DE2629132C2 - Einrichtung zum kontinuierlichen Klären von Zuckersäften - Google Patents

Description

a) ein ringförmiger, aus mehreren Rohren (11) bestehender Kanal (30) für die Beschickung des Behälters (15) anschließend an die Zuleitung (8),

b) Schaber (14), die gelenkig angebracht sind,

c) zwischen den Abteilen ein rechteckiger Verbindungsschacht (12), der in der Achse des zylindrischen Behälters (15) und zwischen Ablenkblechen (19) an den Böden (3) verläuft, sowie

d) ein Eindickteller (2) im untersten Abteil des Behälters (15).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des rechteckigen Verbindungsschachts (12) in der Richtung vom Kanal (30) zum untersten Boden (3) zunimmt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (30) eine Gasableitung (4) aufweist.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (3) in gleichen Abständen angeordnet sind, aber der Abstand des Unterbodens (16) vom darüberliegenden Boden (3) größer als der Abstand zwischen zwei benachbarten Böden (3) ist.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eindickteller (2) flach ausgebildet ist, einen Durchmesser von 50 bis 60% des Durchmessers des Behälters (15) hat und einen Abstand vom Unterboden (16) von mindestens 460 mm aufweist.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterboden (16) einen Kegelwinkel zwischen 10 und 20° aufweist.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Rohre (11) des Kanals (30), der Abstand zwischen den unteren Enden der Rohre (11) und dem Boden (3) des obersten Abteils sowie die Höhe der Ablenkbleche (19) so bemessen sind, daß bei der Beschikkung des Behälters (15) mit Zuckersaft dieser auf einen Zuckersaft mit gleicher Dichte trifft.

8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (30) eine darin angeordnete Zwischenwand (7) mit senkrechten Schlitzen aufweist sowie ein Ablenkring (10) am unteren Ende der Rohre (11) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zuleitungen (8) vorgesehen sind, die im Uhrzeigersinn tangential zum Kanal (30) und einander gegenüberliegend angeordnet und deren Austrittsöffnungen mit je einer Leitplatte (18) versehen sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (30) mit Rohren (11) ausgerüstet ist, die gleiche Abstände und gleiche Durchmesser haben, und daß ein Schaber (9) zur Reinigung des Ablenkrings (10) vorgesehen ist.

11. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme von Klarsaft am Umfang der Böden (3) jeweils vier kreisbogenförmige Arme (21,22) mit mehreren Abflußöffnungen (28) vorgesehen sind, die an eine Sammelleitung (25) angeschlossen sind, wobei die Verbindung der Abflußöffnungen (28) zu einem Auffangbehälter (24) aus gemeinsamen, in gleichen Abständen voneinander angeordneten Rohrleitungen

(26) besteht, die über dem Auffangbehälter (24) angeordnet sind.

• 12. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im obersten Abteil zwei Rinnen (5) vorgesehen sind, in die durch

Oberlauf Klarsaft aufgenommen werden kann, wobei sich die eine Überlaufrinne (5) innerhalb und die andere Überlaufrinne (5) außerhalb des Kanals (30) befinden.

13. Einrichtung nach einem der vorstehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Boden (3), dem Eindickteller (2) und dem Unterboden (16) Schaber (14) mit jeweils gleicher Länge und mit unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind, wobei die Schaber (14) über dem untersten Boden (3), dem Eindickteller (2) und dem Unterboden (16) die größte Höhe aufweisen, die der l,5fachen Länge des kleinsten Schabers (14) entspricht.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaber (14) an Dreharmen angebracht sind, die paarweise einen Winkel von 180° bilden, wobei die zugeordneten Schaber (14) in einer bestimmten Winkelneigung gegenüber den Dreharmen nach der ihrer Drehrichtung abgewandten Seite abgewinkelt sind.

15. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaber (14) in ihrem oberen Teil (20) mit einem bestimmten Neigungswinkel konkav ausgebildet sind und an ihrem unteren Teil eine austauschbare Schableiste aufweisen.

