Kontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifuge

Abstract

 Die kontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifuge mit einer um eine zentrische Drehachse (4) antreibbaren, sich kegelstumpfförmig vom Boden (1a) zum Abwurfrand (5) öffnenden Siebtrommel (1) mit einem Siebbelag (2) ist über die Trommelhöhe gesehen in drei Abschnitt unter­teilt. Ein erster, vom Abwurfrand der Trommel ausgehen­der Abschnitt (I) bildet mit der Drehachse einen sol­chen Winkel (α), daß während des Betriebes bei Unter­brechung der Füllmassezufuhr und Aufrechterhaltung der betriebsmäßigen Deckwasserzufuhr die Gutschicht auf diesem Siebabschnitt verharrt. Ein sich anschließender zweiter Abschnitt (II), welcher sich über den mittleren Höhenbereich der Trommel erstreckt, weist einen etwa 3 bis 7° größeren Winkel mit der Drehachse auf. Der sich anschließende dritte Abschnitt (III) bildet mit der zentrischen Drehachse etwa den gleichen Winkel wie der erste Abschnitt (I).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Zuckerzentrifuge mit einer um eine zentrische Drehachse antreibbaren, sich kegelstumpfförmig vom Boden zum Ab­wurfrand öffnenden Siebtrommel mit einem Siebbelag, der sich vom Boden der Trommel oder dem oberen Band eines bodenseitigen Beschleunigungstopfes für die Auf­gabe der Füllmasse bis in den Bereich des Abwurfrandes erstreckt, wobei die Trommel und/oder der Siebbelag in Richtung der zentrischen Drehachse gesehen mit die­ser abschnittsweise einen unterschiedlichen Winkel bil­det und eine Einrichtung zur Zuführung von Deckwasser in dem querschnittsweiten Bereich der Trommel vorge­sehen ist.

[0002] Es sind Veröffentlichungen über kontinuierlich arbei­tende Zuckerzentrifugen der vorgenannten Art bekannt (DE-PS 100 787) bei denen die Trommel eine parabolo­idische Gestalt aufweist, um an allen Stellen der Trom­mel ein gleichmäßig schnelles Fließen der Füllmasse zu gewährleisten. Dabei sind auch zwei in Richtung der zentrischen Drehachse übereinander angeordnete Teil­trommeln mit paraboloidischer Gestalt vorgeschlagen worden, um in einem zwischen den beiden Teiltrommeln befindlichen zylindrischen Abschnitt eine zusätzliche Verweilzeit der Füllmasse zu erreichen.

[0003] Trommeln der vorgenannten Art lassen sich in der Praxis nicht herstellen, weil es nicht möglicht ist, die Sieb­beläge der paraboloidischen Form der Trommel bzw. Teil­trommeln anzupassen.

[0004] Es sind weiterhin Zuckerzentrifugen der eingangs ge­nannten Art bekanntgeworden (Zeitschrift "Zucker" 13. Jahrgang Nr. 14 vom 15.Juli 1960, Seite ...) bei denen die Trommel in drei Abschnitte unterteilt ist. Die boden­seitige Grundstufe ist dabei als zylindrischer Abschnitt vorgesehen, an den sich eine mittlere Stufe mit einer Neigung von 22° und eine sog. große Stufe mit einer Neigung von 35° anschließen. Bei dieser Ausbildung ist vorgesehen, daß in den einzelnen Stufen auch unterschied­liche Siebe eingebaut werden können, um den unterschied­lichen Füllmassen Rechnung zu tragen.

[0005] Im Laufe der Entwicklung wurde festgestellt, daß Zucker­zentrifugen der letztgenannten Art doch nicht zu dem gewünschten Ergebnis einer gleichmäßigen Abschleuderung der Füllmasse sowie der auf diese Füllmasse aufgebrach­ten Deckflüssigkeit führen und darüber hinaus auch nicht einen gleichmäßigen Austrag der abgeschleuderten Kristall­masse über den Abwurfrand der Trommel ermöglichen. Dies gilt insbesondere für Füllmasse mit groben Kristallen.

