Verfahren und Vorrichtung zum Gewinnen von nicht für die Nahrung bestimmter Stärke aus einer dem Mais entstammenden Suspension.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gewinnen von nicht für die Nahrung bestimmter Stärke aus einer dem Mais entstammenden Suspension von Stärke-und Eiweisspartikeln.
In der Maisstärke-Industrie gewinnt man die Stärke aus einer vorwiegend Stärkeparti- keln und Eiweisspartikeln enthaltenden wässrigen Suspension. Weil Suspension. mittlere die geachwindigkeit der Stärkepartikeln grösser ist als die mittlere Setzgeschwindigkeit der Eiweisspartikeln, trennt man sie für gewöhn- lich mittels Fluter oder Zentrifugen.
In der Figurbeschreibung soll näher auf die Ursachen eingegangen werden, die bewirken, dass die Ergebnisse der mit ihnen erzielten Trennung unbefriedigend sind ; hier sei nur bemerkt, dass die Stärke nach seiner Fertig- stellung sich stets recht beträehtlieh durch Eiweisspartikeln verunreinigt erweist, während in den Eiweissrest eine bedeutende Menge Stärkepartikeln gelangt sind. Die Er findung bezweckt, die Güte des Maisstärkefertigproduktes zu verbessern und die Ausbeute an Stärke zu steigern.
Wie bereits bemerkt, ist die mittlere Setzgeschwindigkeit der Stärkepartikeln grösser als diejenige der Eiweisspartikeln. Die grösser besehaffenen Eiweisspartikeln weisen aber eine höhere Setzgeschwindigkeit auf als die kleiner beschaffenen Eiweisspartikeln. Weiter- hin enthält das zu trennende Gemisch zusam mengesetzte Partikeln, die sowohl Eiweiss als Stärke enthalten.
Das Vorhandensein der grösseren Eiweiss- partikel n beeintrachtigt die Trennung, und demnach wird mit der Erfindung angestrebt, die grosseren Eiweisspartikeln zu zerkleinern, ohne dass zugleich eine Zerkleinerung der Stärkepartikeln stattfindet.
Das Verfahren nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass wenigstens ein Teil einer Suspension, die nachher in eine Trennvorrichtung zum Trennen nach Setzgeschwindigkeit eingeleitet wird, zuvor kon- tinuierlich unter Druck tangential in eine eine Rotationsinnenfläche aufweisende Kammer eingeleitet wird, und aus dieser Kammer kontinuierlich zentral abgeführt wird, das Ganze derart, dass in der feststehenden Kammer die Suspension in so schnelle Rotation versetzt wird, dass an den gegenseitigen Berührungsflächen der infolge der Rotation entstehenden Suspensionsdiinnschichten ge nügende Schubspannungen erzeugt werden, um eine Zerkleinerung von Eiweisspartikeln zu bewerkstelligen,
ohne aber die Grosse der Stärketeilchen zu verändern. Die Schubspan- nungen bewirken somit, dass die Eiweisspartikeln nach der erwähnten vorherigen Behandlung sich in der Trennvorrichtung langsamer setzen und die Trennung von Stärke- und Eiweisspartikeln sich leichter verwirklichen lässt.
Ausführungsbeispiele der Er findung sollen nachstehend noch näher er läutert werden :
Das Zerlegen in feine Partikeln lässt sieh zum Beispiel mit einer Zerkleinerungsvor- richtung durchführen,'die im weiteren Teil dieser Besehreibung mit dem Wort Diminu- tor bezeichnet werden soll, und deren Au±- gabe es ist, in den Eiweisspartikeln die gewünschten Schubspannungen zu erzengen.
Die Trennung kann hierbei vorteilhaft in einer einzigen Trennvorrichtung durchgeführt werden ; die Stärkepartikeln und die feinzerlegten Eiweisspartikeln, die zusammen den Diminutor verlassen, werden in die Trennvorrichtung hineingeleitet, während die Suspension im ganzen in dem erwähnten Diminutor behandelt wird, ehe sie der Trennvorrichtung zugeht. Es ist aber auch möglich, nur einen Teil der Suspension, die der Trennvorrichtung zugeleitet wird, in dem genannten Diminutor zu behandeln, für welchen Teil dann eine Zwisehenfraktion, die der genann- ten Trennvorrichtung entstammt, gewählt wird.
