SE531683C2 - Förfarande för extraktion av socker - Google Patents

Description

25 30 2 kokas vid tre kokningssteg tills den är så pass koncentrerad att allt socker kristalliseras.

Vid det första kokningssteget sätts sockerkoncentratet till en mellan- liggande behållare (maisch), i vilken ytterligare kristallisation sker, följt av ett centrifugeringssteg. Efter centrifugeringen av den sockerinnehållande lös- ningen från det första kokningssteget matas det separerade sockret till en sockertork för framställning av strösocker. Från den återstående sockersaften från centrifugeringssteget vid det första kokningssteget extraheras socker ut vid två ytterligare kokningssteg, vardera involverande kristallisation och cen- trifugering. Det vid det andra och det tredje kokningssteget erhållna extra- herade sockret sätts därefter på nytt till det första kokningssteget för ytterlig- are rening. Restprodukten från det tredje kokningssteget, dvs melass, kan säljas som foder eller raffineras till ”betfor”.

Beroende på kvaliteten och typen av sockerbetor, kan vanligtvis ca 17- 18% socker extraheras ut från sockerbetor, vilka vanligtvis har en sockerhalt av 15-20 vikt%. Metoderna för extraktion av socker från andra sockerinnehåll- ande råmaterial än sockerbetor följer samma principer som de som angetts ovan. En gemensam egenskap är emellertid att samtliga hittills kända socker- extraktionsmetoder drivs vid undertryck under kokningsstegen. Konvention- ella metoder för sockerextraktion, tex för framställning av strösocker, är dess- utom ganska energikrävande, kräver tillförsel av åtskilliga tillsatser, kräver omfattande processutrustning och involverar en risk för kontaminering med mikrober eller bakterier i processystemet, vilket således äventyrar de på så sätt erhållna foderbiprodukternas kvalitet.

Sålunda föreligger ett behov av ett förbättrat förfarande för extraktion av socker från sockerinnehållande råmaterial, t ex sockerbetor eller andra sockerinnehållande grödor, vilket reducerar eller eliminerar de ovannämnda nackdelarna under samtidigt möjliggörande av samma eller väsentligen samma grad av sockerextraktion.

Sammanfattning av föreliggande upnfinninq Ändamålet med föreliggande uppfinning är att reducera eller eliminera ovannämnda problem som upplevts i samband med kända tekniker för 10 15 20 25 30 3 extraktion av socker från en sockerinnehållande biomassa eller ett socker- innehållande råmaterial.

Detta ändamål har uppnåtts med hjälp av ett förfarande för extraktion av socker från en sockerinnehållande biomassa, varvid den sockerinnehåll- ande biomassan a) introduceras i en extraktionsanordning 1, b) behandlas med ånga med en temperatur av mellan 103 och 124°C, c) behandlas vid ett eller flera steg med varmt vatten med en tempera- tur av 65-85°C, och d) underkastas ett eller flera kompressionssteg, varvid en sockerinnehållande lösning extraheras ut från den sockerinnehåll- ande biomassan vid vart och ett av stegen c) och d) i extraktionsanordningen 1 och avlägsnas från extraktionsanordningen 1, varvid förfarandet utförs kontinuerligt vid ett övertryck av 0,2-1,5 bar i extraktionsanordningen 1.

Vid en utföringsform av förfarandet underkastas den ångbehandlade sockerinnehållande biomassan som matats till den centrala delen 7 av extrak- tionsanordningen 1 för i) ett första varmvattenbehandlingssteg, varvid varmvatten sprutas på den sockerinnehållande massan via en eller flera varm- vattendysor 9, ii) ett mellanliggande kompressionssteg, varvid den sockerinne- hållande biomassan bringas att passera en mellanliggande kompressionsanordning 5, företrädesvis en bandpress eller en valspress innehållande en eller flera valsar, iii) ett andra varmvattenbehandlingssteg, varvid varmvattnet sprutas på den sockerinnehållande biomassan via en eller flera varmvattendysor 11, och iv) ett hårdkompressionssteg, varvid den sockerinnehållande bio- massan bringas att passera en hårdkompressionsanordning 6. företrädesvis en valspress eller en bandpress innehållande en eller flera valsar. 10 15 20 25 30 2.71 til-Ä »så Kort beskrivning av ritningarna l Figur 1 visas en extraktionsanordning enligt en utföringsform av före- liggande uppfinning.