[0006] Die vorgenannten Erkenntnisse haben dazu geführt, daß man z.Zt. nur noch kontinuierlich arbeitende Zucker­zentrifugen mit über die Trommelhöhe gleichbleibendem Neigungswinkel gegenüber der Drehachse herstellt und betreibt. Abhängig von dem jeweiligen maximalen Durch­messer der Trommel und ihrer Drehzahl werden die genann­ten Winkel zwischen ca. 22 und 30° gewählt, um in dem querschnittsweiten Bereich nahe des Abwurfrandes der Trommel Schleuderziffern in der Größenordnung von 2000 bis 2500 zu erreichen. Da die Schleuderziffer z =

ist, kann die Schleuderziffer durch die Änderung der Drehzahl der Schleudertrommel beeinflußt werden. Dies ist zur Anpassung des Schleudervorganges an wechselnde Füllmassequalitäten oftmals erforderlich.

[0007] Die Schichtdicke und die Schleuderzeit können ebenfalls zur Anpassung an wechselnde Füllmassequalitäten beein­flußt werden, da der Transport der Füllmasse auf dem Sieb der Schleudertrommel unter der Wirkung der Flieh­kraftkomponente und des Druckes des nachfolgenden Auf­gabegutes in Richtung der Kegelerzeugenden erfolgt.

[0008] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich die vorgenannten, auf die Füllmasse einwirkenden Kraft­komponenten während des Transportes der Füllmasse lau­fend verändern, da die Füllmasse während des Transpor­tes kontinuierlich bis zum Abwurfende in Bereiche grö­ßeren Durchmessers der Siebtrommel gelangt und bei gleich­bleibendem Winkel des Siebbelages in bezug auf die zen­trische Drehachse einer ständigt wachsenden Austrags­kraft unterliegt, andererseits jedoch durch die sich ändernde Konsistenz der Füllmasse infolge der Flüssig­keitsabtrennung sowie durch die Aufgabe der Deckflüssig­keiten Änderungen in den Fließeigenschaften der Füll­masse während ihrer Bewegung längs der sich ändernden Aus­tragskraft beeinflussen. Bei Zentrifugen mit gleichblei­bendem Winkel zwischen der Drehachse und dem Siebbelag ist nur eine sehr ungünstige Kompromißlösung erreich­bar, bei der im wesentlichen auf einen möglichst gleich­ mäßigen Austrag des Gutes aus der Trommel abgestellt wird.

[0009] Die Erfindung geht von den einleitend genannten Zucker­zentrifugen aus, bei denen die Trommel und/oder der Siebbelag in Richtung der zentrischen Drehachse gesehen mit dieser abschnittsweise einen unterschiedlichen Winkel bildet. Diese Zentrifugen sollen gemäß vorliegender Erfindung so weitergebildet werden, daß mit einer mög­lichst geringen Zahl von Abschnitten des Siebbelages den über den Förderweg der Füllmasse unterschiedlich auf diese einwirkenden Einflußgrößen Rechnung getragen wird und eine in den einzelnen Abschnitten jeweils gleich­mäßige Verteilung der Füllmasse mit zum Austragrand abnehmender Schichtdicke erzielt wird.

[0010] Zur Lösung vorstehender Aufgabe ist vorgesehen, daß ein erster, vom Abwurfrand der Trommel ausgehender Ab­schnitt der Trommel und/oder des Siebbelages mit der Drehachse einen solchen Winkel bildet, daß während des Betriebes bei Unterbrechung der Füllmassezufuhr und Aufrechterhaltung der betriebsmäßigen Deckwasserzufuhr die Gutschicht auf diesem Siebabschnit verharrt, daß sich ein anschließender zweiter Abschnitt über den mitt­leren Höhenbereich der Trommel erstreckt und einen etwa 3 bis 7° größeren Winkel mit der Drehachse bildet und ein von diesem mittleren Abschnitt bis zum Aufgabebe­reich der Füllmasse reichender dritter Abschnitt vor­gesehen ist, welcher etwa den gleichen Winkel mit der zentrischen Drehachse bildet wie der erste Abschnitt.