Ein geeignet ausgebildeter Diminutor weist zum Beispiel eine zylindrische Kammer auf, von der eine oder beide Stirnwände mit einem in die Kammer einragenden, zentralen Rohrstutzen ausgestattet sind ; die Suspension wird tangential in die Kammer hineingeleitet. Vorzugsweise wird in jeder der Endwände ein zentraler Rohrstutzen angebracht, während die Wand der Kammer von einem Mante derart umschlossen ist, dass zwischen der Kammer und dem Mantel ein Mantelraum vorliegt, in den die beiden Rohre münden und aus dem die Suspension der Trennvorrichtung zugeleitet wird.
Es zeigte sich, dass die erwähnten Schubspannungen von dem Zufuhrdruck abhängen, und diese Spannungen werden erwiesenermassen durch die Abmessungen des Diminu- tors, beeinflusst, was den Grund dazu bildet, dass in dem weiteren Teil dieser Besehreibung geeignete Zufuhrdrucke und Abmessungen angegeben werden.
Gemäss einer andern Ausführungsform der Erfindung wird die Kammer derart ausgebildet, dass die Stärke und das Eiweiss in derselben partiell gesehieden werden, worauf eine Fraktion mit höherem Stärkegehalt durch die eine der Abfuhröffnungen abgelassen wird, während durch die andere Öff nung die restliehe Fraktion austritt. Eine derartige Kammer kann durch ein Hydrozyklon gebildet werden, aus dem die Partikeln, die die grösste Setzgesehwindigkeit aufweisen, durch die Spitzenöffnung hindurch abge- führt werden, während die Partikeln mit niedrigster Setzgeschwindigkeit aus der t'ber- lauföffnung austreten.
Ein Hydrozyklon besitzt meist eine einen zylindrischen Quersehnitt aufweisende, nach unten koniseh zulaufende Kammer, die an ihrer Spitze eine Abfuhroffnung aufweist.
In der dieser Öffnung gegeniiberliegentlen, am breiten Ende der Kammer angebrachten Verschlusswand ist koaxial zu der Spitzen- öffnung eine zweite Offnung angebracht. In den geräumigsten Teil der Kammer mündet eine Tangentialzuleitung. Ein Beispiel eines Hydrozykloms, dessen Erzeugende konvex geformt ist, gibt. die britische Patentschrift Nr. 607787 (Fig.2).
Der Hydrozyklon wird vorzugsweise mit einem Rohr oder Überlauf- rohr ausgestattet, das sich von der in der Ver schlusswand vorhandenen Offnung an bis ins Innere des geräumigsten Teils der Kammer erstreekt. Der geräumigste Teil der Kammer wird vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, an welchem Teil der konische Teil anschliesst, während die Tangentialzuleitung und das Uberlaufrohr in den zylindrischen Teil münden.
Nicht nur werden in einem Hydrozyklon die obenerwähnten Sehubspannungen erzeugt, sondern es wird ebenfalls in demselben die Suspension nach Setzgesehwindigkeit klassiert. Hierbei treten die Partikeln, die eine niedrige Setzgesehwindigkeut aufweisen, durch das Überlaufrohr aus, hingegen werden die Partikeln, denen eine höhere Setzgeschwin- digkeit innewohnt, durch die Spitzenöffnung abgefiihrt.
Behandelt man eine Suspension, in der ein Gemisch von Stärke- und Eiweisspartikeln vorliegt, in einem Hydrozyklon, so kann man sich der Schubspaimungen bedienen, um eine selektive Zerkleinerung der Eiweisspartikeln zu bewirken, während infolge der Klassier- wirkung durch die Spitze eine konzentrierte Stärkefraktion und durch das Lberlaufrohr eine konzentrierte Eiweiss-Fraktion austreten können.
Man kann zweekmässig die ganze Suspen Nioii bei Anwendung eines Hydrozyklons durch diesen hindurchleiten ; eine der anfallenden Fraktionen wird vorteilhaft zum Gewinnen der Eiweissstoffe einer Trennvor riehtung zugeleitet, die andere Fraktion leitet man einer zum Gewinnen der in ihr vor handenen Stärke vorgesehenen, zweiten Trennvorrichtung zu. Das Konzentrat der Ei weisstrennvorrichtung und die Abgänge der Stärketrennvorriehtungen können, wenn gewünscht, dem Hydrozyklon wieder zugeleitet werden.