16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Dreharmen angeordneten Schaber (14) auf dem obersten Boden (3) gegeneinander versetzt, jedoch auf dem untersten Boden (3), auf dem Unterboden (16) und auf dem Eindickteller (2) in fortlaufender Reihenfolge angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum kontinuierlichen Entfernen von Schwebstoffen, die in aus Zuckerrohr hergestellten Zuckersäften enthalten sind. Beim Klären von Rohrzuckersäften besteht das Hauptziel in der Herstellung von klaren und hellen Säften, die von unlöslichen Stoffen befreit sind, sowie von dickflüssigen Melasseschäumen mit einem hohen Anteil an Feststoffen zur besseren Entzuckerung beim Filtrieren.

Eine kontinuierlich arbeitende Kläreinrichtung für Rohrzuckersäfte dient grundsätzlich zwei Vorgängen, nämlich der freien Sedimentation und dem Eindicken

durch mechanische Verdichtung. Ersteres erfolgt hauptsächlich in Abhängigkeit von den Eigenschaften des verwendeten Rohstoffs, vom Wirkungsgrad der Alkalisierung sowie von den technologischen Kennwerten der Kläreinrichtung. Letztere werden im Unterschied zur freien Sedimentation von der Konstruktion der Einrichtung bestimmt, obwohl es eine unumgängliche Voraussetzung ist, daß die freie Sedimentation ohne Beeinträchtigung stattfindet

Derzeit sind verschiedene kontinuierlich arbeitende Kläreinrict langen für Zuckersäfte bekannt, die auf eine Verkürzung der Verweilzeit abzielen. Darunter befinden sich die Vielzellenkläreinrichtungen, die ringförmig und radial gespeist werden, wobei die Klärzellen konisch ausgebildet und mittels konzentrischer Ringe im Inneren der Einrichtung verteilt sind. Der größte Nachteil dieser Konstruktionsform besteht darin, daß diese Kegel sich verstopfen, wenn die Menge der sich absetzenden Feststoffe groß ist Außerdem erschwert die Konstruktionsform der Kegel deren Reinigung.

Eine weitere bekannte Konstruktion mit kurzer Verweilzeit ist eine Kläreinrichtung mit einer einzigen Sedimentationskammer oder -flachwanne, die ringförmig und zentral gespeist wird. Hier liegt der Hauptnachteil darin, daß im Fall eines Aufwirbeins der sich absetzenden Feststoffe wegen des flachen Bodens die gesamte Einrichtung von diesem Aufwirbeln betroffen wird und deshalb die Beschickung eingestellt werden muß. Außerdem ist bei dieser Konstruktion die kurze Verweilzeit hauptsächlich auf die Verwendung von flockenbildenden Stoffen zurückzuführen.

Auch gibt es zum kontinuierlichen Klären von Zucker Einrichtungen mit mehreren horizontal oder etwas schräg angeordneten flachen Böden, auf denen sich Schaber für das Verdichten des Melasseschaums befinden. Dabei ist eine sogenannte Ausflockkammer vorgesehen, in welcher der alkalisierte Zuckersaft fließt und von dort aus die verschiedenen Sedimentationsböden oder -abteile durchläuft. Die Beschickung der flachen Böden kann, je nach der Art der Konstruktion, vom Umfang oder von der Mitte her erfolgen.

Aus der GB-PS 8 37 595 ist eine Kläreinrichtung mit einem zylindrischen Behälter, mehreren Böden, über die Schaber geführt werden, einer Zuckersaftzuführung in das oberste Behälterabteil, einer Abführung von Klarsaft am Außenumfang der Abteile, einer Abführung des Sediments in der Behältermitte, einem unteren Eindickteller und einer Gasableitung für jedes Abteil bekannt.

In der DE-aS 13 00 082 ist eine Vorrichtung zur Schwemmklärung von Zuckerpulpen beschrieben. Die zu klärenden Zuckerflüssigkeiten werden unterhalb des Flüssigkeitspegels eingespeist.

Die DE-OS 14 17 642 berichtet über eine Kläreinrichtung mit verschiedenen Böden, wobei dei' Öffnungsquerschnitt für die Zufuhr der zu klärenden Flüssigkeit von Boden zu Boden zunimmt. Die Einspeisung der Flüssigkeit erfolgt in jedes Abteil im peripheren Bereich.

