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Title:
PROCESS AND DEVICE FOR PREVENTING CRUST FORMATION IN CONTINUOUSLY OPERATING SUGAR-CRYSTALLIZATION EQUIPMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/006682
Kind Code:
A1
Abstract:
In the horizontal-throughput sugar-crystallization equipment used in the process of the invention, the individual digester chambers are separated by partition walls whose upper edges extend into the vapour space, and the zones in which crusts tend to form, in particular the partitions, are continuously wetted with water at least in the region of their upper edges.

Inventors:
VON DOERING TILO (DE)
HECKEN WILFRIED (DE)
SUTTER RALPH (DE)
Application Number:
PCT/EP1989/001308
Publication Date:
May 16, 1991
Filing Date:
November 02, 1989
Export Citation:
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Assignee:
PFEIFER & LANGEN (DE)
International Classes:
B01D9/00; C13B30/02; (IPC1-7): B01D9/00; C13F1/02
Foreign References:
GB1140948A1969-01-22
GB1141639A1969-01-29
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Claims:
Anεprüche :
1. Verfahren zur Verhinderung der Kruεtenbildung in kontinu¬ ierlich arbeitenden ZuckerKriεtallisationsapparaten mit horizontalem Füllmassedurchlauf, bei denen die einzelnen Kochkammern durch Trennwände abgeteilt sind, die mit ihrer Oberkante in den Brüdenraum hineinragen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zur Ver¬ krustung neigenden Bereiche, insbesondere die Trennwände jeweils zumindest im Bereich ihrer Oberkante ununterbrochen mit Wasεer benetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Benetzung der Wandbereiche, insbesondere der Trennwände, erforderlichen Wassermengen durch örtliche Küh¬ lung der Brüden jeweils im Bereich Oberhalb der zu benetzen¬ den Wandbereiche, insbesondere der Trennwandoberkanten in¬ folge Kondensation gewonnen und die Benetzung durch Über¬ leitung deε Kondenεats auf die zu benetzenden Wandbereiche, insbesondere auf den in den Brüdenraum ragenden Trennwand¬ flächen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation über Kühlkörper erfolgt, die von einem strömungεfähigen Kühlmedium, vorzugsweise regel oder steuer¬ bar durchströmt werden und daß das sich auf dem Kühlkörper niederschlagende Kondensat jeweils auf die Trennwandflächen abgeleitet wird.
4. Kontinuierlich arbeitender ZuckerKristallisationsapparat mit horizontalem Füllmassedurchlauf zur Durchführung des Verfahrenε nach den Anεprüchen 1 bis 3, bei dem die einzelnen Kochkammern (1, 2) durch Trennwände (3) abgeteilt sind, die jeweilε mit ihrer Oberkante (4) in den Brüdenraum (7) hinein¬ ragen, dadurch gekennzeichnet, daß im Brüdenraum (7) ein vorzugεweise rohrförmiger Kühlkörper (9) in Längsrichtung verlaufend jeweils unmittelbar oberhalb des zu benetzenden. Bereichs, vorzugsweise oberhalb einer Trennwand (3) angeordnet ist, dessen Innenraum mit einer Vesorgungsein richtung (13) für ein stromungsfähiges Kühlmedium in Ver¬ bindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (9) fest im Bereich der Oberkante (4) mit der Trennwand (3) verbunden ist.
Description:
Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung der

Krustenbildung in kontinuierlich arbeitenden Zucker-Kristallisationsapparaten

Beschreibung;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Krustenbildung in kontinuierlich arbeitenden Zucker-Kristal- lisationsapparaten mit honrizontalem Füllmassedurchlauf, bei denen die einzelnen Kochkammern durch Trennwände abge- teilt sind, die mit ihrer Oberkante in den Brüdenraum hin¬ einragen.

Bei Zucker-Kristallisationsapparaten der vorstehend bezeich¬ neten Art hat sich gezeigt, daß die meist in Form von Trenn- blechen ausgeführten Trennwände innerhalb kurzer Zeit durch Ablagerungen von Zuckerkristallen verkrusten. Je. reiner die Füllmasse, d.h. das Gemenge aus Sirup und Kristallen ist, umso schneller bildet sich die Verkrustung. Derartige Ver- krustungen beeinträchtigen die Funktion eines derartigen Apparates so stark, daß er u. U. jede Woche stillgelegt und ausgekocht werden muß . Die dadurch entstehende Störungen des kontinuierlichen Betriebs sind erheblich. Man hat zwar

versucht, das Entstehen der Verkrustungen durch die Anordnung beweglicher Düsen zu verhindern, durch die Sirup auf den Verkrustungsbereich aufgesprüht wird. Eine kontinuierliche, ununterbrochene Laufzeit konnte hierdurch jedoch nicht er- reicht werden, lediglich der Zeitraum, in denen der Apparat weitgehend störungsfrei arbeitet, bevor er wieder zur Beseitigung der Krusten stillgesetzt werden muß, konnte in etwa verdoppelt werden. Der Nachteil einer derartigen Düsenanordnung besteht zum einen darin, daß mit den beweg- liehen Düsen nicht alle von Verkrustungen betroffenen