Man braucht dem erwähnten Hydrozyklon nur einen Teil der Suspensionsmenge, die vorher einer Trennvorriehtung zugeleitet wurde, zuzuführen. In diesem Falle führt man aus der erwähnten Trennvorrichtung die Stärke ab und werden die restlichen Abgänge in den Hydrozyklon eingeleitet. Bei dieser'Art der Behandlung wird die aus der Spitzenöffnung des Hydrozyklons austretende Fraktion der Trennvorriehtung zugeleitet, während die aus der Xberlauföffnung des Hydrozyklons austretenden Eiweissstoffe abgeführt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im weiteren Teil dieser Beschreibung an I-Iand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen Zeichomgen ist unter anderem die Zusammensetzung der aus Zusammenballungen von Stärke-und Eiweiss- partikeln bestehenden Teilchen schematisch dargestellt, während in denselben beispielsweise auch eine geeignete Ausführungsform des Diminutors (Zerkleinerers) und des Hydrozyklons eingezeichnet sind. Weiterhin zeigen diese Zeichnungen beispielsweise einige Schemen, die die Ausführungsmöglichkeiten erläutern sollen.
Fig. 1 entspricht einer schematischen Darstellung in grösserem Massstab eines aus-Mais erhaltenen Stärke-Eiweissgemisches.
Fig. 2 entspricht einem Schema eines mit einem nichtvorbehandelten Stärke-Eiweiss- gemisch angestellten Sedimentationsversuches.
Fig. 3 zeigt ein Schema eines mit dem gleichen Gemisch angestellten Sedimentationsversuches, welches'Gemisch aber in dem Diminutor vorbehandelt worden ist.
Fig. 4 zeigt schematisch einen axialen Querschnitt des Diminutors.
Fig. 5 zeigt schematisch einen Querschnitt des Diminutors der Fig. 4, senkrecht zu dessen Achse.
Fig. 6 zeigt in Sehemaform eine graphische Darstellung der Beziehung, die zwischen der Tangentialgeschwindigkeit einer Suspensionssehicht und dem Radius des Bewegungskreises dieser Dünnsehicht vorliegt.
Fig. 7 entspricht einem Schema einer Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. 8 entspricht einem Schema einer andern Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. 9 zeigt in Sehemaform einen Querschnitt eines Hydrozyklons.
Fig. 10 zeigt eine Obenansicht des Hydrozyklons der Fig. 9.
Fig. 11 entsprieht einem Sehema einer dritten Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. 12 entspricht einem Schema einer vierten Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines teilweise mit Versehlussdeckeln ausgestatteten Multihydrozyklons. Ein Teil des Multizyklons ist fortgelassen.
Fig. 14 zeigt einen Längsschnitt einer sich aus zwei Multihydrozyklonen zusammensetzenden Vorrichtung, die insgesamt 48 parallelgeschaltete Hydrozyklone enthält.
Das Problem der Gewinnung von nicht zur Nahrung bestimmten Stärke wird aus der Fig. 1 erkennbar. Die Stärkepartikeln 17 sind einzeln in eine hauehdiinne zelluloseartige Hülle 18 eingeschlossen. Die Eiweisspartikeln bestehen hingegen aus Konglomeraten 19 von Einzelpartikeln. Die Trennung der Eiweisspartikeln von den Stärkepartikeln ist schwierig.
Einen Grund dafür bildet der Umstand, dass die Eiweisspartikeln eine klebrige Beschaffenheit aufweisen ; folglich liegen ausser den reinenEiweisskonglomeraten auehKonglo- merate vor, die aus Eiweisspartikeln und Stärkepartikeln entstanden sind.
Fig. 2 zeigt, was geschieht, wenn ein Gemisch von Stärke-und Eiweisspartikeln in einen Messzylinder mit Fassungsvermögen 1 Liter eingebracht worden ist (Fig. 2a).
Zuerst wird eine gewisse Venge Stärke zu Boden sinken, während an der Oberfläehe der Flüssigkeit Schaumbildung auftritt (Fig.2b). In der Stärkefraktion lassen sich deutlieh gelbliche Streifen erkennen, die dem Eiweiss zuzuschreiben sind. Im Masse, wie die Stärke zu Boden sinkt, klärt sich die Flüssigkeit, und der Kontakt der sich setzenden Stärke geht mit der Schaumsehicht verloren (Fig. 2c). Auf dem Grunde des gelblichen Flüssigkeitsteils unter dem Schaum bildet sich nun eine zweite Stärkefraktion. Diese zweite Fraktion besteht aus kleinen Stärke- körnern, die nicht durch die Eiweissfraktion hindurch abzusinken vermögen.