Die bekannten Einrichtungen haben folgende wesentliche Nachteile:

Sie haben eine lange Verweilzeit, wodurch Verluste durch die inversion der Saccharose entstehen; die Schaber sind zu schwach und erreichen deshalb keine einwandfreie Verdichtung des Sediments; die Leistung dieser Einrichtungen ist dadurch beeinträchtigt, daß sie nur eine kleine Fläche für das Abziehen des Dünn- oder Klarsaftes aufweisen; die Beschickung erfolgt nicht dort, wo die Dichte des zugeführten Zuckersaftes und der Sättigungsgrad einander entsprechend, wodurch im Saft Trübungen und/oder Turbulenzen entstehen; in manchen Fällen weisen die flachen Böden zu große öffnungen auf, so daß die Fläche zur Verdichtung des Sediments gering ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum kontinuierlichen Klären von Zuckersäften anzugeben, die bei geringen Abmessungen eine kurze Verweilzeit und eine gute Verdichtung des Sediments

ίο gewährleistet, wobei gleichzeitig der Einsatz von Ausflockungsmitteln überflüssig ist sowie die Bildung von Trübungen im Klarsaft und ein Verstopfen von Teilen der Einrichtung durch Sediment verhindert werden.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Einrichtung mit einem zylindrischen Behälter, der durch mehrere kegelförmige Böden mit darüberliegenden Schabern in mehrere Abteile unterteilt ist und einen Unterboden, mindestens eine Zuleitung im obersten Abteil für den zu klärenden Zuckersaft, Ableitungen für Klarsaft jeweils am Außenumfang der Böden und Ableitungen für Gase aus jedem Abteil.
Die Einrichtung ist gekennzeichnet durch

a) einen ringförmigen, aus mehreren Rohren bestehenden Kanal für die Beschickung des Behälters anschließend an die Zuleitung,

b) Schaber, die gelenkig angebracht sind,

c) einen zwischen den Abteilen vorgesehenen rechteckigen Verbindungsschacht, der in der Achse des zylindrischen Behälters und zwischen Ablenkblechen an den Böden verläuft, sowie

d) einen Eindickteller im untersten Abteil des Behälters.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt die Zufuhr des Zuckersaftes an den Stellen, wo die Dichte des Saftes in der Einrichtung etwa so groß ist wie diejenige des einfließenden Zuckersaftes. Dies wird ermöglicht einerseits durch die Länge der Rohre des Kanals für die Beschickung des Behälters sowie die Entfernung zwischen den unteren Enden dieser Rohre und dem Boden des obersten Abteils und andererseits durch die Höhe der Ablenkbleche an den Böden. Dadurch erzielt man einen laminaren Saftstfrom. Die einzelnen Abteile und Böden rind in der Mitte untereinander durch einen rechteckigen Verbindungsschacht verbunden, dessen Abmessungen die Hydrodynamik bei der Zufuhr des Zuckersaftes und den Abfluß des Melasseschaums begünstigen. Außerdem gestattet dieser Verbindungsschacht, den flachen Böden eine solche Neigung und Form zu verleihen, daß bei jedem Boden drei verschiedene Zonen gebildet werden: Eine erste Zone für den Klarsaft, eine zweite Zone für den mittleren oder mittelklaren Saft und eine dritte Zone für den Melasseschaum. Dabei kann die optimale Entnahme- und Beschickungshöhe eingestellt werden, bei der eine einwandfreie Verteilung des eingespeisten Saftes sowie ein ruhiger Stofffluß in der Einrichtung gegeben sind.

