Verfahren zum kontinuierlichen Auslaugen von Zuckerrübenschnitzeln Ein nach dem Gegenstromprinzip arbeitendes kontinuierliches Auslaugeverfahren weist zahlreiche Vorteile gegenüber dem diskontinuierlichen Batterie verfahren auf, weshalb man auch in der Zucker industrie bestrebt war, solche Verfahren einzu führen. Es sind Verfahren bekannt, bei welchen die Zuckerschnitzel durch Schnecken gefördert wer den. Die Schnitzel sind bei einem solchen Verfahren hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, sie werden stark beschädigt, was die Auslaugung nachteilig beeinflusst.
So bildet sich ziemlich viel Mus, die Flüssigkeit dringt nur schwer durch das Gut und die Qualität des Saftes wird schlechter. Um dies zu vermeiden, arbeitet man mit möglichst dicken Schnitzeln. Diese Arbeitsweise ist aber nach teilig, weil dadurch die Auslaugebedingungen schlechter werden und entweder der Saftabzug oder die Auslaugedauer oder aber der Zuckerverlust er höht wird.
Bei den mit Förderschnecken arbeitenden Ver fahren wird die Auslaugung auch dadurch ver schlechtert, dass in dem Gut eine Rückmischung auftritt, das heisst die Schnitzel bewegen sich nicht parallel zu den Gefässwänden, sondern quer und sogar entgegengesetzt zu der Förderrichtung. Diese Nachteile werden teilweise durch die Auslaugevor- richtung nach Oller behoben.
Diese Vorrichtung be steht aus mehreren lotrechten Rohren, die durch gekrümmte Verbindungsstücke verbunden sind und in welchen eine endlose mechanische Transportvor richtung die Schnitzel mit gleichmässiger Geschwin digkeit befördert im Kontakt mit einer in entgegen gesetzter Richtung fliessenden Auslaugeflüssigkeit. Die endlose mechanische Transportvorrichtung be steht aus einer Reihe von transversalen, durchloch ten Platten, die durch endlose Zugketten getragen werden.
In dieser Vorrichtung arbeitet man auch mit dicken Schnitzeln, damit diese die lange Rohr leitung und insbesondere die Rohrkrümmer ohne besondere Desintegrierung durchlaufen können und weiter, dass der Saft die Schnitzelsäule mit entspre chender Geschwindigkeit durchfliessen kann. Bei den dicken Schnitzeln sind aber die Auslaugebedingun- gen schlechter, wodurch die Dauer der Extraktion erhöht wird. Bei einer solchen Vorrichtung beträgt die Diffusionszeit mindestens 60 Minuten. Die scharfen Rohrkrümmer verursachen eine erhebliche Rückmischung sowohl in dem Saft als auch in den Schnitzeln.
Eine Rückmischung wird auch durch jede Änderung der Bewegungsrichtung verursacht, da die Schnitzel abwechselnd auf einander gegen überliegende Flächen zweier benachbarter Platten der Fördervorrichtung zu liegen kommen.
Falls die Diffusionsflüssigkeit in der Rohrleitung von unten nach oben fliesst, ist die Konzentration und auch die Dichte im obern Teil höher, so dass schon dadurch eine Rückmischung zustande kommt. Die scharfen Rohrkrümmer sind auch deshalb nachteilig, weil die Schnitzel an der innern Seite der Krümmer stark zusammengepresst werden und diesen Zustand dann in gewissem Grad auch in dem geraden Teil des Rohres beibehalten.
Dadurch bilden sich in der Schnitzelsäule Kanäle, über welche die Diffusions- flüssigkeit wegrinnen kann, welcher Umstand die Diffusion weiter verschlechtert. Dies würde beson ders bei dünneren Schnitzeln auftreten.
Die E_ rfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Auslaugen von Zuckerrübenschnitzeln, welche die obengenannten Nachteile beseitigen.
Es wurde gefunden, dass man bei dem konti nuierlichen Verfahren dünnere Schnitzel verwenden kann, wenn man die Schnitzel schonend befördert und eine Rückmischung möglichst ausschliesst. Die dünnen Schnitzel sind deshalb vorteilhaft, weil die Auslaugebedingungen günstiger sind. Bei Anwendung von dünnen Schnitzeln ist es möglich, den Zuckerverlust oder den Saftabzug oder die Diffusionszeit oder mehrere dieser Faktoren gleich zeitig zu vermindern. Es ist vorteilhaft, wenn man die Diffusionszeit herabsetzt, weil dadurch die un bekannten Verluste vermindert werden und auch die Qualität des Saftes erhöht wird.