Detalierad beskrivning av föredragna utförinqsformer Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas nedan med hänvisning till Figur 1, som visar en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning introduceras den socker- innehållande biomassan eller det sockerinnehållande râmaterialet i en extrak- tionsanordning 1 i vilken extraktionen av sockret skall ske.

De i föreliggande ansökan genomgående använda uttrycken ”socker- innehållande biomassa" och "sockerinnehållande råmaterial" avser vilken form som helst, t ex sönderdelad eller nedbruten till snitslar, kossetter, strim- lor eller andra former, av en naturprodukt eller gröda från vilken socker kan extraheras och är av intresse att extrahera, tex rotfrukter, frukter, sopprötter eller andra sockerinnehållande grödor av vilket ursprung som helst i världen.

Särskilda exempel på sockerinnehållande råmaterial är sockerbetor (Beta vulgaris), sockerrör, rödbetor, foderbetor, bananer och ananas. Den socker- innehållande biomassan kan också vara en blandning av två eller flera av dessa sockerinnehållande grödor som beretts till någon form och kan också vara inkluderade i ett medium innehållande andra ingredienser, tex tillsatser för upplösning eller homogenisering av den ursprungliga grödan.

Det i föreliggande ansökan genomgående använda uttrycket ”socker” avser huvudsakligen kolhydratet sackaros, som är användbart som tillsats i tex livsmedel, men inkluderar även andra kolhydrater, såsom glukos och fruktos, liksom blandningar därav, som är användbara för olika tillämpningar.

Uttrycket "rörsocker" är också avsett att falla inom ramen för definitionen av "socker".

Den sockerinnehållande biomassan som introducerats i extraktions- anordningen 1 kan först förbehandlas på konventionellt sätt, såsom beskrivits inledningsvis. Vad gäller sockerbetor utvärderas och testas de initialt med avseende på kvalitet, sätts till öppna behållare fyllda med vatten (svämmor) i syfte att upplösa jord, blast elimineras och tvättningssteg utförs vanligtvis, eventuellt även homogeniserings- och upplösningssteg. I syfte att underlätta 10 15 20 25 30 531 583 5 sockerextraktionen skärs sockerbetorna vanligtvis till stycken, företrädesvis snitslar eller kossetter, med en storlek och en form som liknar den för pommes frites eller French fries.

Den sockerinnehållande biomassan, såsom sockerbetor, sätts till extraktionsanordningen 1 på ett konventionellt sätt. Vid en utföringsform matas snitslar av sockerbetor till ett inlopp till extraktionsanordningen 1, tex på en konventionell bandtransportör. Eftersom det inre av extraktionsanord- ningen 1 genomgående måste upprätthållas vid ett övertryck under socker- extraktionsförfarandet enligt föreliggande uppfinning, är inloppet till extrak- tionsanordningen 1 försett med en inloppsslussventilanordning 2, som möjlig- gör inmatning av den sockerinnehållande biomassan till extraktionsanordning- en 1 under upprätthållande av övertrycket i extraktionsanordningen 1. ln- loppsslussventilanordningen 2 kan vara vilken konventionell slussventilanord- ning som helst med ovannämnda inmatnings- och tätningsfunktion. Vid en utföringsform, som visas i Figur 1, inbegriper inloppsslussventilanordningen 2 en cylindrisk trumma som verkar enligt en princip som liknar den för roterande ingångar till t ex varuhus och hotell. Trumman innehållerfyra centralt och symmetriskt arrangerade vingar som roterar motsols och som definierar fyra lika stora utrymmen, vilka vart och ett matar snitslarna på ett sådant sätt att det aldrig finns någon luftkontakt mellan det inre av extraktionsanordningen 1 och den omgivande atmosfären. Trumman är i änden av varje vinge tätad med en tätningssko i spelrummet mellan varje vingände och ytan av trummans innervägg, såsom visas i Figur 1. lnloppsslussventilanordningen 2 möjliggör således kontinuerlig inmatning av den sockerinnehållande bio- massan till extraktionsanordningen 1 under samtidigt upprätthållande av över- trycket i extraktionsanordningen 1. Vid andra utföringsformer kan trumman vara försedd med mer än fyra utrymmen, alternativt med tre utrymmen, så länge som tätningsfunktionen tillhandahålls.