Die Leistung der Einrichtung wird voll ?usgeschöpft, weil die jeweiligen Entnahmen einzeln über die Böden, die Gasableitungen, welche in den eventuell vorhandenen sogenannten toten Zonen angebracht sind, sowie über das oberste Abteil der Einrichtung erfolgen. Die erfindungsgemäße Einrichtung hat im Unterschied zu den üblichen Einrichtungen keine Ausflockkammer, da die Rohre des ringförmigen Kanals aufgrund ihrer Länge, ihrers Durchmessers und ihrer Anzahl die Reaktion zwischen dem Calciumhydroxid und dem Phosphat im Inneren der Rohre ermöglichen. Im Vergleich zu sonsti-

gen Kläranlagen mit ringförmigen Kanälen für die Saftzufuhr besitzt die erfindungsgemäße Einrichtung eine größere Kontaktfläche für die Vollendung der Reaktion. Die hier verwendeten Schaber sind robust gebaut, haben in Abhängigkeit vom Durchmesser des zylindrisehen Behälters und von der lichten Höhe zwischen den einzelnen Böden größere Abmessungen als allgemein üblich. An ihrem unteren Teil weisen die Schaber eine Schableiste aus weichem oder elastischem Material auf.

Die Schaber sind in ihrem oberen Teil mit einem bestimmten Neigungswinkel konkav ausgebildet, was die Mitnahme, die Verdichtung und die Entnahme des Melasseschaums auf den Böden und dem Unterboden der Einrichtung günstig beeinflußt. Der Eindickteller im untersten Abteil verbessert das Eindicken des Melasseschaums und reguliert dessen Bewegung zum Umfang des Unterbodens hin, wodurch das Volumen des Melasseschaums verringert wird.

Aufgrund aller vorstehend genannten Merkmale ergibt sich für das kontinuierliche, mit hoher Geschwindigkeit erfolgende Klären von Zuckersäften eine Einrichtung, deren Abmessungen um 60 bis 70° kleiner als bei üblichen Einrichtungen sind und in der Zuckersäfte mit einem hohen Sedimentgehalt von 5 bis 8 Volumprozent bei einer Verweilzeit verarbeitet werden können, die um 75% niedriger liegt als die übliche Verweilzeit, d. h. bei etwa einer Stunde. Dabei erhält man einwandfrei geklärte Zuckersäfte ohne Zusatz von Koaguliermitteln oder anderen Hilfsstoffen.

Außerdem bietet die erfindungsgemäße Einrichtung verbesserte Möglichkeiten zur automatischen Steuerung des Verfahrens.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Einrichtung;

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des ringförmigen, aus mehreren Rohren bestehenden Kanals für die Beschickung der Einrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Ablenkbleehe am Verbindungsschacht;

F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen abgewinkelten Schaber;

F i g. 5 eine Draufsicht auf den ringförmigen, aus mehreren Rohren bestehenden Kanal; und

F i g. 6 einen Grundriß der Einrichtung mit ihren Ableitungen.

Ein zylindrischer Behälter 15, dessen Höhe etwa seinem Durchmesser entspricht, hat einen kegelförmigen Unterboden 16 mit einem Kegelwinkel zwischen 10 und 20°. Im inneren des Behälters 15 befinden sich mehrere flach ausgebildete, nur geringfügig schräg stehende Boden 3. Diese sind derart angeordnet, daß sie einzelne Abteile bilden, die bei gleichem gegenseitigen Abstand miteinander verbunden sind, mit Ausnahme des untersten Abteils, dessen Abstand von dem darüberliegenden Abteil größer als der Abstand zwischen den übrigen Abteilen bemessen ist In diesem untersten Abteil befindet sich konzentrisch zur Wand des Behälters 15 ein Eindickteller 2, der flach ausgebildet ist und einen Durchmesser von 50 bis 60% des Durchmessers der Einrichtung und einen Abstand vom Unterboden 16 von nicht weniger als 460 mm hat

