Einrichtung zur Vorkalkung des Zucker-Rohsaftes

Abstract

 Einrichtung zur Vorkalkung des bei der Rübenverarbeitung gewonnenen Rohsaftes die aus einem stehenden zylindrischen Behälter (1) besteht, der durch Zwischenböden (7) in übereinanderliegende Kammern (8) unterteilt ist, die in flüssigkeitsaustauschender Verbindung stehen und von angetriebenen Rührelementen (11) beaufschlagt werden, die durch ein Rohrsystem gebildet sind, das aus mehreren winkelförmig ausgebildeten und jeweils zwei Kammern (8) miteinander verbindenden Rohren (11a, 11b) besteht. Dabei weist jedes Rohr (11a, 11b) an seinem oberen Ende eine Ansaugöffnung (12) und an seinem unteren Ende seines angenähert horizontal verlaufenden Rohrschenkels (11 b) eine Ausströmöffnung (13) auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vorkalkung des bei der Rübenverarbeitung in der Extraktion gewonnenen Rohsaftes, bestehend aus einem stehenden zylindrischen Behälter, der an seinem einen Ende einen Einlauf für den Rohsaft und an seinem anderen Ende einen Ablauf für den behandelten Rohsaft sowie einen Zulauf für Kalkmilch aufweist und durch angenähert horizontal angeordnete Zwischenböden in übereinanderliegende Kammern unterteilt ist, die über in den Zwischenböden vorgesehene Durchlaßöffnungen untereinander in flüssigkeitsaustauschender Verbindung stehen und von Rührelementen beaufschlagt werden, die an einer angetriebenen, lotrecht und zentrisch durch den Behälter geführten Welle befestigt sind, in angenähert horizontalen Ebenen umlaufen und durch eine Teilstromrückführung von Rohsaft entgegen der Durchströmrichtung des Rohsaftes vom Einlauf zum Ablauf eine Vermischung des Rohsaftes der einen Kammer mit dem Rohsaft der benachbarten Kammer bewirken.

[0002] Eine derartige Ausführungsform entspricht dem Vorkalkungsgefäß nach Naveau ("Technologie des Zuckers", Verlag M. & H. Schaper Hannover 1968, Seite 271). Dieses vorbekannte Vorkalkungsgefäß besteht aus einem stehenden zylindrisehen Gefäß mit einer lotrechten Welle und ist durch horizontale Zwischenböden, die eine zentrale Öffnung und mehrere öffnungen am Umfang besitzen, in Kammern unterteilt. An der lotrechten Welle sind in jeder zweiten Kammer große Schaufeln montiert, die beim Rotieren einen Saftstrom zentrifugal durch die Kammer und die äußeren Öffnungen in die oben und unten liegenden, schaufellosen Nachbarabteile befördern, wo er sich mit dem vorhandenen Saft vermischt. Aus diesen schaufellosen Kammern, die mit kurzen Rührarmen ausgestattet sind, fließt der Saft durch die zentralen Öffnungen der Zwischenböden in die benachbarten Kammern zurück. Der Rohsaft tritt tangential oben in die erste Kammer ein. Der für die Aufbereitung erforderliche Kalk wird proportional zur Abflußmenge unten in die letzte Kammer eingeführt, aus der auch der fertig aufbereitete Saft abgepumpt wird.

[0003] In derartigen Einrichtungen wird der in der Extraktion gewonnene Rohsaft in etwa sieben, durch die einzelnen Kammern gebildeten Stufen von einem pH-Wert von 6,4 durch Zugabe von etwa 0,15 bis 0,2 % CaO auf einen Wert von 11,8 angehoben. Diese Steigerung des pH-Wertes soll in einer Gesamtzeit von ca. 16 bis 20 Minuten erfolgen. Die exakte Einhaltung dieser Zeit ist von großer Bedeutung für den Aufbereitungsprozeß.

