufhalter unterbrochene Schnecken dienen, haben den Nachteil,
daß die Schnitzel mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und in unterschiedlicher
Dichte durch den Diffusionsraum des Turmes wandern. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die Schneckengänge unterschiedliche, proportional zum Schneckenradius abnehmende
Steigungen besitzen, so daß die Fördergeschwindigkeit der Schnitzel am äußeren Umfang
der Schnecke größer ist als am inneren Umfang. Hinzu kommt noch, daß der größte
Staudruck einer Schnecke bei dem größten Steigungswinkel liegt, also am inneren
Umfag der Schnecke, so daß die Schnitzel das Bestren haben, zur Herbeiführung eines
Druckausgleicas vom inneren Umfang der Schnecke nach außen -i wandern; die äußeren
Schnitzelschichten steigen,omit schneller im Turm als die inneren.
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Eine Schnecke erzeugt also eineiicht zu beeinflussende Bewegung der
einzelnerSchnitzel und Schnitzelschidhten sowohl in radier als auch in senkrechter
Richtung, so daß die crch den Turm bewegten Schnitzelmassen ungleienäßig ausgelaugt
am Ende -des Turmes ankomrn. Um hierbei trotzdem größere Zuckerverluste:u vermeiden,
muß die Absüßwassermenge nach @r am schnellsten wandernden Schnitzelschicht baessen
werden,
so daß die Abzugsmenge des Wassers höher liegt als bei einem
Diffusionsturm, bei dem ungestörte, in parallelen Schichten aufsteigende Schnitzel
im reinen Gegenstromprinzip ausgelaugt werden.
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Es ist ein Diffusionsturm mit einem zylindrischen Außenrohr und einem
konzentrisch zu diesem angeordneten Mittelrohr bekannt. Im unteren Teil des Turmes
kreist dicht über einem der Abführung des Rohsaftes dienenden Siebhoden ein keilförmiger
Schnitzelverteiler mit hinterem Schnitzelaustrittskanal um die Turmachse. Die S.chnitzelmaische
wird mittels einer Pumpe durch die Drehachse des Schnitzelverteilers dem Schnitzelaustrittskanal
zugeführt und soll beim Drehen des Schnitzelverteilers auf dem Siebboden abgelegt
werden. Gleichzeitig wird die im Turm befindliche Schnitzelsäule von dem keilförmigen
Vorderteil des Sch.nitzelverteilers emporgehoben, um ein Emporsteigen der Schnitzel
in parallelen Sch chten zu erreichen. Die Reinigung des Siebbodens soll mittels
vor dem Sobnitzelkanal des Schnitzelveiteilers vorgesehener Bürsten bewerkstelligt
werfen.
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Ein Diffusiondurin dieser Bauart ist jedoch für den praktischen Betrieb
unbrauchbar, und mit der Erfindung sollet die bestehenden Unzulänglichkeiten behoben
werden. Voraussetzung für ein einwandfreies arbeiten des Turmes ist, daß die Auslaugeflüssigleit
über den ganzen Querschnitt des kreisringzyindrischen Diffusionsraumes mit gleic`hmäßiger
<eschwindigkeit durch die in parallelen Schichte aufsteigenden Schnitzel strömt
und durch den iiebboden abgeführt wird. Hierzu ist erforderlich: daß die feinen,
das Sieb verstopfenden Pülleteilchen ständig vom Siebboden abgehoben und mit den
Schnitzeln nach oben befördert werdn und daß die zu Verfilzungen neigenden Schrtzel
ständig aufgelockert werden. Ferner muß dafir gesorgt werden, daß die Schnitzel
gleichmäßig au dem Siebboden abgelebt werden, da sonst .eine ugleiohmäßige Strömung
der Auslaugeflüssigkeil an unzulänglich mit Schnitzeln beschickten Sollen des Diffusionsraumes
stattfinden würde.
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Das wird rxt der Erfindung dadurch erreicht, daß die Vordezante des
an dem drehbaren Mittelrohr befestig,n Sdhnitzelverteilers durch eine Anzahl nebeninander
angeordneter, unabhängig voneinander i lotrechter Richtung beweglicher, gegeben.enfalhfedernd
gelagerter Gleitschuhe gebildet ist, dieauf dem Siebboden aufliegen, daß der Druck
& Schnitzelpumpe durch Drehzahl-oder Druckrepr regelbar ist, und daß mit Abstand
über dem Stnitzelverteiler an dem zu diesem Zweck drehbzen Mittelrohr Rührarme angeordnet
sind, oberhal derer an dem feststehenden zylindrischen Aulirohr befestigte, den
Durchtritt der Schnitzelmaihe ermöglichende radiale Einbauten angeordnet sd.