När den sockerinnehållande biomassan har introducerats i extraktions- anordningen 1 via inloppsslussventilanordningen 2, underkastas den behand- ling med ånga med en temperatur av 103-124°C, företrädesvis 109-120°C. varvid cellväggarna i den sockerinnehållande biomassan kollapsar på grund av denna chockupphettning. På grund av oellväggskollapsen blir socker- 10 15 20 25 30 531 583 6 molekylerna inuti cellerna tillgängliga. Snitslarna av den sockerinnehållande biomassan innehåller i fallet med sockerbetor vanligtvis 75-78 vikt% vatten, 17-18 vikt% socker och ca 5 vikt% fibrer, proteiner etc. Vattenångan intro- duceras i extraktionsanordningen 1 via en eller flera ångdysor 3. Snitslarna kan behandlas med ånga när de matas på en bana 8 som uppsamlar snits- larna som introduceras i extraktionsanordningen 1. Banan 8 kan vara arran- gerad så att den ansluter till inloppsdelen av extraktionsanordningen 1 på ett sådant sätt att snitslarna faller eller glider ner för startånden av banan 8. I den i Figur 1 visade utföringstormen sträcker banan 8 ut sig i en kanal i vilken ångbehandlingen utförs och vilken leder till en central del 7 av extraktionsan- ordningen 1. Banan 8 och kanalen som omger banan lutar nedåt från inlopps- slussventilanordningen 2 till den centrala delen av extraktionsanordningen 1, och snitslarna transporteras under ångbehandlingen nedåt på banan i riktning mot den centrala delen 7 av extraktionsanordningen 1. Kanalen är ansluten till inloppsslussventilanordningen 2 till extraktionsanordningen 1 på ett tätan- de sätt och utgör således en del av extraktionsanordningen 1. Banan 8 kan vara vilken typ av underlag som helst på vilket snitslarna kan matas eller glida, tex en bandtransportör eller en glidyta. l utföringsformen i Figur 1 är banan 8 en glidyta tillverkad av rostfritt stål. Om banan 8 är en bandtranspor- tör, kan den vara horisontellt arrangerad eller försedd med en svag lutning. l fallet då banan 8 är en glidyta, får lutningen av banan 8 inte vara så stor att snitslarna faller ned på den efterföljande transportanordningen 4 och inte så liten att bearbetningstiden blir alltför lång och energikrävande. Snitslarna glid- er eller matas på banan 8 i form av en bädd av snitslar av den sockerinnehåll- ande biomassan. I syfte att upprätthålla en tillfredsställande värmepenetrering genom bädden av snitslar, bör tjockleken av bädden inte överstiga 100 mm. Ångdysorna 3 kan vara konventionella ångdysor i vilket lämpligt arrangemang som helst nära banan 8 och kan ha olika storlekar, former och ångspridnings- vinklar beroende på positionerna därav och det önskade spruttrycket. Ång- dysorna 3 kan t ex vara monterade på l tvärriktningen arrangerade ramper i kanalen som omger banan, närmare bestämt inuti kanalen ovanför banan 8 med bädden av snitslar, liksom inuti och/eller under banan 8 som bär upp bädden av snitslar, varvid banan 8 är vätskepermeabel. l fallet då banan 8 är 10 15 20 25 30 531 S83 7 en glldyta, kan ångdysorna 3 vara arrangerade i öppningar i glidytan på ett sådant sätt att bädden av snltslar besprutas med ånga på sin undersida. Ång- behandlingen optimeras därigenom, eftersom både ovan- och underytan av bädden kan besprutas. Vid ångbehandlingssteget extraheras en sockerinne- hållande lösning i en liten omfattning från bädden av sockerinnehållande bio- massa och flödar nedåt längs banan 8 i riktning mot botten av den centrala delen 7 av extraktionsanordningen 1 för uttömning därav. Övertrycket i extraktionsanordningen 1 erhålls på grund av ångan som introduceras via ångdysorna 3, eventuellt understött med tryckluft genom dys- or för detta, om så krävs. Övertrycket i extraktionsanordningen 1 är 0,2-1,5 bar, företrädesvis 0,4-1,2 bar, jämfört med det omgivande atmosfärstrycket, dvs ett absolut tryck av 1,2-2,5 bar, företrädesvis 1,4-2,2 bar. Dessa över- trycksintervaller motsvarar ångtemperaturintervallerna av 103-124°C respek- tive 109-120°C. Antalet ångdysor 3, positioneringen därav l relation till banan 8 (dvs arrangemanget nära banan 8) som uppbär eller matar bädden av snits- lar samt mängden ånga som sprutas på bädden av snitslar genom ångdysor- na 3 är inte kritiska så länge som en tillfredsställande grad av kollaps av cell- väggarna i den sockerinnehållande biomassan erhålls och det erforderliga övertrycket uppnås och upprätthålls. Vid den i Figur 1 visade utföringsformen är emellertid fem ångdysor 3 arrangerade ovanför banan 8 och fem under banan 8. Övertrycket i extraktionsanordningen kan övervakas med hjälp av en eller flera sensorer under sockerextraktionsförfarandet, och om övertrycket skulle uppnå ett maximum av 1,5 bar vid normal drift enligt uppfinningen, instruerar sensorn eller sensorerna en eller flera tryckreglerventiler att reglera trycket. Eventuell konventionell tryckavkännings- och -reglerutrustning kan användas och kan vara belägen var som helst i sockerextraktionsanordning- en. Alternativt kan en enkel mekanisk tryckreglerventil användas, liksom en ventilanordning med både tryckavkännings- och -reglerfunktioner I den centrala delen 7 av extraktionsanordningen 1 underkastas snits- larna av sookerinnehållande biomassa, som har genomgått àngbehandling för induktion av cellkollaps, ett första varmvattenbehandlingssteg. 10 15 20 25 30 531 BBB 8 Vid utloppet från kanalen som omger banan 8 och vid inloppet till den centrala delen 7 av extraktionsanordningen 1 glider snitslarna av ångbehand- lad sockerinnehållande biomassa i den i Figur 1 visade utföringsformen ned till en transportanordning 4 i form av en bandtransportör, som är vâtskeper- meabel. Varmvattnet sätts till bädden av ångbehandlad sockerinnehållande biomassa via varmvattendysor 9 arrangerade l närheten av bandtransportör- en 4, i denna utföringsform under och över den vätskepermeabla bandtran- sportören 4. Temperaturen av varmvattnet är 65-85°C, företrädesvis 82-85°C.