Bereiche, auch Bereiche der besprühten Trennwände, erreicht werden konnten, so daß sich störende Verkrustungen trotzdem aufbauen konnten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Düsen immer wieder verstopfen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine Verkrustung so wirksam verhindert, daß ein derartiger Kochapparat tatsächlich ununterbrochen über mehrere Monate, d.h. beispielsweise während einer ganzen Zuckerrübenkampagne betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zur Verkrustung neigenden Wandbereiche, insbesondere die Trennwände jeweils zumindest im Bereich ihrer Oberkante ununterbrochen mit ' Wasser benetzt werden. Durch die ununter¬ brochene Benetzung der im Brüdenraum liegenden Wandbereiche, insbesondere der hineinragenden Bereiche der Trennwände wird erreicht, daß aufgrund des Kochprozesseε auf der Füllmasse ausgeschleuderte Tropfen sich an den freien Flächen, ins- besondere den Trennwandflächen nicht festsetzen können. ' Dies gilt auch für den unmittelbaren Grenzbereich zwischen Füll¬ masse und den Wänden, da ständig eine ganz geringe Wasser¬ menge an den betreffenden Wandbereichen herab in die Füll¬ masse einläuft. Im Grenzbereich zwischen der Oberfläche des Füllmassebades und den Wänden wird durch das herablaufende Wasser geringfügig / und lokal begrenzt t die Sättigungsgrenze in der Füllmasse unterschritten, so daß hier keine Kristalle ausfallen und sich an der Trennwand festsetzen können.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die für die Benetzung der Wandbereiche, insbesondere der Trennwände erforderlichen Wassermengen durch örtliche Kühlung der Brüden jeweils im Bereich oberhalb der zu benetzenden Wandbereiche, insbesondere der Trennwandober¬ kanten infolge Kondensation gewonnen und die Benetzung durch Überleitung des Kondensats auf die zu benetzenden Wandbe¬ reiche, insbesondere die in den Brüdenraum ragenden Trenn¬ wandflächen erfolgt. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die für die Benetzung erforderlichen Wassermengen nicht zusätzlich in dem Kochapparat eingeführt werden müssen, sondern durch niedergeschlagenes Kondensat aus den Brüden gewonnen werden, so daß bei entsprechender Einstellung der Kühltemperatur eine filmartige Benetzung der Wandbereiche mit geringsten Waεsermengen möglich ist.

Mit Hilfe der örtlichen Kühlung wird mit Vorteil ausgenutzt, daß im Brüdenraum Sattdampf mit einer Temperatur von etwa 80 - 85° vorhanden ist, so daß schon über eine örtliche Tempe¬ raturabsenkung je nach Prozeßverlauf auf Temperaturen zwischen 23 und 36°C sich auf entsprechenden Kühlflächen ein Kondensat niederschlägt, das auf die zu benetzenden Wandbereiche übergeleitet werden kann und auf den freizuhal¬ tenden Flächen fortlaufend in ständig wechselnden Rinnsalen nach unten abläuft.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß die Kondensation über Kühlkörper erfolgt, die von einem strömungsfähigen Kühlmedium, vorzugsweise regel- oder steuerbar, durchströmt werden und daß das sich auf dem Kühlkörper niederschlagende Kondensat jeweils auf die zu benetzende Wandfläche abgeleitet wird. Da derartige Kühlkörper über allen durch Verkrustungen gefährdeten Berei¬ che angeordnet werden können, lassen sich diese Bereiche einwandfrei mit Flüssigkeit benetzen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine beweglichen und damit der Wartung unterliegenden Teile vorhanden sind. Durch eine entsprechende Regelung bzw. Steuerung der Temperatur und/oder der pro

Zeiteinheit durch die Kühlkörper strömenden Menge des Kühl¬ mediums läßt sich die durch Kondensation aus den Brüden gewonnene Wassermenge auf ein ganz geringes Maß reduzieren, so daß keine Beeinflussung der Sättigungsbedingungen in der Füllmasse selbst auftreten. Das sich auf den Kühlkörpern niederschlagende Kondensat fließt in einer Vielzahl von Rinnsalen auf ständig wechselnden Bahnen über die Trennwand- flachen in die Füllmasse ab, so daß eine ständige Benetzung der ganzen Fläche aufrechterhalten bleibt.