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Hierdurchverden wesentliche Vorteile erzielt. Die unabhärig voneinander
beweglichen Gleitschuhe könnt sich dem durch Wärmeeinwirkung uneben gewdenen Siebboden
anpassen und die Pülpeteilchevom Sieb entfernen und hochführen; die Regelfähigkeit
der Pumpe gibt die Möglichkeit, die Maische auf der Länge des Schnitzelverteilers
nicht nür in gleicher Höhe, sondern auch mit gleichem Schnitzelgehalt gleichmäßig
über dem Siebboden verteilt mit einem Druck in den Turm eintreten zu lassen, der
etwas höher ist als der statische Druck im Turm, jedoch nicht so hoch, daß die Schnitzel
sich unkontrolliert nach oben verteilen; die Rührarme lockern die Schnitzelschichten
auf, um den gleichmäßigen Durchtritt der Auslaugeflüssigkeit zu ermöglichen und
immer neue Flächen der Schnitzel mit der Auslaugeflüssigkeit in Berührung zu bringen;
die feststehenden Einbauten verhindern, daß die Schnitzel sich mit den Rührarmen
drehen und nach außen wandern. Hierdurch werden optimale Auslaugeergebnisse in kürzester
Diffusionszeit erzielt.
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Ein gleichmäßiger Austritt der Schnitzel aus dem Schnitzelkanal wird
erreicht, wenn nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die innere und äußere
Begrenzungswand des Schnitzelkanals so gekrümmt ist, daß das Innenrohr und das Außenrohr
des Turmes die tangentiale Verlängerung dieser Wände darstellen. Auch ist es vorteilhaft,
wenn die Rührarme flugzeugtragflächenähnlichen Querschnitt besitzen und die feststehenden
Einbauten als an die Preßwasserführung angeschlossene Rohre von stromlinienförmigem
Querschnitt ausgebildet sind.
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Die Erfindung und weitere Einzelheiten derselben sind in der Zeichnung
an Ausführungsbeispielen erläutert.
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Abb. i zeigt einen nach dem neuen Verfahren arbeitenden Diffusionsturm
im lotrechten Schnitt; Abb.2 zeigt den Schnitzelverteiler in perspektivischer Darstellung;
Abb. 3 zeigt den Schnitzelverteiler im Schnitt in Richtung 3-3 der Abb. i und Abb.
4 den Schnitzelverteiler im Querschnitt; Abb. 5 zeigt einen Schnitt in Richtung
5-5 der Abb. i ; Abb. 6 zeigt einen Schnitt in Richtung 6-6 der Abb. i.
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Der Diffusionsturm .nach Abb. i besteht aus einem senkrecht stehenden
hohlzylindrischen Gehäuse i, das unten durch einen konischen Boden :2 abgeschlossen
ist. Im Inneren des von dem Gehäuse i gebildeten Turmes ist konzentrisch zu dem
zylindrischen Gehäuse i ein Mittelrohr 3 angeordnet, das mittels eines Motorantriebes
¢ bekannter Bauart unter Zwischenschaltung des Zahnradgetriebes 5 um seine eigene
Achse. drehbar ist und in einem im unteren Teil des Turmes angeordneten Lager 6
drehbar gelagert ist. Das drehbare Mittelrohr 3 dient dazu, den Schnitzelverteiler
9, die Rürhranne io und den Schnitzelauswerfer ii zu drehen. Oberhalb des. konischen
Bodens 2 ist die freie Innenfläche des Turmes durch ein Spaltsieb 7 abgeschlossen,
und ein zweites Sieb $ schließt den Turm i in der Höhe der obersten Schnitzellage
ab.