Ju högre matningshastigheten för bandtransportören 4 är, desto högre varm- vattentemperatur kan användas. Det tillsatta varmvattnet frigör socker och vattenmolekyler från den ångbehandlade sockerinnehållande biomassan med kollapsade cellväggar. Den sockerinnehållande lösningen, som extraherats från den sockerinnehållande biomassan på grund av varmvattenbehandlingen och som flödar nedåt i extraktionsanordningen 1, kan uppsamlas inuti eller utanför extraktionsanordningen 1 och på ett sådant sätt att övertrycketi extraktionsanordningen 'I fortfarande upprätthålls, tex via en tätande utlopps- ventilport 10 belägen i botten av extraktionsanordningen 1. Utloppsventilport- en 10 kan vara vilken konventionell anordning som helst för det ovan angivna syftet. Mängden av vatten som sprutas på bädden av snitslar av sockerin ne- hållande biomassa är inte kritisk, men måste vara tillräcklig för frisättning av socker från den ångbehandlade sockerinnehållande biomassan. l den i Figur l visade utföringsformen kan bädden av sockerinnehåll- ande biomassa, som har underkastats behandling med varmt vatten, matas vidare på bandtransportören 4 till en mellanliggande kompressionsanordning 5, tex en bandpress eller en valspress vardera innehållande en eller flera valsar, varigenom bädden av ång- och varmvattenbehandlad sockerinnehåll- ande biomassa komprimeras något i syfte att extrahera mer socker. Den mellanliggande kompressionen bör inte vara så stark att strukturen av den sockerinnehållande biomassan förstörs, vilket annars skulle reducera kvali- teten av den erhållna massabiprodukten vid slutet av förfarandet, vilken är avsedd för användning som en foderprodukt. Den mellanliggande kom- pressionsanordningen 5 innehåller minst två valsar arrangerade ovanför bädden av sockerinnehållande biomassa på transportanordningen 4 och 10 15 20 25 30 534 B53 9 minst två valsar under transportanordningen 4. l den i Figur 1 visade utför- ingsformen är tre valsar arrangerade över och tre valsar arrangerade under bandtransportören 4. Den sockerinnehållande lösningen som extraherats från det mellanliggande kompressionssteget och som flödar nedåt i extraktions- anordningen 1 kan uppsamlas på samma sätt som den sockerinnehållande lösningen i det föregående första varmvattenbehandlingssteget.