Die Erfindung betrifft ferner- einen kontinuierlich arbeiten¬ den Zucker-Kristallisationsapparat mit horizontalem Füll- massendurchlauf zur Durchführung des Verfahrens, bei dem die einzelnen Kochkammern durch Trennwände abgeteilt sind, die jeweils mit ihrer Oberkante in den Brüdenraum hinein¬ ragen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene Be¬ netzung zumindest des oberen Kantenbereiches der Trennwand- flächen wird gemäß der Erfindung konstruktiv dadurch gelöst, daß im Brüdenraum ein vorzugsweise rohrförmiger Kühlkörper in Längsrichtung verlaufend jeweils unmittelbar oberhalb des zu benetzenden Wandbereichs, vorzugsweise oberhalb einer Trennwand angeordnet ist, dessen Innenraum mit einer Ver- εorgungseinrichtung für ein strö ungsfähiges Kühlmedium in Verbindung steht. Ein derartiger Kühlkörper kann oberhalb des Füllmassespiegels in den Bereichen angeordnet werden, die durch Verkrustungen besonders gefährdet sind. Dies sind insbesondere die freien Oberkanten der in den Brüdenraum hineinragenden Trennwände bzw. Trennbleche. Somit ist es möglich, gezielt auf diese gefährdeten Flächenbereiche filmartig ganz geringe Wassermengen aufzubringen, so daß einerseits die Krustenbildung zuverlässig verhindert und andererseits die Kristallisationsprozeß über die in die Füllmasse einlaufenden geringen Wassermengen nicht beein¬ trächtigt wird.

Da insbesondere die freien Oberkanten der Trennwände zur Verkrustung neigen, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Kühlkörper fest im Bereich der Oberkante jeweils mit der Trennwand verbunden ist. Der Kühlkörper kann hierbei beispielsweise durch ein auf die Oberkante der

Trennwand aufgeschweißtes Rohr gebildet werden. Das Rohr kann hierbei Rippen aufweisen, um die Niederschlagsfläche zu vergrößern, so daß schon mit einer geringen Temperatur¬ differenz zwischen der Temperatur im Brüdenraum und dem Kühlmedium ausreichende Wassermengen aus dem Dampf auskondensiert werden. Der -Kühlkörper kann beispielsweise auch dadurch gebildet werden, daß die Trennwand selbst zu¬ mindest in ihrem oberen Bereich in Längsrichtung durchgehend hohl ausgebildet ist, so daß das Kühlmedium hindurchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird anhand εchematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Teilquerschnitt durch eine Trennwand in einem kontinuier¬ lich arbeitenden Zucker-Kristallisations- apparat in herkömmlicher Ausführung,

Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 1 in perspektiviεcher Ansicht mit Kühl¬ körper.

In einem hier nicht näher dargestellten kontinuierlich ar- beitenden Zucker-Kristalliεationsapparat mit horizonialem Füllmassedurchlauf sind die einzelnen Kochkammern durch Trennwände voneinander abgeteilt. In Fig. 1 sind schematisch nur Teilbereiche von zwei benachbarten Kochkammern 1 und 2 dargestellt, die durch eine Trennwand 3 abgeteilt sind. Die Kochkammern 1 und 2 sind jeweils mit der aus Sirup und Kristallen zusammengesetzten Füllmasεe 5 gefüllt, wobei die Trennwände 3 mit ihrer Oberkante 4 die Oberfläche 6 der

Füllmasse überragen und somit frei in den über der Oberfläche 6 vom Apparat gebildeten Brüdenraum 7 hineinragen.

Da die Zuckerkristallisation bei Temperaturen unterhalb von 100°C durchgeführt werden muß, um eine Karamelisierung der Kristalle zu verhindern, arbeiten derartige Zuckerkochappa¬ rate im Unterdruck. Der Unterdruck wird hierbei so einge¬ stellt, daß bereits bei einer Temperatur von etwa 80°C die Siedetemperatur erreicht ist und die Füllmasεe kocht und das Wasεer auε der Füllmasse in den Brüdenraum hinein verdampft. Durch entsprechende Temperaturführung in der Füllmasεe kann nun die für die Kriεtallbildung erforderliche Übersättigung des Sirupanteils in der Masse in üblicher Weise geregelt werden.

Im Brüdenraum herrscht eine Temperatur von etwa 80 - 85°, wo¬ bei der Waεεerdamp in Form von überhitztem Dampf vorliegt und entεprechend den vorgegebenen Unterdruckbedingungen fortlau¬ fend auε dem Brüdenraum abgezogen wird.