Nach etwa halbstündigem Abstehen befindet sich auf dem Boden des Afesszylinders eine verunreinigte Stärkefraktion 20 ; oberhalb derselben ist die Eiweissfraktion 21 und noch hoher liegt die zweite Stärkefraktion 22. Die oberhalb der zweiten Stärkefraktion befindliche Flüssigkeit 23 ist klar, ausser an der Oberfläche, wo sich der Schaum 24 befindet (Fig. 2d).
Die Eiweissfraktion und die beiden Stärke- fraktionen sind nicht scharf gegeneinander abgegrenzt.
Obgleich das in der Industrie angewandte Scheidungsverfahren, bei dem man Fluter und Zentrifugen verwendet, in mancherlei Hinsicht von dem obenerwähnten Sedimentiervorgang verschieden ist, so lässt sich mit Fug und Recht behaupten, dass diejenige Stärke, die bei dem Sedimentationsversueh in der obern Stärkefraktion verbleibt, bei der industriellen Verarbeitung des Mais verloren geht, während die verschwommene Trennungsfläche der verunreinigten Stärkefraktion und der Eiweissfraktion die Sehwie- rigkeiten ahnen lässt, auf die man stossen wird, wenn man auf industriellem Wege versucht, aus einem derartigen Gemisch die Stärke in reiner Form zu gewinnen.
Durch Anwendung richtig bemessener Schubkräfte auf das Oemisch von Stärkepartikeln und Eiweisskonglomeraten bewirkt man, dass diese Konglomerate in kleine Par tikeln zerlegt werden, während die Stärke- partikeln durch die Einwirkung dieser Kräfte fast nicht verändert werden. Das Zerlegen von Eiweisskonglomeraten war stets mit Schwierigkeiten verbunden. Es musste somit eine Vorrichtung erdacht werden, mit der es gelänge, natürliehe Konglomerate von Eiweisspartikeln der Einwirkung von Sehubspannun- gen auszusetzen und mittels dieser Schubspannungen die Konglomerate in Kleinst- partikeln zu zerlegen, ohne dass dabei die Stärkekörner in Mitleidenschaft gezogen werden.
Es wurde gefunden, dal derartige Schubspannungen in einem Diminutor, der geeignete Abmessungen aufweist, erzeugt werden können.
Ein natürliches Eiweissteilchen besteht aus einer Zusammenballung oder Flocke von Eiweisspartikeln, die einer Traube ähnelt.
Der Diminutor zieht naehweislieh die mutmasslich aus Eiweissmolekeln bestehenden Zusammenballungen von Eiweisspartikeln auseinander oder er dispergiert sie, und bewirkt in dieser Weise, dass ein jedes Teilchen, das an sich aus einem Klumpen besteht, in eine grosse Zahl von Einzelteilehen kleineren Ausmasses zerlegt wird.
Die Fig. 3 zeigt, was geschieht, wenn eine Suspension von Eiweiss und Stärke, ähnlich derjenigen, die in der Beschreibung von Fig. 2 genannt worden ist, in einen ähnlichen Messzylinder eingebracht wird, nachdem sie zuvor in einem Diminutor, dessen Abmessun gen und Betriebsverhältnisse später erörtert werden, vorbehandelt ist.
Die mit diesem zweiten Expriment ge zeitigten Ergebnisse ähneln denjenigen, die bei dem ersten Sedimentierversuch heraus- kamen. Folgende Untersehiede ergeben sich aber aus diesen beiden Versuchen. Es sinkt bei dem zweiten Versueh eine grössere Menge Stärke 25 zu Boden, die gelblichen Streifen fehlen nahezu oder ganz, weiterhin ist die Menge der zweiten Stärkefraktion 26 bedeutend geringer und die Trennungsfläche z der Stärkefraktion 25 und der Ei weissfraktion 27 ist stärker ausgeprägt, und die Eiweisspartikeln 27 sinken um vieles langsamer 711 Boden.