Därefter underkastas den komprimerade bädden av sockerinnehållan- de biomassa en ytterligare behandling med varmvatten med hjälp av varm- vattendysor 11 vid ett andra varmvattenbehandlingssteg, t ex vid samma be- tingelser som vid det ovannämnda första varmvattenbehandlingssteget, Dysorna 9 och 11 som används vid de båda varmvattenbehandlingsstegen kan vara vilka konventionella dysor som helst av likadana eller olika typer.

Antalet dysor, positioneringen därav (dvs arrangemanget i närheten av transportanordningen 4) och mängden tillsatt varmt vatten är inte kritiska så länge som en tillfredsställande extraktion av socker erhålls under varmvatten- behandlingsstegen. Vid den i Figur 1 visade utföringsformen är tre dysor 9 och 11 arrangerade över och tre dysor 9 och 11 under bandtransportören 4 vid de två varmvattenbehandlingsstegen. Vid det andra varmvattenbehand- lingssteget frigörs ytterligare socker från bädden av sockerinnehållande bio- massa och flödar som en sockerinnehållande lösning nedåt från bandtran- sportören 4 i riktning mot botten av extraktionsanordningen 1 och kan också uppsamlas på samma sätt som den sockerinnehållande lösningen från det första varmvattenbehandlingssteget och det mellanliggande kompressions- steget.

Därefter underkastas bädden av sockerinnehållande biomassa, som har undergått ett första och ett andra varmvattenbehandlingssteg och ett mellanliggande kompressionssteg, ett hårdkompressionssteg genom an- vändning av en kompressionsanordning 6, tex en valspress eller en band- press innehållande en eller flera valsar, i syfte att extrahera ut ytterligare socker från bädden av sockerinnehållande biomassa. Kompressionskraften vid hårdkompressionssteget är större jämfört med kompressionskraften vid det mellanliggande kompressionssteget. Den sockerinnehållande lösningen som erhållits från detta hårdkompressionssteg, och som flödar nedåt från 10 15 20 25 30 531 E83 10 kompressionsanordningen 6 i riktning mot botten av extraktionsanordningen 1, uppsamlas också från extraktionsanordningen 1, tex på samma sätt som den sockerinnehållande lösningen från det första och det andra varmvatten- behandlingssteget respektive det mellanliggande kompressionssteget. Vid den i Figur 1 visade utföringsformen år kompressionsanordningen 6 belägen i änden av bandtransportören 4. Under hårdkompressionssteget bör vals- trycket vara tillräckligt högt för att extrahera ut så mycket socker som möjligt, dock ej så högt att snitslarnas totalstruktur förstörs, vilket annars skadligt skulle påverka den efterföljande foderframställningen med basis på massa- biprodukten.

Därefter underkastas den sockerinnehållande biomassan, från vilken socker har extraherats ut vid de föregående stegen, ett slutligt kompressions- steg genom användning av en slutlig kompressionsanordning 12, såsom en kontinuerlig skruvpress, t ex en s k hydropress. Detta steg är konventionellt och extraherar ut den slutliga delen av socker från den sockerinnehållande biomassan. Den slutliga kompressionsanordningen 12 verkar också som en tryckvakt i utloppsänden av extraktionsanordningen 1, vilket därigenom upp- rätthåller övertrycket däri. Den sockerinnehållande lösningen som extraherats ut från skruvpressen 12, såsom framgår av den i figur 1 visade utföringsforrn- en, och som flödar nedåt från skruvpressen 12 i riktning mot botten av extrak- tionsanordningen 1, uppsamlas från extraktionsanordningen 1, t ex på samma sätt som för den sockerinnehållande lösningen från det första respek- tive det andra varmvattenbehandlingssteget, och det föregående mellanligg- ande kompressionssteget respektive hårdkompressionssteget. Vid en utför- ingsform uppsamlas de sockerinnehållande lösningarna från de två olika varmvattenbehandlingsstegen och de tre olika kompressionsstegen som be- skrivits ovan, liksom den lilla mängden av sockerinnehållande lösning som extraherats vid det initiala ångbehandlingssteget, i botten av extraktionsan- ordningen 1 och pumpas därefter ut genom utloppsventilporten 10 hos sockerextraktionsanordningen 1 till en yttre förvaringstank för ytterligare behandling. De sockerinnehållande lösningarna som uppsamlats i botten av den centrala delen 7 av extraktionsanordningen 1 kan avlägsnas från extrak- tionsanordningen 1 på ett reglerat sätt, t ex genom användning av en vätske- 10 15 20 25 30 531 B33 11 nivåregulator som avkänner den uppsamlade volymen. När en förutbestämd nivå av sockerinnehållande lösning detekteras, avlägsnas sockerinnehållande lösning från extraktionsanordningen 1 via utloppsventilporten 10. Det slutliga kompressionssteget som utförs med skruvpressen 12 bör utföras varsamt i jämförelse med det föregående hårdkompressionssteget i syfte att inte för- störa snitslarnas totalstruktur, vilket annars skulle reducera kvaliteten av den ovan diskuterade foderbiprodukten. Den sockerinnehållande lösningen som uppsamlats från extraktionsanordningen 1 under sockerextraktionsförfarandet kan t ex användas för etanolproduktion. Resterande sockerinnehâllande massabiprodukt från det slutliga kompressionssteget, vilken har befriats från så mycket socker som möjligt, matas ut från utloppsänden av skruvpressen 12 i extraktionsanordningen 1 och kan användas som ett djurfoder.