Die Vorrichtung kann man kleiner bemessen, bzw. es kann die Lei stungsfähigkeit einer gegebenen Vorrichtung ge steigert werden.
Als Messwert der Schnitzeldicke kann man die spezifische Schnitzellänge angeben, worunter die Ge samtlänge der einzelnen Schnitzel in Metern von 100 g Schnitzel verstanden wird. Die angeführten spezifischen Schnitzellängen beziehen sich auf solche Schnitzel, die mit Messern mit 6-mm-Teilung her gestellt worden sind.
Im Sinne der Erfindung werden zum Diffusions- verfahren solche Schnitzel verwendet, deren spezi fische Schnitzellänge mehr als 15 m/100 g beträgt, wobei die Schnitzel auf einer solchen Bahn befördert werden, dass im plasmolysierten Teil der Schnitzel füllung keine Rückmischung stattfindet.
Dabei ist es von Vorteil, wenn man solche dünne Schnitzel verwendet, deren spezifische Schnitzellänge höher ist als 20 m/100 g, vorzugsweise zwischen 25 und 30 m/100 g liegt.
Unter Plasmolyse wird das Abtöten der Schnitzel zellen verstanden, wodurch die Schnitzel in einen zur Diffusion geeigneten Zustand gebracht werden. In der Praxis wird dies durch Erwärmen über 70 C'. erreicht.
Die Auslaugung wird erfindungsgemäss in einem U-förmigen Gefäss mit ungleicher Schenkellänge durchgeführt. Die Beschickung der Schnitzel erfolgt zweckmässig in dem kürzeren Schenkel. Sie werden dabei entgegen der Strömung der in den längeren Schenkel eingeführten Flüssigkeit geschleppt, wobei man das die Plasmolyse herbeiführende Erwärmen vorteilhaft im kürzeren Schenkel des U-förmigen Gefässes vornimmt. Dieses Erwärmen kann man durch Einführen von Dampf erreichen, man arbeitet aber auch zweckmässig so, dass man einen Teil des ausfliessenden Rohsaftes erwärmt und in den kürzeren Schenkel des Auslaugegefässes zurückführt.
Die Plasmolyse kann auch in dem längeren Schenkel des U-förmigen Gefässes durchgeführt wer den. In diesem Fall leitet man dort zweckmässig Dampf zu.
Zum Auslaugen der Rübenschnitzel wird erfin dungsgemäss ein U-förmiges Gefäss mit ungleicher Schenkellänge verwendet, wobei der Bogen des Rohrkrümmers zwischen den beiden Schenkeln derart bemessen wird, dass das Verhältnis des der vom Mittelpunkt des Bogens entfernter liegenden Wand zugeordneten Radius zu dem der dem Mit telpunkt näher liegenden Wand zugeordneten Radius geringer als 3, vorzugsweise geringer als 2, ist.
Falls die Plasmolyse erst in dem längeren Schenkel des U-förmigen Gefässes durchgeführt wird, ist die Krümmung des bogenförmigen Teils nicht so kritisch, als wenn die Schnitzel im plasmo- lysierten Zustand durch diesen Teil gefördert wer den, da die noch rohen Schnitzel ohne nachteilige Folgen höhere mechanische Beanspruchungen er tragen.
Die Schnitzel werden zweckmässig dem kürzeren Schenkel des Gefässes zugeführt und entgegen der Strömungsrichtung der in den längeren Schenkel ein geführten Auslaugeflüssigkeit befördert. Der Unter schied im Flüssigkeitsniveau in den beiden Schen keln wird dabei derart gewählt, dass der dem Ni veauunterschied entsprechende Flüssigkeitsdruck gleich dem hydrodynamischen Widerstand der geför derten Schnitzelfüllung ist, so dass der Diffusions- rohsaft aus dem kürzeren Schenkel frei herausfliesst. Zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit bzw.
zwecks Erhöhung des hydrodynamischen Wider standes kann man einen Teil des herausfliessenden Rohsaftes in den kürzeren Schenkel des Auslauge gefässes zurückführen. Der zurückgeführte Saft kann zugleich auch zur Erwärmung der Schnitzel verwen det werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Auslaugevorrich- tung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 stellt die Vorrichtung im Längsschnitt bzw. in Ansicht dar. Die Fig. 2 stellt einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 dar. Fig. 3-5 zei gen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.