Die Beschickung der Einrichtung erfolgt über einen ringförmigen, aus mehreren Rohren bestehenden Kanal 30, der in seinem Inneren eine Zwischenwand 7 mit senkrechten Schlitzen aufweist, durch die hindurch die Verteilung des eingespeisten Zuckersaftes durch Oberlauf stattfindet und deren rechteckige Form sowie öffnungs- und Schließquerschnitte derart gewählt sind, daß eine Verstopfung durch feste Verunreinigungen im Zukkersaft verhindert wird. Außerdem ist eine Gasableitung 4 für den Abzug der Gase vorgesehen, die beim Überlauf entstehen. Der Strom des alkalisierten Zuckersaftes wird tangential zum ringförmigen Kanal 30 über zwei Zuleitungen 8 eingeführt, deren Austrittsöffnungen diametral angeordnet und mit je einer Leitplatte 18 versehen sind, die eine Wirbelbildung bei der Verteilung des Saftes verhindern. Am unteren Ende der Rohre 11 ist für die Verteilung des Zuckersaftes im ersten Abteil ein breiter Ablenkring 10 angeordnet, der mittels eines gelenkig angeordneten Schabers 9 saubergehalten wird. Von diesem ersten Abteil aus ist es möglich, durch Überlauf in Rinnen 5 Klarsaft zu entnehmen.

Die Zufuhr zu den zahlreichen flachen Böden 3 erfolgt durch den mittleren rechteckigen Verbindungsschacht 12, der vom obersten bis zum untersten Boden führt und dabei in zunehmendem Maß seine Querschnittsfläche vergrößert. Der Verbindungsschacht 12 wird unter Mitwirkung von Ablenkblechen 19 gebildet. Die Feststoffe, die sich auf jedem der Böden 3 absetzen, werden in Richtung auf den Verbindungsschacht 12 von Schabern 14 mitgenommen, welche auch zur Verdichtung der Feststoffe beitragen und auch auf dem Unterboden 16 der Einrichtung sowie auf dem Eindickteller 2 vorhanden sind. Diese robust und mit großen Abmessungen ausgebildeten Schaber 14 sind gelenkig angebracht und weisen an ihrem oberen Teil 20 eine bestimmte konkave Abwinkelung auf, welche die Mitnahme und Verdichtung des Melasseschaums begünstigt. Die Schaber sind auf um 180° versetzten Armen montiert und werden somit in Draufsicht in entgegengesetzten Richtungen bewegt; sie sind auf den oberen Boden versetzt angeordnet, jedoch auf den unteren Böden, auf dem Eindickteller und auf dem Unterboden 16 in fortlaufender Reihenfolge angebracht·.

Die Entnahme des Klarsaftes am Umfang jedes Bodens erfolgt mittels kreisbogenförmiger Arme 21, 22, die mehrere Abflußöffnungen 28 besitzen, welche in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind und deren Abmessungen entsprechend denjenigen der Boden 3 verschieden sind. Zu den Auffangbehältern 24 führen von jedem Boden aus einzelne Rohrleitungen 29 sowie eine gemeinsame Rohrleitung 26, die jeweils an eine Sammelleitung 25 angeschlossen ist und durch die der Klarsaft von den Böden aus aufsteigt, mit Ausnahme des letzten Bodens, dessen Klarsaft bereits von den kreisbogenförmigen Armen 21, 22 aufgenommen wurde. Die einzelnen Rohrleitungen 29, die von dem obersten Boden ausgehen, sind vqr der Einmündung in die Sammelleitung mit einem Ventil versehen, so daß die Durchsatzmenge geregelt werden kann.

Die Ableitungen 23 für die Gase aus den Böden sind symmetrisch zueinander angeordnet, während die Ableitung des Unterbodens 16 für sich allein angebracht ist Die Ableitungen können dazu verwendet werden, Klarsaft; aus den sogenannten toten Zonen zu entnehmen.

Weiterhin sind eine Ableitung 6 aus der weiter außen gelegenen Oberlaufrinne 5 für den Klarsaft, eine Hilfsleitung 13 zur Verflüssigung und Reinigung, eine Innenwand 17 des Kanals 30 und ein Schnellverschluß-Schieber 27 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum kontinuierlichen Klären von Zuckersäften mit einem zylindrischen Behälter (15), der durch mehrere kegelförmige Böden (3) mit darüberliegenden Schabern (14) in mehrere Abteile unterteilt ist und einen Unterboden (16), mindestens eine Zuleitung (8) im obersten Abteil für den zu klärenden Zuckersaft, Ableitungen (29) für Klarsaft jeweils am Außenumfang der Böden (3) und Ableitungen (23) für Gase aus-jedem Abteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen sind