[0011] Die vorgenanntre Ausbildung der Zentrifuge berücksich­tigt, daß die in dem querschnittsengen Bereich in der Füllmasse enthaltene Flüssigkeit die Fließfähigkeit der Füllmasse begünstigt, so daß relativ geringe in Rich­tung der Kegelzeugenden wirkende Austragskräfte aus­reichen, um die Füllmasse in diesem Bereich in Rich­ tung zum Abwurfrand zu bewegen. Die als Sirup in der Füllmasse vorhandene Flüssigkeit wirkt wie ein Gleit­mittel zwischen den Kristallen. Diese Gleitwirkung wird mit zunehmender Trennung der Flüssigkeit geringer, so daß im mittleren Bereich der Zentrifugentrommel die Fließfähgikeit vermindert wird und aus diesem Grunde der mittlere Bereich der Trommel einen größeren Winkel mit der Drehachse bildet als in dem Aufgabebereich der Füllmasse. Hierdurch wird eine größere Austragskraft auf die Füllmasse ausgeübt und das Gleiten der Füll­masse auch ohne einen Flüssigkeitsfilm auf dem Sieb­belag begünstigt. Auf diese Weise wird der Neigung der Füllmasseschicht, auf dem Siebbelag liegen zu bleiben, entgegenwirkt.

[0012] In dem oberen, d.h. dem Abwurfrand benachbarten Abschnitt der Trommel bzw. des Siebbelages bildet dieser mit der Drehachse wiederum einen kleineren Winkel als im mitt­leren Bereich. Auf diese Weise wird der zunehmenden Austragkraft in dem querschnittsweitesten Bereich der Trommel Rechnung getragen, wobei zusätzlich die in die­sem Bereich in der Regel vorgesehene Deckelwasserzufüh­rung berücksichtigt werden muß.

[0013] Während bei bisher bekannten Zentrifugen mit gleich­bleibendem Winkel der Trommel bzw. des Siebbelages mit der zentrischen Drehachse im Aufgabebereich der Füll­masse eine nur dünne Schicht entsteht und im mittleren Bereich durch die Gefahr des stärkeren Haftens des Zuckers an der Siebwandung sowie infolge des fehlenden Gleitmittels zwischen den Kristallen eine Verstärkung der Schichtdicke zu beobachten ist und austragseitig eine waschbrettartige Verteilung der Kristalle und da­mit eine ungleichmäßige Schichtdicke sowie ein fort­laufendes Abreißen der abgeschleuderten Füllmasse im oberen Bereich der Zentrifuge beobachtet wurde, ergibt sich bei der neuen Ausbildung der Zentrifuge eine Vergleichmäßigung der Füllmasseschicht über die gesamte Höhe der Trommel bzw. des Siebbelages gesehen, wobie die Schichtdicke zum Abwurfrand hin dünner wird, ohne jedoch zu örtlich begrenzten Anhäufungen der Kri­stalle zu führen, welche die Ursache für das beschrie­bene Abreißen der Füllmasse in dem obersten Bereich der Zentrifuge sind.

[0014] Da die Gleitfähigkeit der Füllmasse und die Austrags­kraft, welche auf die Füllmasse ausgeübt wird, von einer Reihe von Parametern abhängig sind, wie Konsistenz der Füllmase, Kristallgröße, Lochung des Siebbelages, Schleuderzahl der Zentrifuge und Verweilzeit der Füll­masse in der Zentrifuge, können keine für alle Zentri­fugen gültigen absoluten Werte für die Winkel zwischen den Abschnitten der Zentrifugentrommel bzw. des Sieb­belages und der Drehachse sowie auch keine absoluten Längen für die einzelnen Abschnitte angegeben werden.

[0015] Ausgehend von den Abmessungen bekannter Zuckerzentri­fugen mit einem gleichbleibenden Winkel zwischen der Trommelwandung bzw. dem Siebbelag und der zentrischen Drehachse kann so vorgegangen werden, daß der Winkel des mittleren Bereiches belassen wird und die sich an­schließenden zum Boden und Abwurfrand weisenden Berei­che um etwa 3 bis 7° steiler ausgeführt werden, um dann durch entsprechende Einstellung der Drehzahl die oben­genannten Bedingungen in dem zum Abwurfrand weisenden Abschnitt zu erreichen, nämlich ein gleichmäßiges Hoch­gleiten der Schicht zum Abwurfrand bie Aufrechterhaltung der Füllmassezufuhr und ein Verharren der Schicht, wenn die Füllmassezufuhr unterbrochen wird, jedoch die Deck­wasserzufuhr aufrechterhalten bleibt.