Offensichtlicli sind beim zweiten Versueh die Eiweissteilchen vorher zerkleinert worden, und folglich hat sich ihre Setzgeschwindigkeit verringert.
Die Abwärtsbewegung der Stärkekorner wird weniger gehemmt, und folglich können die groberen Stärkekorner, ohne durch Ei weisspartikeln verunreinigt zu werden, schnell zu Boden sinken, während nur die äusserst feinen Stärkekorner in der zweiten Stärkefraktion verbleiben. Die zweite Stärkefraktion ist als verloren zu betrachten. Bei dem zweiten Versuch lässt sich somit mehr Stärke gewinnen und diese Stärke weist eine grössere Reinheit auf als die bei dem ersten Ver. suez gewonnene Stärke.
Der Diminutor ist in Wirklichkeit ein Vor behandlungsapparat, mittels dessen nur das Korn der Eiweisspartikel selektiv zerkleinert wird.
Für die auf dieser Vorbehandlung fol gende Trennung von Stärke und Eiweisspartikeln ist dies wichtig, weil die zwei Partikelarten in ihrer natürlichen Beschaffenheit zum Teil die gleiche Setzgeschwindigkeit aufweisen, jedoch nach Zerkelinerung des Ei weisskorns die Setzgeschwindigkeit der so erhaltenen kleineren Eiweisspartikeln gerin- ger ist, wogegen die Setzgeschwindigkeit der Stärkepartikeln keine Änderung erfahren hat.
Ausserdem verlieren die Eiweisspartikeln hierbei den grössten Teil ihres Haftvermögens ; nach der Zerlegung in feinere Partikeln fehlt den letzteren die Neigung zum Anhaften an Stärkekörnern.
Bei diesen Versuchen, wendete man nicht das in der Industrie übliehe Verfahren zum Trennen von Stärke Tmd Eiweiss an, dennoeh bedient sich die Industrie der gleichen Eigenschaften der Partikeln, insonderheit des Unterschieds der Setzgeschwindigkeiten. Folg- lich stosst sie auf die gleichen. Schwierigkeiten.
Mit Fug und Recht lässt sich aus beiden Versuehen folgern, dass die erfolgte Behand- lung eines Gemisches von Eiweiss-und Stärkepartikeln eine bessere Trennung ergibt, weil die Eiweissteilchen vorher in kleinere Partikeln zerlegt worden sind.
Die Fig. 4 und 5 sind eine schematische Darstellung des Diminutors. In denselben ist 1 eine zylindrische. änssere, 2 eine zylindrische innere Kammer. Die innere Kammer 2 weist somit eine Rotationsinnenfläche auf und ist mit zwei in ihrem Innern angebraehten, zum Abführen vorgesehenen, zentralen Rohrstutzen 3 und weiterhin mit einem Tangentialzulei- tungsrohr 4 ausgestattet. Dieses Rohr 4 ragt durch die Wand der äussern Kammer bzw. des Mantels 1, die mit einer Abfuhrleitung 5 ausgestattet ist, welche Leitung 5 tangential abführt.
Beim Betreiben der Vorrichtung wird das Stärke-Eiweissgemiseh kontinuier- lieh über die Zuleitung 4 in die innere Kammer 2 eingeleitet, in der sich schraubenförmig wirbelnde Suspensionsdünnschichten bilden, die anschliessend aufrecht erhalten werden, wobei jede mehr nach innen befindliehe Dünnschicht eine grössere Rotationsgesehwin digkeit hat als die sie berührende, mehr nach aussen befindliche Dünnsehieht, was bewirkt, dass die Eiweissteilchen durch die auftretell- den Sehubspannungen selektiv zerkleinert werden.
Aus der innern Kammer 2 tritt das Gemisch über die Abfuhrleitung 3 in die äussere Kammer 1 ein und wird aus derselben über die Abfuhrleitung 5 abgeführt.
Aus der Fig. 6 geht die Beziehung hervor, die zwischen der Tangentialgeschwindigkeit einer Snspensionsdiinnschieht nnd dem Ra- dius des Bewegungskreises dieser Dünnsehicht vorliegt. Die Tangentialgeschwindig- keit. Vt ist auf die Ordinatenachse und der Radius B ist auf die Abszissenachse eingetragen. Die vertikalen Linien stellen die Innenwände des Diminutors dar und die gesiriehelten Linien den von dem innern Umkreis der kreisrunden Abfuhrleitung be-- stimmten ideellenZylinder. Weil die richtigen Geschwindigkeiten sich nur schwer feststellen lassen, ist diese Figur nur als schematisehe Darstellung anzusehen.