In der Achse des U-förmigen Auslaugegefässes 1 verschiedenlanger Schenkel ist die Förderkette 2 an geordnet, auf welcher Förderstangen 3 angeordnet sind. Die Förderkette 2 wird durch das Kettenrad 4 durch die Spannvorrichtung 5 in Richtung des Pfeils 6 bewegt. Im Rohrkrümmer liegt die Förder- kette auf der Leitbahn 7 auf. Diese Leitbahn er streckt sich auch auf den kürzeren Schenkel des Auslaugegefässes und läuft in den schrägen Teil 7' aus.
Die frischen Rübenschnitzel werden durch das Förderband 8 zugeführt, fallen teilweise auch durch die Räume zwischen den Förderstangen, so dass das Auslaugegefäss gleichmässig mit Schnitzel gefüllt wird. Das Frischwasser fliesst aus dem Behälter 9 durch das Regelventil 10 und durch die Verteiler vorrichtung 11 in das Auslaugegefäss. Diese Vertei lervorrichtung ist ringförmig ausgebildet und ist mit dem innern Teil des Auslaugegefässes durch zahl reiche Verbindungsröhrchen verbunden. Im Behälter 9 ist der Flüssigkeitsregler 12 vorgesehen. 13, 13', 13" sind Glasrohre zum Anzeigen des Flüssigkeits niveaus. Der Schlund 14 ist oberhalb der Schnitzel presse 15 angeordnet.
Das Presswasser der Schnitzel presse 15 wird durch die Leitung 16, die Aufwärme vorrichtung 17 und den Verteilerring 18 in das Aus laugegefäss 1 zurückgeführt. In der Leitung 16 ist vorteilhaft die Pumpe 19 angeordnet. Der Rohsaft fliesst durch die Ringkammer 20 in den Behälter 21 ab. Die innere Wand der Ringkammer 20 ist perfo riert. Einen Teil des Rohsaftes kann man durch die Leitung 22, die Pumpe 23, die Aufwärmevorrich tung 24 und die Ringleitung 25 in das Auslauge gefäss zurückführen. Der Zweig 26' der Dampflei tung 26 ist mit der dampfverteilenden Ringleitung 27 verbunden, wobei der Zweig 26" entlang der Leitbahn 7' und 7 geführt ist und die Mündung 27' desselben sich in der Höhe der Ringleitung 27 be findet.
Der Rohrkrümmer zwischen den zwei lotrechten Schenkeln des Auslaugegefässes besitzt einen so grossen Krümmungsradius, dass die Schnitzel über mässigen mechanischen Beanspruchungen nicht aus gesetzt sind, während sie diesen bogenförmigen Teil passieren, und eine Rückmischung findet nicht statt, das heisst die Schnitzel verändern ihre gegenseitige Lage praktisch nicht. Diese Bedingungen können in der Praxis verwirklicht werden, wenn das Verhältnis des der äussern Wand zugeordneten Radius r2 und des der innern Wand zugeordneten Radius r1 ge ringer ist als 3.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Rübenschnitzel gelangen vom Förderband 8 in das Auslaugegefäss 1 und werden durch die Förderstangen 3 durch das Auslaugegefäss hindurch entgegen der Strömungsrichtung des durch den Ver teilerring 1l zugeführten Frischwassers geschleppt. Die frischen Rübenschnitzel werden durch den über die Leitungen 27 und 27' zugeführten Dampf auf eine Temperatur von 75-80 erwärmt, wodurch die Zellen abgetötet, plasmolysiert und auf diese Weise zur Diffusion geeignet gemacht werden.
Das Erwär men kann nicht nur mittels Dampf vorgenommen werden, sondern man kann auch einen Teil des Rohsaftes durch die Leitung 22 abzweigen, im Er wärmer 24 erwärmen und durch die Ringleitung 25 in das Auslaugegefäss zurückführen. Man kann auch die beiden Massnahmen kombiniert anwenden. Die Schnitzel werden durch die Kettenfördervorrichtung über das Auslaugegefäss dem Schlund 14 zugeführt, aus welchem die ausgelaugten Schnitzel in die Schneckenpresse 15 gelangen. In dieser Presse wer den die Schnitzel nur bis etwa 11-12114 Trocken substanzgehalt ausgepresst.
Bei diesem milden Pres sen wird nur 70-801/o desjenigen Presswassers er halten, welches bei den gewöhnlichen Pressen bis 17-l 8 hr Trockensubstanzgehalt erhältlich ist. Dieses milde Pressen ist deshalb vorteilhaft, weil dabei geringere Mengen von Schnitzelfasern in das Presswasser gelangen, so dass dieses ohne ander weitige Massnahme für die Rücknahme unmittelbar geeignet ist. Das ganze Presswasser wird dann über die Leitung 16, den Erwärmer 17 und den Vertei ler 18 in die Auslaugesäule zurückgeführt.