[0016] In analoger Weise kann auch so verfahren werden, daß man die bodenseitigen und abwurfseitigen Abschnitte gegenüber den herkömmlichen Zentrifugen etwas steiler ausbildet und die Steilheit des mittleren Bereiches in Übereinstimmung mit herkömmlichen Zentrifugen be­läßt. Wichtig ist in jedem Falle, daß während des Be­triebes der Zentrifuge die obengannten Voraussetzun­gen in dem der Abwurfkante benachbarten Abschnitt ein­treten.

[0017] Erfahrungsgemäß ist es günstig, wenn der erste Abschnitt sich etwa über 1/3 bis 35%, der zweite Abschnitt etwa über 1/3 bis 40% und der dritte Abschitt etwa über 25% bis 1/3 der Trommelhöhe erstrecken. In der Regel kann der dritte Abschnitt, also der dem Boden der Trom­mel benachbarte Abschnitt in seiner Höhe etwas geringer gehalten werden als die beiden übrigen Abschnitte.

[0018] Günstig ist es, wenn der mittlere Abschnitt gegenüber den beiden anderen Abschnitten eine größere Länge auf­weist. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn der erste Abschnitt etwa 35%, der zweite Abschnitt etwa 40% und der dritte Abschnitt etwa 25% der Trommelhöhe betragen.

[0019] Bei einer praktischen Ausführungsform einer Zentrifuge, insbesondere für Füllmasse höherer Reinheit, bei welcher während des Betriebes im Bereich des Abwurfrandes einer Schleuderzahl von 800 bis 1500 auftritt, hat es sich als günstig erwiesen, wenn der erste Abschnitt und der dritte Abschnitt mit der zentrischen Drehachse einen Winkel von 25° und der zweite Abschnitt einen Winkel von 30° bilden.

[0020] Die Zeichnung gibt in schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhande einer zen­trischen Schnittdarstellung durch die Trommel einer Zuckerzentrifuge wieder.

Fig. 1 stellt den Schnitt durch eine Trommel mit einem Beschleunigungstopf dar,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß Fig. 1 durch eine Trom­mel, deren Siebbelag sich bis zum Trommelboden hin erstreckt.

[0021] In den beiden Figuren ist die Siebtrommel 1 mit einem ihrem Verlauf folgenden Siebbelag 2 versehen. Die Trom­meln 1 erweitern sich vom Boden 1a bzw. von dem oberen Rand eines Beschleunigungsstopfes 3 (Fig. 1) kegelstumpf­förmig und sind um eine zentrische Drehachse 4 in nicht dargestellter Weise antreibbar. Den öffnungsseitigen Abschluß der Trommeln 1 bildet eine Abwurfrand 5, der von einem ringartigen Bauelement gebildet ist.

[0022] Zwischen der Trommel 1 und dem darauf gehaltenen Sieb­belag 2 ist ein Spaltraum vorhanden, welcher zur Ab­führung der durch den Siebbelag 2 hindurchtretenden Flüssigkeit in Richtung zu den Austrittsöffnungen 6 dient, welche auf der Unterseite des Abwurfrandes 5 angeordnet sind. Die dort austretende Flüssigkeit wird getrennt von der entlang der Oberseite der Abwurfkante 5 abgeschleuderten Zuckerkristalle in nicht dargestell­ter Weise abgeführt.

[0023] Man erkennt, daß in den Fig. 1 und 2 sowohl die Sieb­trommel 1 als auch der Siebbelag 2 in drei Abschnitte I, II und III unterteilt ist, wobei die einzelnen Ab­schnitte I bis III in dem wiedergegebenen Beispiel etwa die gleiche Höhe h aufweisen.

[0024] Die Abschnitte I und III zeigen gegenüber der zentri­schen Drehasche 4 bzw. der Parallelen hierzu einen über­ einstimmenden Winkel α, während der Abschnitt II einen in dem Beispiel um etwa 5° größeren Winkel β aufweist.