Versehiedene Experimente zeigten aber, dass die Tangentialgeschwindigkeit an der Peripherie am kleinsten und in der Nähe der Oberfläehe des von dem innern Umkreis der kreisrunden Abfuhrleitung bestimmten obengenannten ideellen Zylinders am grössten ist.
Innerhalb dieses Zylinders kann die Tangentialgesehwindigkeit abnehmen. Die innern Dünnsehiehten können demnaeh eine geringere Tängentialgeschwindigkeit aufweisen als die benachbarten mehr nach aussen befind- lichen Dünnschiehten.
Die Schubspannungen sind durcjh den Zufuhrdruek bedingt. Vervierfacht man den Zufuhrdruck, so tritt das Gemiseh mit etwa doppelter Geschwindigkeit in den Diminutor ein, was zur Folge hat, dass die Gesehwindigkeit an jeder beliebigen Stelle in dem Dimi- nutor etwa den doppeltenWert hat. Gleichzeitig verdoppelt sieh der Untersehied zwischen den an den verschiedenen Stellen auftretenden Geschwindigkeiten und dadurch bedingt, der Wert der Sehubspannungen. Die Sehubspannungen sind ebenfalls von den Dimensionen des Diminutors abhängig ; nach- stehend sollen deswegen geeignete Abmessun- gen angegeben werden.
Es zeigte sich, dass beispielsweise bei ver grössertem Durchmesser der zentralen Ab fuhroffnung die Sehubspannungen die Neigung aufweisen, geringer zu werden, was bewirkt, dass die Teilehengrosse der anfallenden Eiweisspartikeln grober ausfällt. Die Sehubspannungen sind in einem grossen Diminutor kleiner als diejenigen, die in einem kleinen Diminutor auftreten.
Es wurde festgestellt, dass bei Anwendung folgender Drucke die in einem Gemiseh von Stärke, EiweissundWasserenthaltenenEi- weissteilchen in Diminutoren, welche nachstehende Abmessungen aufweisen, selektiv zerkleinert werden können.
Beispiel :
ABC Zufulirdruck atü 4,2 3 2,5 I) urehmesser der innern Kammer (2) mm 30 15 10 IIöhe der innern Kammer (2) mm 20 10 7 Durchmesser der Zufuhroffnung (4) mm 6 3 2 Durchmesser der tiberlauföffnung (3) mm 6 3 2 Lange der innerhalb der innern Kammer hineinragenden Rohrstutzen (3) mm 6 3 2 Durchmesser der äussern Kammer (1) mm 60 30 20 llölle der äussern Kammer (1) mm 40 20 13 Durehmesser der Abfuhroffnung (5) mm 8 4 3 Restdruek atü 0 0 0
Wie bereits oben bemerkt, kann der Zerkleinerungseffekt durch Erhöhung des Zufuhrdruckes verbessert werden.
Sehr gute Ergebnisse erzielt man beispielsweise mit einem Diminutor gemäss dem Beispiel B bei einem Zufuhrdruek von 8 ata.
Fig. 7 zeigt in sehematiseher Form, in welcher Weise ein soleher Apparat in der Industrie angewandt werden kann. Ein Eiweiss-Stärkegemisch 28 wird mittels einer Pumpe 29 kontinuierlich in den Diminutor 30 cinegeleitet, worauf die den Diminutor ver lassenden Fraktionen zusammen in eine Trennvorrichtung 31 eingeleitet werden, die aus Fluter und Zentrifugen zusammengesetzt ist ; mittels dieser Fluter und Zentrifugen wird das Gemisch in eine Stärkefraktion 32 und eine Eiweisfraktion 33 getrennt.
Dieses Schema lässt, sich natürlich in verschiedener Art und Weise variieren. GemälS flein Schema der Fig. 8 wird ein Stärke- Eiweissgemisch 34 unmittelbar einer Trenn vorrichtung 35 zugeleitet, in der das Gemisch in Stärke 36, Eiwiss 37 und eine Zwisehen t'raktion 38 anfgeteilt wird. Diese Trennbehandlung kann Anwendung finden, wenn die Trennvorrichtungen sich aus Fluter und Zen trifugen zusammensetzen, wobei die von den Flutern herrührenden Abgänge in den Zentrifugen behandelt werden.