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Die Schnitzelmaische wird bei i2 mittels des Rohres 13 in den Turm
eingeführt. Die Verlängerung des Turmes 13 stellt das Rohr 9a dar, dessen
oberes
Ende in den Schnitzelkanal 9b des Schnitzelverteilers 9 einmündet. Der mit dem Innenrohr
3 sich drehende Sdhnitzelverteiler 9 besitzt ein in geringem Abstand über das Spaltsieb
7 gleitendes unteres Blech 9e und ein mit Abstand darüber angeordnetes oberes Blech
9d. Der Zwischenraum zwischen den Blechen 9e und 9d wird mit Bezug auf die Drehrichtung
des Schnitzelverteilers vorn durch .eine beide Bleche verbindende etwa radial verlaufende
Wand 9e abgeschlossen, während dieser Raum, mit Bezug auf die Drehrichtung, hinten
zum Zwecke des Austritts der Schnitzelmaische offen ist. Der von den Teilen 9e,
9d und 9e gebildete Schnitzelkanal 9b wird nach der Gehäusewand i zu durch eine
senkrechte, derart gekrümmte Wand. 9f abgeschlossen, daß die Gehäusewand i des Turmes
die tangentiale Verlängerung der Wand 9f darstellt. Die innere Begrenzungswand 9s
zwischen dem Rohrstück 9a und dem Innenrohr 3 ist ebenfalls derart gekrümmt, daß
das Innenrohr 3 die tangentiale Verlängerung dieser Wand 99 darstellt. Die
Formgebung des Schnitzelkanals 9b in der beschriebenen Weise ist erforderlich, um
einen gleichmäßigen Austritt der Schnitzelmaische auf der ganzen Länge des Schnitzelkanals
9b zu gewährl.eisteii. Dem gleichen Zweck dient die Formgebung der Austrittskante
des unteren Bleches 9e. Zur Festlegung der Kurvenform dieser Kante werden in den
Turm geschnitzelte Mohrrüben eingeführt, die dann bei richtiger Gestaltung der Austrittskante
des Bleches 9e als geschlossene Schicht oben im Turm austreten müssen. Dadurch,
daß das Blech 9e kürzer gehalten wird als das obere Blech 9d und durch die beschriebene
Formgebung der Austrittskante des Bleches 9c verliert die austretende Schnitzelschicht
beim Austritt aus dem Schnitzelkanal 9b, jedoch bevor die hintere Kante des oberen
Bleches 9d sie freigibt, so viel Flüssigkeit, daß die Schnitzelmaische auf der Länge
des Schnitzelv erteilers 9 nicht nur in gleicher Höhe, sondern auch mit gleichem
Schnitzelgehalt den Schnitzelkanal verläßt. Der vordere Teil des Schnitzelverteilers
9 wird durch eine Anzahl flugzeugtragflächenähnlicher Abstreicher 9h gebildet, die
zweckmäßig aus Buchenholz hergestellt und mittels Stahlfedern 91 mit der vorderen
Begrenzungswand 9e verbunden sind. Sie geben dem Schnitzelverteiler 9 einen keilförmigen
Querschnitt von der Höhe der Begrenzungswand 9e und dienen dazu, die darüber lagernde
Sdhnitzelmaische während des Umlaufes des Schnitzelverteilers 9 hochzuheben und
gleichzeitig das Spaltsieb 7 ständig zu reinigen. Die Unterteilung der Abstreicher
9h auf der Länge des Schnitzelverteilers 9 gibt die Gewähr dafür, daß sich die vordere
Kante des Schnitzelverteilers 9 den durch Wärmeeinwirkungen hervorgerufenen Unebenheiten
der Oberfläche des Spaltsiebes 7 in jeder Stellung anpassen kann.
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Die ausgelaugten Schnitzel, die sich im oberen Teil des Turmes sammeln,
werden durch das Sieb 8 in ihrer Höhenlage festgehalten und mittels des Auswerfers
i i der seitlich des Turmes angebrachten Abfördereinrichtung 14 zugeführt. Der von
dem Mittelrohr 3 in Drehung versetzte Schnitzelauswerfer i i besitzt, wie Abb. 6
zeigt, drei gekrümmte messerartige Hohlschneiden i ia, die nach außen gegen die
Drehrichtung zurückgezogen sind, so daß die in der Nähe des Mittelrohres 3 befindlichen
Schnitzelteilchen durch die Drehbewegung des Schnitzelauswerfers nach außen in den
Bereich der Abfördereinrichtung 1q. bewegt werden. Der Schnitzelauswerfer i i schneidet
bei jeder Umdrehung aus der hochsteigenden Schnitzelsäule jeweils eine entsprechende
Schicht ab.