Auf diese Weise kann man die Zuckerverluste und den Frisch wasserbedarf der Auslaugevorrichtung vermindern, wobei kein Abwasser entfällt. Die Strömung der Auslaugeflüssigkeit wird durch den hydrostatischen Druck gesichert, der durch die Flüssigkeitssäule zwischen dem Ausflussniveau hl des Rohsaftes und dem Niveau h2 der Frischwasser zuführung erzeugt wird. Dieser hydrostatische Druck ist gleich dem hydrodynamischen Widerstand der Flüssigkeit, der beim Durchströmen der Schnitzel säule entsteht.
Das Auslaugegefäss wird so bemessen und der Betrieb so geregelt, dass bei einer vorbe stimmten Leistung die Auslaugung bis zu einem durch wirtschaftliche Erwägungen bestimmten Grade erfolgt. Zu diesem Zwecke muss man bei gegebener Schnitzelqualität die Auslaugedauer und den Saft abzug entsprechend einstellen. Diese können durch die Geschwindigkeit der Förderkette, durch die Ein stellung des Wasserniveaus im längeren Auslauge schenkel und weiter durch die Menge des zurück geführten Rohsaftes bei der Ausflussstelle geregelt werden.
Der zurückgeführte Rohsaft erhöht nämlich den Strömungswiderstand, dessen Höhe durch die Menge des zurückgeführten Rohsaftes geregelt wer den kann.
Zum Beispiel werde eine Vorrichtung mit einem Auslaugerohrdurchmesser von 1,5<B>in</B> verwendet, in deren bogenförmigem Teil die Radien r.., <I>= 4 m</I> bzw. r1 = 2,5 m sind, so dass das Verhältnis der selben 1,6 beträgt. Wenn die Länge des Rohres, in welchem eine Auslaugung erfolgt, 16 m beträgt und die spezifische Schnitzellänge der verwendeten Rü benschnitzel 30 m/100 g, die Fördergeschwindigkeit der Kette 0,006 m/sec. und des Saftabzuges 1,2 ist, dann ergibt sich eine Auslaugezeit von 44 Minuten.
Beim oben geschilderten Betriebsgang ist der Zuckerverlust 0,015 m/100 g = 1,5 !o-, berechnet auf den Zuckergehalt der Rübe. In der beschrie benen Vorrichtung sind die einzelnen Förderstangen 3 in einem Abstand von 50 cm voneinander ange ordnet. Der hydrostatische Druck der Auslauge flüssigkeit, das heisst der Höhenunterschied zwi schen den Niveaus h2 und hl beträgt etwa 6 m.
Man kann auch so arbeiten, dass man das zur Plasmolyse nötige Erwärmen der Schnitzel nicht durch die Dampfzuführungen 27 und 27' bzw. durch das Erwärmen des bei 25 zurückgeführten Roh saftes, sondern durch den über die Ringleitung 28 zugeführten Dampf vornimmt. In diesem Falle findet die Auslaugung nur im längeren lotrechten Schenkel des U-förmigen Auslaugegefässes statt, wo die Schnitzel auf einer geraden Bahn befördert werden und in dem plasmolysierten Zustand nicht so hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind wie in dem bogenförmigen Teil. Bei einer solchen Be triebsführung ist die Wahl von grossen Radien für den bogenförmigen Teil nicht so -kritisch.
Die in den Fig. 3-5 veranschaulichte Vorrich tung unterscheidet sich von der in Fig. 1 und 2 dar gestellten hauptsächlich dadurch, dass der Quer schnitt des Auslaugegefässes nicht kreisförmig, son dern rechteckig ist. Die Fördermittel bestehen aus gelochten Rahmen 30, auf welchen die Querketten 31 angebracht sind. Diese Rahmen besitzen Vor sprünge 32, die mit den Förderketten 33 verbun den sind, welche beide in den Führungsnuten 34 ge führt werden. Diese Führungsnuten sind an der Wand des Auslaugegefässes ausgebildet. Die in der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 angewandte Leitbahn 7 erübrigt sich hier.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass bei der Ausführungsform nach Fig. 3-5 anstatt der Spannvorrichtung 5 ein ortsfestes Förderrad 5' angeordnet ist und die Führungsketten durch das in vertikaler Richtung verstellbare Führungsrad 4' ge spannt werden.