[0004] Bei der eingangs erläuterten Einrichtung wird durch die innere Zirkulation, die in den Kammern mit Schaufeln in zentrifugaler Richtung und in den schaufellosen Kammern in zentripetaler Richtung erfolgt, ein Rückfluß von aufbereitetem Saft nach oben erreicht, so daß die pH-Stufen von unten nach oben gemäß dem Prinzip der progressiven Vorkalkung durchlaufen werden. Diese Stufen sind von der Umdrehungszahl abhängig und können ebenso wie die Durchlaufzeit und die Verbindungsöffnung zwischen den Kammern berechnet werden.

[0005] Der wesentliche Nachteil der vorbekannten Einrichtung gemäß dem System Naveau liegt in der schwierigen Einstellbarkeit des pH-Wertes in den einzelnen Kammern. In der Praxis werden daher nahezu ausschließlich Vorkalkungseinrichtungen nach dem System Brieghel-Müller verwendet (a.a.O. Seite 270). Es handelt sich hier um einen im Querschnitt angenähert U-förmig ausgebildeten, oben offenen, horizontal liegenden Trog. Ein Vorzug dieser bekannten Einrichtung liegt in der einfachen Einstellbarkeit der pH-Werte. Von großem Nachteil ist hingegen die Notwendigkeit, diese Anlage aus wärmetechnischen Gründen innerhalb des Fabrikgebäudes aufzustellen. Nachteilig ist ferner der große, durch die liegende Anordnung bedingte Raumbedarf.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte Einrichtung hinsichtlich der Teilstromrückführung zu verbessern, um dadurch in den einzelnen Kammern exaktere pH-Werte zu erreichen.

[0007] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rührelemente für die Teilstromrückführung durch ein Rohrsystem gebildet sind, das aus mehreren, angenähert winkelförmig ausgebildeten und jeweils zwei Kammern miteinander verbindenden Rohren besteht, von denen jedes Rohr mit seinem oberen, eine Ansaugöffnung aufweisenden Ende eines angenähert lotrecht verlaufenden Rohrschenkels in die jeweils obere der beiden Kammern und mit dem eine Ausströmöffnung aufweisenden Ende seines angenähert horizontal verlaufenden Rohrschenkels in die jeweils untere der beiden Kammern mündet, wenn an dem Behälter der Rohsaft-Einlauf unten und der -Ablauf oben liegen.

[0008] Wesentlich für dieses neue System ist die Differenz zwischen Iden radialen Abständen der Ansaugöffnung sowie der Ausströmöffnung von der zentralen Drehachse. Bezeichnet man den radialen Abstand der Ansaugöffnung mit r1 und den der Ausströmöffnung mit r2, dann stellt sich bei einem um die genannte lotrechte Achse rotierenden Winkelrohr gemäß der Erfindung an den genannten öffnungen ein Differenzdruck ein nach der Beziehung

[0009] Demnach arbeitet das neue System für die Teilstromrückführung strömungstechnisch nach dem Prinzip einer Kreiselpumpe. Dabei ist die zu fördernde bzw. umzuwälzende Menge über die Drehzahl der lotrechten Antriebswelle bzw. über die Veränderung des Ansaugquerschnitts in besonders einfacher Weise einzustellen. Es ist daher gemäß der Erfindung vorteilhaft, wenn die Ansaugöffnung ein ihren Ansaugquerschnitt veränderndes Regelorgan aufweist.

[0010] i Im Rahmen der Erfindung ist es nicht wesentlich, daß der lotrecht und zentrisch durch den Behälter geführte Antrieb für das Rohrsystem durch eine Welle gebildet wird. Es wäre z.B. möglich, die Welle durch eine einen hohlen Innenraum aufweisende Gitterkonstruktion zu ersetzen, in die sich die einzelnen Winkelrohre besonders einfach einhängen ließen. Wesentlich ist allein, daß alle Winkelrohre mit einem zentralen Antrieb drehfest verbunden sind.

[0011] Ferner ist es im Rahmen der Erfindung nicht wesentlich, daß die das Rohrsystem bildenden Rohre jeweils exakt winkelförmig ausgebildet sind. Entscheidend ist vielmehr, daß die Ausströmöffnung einen größeren radialen Abstand von der Rotationsachse aufweist als die Ansaugöffnung, und daß jedes Rohr um eine lotrechte Achse rotiert.