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Obeilhalb des oberen Siebes 8 ist das Verteilerrohr 15 angeordnet,
das zum Zuführen von Kondensat zwecks Absüßen der obersten Schnitzelschichten dient.
Hierbei wird der Raum über dem Sieb 8 mit einem minderwertigen Brüden beheizt. Die
Entlüftung dieses Raumes erfolgt durch das Rohr 16 mit Verschlußorgan 17. Hierdurch
wird jede Schaumbildung im Turm vermieden.
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ZumAbsüßen der mittleren undunteren Schnitzelschichten wird durch
das Rohr 18 entpülptes Preßwasser in das Ringrohr i9 gedrückt und von diesem in
den Verteiler 20. Letzterer besteht aus einer Anzahl radial verlaufender, den Diffusionsraum
in Segmenten unterteilender Rohre 20a. Sie besitzen stromlinienförmigen Querschnitt,
so daß sie der aufsteigenden Schnitzelsäule einen geringstmöglidhen Widerstand entgegensetzen.
Diese festen Einbauten haben zusätzlich den Zweck, ein Drehen der gesamten Sohnitzelsäule
zu verhindern. Unterhalb der festen Einbauten 2o befinden sich die Rührarme io,
deren flugzeugtragenflächenartiger Querschnitt ioa zusammen mit den festen Einbauten
2o bewirkt, daß die S,dhnitzelteilchen innerhalb der von dem Schnitzelverteiler
9 eingebrachten und inzwischen hochgestiegenen Scbnitzelschichten während ihrer
senkrechten Bewegung durch den Diffusionsraum ihre gegenseitigen Berührungsflächen
auf konzentrisch zur Turmachse verlaufenden kreisförmigen Bahnen zueinander verändern.
Hierdurch wird die Entzuckerung der einzelnen Schnitzelteilchen beschleunigt, ohne
daß aber die eingebrachten Schnitzelschichten, im ganzen gesehen, ihre horizontale
Lage zueinander im Turm verändern.
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Die mit hoher Konzentration im Gegenstrom zii den Schnitzeln durch
den Diffusionsraum gewanderte Auslaugeflüssigkeit tritt durch das Spaltsieb 7 in
den von dem konischen Boden 2 gebildeten Raum 21. Durch ringförmige konzentrische
Bleche wird der Raum 21 in Zonen unterteilt, deren Zulauf zum Saftabzugsrohr 22
sich von außen regeln läßt, um die Absüßung der gesamten Schnitzel im Turm beeinflussen
zu können (in der Zeichnung nicht dargestellt).
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Der Saftabzug wird durch den rohrartigen Ausgleicher 23, der mit dem
Saftabzugsrohr 22 in Verbindung steht, geregelt. Zu diesem Zweck befindet sich in
dem Ausgleic@lier 23 ein festes Standrohr 23a, das etwa bis zur mittleren Höhe des
Turmes i reicht, während der Ausgleicher 23 bis zur Höhe des SGhnitzelauswerfers
i i reicht. In dem Standrohr 23a ist ein Rohr 23b mittels der in
seinem
oberen Teil befindlichen Spindel 23e und der als Handrad ausgebildeten Spindelmutter
23d in der Höhe verstellbar. Das Rohr 23b ist mit einer Austrittsöffnung 23e versehen,
durch die der Saft in das Innere des Rohres 23b eintritt und durch das Standrohr
2311 aus dem Turm bei 2q. austritt. Mit dieser Einrichtung hat man es in der Hand,
mehr oder weniger Auslaugeflüssigkeit durch die Schnitzelsäule des Turmes laufen
zu lassen, um den Zuckergehalt der ausgelaugten Schnitzel auf das gewünschte Maß
zu begrenzen.