Såsom visas i Figur 1 i extraktionsanordningen 1 kan dessutom en filteranordning 13, t ex en silplatta, vara belägen mellan skruvpressen 12 och botten av extraktionsanord ningen 1 i syfte att eliminera och tvätta bort eventu- ella partiklar eller annat oönskat material från den sockerinnehállande lös- ningen från det slutliga kompressionssteget, eventuellt även från hårdkom- pressionssteget, när den flödar nedåt mot botten av extraktionsanordningen 1.

Dimensionerna av extraktionsanordningen 1 och anordningarna som tillhör denna och som är inkluderade däri är inte kritiska och kan anpassas i enlighet med de önskade förfarandebetingelserna. I den i Figur 1 visade utför- ingsformen utförs varmvattenbehandlingsstegen och det mellanliggande kom- pressionssteget respektive hårdkompressionssteget i den centrala delen 7 av extraktionsanordningen 1, medan ångbehandlingssteget utförs i inloppsdelen av extraktionsanordningen 1 och det slutliga kompressionssteget utförs i ut- loppsdelen av extraktionsanordningen 1. Ångdysorna 3 och varmvattendys- orna 3, 9 och 11, kompressionsanordningarna 5, 6 och 12, transportanord- ningen 4, utloppsventilporten 10, banan 8 och filteranordningen 13 kan vara vilka konventionellt använda anordningar som helst, men är här arrangerade på ett specifikt sätt för utförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 i i 13.1 må Ef? CCI 2.13 12 Det kan också tilläggas att det andra varmvattenbehandlingssteget kan följas av ett eller flera ytterligare varmvattenbehandlingssteg, eventuellt också av ett eller flera ytterligare kompressionssteg utöver de ovan beskrivna.

Koncentrationen av socker i den sockerinnehållande lösningen som erhållits med hjälp av förfarandet beror på den ursprungliga sockerhalten i det ursprungliga sockerinnehållande råmaterialet eller biomassan och kan variera med avseende på typen av sockerinnehållande råmaterial eller biomassa och även från år till år. För sockerbetor, som vanligtvis har en sockerhalt av 16-18 vikt%, kan en sockerinnehàllande lösning med en sockerhalt av 14-15% erhållas, tex 14,5%.

Den totala matningshastigheten vid förfarandet från inloppet till inlopps- slussventilanordningen 2 till utloppet från den slutliga kompressionsanord- ningen 12 i extraktionsanordningen 1 är 20-60 ton sockerinnehållande bio- massa per timme, företrädesvis 35-40 ton per timme. Totala processtiden för förfarandet enligt uppfinningen är vanligtvis 1-10 min, företrädesvis 3-6 min.

Hastigheten för transportanordningen 4 är inte kritisk och beror på typen av biomassa att mata och den använda matningshastigheten.

Fördelen med föreliggande uppfinning jämfört med känd teknik är att samma mängd socker kan extraheras från den sockerinnehållande biomass- an, men vid en reducerad energiförbrukning (upp till 70% reduktion). En annan fördel är att förfarandet på grund av inloppsslussventilanordningen 2 kan utföras fullständigt kontinuerligt vid övertryck. Dessutom är sådan utrust- ning som specifika kokningstankar och efterföljande separationsanordningar, liksom vissa tillsatser, tex släckt kalk, inte erforderliga vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning. Bandtransportören som används som transportan- ordning 4 fungerar också som en processyta som gör den sockerinnehållande biomassan mera tillgänglig för behandling jämfört med kända tekniker.