[0012] Es ist ferner grundsätzlich gleichgültig, ob der Rohsaft den Behälter von oben nach unten oder in umgekehrter Richtung durchströmt.

[0013] Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion lassen sich die Verstellmechanismen für die den Ansaugquerschnitt verändernden Regelorgane in besonders einfacher Weise anordnen. So läßt sich beispielsweise ein Gestänge von unten durch den hohl ausgebildeten zentralen Antrieb nach oben zu den einzelnen Regelorganen führen. Die eigentlichen Verstelleinrichtungen für das Gestänge können dann auf dem den Behälter aufnehmenden Fundament angeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, unmittelbar im Bereich jedes Regelorganes an dem Rohr selbst oder aber an dem zentralen Antrieb einen pneumatisch oder hydraulisch zu betätigenden, wartungsfreien Verstellzylinder anzuordnen.

[0014] Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion fördert jedes um die lotrechte Drehachse rotierendes Winkelrohr einen exakt einstellbaren Teilstrom von einer oben liegenden Kammer in eine darunter liegende Kammer, wenn der Rohsaft den Behälter von unten nach oben durchströmt. Bei umgekehrter Strömrichtung liegt die Ansaugöffnung jedes Winkelrohres in der jeweils unteren und die Ausströmöffnung in der jeweils oberen Kammer. Durch die Teilstromrückführung ergibt sich die stufenweise Erhöhung des pH-Wertes.

[0015] Die Zwischenböden können leicht konisch ausgebildet sein, um so etwaige Ablagerungen leichter abführen zu können. Dieser Vorgang kann noch dadurch unterstützt werden, daß der angenähert horizontal verlaufende Schenkel jedes Rohres dicht über dem ihm zugeordneten Zwischenboden angeordnet ist. Ferner kann es zweckmäßig sein, die in den Zwischenböden vorgesehenen Durchlaßöffnungen abwechselnd nur am Umfang bzw. nur im Zentrum der Zwischenböden anzuordnen. Dadurch wird dem den Behälter durchströmenden Rohsaft ein zickzackförmiger Durchlauf aufgezwungen. Bei einer derartigen Ausführungsform können je nach Anordnung der Durchlaßöffnungen die Zwischenböden nach oben oder unten konisch ausgebildet sein.

[0016] In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende _Ausführungs- formen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch eine Einrichtung zur Vorkalkung und

Figur 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt gemäß der Linie II - II in Figur 1 einer etwas abgewandelten Ausführungsform.

[0017] Gemäß Figur 1 besteht die dargestellte Einrichtung aus einem stehenden zylindrischen Behälter 1, der einen sich nach unten konisch verjüngenden Boden 2 aufweist, an dem ein Einlauf 3 für Rohsaft angeordnet ist. Direkt unterhalb des Behälterdeckels 4 befindet sich ein Ablauf 5 für den behandelten Rohsaft; der Saftaustritt erfolgt durch freien Oberfluß. Ebenfalls direkt unterhalb des Behälterdeckels 4 ist ein Zulauf 6 für Kalkmilch vorgesehen.

[0018] Der Behälter 1 ist durch Zwischenböden 7 in acht übereinanderliegende Kammern 8 unterteilt. Alle Zwischenböden 7 sind nach oben leicht konisch ausgebildet und weisen lediglich an ihrem Umfang Durchlaßöffnungen 9 auf, über die die einzelnen Kammern 8 untereinander in flüssigkeitsaustauschender Verbindung stehen.

[0019] Durch den Behälter 1 ist lotrecht zentrisch eine Welle 10 geführt, die über einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben wird und mit der Winkelgeschwindigkeit ω umläuft. Mit der Welle 10 drehfest verbunden ist ein Rohrsystem, das aus mehreren, angenähert winkelförmigen Rohren 11 besteht. Jedes Rohr 11 verbindet zwei Kammern 8 miteinander und mündet mit seinem oberen, eine Ansaugöffnung 12 aufweisenden Ende eines angenähert lotrecht verlaufenden Rohrschenkels 11a in die jeweils obere der beiden Kammern und mit dem eine Ausströmöffnung 13 aufweisenden Ende seines angenähert horizontal verlaufenden Rohrschenkels 11b in die jeweils untere der beiden Kammern.