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Die Arbeitsweise des Turmes ist wie folgt: Die im Zustand der Plasmalyse
befindliche Schnitzelmaische wird bei 12 in den Turm eingeführt und mittels des
sich drehenden Schnitzelverteilers 9 in gleich hohen Schichten in den Diffusionsraum
des Turmes i mittels einer regelbaren Pumpe eingedrückt. Die Schnitzelpumpe arbeitet
hierbei mit einem Druck, der etwas höher ist als der an der Eindringstelle herrschende
statische Druck der im Turm befindlichen Schnitzelsäule, ist jedoch in seiner Höhe
so bemessen, daß die eingebrachte Maische nicht die darüber befindliche Schnitzelsäule,
die eine verfilzte Masse darstellt, zu durchbrechen vermag. Es ist damit die Gewähr
gegeben, daß stets so viel Schnitzelmaische aus dem Verteiler 9 austritt, als dieser
bei seiner Drehbewegung Raum freigibt. Durch die Regelung von Druck und Menge der
aus dem Schnitzelverteiler austretenden Maische wird dafür Sorge getragen, daß nur
unmittelbar hinter dem kreisenden Schnitzelverteiler der Druck höher ist als der
statische Druck der darüber lastenden Flüssigkeitssäule. Der Schnitzelv erteiler
hebt beim Drehen die auf ihm lastende Schnitzelsäule mittels der keilförmig ausgebildeten
Abstreicher 9h hoch. Die auf den Abstreichern 9h lastende Schnitzelsäule drückt
zufolge der federnden Anordnung derselben diese fest auf das Spaltsieb 7, so daß
letzteres bei der Drehbewegung des Schnitzelverteilers ständig gereinigt wird. Sobald
der Druck der Schnitzelsäule auf die aus dem Schnitzelverteiler austretende Schnitzelmaische
drückt, verliert diese einen Teil ihrer Auslaugeflüssigkeit. die durch das Sieb
7 in den Raum 21 eintritt. Die eingebrachten Schnitzelschichten durchwandern allmählich
den Diffusionsraum in lotrechter Richtung und kommen mit der durch den Verteiler
15 und 2o eingebrachten Auslaugeflüssigkeit in Berührung. Da an jeder Stelle des
Diffusionsraumes die Auslaugeflüssigkeit eine geringere Konzentration besitzt als
die zugehörige Schnitzelschicht, findet auch an jeder Stelle eine intensive Diffusion
statt, so daß die Auslaugeflüssigkeit im unteren Teil des Turmes mit den weniger
ausgelaugten Schnitzelteilchen in Berührung kommt und hochkonzentriert in den Raum
2i durch das Sieb 7 eintritt. Entsprechend der Zuführung neuer Schnitzelmaische
wird durch den Auswerfer i i ein entsprechender Anteil ausgelaugter Schnitzel aus
dem Turm entfernt und der Abfördereinrichtung 1q. zugeführt. Um die Diffusionszeit
beeinflussen zu können, ist die Drehzahl des Schnitzelverteilers 9 veränderlich.
Die Sohnitzelschichten durchwandern den Turm in lotrechter Richtung, verschieben
sich also nicht in radialer Richtung. Durch die umlaufenden Rührarme roll werden
die Schnitzelteildhen lediglich in bezug auf ihre Berührungsfläche zueinander verlagert,
um eine andere Fläche mit der Auslaugeflüssigkeit in Berührung zu bringen. Gleichzeitig
bewirken die Rührarme iod eine Auflockerung der Schnitzelschichten unterhalb der
Rührarme und eine Preßwirkung oberhalb der Rührarme, um so eine verstärkte Auslaugung
zu erzielen. Die Erfindung ist nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden.
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So ist es möglich, die Beschickung des Diffusionsturmes durch das
Mittelrohr 3 unter Vermeidung einer Stopfbüchse für den Anschluß an den Schnitzelverteiler
9 vorzunehmen. In diesem Falle wird die Schnitzelpumpe durch ein Schnitzelventil,
das im Mittelrohr angeordnet ist, gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von der erforderlichen
Überdruckhöhe der Schnitzelsäule im Mittelrohr 3, so daß eine ausreichende Füllung
des Schilitzelverteilers 9 gewährleistet ist.
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Der Diffusionsturin kann nach Absüßen seines Inhaltes leicht durch
die verschließbare Klappe 52 entleert werden, bei der der Schnitzelverteiler vor
die Öffnung, die die Klappe 52 freigibt, gestellt wird und unter Wasseranschluß
spritzkopfartig die Schnitzel aus dem Turm herausspült. Die Schnitzel gelangen in
einen Schnitzelsumpf oder eine Schnitzelpumpe.