En annan fördel med förfarandet enligt uppfinningen är att den totala processtiden reduceras, eftersom frisättningen av socker från den socker- innehållande totala biomassan sker snabbare än vid kända tekniker. Värme- behandlingen vid övertryck dödar också eventuella kontaminerande mikrober eller sporbildande bakterier i processystemet, vilket ökar hygiensäkerheten för betmassabiprodukten, som är avsedd för användning som ett foder. Dess- 5 10 15 20 25 30 E31 533 13 utom kan mängden vatten som satts till sockerextraktionsförfarandet i hög grad reduceras, med mer än 50%, jämfört med känd teknik, eftersom föreligg- ande uppfinnare har dragit nytta av den höga vattenhalten i det sockerinne- hållande råmaterialet som sådant.

Exemgel Med hänvisning till Figur 1 kommer ett exempel på ett förfarande enligt föreliggande uppfinning att beskrivas.

Försök har utförts i en extraktionsanordning som huvudsakligen är kon- struerad som extraktionsanordningen 1 i Figur 1. 30 ton per timme av socker- betor sönderdelade till snitslar introduceras i extraktionsanordningen, som har ett övertryck av 0,8 bar. När snitslarna glider nedåt på glidytan underkastas de ånga med en temperatur av 116°C. De ângbehandlade snitslarna matas därefter på en bandtransportör och underkastas en första varmvattenbehand- ling med vatten med en temperatur av 75°C. Detta följs av ett mellanliggande kompressionssteg med en bandpress med tre valsar ovanför bandtranspor- tören och tre valsar under bandtransportören, en andra varmvattenbehandling med vatten med en temperatur av 75°C, ett hårdkompressionssteg med en valspress och ett slutligt kompressionssteg med en kontinuerlig skruvpress.

Sockerinnehållande lösningar som erhållits vid de ovan beskrivna utförda olika stegen uppsamlas och avlägsnas från extraktionsanordningen. Socker- halten iden sockerinnehållande lösningen som uppsamlats och avlägsnats från extraktionsanordningen är 1-1,5% lägre än den ursprungliga socker- halten för sockerbetorna som matats in iextraktionsanordningen. Detta över- ensstämmer med sockerhalten som kan erhållas vid konventionell socker- extraktion. Processtiden var emellertid mer än 50% kortare än processtiden vid känd teknik vid samma matningshastighet av sockerbetssnitslar. Dess- utom var energiförbrukningen under extraktionsförfarandet enligt föreliggande uppfinning ca 70% lägre än energiförbrukningen vid känd teknik.

Ca 50 försök har utförts med olika variationer av övertryck och tem- peratur- och tidsparametrar, men inom de i patentkravet 1 definierade inter- vallerna, och de ovan beskrivna resultaten har erhållits vid varje försök.

Claims (18)

10 15 20 25 30 531 E83 14 PATENTKRAV

1. Förfarande för extraktion av socker från en sockerinnehållande bio- massa, varvid den sockerinnehållande biomassan a) introduceras i en extraktionsanordning (1), b) behandlas med ånga med en temperatur av mellan 103 och 124°C, c) behandlas vid ett eller flera steg med varmvatten med en tempera- tur av 65-85°C, och d) underkastas ett eller flera kompressionssteg, varvid den sockerinnehållande lösningen extraheras från den sockerinnehåli- ande biomassan vid vart och ett av stegen c) och d) i extraktionsanordningen (1) och avlägsnas från extraktionsanordningen (1), varvid förfarandet utförs kontinuerligt vid ett övertryck av 0,2-1,5 bar i extraktionsanordningen (1).

2. Förfarande enligt kravet 1, varvid övertrycket är 0,412 bar.

3. Förfarande enligt kravet 1, varvid ångan har en temperatur av mellan 109 och 120°C.

4. Förfarande enligt kravet 1, varvid den sockerinnehållande bio- massan introduceras iextraktionsanordningen (1) via en inloppsslussventil- anordning (2), företrädesvis en trumma med vingar som definierar fyra ut- rymmen och med en tätande verkan mellan det inre av extraktionsanordning- en (1) och den omgivande atmosfären.

5. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid den socker- innehållande biomassan under ångbehandlingen matas på en bana (8) som lutar nedåt från inloppsslussventilanordningen (2) i riktning mot en central del (7) av extraktionsanordningen (1), varvid banan (8) företrädesvis är en glidyta eller en bandtransportör.