Da der Waεεerdampf wie bei jedem Kochvorgang in Form von Blaεen auε der Füllmaεse an die Oberfläche gelangt, wobei die Blasen zerplatzen, gelangen fortlaufend Spritzer an die freiliegende Oberkante 4 der Trennwand 3. Da die Trennwand, die üblicherweise in Form von Trennblechen aus Metall herge¬ stellt ist, in etwa die gleiche Temperatur aufweist wie die Füllmasse, verdampft aus den Spritzern in kürzester Zeit der Wasseranteil, so daß sich auf der freiliegenden Fläche Zuckerkristalle ablagern. Mit zunehmender Betriebεdauer wachεen dieεe Kriεtallablagerungen zu maεεiven Verkruεtungen 8, die ab einer beεtimmten Dicke' den freien Füllmasεedurch- lauf εo beeinträchtigen, daß der Apparat stillgesetzt werden muß .

In Fig. 2 ist nun eine Anordnung dargestellt, mit deren Hilfe die Krustenbildung zuverlässig auch bei ununterbrochenem Betrieb verhindert wird. Bei dem dargestellten Ausführungs-

beispiel ist die Trennwand 3 an ihrer Oberkante 4 mit einem rohrförmigen Kühlkörper 9 verbunden, der von einem Kühl¬ medium, beispielsweise Wasser, durchströmt wird. An jeder Trennwand und ggf. auch in anderen Bereichen des Kristalli- sationsapparates, in denen durch Spritzer aus der Füllmasse heraus Verkrustungen entstehen, sind von dem Kühlmedium durchströmte Kühlkörper angeordnet. Da die Kühlkörper sich im Brüdenraum 7 befinden und vom Sattdampf des Brüdenraumε umspült werden, kondensiert entsprechend der durch daε Kühlmedium bewirkten Temperaturabsenkung aus dem Sattdampf Wasser aus. Das Kondensat benetzt hierbei gleichmäßig und über die gesamte Außenfläche daε Kühlrohr und die an das Kühlrohr angrenzenden Flächenbereiche, beispielsweise der Trennwand 6 und bilden hierbei einen sich immer erneuernden Wasεerfilm, da ein Teil deε Kondensats infolge er εtändigen Kühlung in feinen Rinnsalen an den darunterliegenden Flächen herabläuft. Auε der Füllmasse auf dieεe Flächen auftreffende Spritzer können sich nicht feεtsetzen, sondern laufen zusammen mit dem Kondensat in die Füllmasse zurück. Da im wandnahen Grenzbereich zwischen Füllmasse und Wand durch daε herablaufende Waεser in einem eng begrenzten Bereich die Übersättigung der Füllmasse unterschritten wird, können sich auch entlang der Grenzlinie 10 der Füllmasse an der Trennwand 3 keine störenden Verkrustungen bilden.

Der Kühlkörper ist bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfüh¬ rungsform als einfaches Rohr ausgebildet, das an die Oberkante der Trennwand 3 angeschweißt ist. Der rohrförmige Kühlkörper 9 kann auch andere Querschnitte aufweisen. So können Rechtecksquerschnitte oder auch Ovalquerschnitte zweckmäßig sein, die hochkant stehend mit 1 der Oberkante der Trennwand 4 verbunden sind. Die Querschnittsform sollte so gewählt werden, daß das sich auf der Oberfläche deε Kühl¬ körpers niederschlagende Kondenεat nicht in die Füllmaεεe abtropft sondern über die angrenzenden Trennwandbereiche herabläuft. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform eignet sich insbesondere für die Nachrüstung bereits vorhandener

Kristalliεationεapparate, wobei selbs verεtändlich auch andere Querεchnittfor en für den Kühlkörper eingeεetzt werden können.

Wie in Fig. 2 εchematiεch angedeutet, εtehen die einzelnen Kühlkörper 9 jeweilε über eine Zuleitung 11 und eine Ablei¬ tung 12 mit einer Verεorgungεeinrichtung 13 für das Kuhl¬ medium in Verbindung. Diese kann in der einfachsten Form durch eine Umwälzpumpe und eine entsprechende Kühleinrichtung gebildet werden, so daß das Kühlmedium im Kreislauf durch die Kühl-körper des Kochapparates oder auch einer Serie von Kochapparaten jeweils hindurchgeführt wird. Die einzelnen Kühlkörper sind zweckmäßigerweise parallel an die Versor¬ gungseinrichtung angeschlosεen, wobei die Zulauftemperatur so tief eingestellt werden muß, daß auch im Endbereich noch eine für die Kondensatbildung ausreichende Temperaturdiffe¬ renz zwischen der Brüdentemperatur und der Kühlkörperober¬ fläche gegeben ist. Bei den angegebenen Temperaturen für die Füllmasεe und die Brüden kann daε vorzugsweise als Kühlmedium verwendete Wasεer regel- oder steuerbar mit einer Temperatur zwischen 23 und 36°C durch das System geführt werden.