[0025] In den Figuren ist angedeutet, daß über eine gestri­chelt dargestellte Deckwasserzuleitung 7 in dem unte­ren Teil des Abschnittes I Deckwasser auf den Siebbe­lag 2 bzw. das auf diesem Siebbelag von dem Boden 1a der Zentrifugentrommel zum Abwurfrand 5 wandernde Füll gut aufgegeben werden kann.

[0026] Der Winkel α des Abschnittes I ist nun so gewählt, daß bei der betriebsmäßiger Drehzahl der Zentrifugentrom­mel 1 und unterbrochener Füllmassezufuhr zu dem Boden 1a bzw. zum Beschleunigungstopf 3 und Aufrechterhal­tung der Deckwasserzufuhr durch die Zufuhrleitung 7 die Gutschicht auf diesem Siebabschnitt I verharrt, während sie bei der Füllmassezufuhr wieder in Bewegung gesetzt wird, um in Richtung der Abwurfkante unter gleichzeitiger Verminderung der Schichtdicke zu wan­dern.

[0027] Der Abschnitt II verläuft im Vergleich zum Abschnitt I bezogen auf die zentrische Drehachse 4 mit einer größeren Neigung, während der Abschnitt III wiederum den gleichen Winkel α mit der zentrischen Drehachse 4 bildet wie der Abschnitt 1.

[0028] Es ist ersichtlich, daß durch die vorgesehene Dreitei­lung der Zentrifugentrommel 1 bzw. des Siebbelages 2 trotz der unterschiedlichen Neigungen der genannten Abschnitte eine einfache Herstellung des Siebbelages 2 möglicht ist, wobei der Siebbelag ebenfalls in die genannten Abschnitte unterteilt wird und die einzelnen Abschnitte klemmend an der Siebtrommel 1 befestigt wer­den können.

Ansprüche

1. Kontinuierliche arbeitende Zuckerzentrifuge mit einer um eine zentrische Drehachse antreibbaren, sich kegel­stumpfförmig vom Boden zum Abwurfrand öffnenden Sieb­trommel mit einem Siebbelag, der sich vom Boden der Trommel oder dem oberen Rand eines bodenseitigen Beschleunigungstopfes für die Aufgabe der Füllmasse bis in den Bereich des Abwurfrandes erstreckt, wobei die Trommel und/oder der Siebbelage in Richtung der zentrischen Drehachse gesehen mit dieser abschnitts­weise einen unterschiedlichen Winkel bildet und eine Einrichtung zur Zuführung von Deckwasser in dem quer­schnittsweien Bereich der Trommel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, vom Abwurfrand (5) der Trommel (1) aus­gehender Abschnitt (I) der Trommel und/oder des Sieb­belages (2) mit der Drehachse (4) einen solchen Winkel (α) bildet, daß während des Betriebes bei Unter­brechung der Füllmassezufuhr und Aufrechterhaltung der betriebsmäßigen Deckwasserzufuhr die Gutschicht auf diesem Siebabschnitt verharrt, daß sich ein an­schließender zweiter Abschnitt (II) über den mittleren Höhenbereich der Trommel erstreckt und einen etwa 3 bis 7° größeren Winkel mit der Drehachse bildet und ein von diesem mittleren Abschnitt bis zum Auf­gabebereich der Füllmasse reichender dritter Abschnitt (III) vorgesehen ist, welcher etwa den gleichen Winkel mit der zentrischen Drehachse bildet wie der erste Abschnitt.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß der erste Abschnitt (I) sich etwa über 1/3 bis 35%, der zweite Abschnitt (II) etwa über 1/3 bis 40% und der dritte Abschnitt (III) etwa über 25% bis 1/3 der Trommelhöhe erstrecken.

3. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (I) etwa 35%, der zweite Abschnitt (II) etwa 40% und der dritte Abschnitt (III) etwa 25% der Trommelhöhe betragen.

4. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für Füllmassen höherer Reinheit, bei welcher während des Betriebes im Bereich des Abwurf­randes eine Schleuderzahl von 800 bis 1500 auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und dritte Abschnitt (I bzw. III) mit der zentrischen Drehachse (4) einen Winkel von 25° und der zweite Abschnitt (II) einen Winkel von 30° bil­den.

Zeichnung