[0020] Figur 2 zeigt die Anordnung und Ausbildung eines Rohres 11 in vergrößertem Maßstab. In dieser Darstellung sind die Zwischenböden 7 nicht konisch, sondern exakt horizontal ausgerichtet. In den Zwischenböden 7 sind abwechselnd nur am Umfang Durchlaßöffnungen 9 bzw. nur im Zentrum Durchlaßöffnungen 14 angeordnet.

[0021] Figur 2 läßt ferner erkennen, daß die Ansaugöffnung 12 jedes Rohres 11 ein ihren Ansaugquerschnitt veränderndes Regelorgan 15 aufweist. Ferner ist erkennbar, daß der horizontal verlaufende Schenkel 11b jedes Rohres 11 dicht über dem ihm zugeordneten Zwischenboden 7 angeordnet ist.

[0022] In Figur 1 zeigt die gestrichelte und mit Pfeilen versehene Linie 16 den Strömungsweg des Rohsaftes von unten durch den Behälter 1 hindurch nach oben. Die übrigen Pfeile zeigen die Ansaug- bzw. Ausströmrichtung jeder Teilstromrückführung.

[0023] In Figur 2 deuten die Pfeile 17 den zickzackförmigen Durchlaufweg des Rohsaftes durch den Behälter 1 an. Die Pfeile 18, 19 und 20 symbolisieren die Teilstromrückführung.

Ansprüche

Einrichtung zur Vorkalkung des bei der Rübenverarbeitung in der Extraktion gewonnenen Rohsaftes, bestehend aus einem stehenden zylindrischen Behälter, der an seinem einen Ende einen Einlauf für den Rohsaft und an seinem anderen Ende einen Ablauf für den behandelten Rohsaft sowie einen Zulauf für Kalkmilch aufweist und durch angenähert horizontal angeordnete Zwischenböden in übereinanderliegende Kammern unterteilt ist, die über in den Zwischenböden vorgesehene Durchlaßöffnungen untereinander in flüssigkeitsaustauschender Verbindung stehen und von Rührelementen beaufschlagt werden, die an einer angetriebenen, lotrecht und zentrisch durch den Behälter geführ- ben Welle befestigt sind, in angenähert horizontalen Ebenen umlaufen und durch eine Teilstromrückführung von Eohsaft entgegen der Durchströmrichtung des Rohsaftes vom Einlauf zum Ablauf eine Vermischung des Rohsaftes der einen Kammer mit dem Rohsaft der benachbarten Kammer bewirken, dadurch gekennzeichnet , daß die Rührelemente für die Teilstromrückführung durch ein Rohrsystem gebildet sind, das aus mehreren, angenähert winkelförmig ausgebildeten und jeweils zwei Kammern (8) miteinander verbindenden Rohren (11) besteht, von denen jedes Rohr mit seinem oberen, eine Ansaugöffnung (12) aufweisenden Ende eines angenähert lotrecht verlaufenden Rohrschenkels (11a) in die jeweils obere der beiden Kammern und mit dem eine Ausströmöffnung (13) aufweisenden Ende seines angenähert horizontal verlaufenden Rohrschenkels (11b) in die jeweils untere der beiden Kammern mündet, wenn an dem Behälter (1) der Rohsaft-Einlauf (3) unten und der -Ablauf (5) oben liegen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (12) ein ihren Ansaugquerschnitt veränderndes Regelorgan (15) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenböden (7) leicht konisch ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der angenähert horizontal verlaufende Schenkel (11b) jedes Rohres (11) dicht über dem ihm zugeordneten Zwischenboden (7) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zwischenböden (7) vorgesehenen Durchlaßöffnungen (9,14) abwechselnd nur am Umfang bzw. nur im Zentrum der Zwischenböden angeordnet sind.

Zeichnung