Ehe man die Zwisehenfraktion 38 wieder den Flutern zuleitet, wird sie mittels einer Pumpe 39 zuerst einem I) iminutor 40 zugeleitet.
Zum Vorbehandeln der Suspension lässt sich anstatt eines Diminutors auch ein Hydrozyklon verwenden. In einem Hydrozyklon wird das Stärke-Eiweij3gemiseh selektiv zerkleinert und zum Teil getrennt. Die Fig. 9 und 10 zeigen je einen Hydrozyklon. Der Hydro zyklon besteht aus einem. zylindrisehen Teil 7, einem konischen Teil 8, einem an dem zylindri- schen Teil 7 tangential angeordneten Zuleitungsrohr 9 und weist weiterhin eine Zu fuhroffnung 10 auf.
Der zylindrische Teil 7 ist mit einer Ver schlusswand 11 und einem mit dieser Ver schlusswand verbundenen Bohr 12 ausgestat tet. Das Rohr 12, welches Überlaufrohr ge nannt wird, weist eine Öffnung 13 auf and ragt in den zylindrisehen Teil 7 hinaus. Der konisehe Teil hat an der Spitze eine Öff- nung 14.
Die Öffnungen 13 und 14 sind kreisförmig und ihre Vittelpunkte liegen auf der Achse des Hydrozyklons. Beim Betreiben der Vorrichtung wird das Gemisch von Stärke, Eiweiss und. Flüssigkeit kontinuierlich, bei spielsweise durch Pumpenwirkung, durch das Zuleitungsrohr 9 und die Öffnung 10 in den zylindrischen Teil des Hydrozyklons eingeleitet.
Die Suspension wird hierbei in schnelle Rotation versetzt, wobei die Geschwindigkeit der Rotation von der Peripherie des Hydrozyklons an in der Richtung zu seiner Achse stetig wäehst. Mit andern Worten, es werden in dem Hydrozyklon konzentrische, schrau- benförmig wirbelnde Dünnschichten des suspendierten Gemisches gebildet und anschliessend aufrecht gehalten, wobei jede Dünnsehicht, die mehr nach innen liegt, eine grössere Rotationsgeschwindigkeit aufweist als die sie berührende, weiter aussen befindliche Dünnselücht. An der Grenzfläche zweier sich berührender Dünnsehichten werden in den suspendierten Teilchen Sehubspannungen her vorgerufen,
durch die die Eiweissteilchen selektiv zerkleinert werden.
Der Zufuhrdruck bewirkt, dass die schrau- benförmige Wirbelbewegung der Dünnschich- ten aufrechterhalten bleibt, ohne dass dazu Schaufeln oder sonstige bewegliche Teile angewandt zu werden brauchen.
Die Fliehkräfte sind infolge der schnellen Rotation grösser als die Schwerkraft. Partikeln niedriger Setzgeschwindigkeit sammeln sich in der Nähe der Achse des Hydrozyklons an und werden über das Überlaufrohr 12 abgeführt, während Partikeln, die eine gTosse Setzgeschwindigkeit aufweisen, in der Richtung zu der Wand fortgeschleudert werden und sich in der Nähe der Hydrozyklonwand ansammeln, um sodann durch die Spitzen öffnung 14 abgeführt zu werden.
Gemäss dem Schema der Fig. 11 wird ein Stärke-Eiweissgemiseh 41 mittels einer Pumpe 42 in eine Hydrozyklonvorrichtung 42 eingeleitet, in der das in dem Gemisch enthaltene Eiweiss in feine Partikeln zerlegt wird. Weiterhin findet in dem Hydrozyklon eine grobe Trennung statt, wobei durch die Spitze eine Fraktion 44 austritt, die reich an Stärke ist, während durch das Überlaufrohr eine Fraktion 45 abgeht, die stärkearm ist. Beide Fraktionen werden anschliessend einzeln einer Behandlung auf Flutern 46 und 49 unterzogen.