6. Förfarande enligt kravet 5, varvid den sockerinnehållande bio- massan behandlas med ånga som introducerats i extraktionsanordningen (1) via en eller flera ångdysor (3) arrangerade i närheten av banan (8).

7. Förfarande enligt kravet 6, varvid ångdysorna (3) är arrangerade ovanför och under banan (8) och sprutar ångan på den sockerinnehállande biomassan som matas på banan (8), och varvid banan (8) är vätskeperme- abel. 10 15 20 25 30 531 E33 15

8. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid den ång- behandlade sockerinnehållande biomassan som matats till den centrala delen (7) av extraktionsanordningen (1) underkastas i) ett första varmvattenbehandlingssteg, varvid varmvatten sprutas på den sockerinnehàllande biomassan genom en eller flera varmvattendysor (9), ii) ett mellanliggande kompressionssteg, varvid den sockerinne- hållande biomassan bringas att passera en mellanliggande kompressionsanordning (5), företrädesvis en bandpress eller valspress innehållande en eller flera valsar, iii) ett andra varmvattenbehandlingssteg, varvid varmvatten sprutas på den sockerinnehållande biomassan genom en eller flera varmvattendysor (11), och iv) ett hàrdkompressionssteg, t/arvid den sockerinnehållande bio- massan bringas att passera en hârdkompressionsanordning (6), företrädesvis en valspress eller en bandpress innehållande en eller flera valsar, varvid den sockerinnehållande biomassan vid stegen i)-iv) ovan matas på en transportanordning (4), företrädesvis en bandtransportör, och varvid en sockerinnehållande lösning extraheras från den sockerinnehållande bio- massan vid vart och ett av stegen i)-iv).

9. Förfarande enligt kravet 8, varvid varje sockerinnehållande lösning uppsamlas i botten av den centrala delen (7) av extraktionsanordningen (1) och avlägsnas från extraktionsanordningen (1) via en utloppsventilport (10).

10. Förfarande enligt kravet 8, varvid en eller flera av varmvattendys- orna (9) respektive (11) är arrangerade ovanför och under transportanord- ningen (4) som matar den sockerinnehàllande biomassan, och varvid tran- sportanordningen (4) är vätskepermeabel.

11. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid den sockerinnehållande biomassan underkastas ett slutligt kompressionssteg, varvid den sockerinnehàllande biomassan bringas att passera en slutlig kom- pressionsanordning (12), företrädesvis en kontinuerlig skruvpress, som också verkar som en utloppstatningsanordning i utloppsänden av extraktionsanord- 10 15 20 25 30 531 B53 16 ningen (1), varvid en sockerinnehållande lösning extraheras ut från den sockerinnehållande biomassan vid det slutliga kompressionssteget och upp- samlas i botten av den centrala delen (7) av extraktionsanordningen (1), och varvid en sockerinnehållande biomassa med en reducerad sockerhalt, före- trädesvis melass, erhålls som en biprodukt och avlägsnas genom utlopps- änden av den slutliga kompressionsanordningen (12) i extraktionsanordning- en (1).

12. Förfarande enligt kravet 11, varvid den sockerinnehållande lösning- en som extraherats från det slutliga kompressionssteget bringas att passera en filteranordning (13), företrädesvis en silplatta, innan den uppsamlas i botten av den centrala delen (7).

13. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid den sockerinnehållande biomassan är sockerbetor, sockerrör, rödbetor, foder- betor, bananer eller ananas, eller en blandning av tvâ eller flera därav, före- trädesvis sockerbetor.

14. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid sockret i den sockerinnehållande lösningen som extraherats från den sockerinnehåll- ande biomassan och avlägsnats från extraktionsanordningen är sackaros, glukos eller fruktos, eller en blandning av två eller flera därav, företrädesvis sackaros_

15. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid den sockerinnehållande biomassan matas till extraktionsanordningen (1) i form av snitslar, kossetter eller strimlor.

16. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid över- trycket i extraktionsanordningen (1) genomgående under förfarandet styrs och regleras med en eller flera tryckavkännare och en eller flera tryckregler- ventiler, eller med en ventilanordning med både tryckavkännande och -regler- ande funktioner.

17. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid process- tiden är 1-10 min, företrädesvis 3-6 min.

18. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid matnings- hastigheten vid förfarandet är 20-60 ton sockerinnehållande biomassa per timme, företrädesvis 35-40 ton sockerinnehållande biomassa per timme.