Die Abgänge 48 der auf den Flutern behandelten, stärkereichen Fraktion werden zusammen mit dem Konzentrat 51 der stärkearmen Fraktion dem Hydrozyklon wieder zugeleitet, wahrend aus dem Konzentrat 47 der auf den Flutern behandelten stärkereichen Fraktion die Stärke gewonnen wird. Die Abgänge 50 der stärkearmen Fraktion werden weiterverarbeitet. Gemäss der Fig. 12 wird das Stärke Eiweissgemiseh 52 unmittelbar den Flutern 53 zugeleitet. Bei der Verarbeitung auf den Flutern 53 fällt eine eiweissarme Stärkefraktion 54 und eine restliche Fraktion an.
Diese restliehe Fraktion 55 wird mittels einer Pumpe 56 einem Hydrozyklon 57 zugeleitet, in dem das in ihr enthaltene Eiweiss selektiv zerkleinert. wird, worauf eine stärkearme Eiweissfraktion 58 durch das Überlaufrohr und eine stärkereiche Fraktion 59 durch die Spitzen offnung austritt. Diese stärkereiche Fraktion 59 wird wieder den Flutern zugeleitet.
Der Eiweissgehalt einer Stärke, die in einer mit den üblichen Flutern und Zentrifugen arbeitenden Maisstärkefabrik gewonnen wurde, belief sich auf 0, 35 bis 0,40%, während die eingedampfte Eiweissfraktion einen Gehalt von 20 bis 30"/e Stärke aufwies. Nachdem bei dieser Fabrik Hydrozyklone zum Behandeln der restlichen Fraktion, die bei der Behandlung auf den Flutern anfällt, eingeführt worden waren, wurde eine Stärke gewonnen, deren Eiweissgehalt 0, 28 bis 0, 32% betrug, während sich der Stärkegehalt der einge dampften Eiweissfraktion auf 15 bis 25"/o belief.
Die Abmessungen der einzelnen Hvdro- zyklone (vergleiche Fig. 9 und 10) betrugen :
Durchmesser des zylindrischen Teils (7) : 15 mm ; Hohe des zylindrischen Teils (7) : 6 mm ; Hohe des konischen Teils (8) : 68 mm ; Querschnitt der Zufuhroffnung (10) : 7 mm2 ; Durchmesser der Öffnung des Überlaufrohres (12) : 3 mm ; Länge des im zylindrischen Teil befindlichen Überlaufrohres (12) : 5 mm ; Zu fuhrdruck : 8 atü,
Die Kapazität der Vorrichtung belief sich auf 12 t Mais je Std.
Mittels eines aus 192 parallel geschaltetenHydrozyklonenbestehenden Multihydrozyklons wurden pro Stunde 70 m3 Abgänge, die den Flutern entstammten, behandelt. Die Menge und die Znsammensetzung der unterschiedlichen Proclukte werden in naehstehender Tabelle angegeben : Abgänge Eiweiss- Zurückgeleitete der fraktion Fraktion
Fluter Menge(m3/St).7045.25 Unlösliehes (g/l) 40 bis 50 15 bis 20 90 bis 100 Stärke (bezogen auf den Feststoff) #55 15 bis 25 65 bis 70 Eiweiss (bezogen auf den Feststoff) 25 60 bis 70 9 bis 12
Der Mais, der in dieser Vorrichtung behandelt wurde, war von üblicher Qualität.
Es kann sieh als notwendig erweisen, stärkere oder weniger starke Sehubspannungen zu erzeugen, wenn man Mais anderer Herkunft zu verarbeiten hat, der unter andern Ver hältnissen, beispielsweise was die Zeit, die Temperatur oder das Wetter anbelangt, ge- lagert hatte. Muss man mit stärkeren Sehub- spannungen arbeiten, so ist es möglieh, sie durch Steigerung des Zufuhrdruekes zu erzeugen.
Weil die vorerwähnten Diminutoren und Hvdrozvklone nur eine kleine Kapazität auf -eisen, wird man in der Technik eine Anzahl dieser Vorrichtungen paralle] schalten müssen. Die Ergebnisse lassen sich weiterhin noch verbessern, indem man Diminutoren oder Hydrozyklone naeheinander schaltet und in der Weise das Stärke-Eiweissgemisch einer wiederholten Behandlung unterzieht.
Eine Ausführung'eines Multihydrozyklons ist in den Fig. 13 und 14 dargestellt. Es liegt auf der l-land, dass auch die Mjütidiminutoren ähnlich ausgeführt werden könne.
Vorzugsweise werden diese AIultihydro- zyklone und Multidiminutoren aus Gummi angefertigt.