Verfahren und Vorrichtungen für die Abpressung

von Zuckerrohrbagasse Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung des in der Offenlegungsschrift DE 30 21 311 A 1 offenbarten Verfahrens und seiner konstruktiven Merkmale zur Abpressung von zerkleinertem Zuckerrohr (Bagasse) in einem Niederdruckverfahren dar, nachdem die Bagasse einen Diffuseur (Figur 1 und 2 der Offenlegungsschrift DE 30 21 311 Al) durchlaufen hat.

Sie ermöglicht neben weiteren Vorteilen den Bau von Niederdruck-Anlagen in oder hinter einem Diffuseur mit Walzenmänteln ohne Siebflächen und erlaubt die Steigerung der bisher möglichen Preßdrücke um ein Mehrfaches, so daß die bisher notwendige Anordnung einer Hochdruck-Dreiwalzenmühle hinter der Niederdruckabpressung entfallen kann.

Die Ausführung nach Figur 1 der Offenlegungsschrift hat insofern betriebliche und bauliche Vorteile gegenüber der Ausführung nach Figur 2 der Offenlegungsschrift, als sie die Funktion der Umlenkwalze für die sehr schweren Ketten (Figur 1 von DE 30 21 311 A 1) mit Belastungen bis zu 200 Tonnen für diese Ketten mit der unteren Abpreßwalze (Figur 1 Teil 2 der Offenlegungsschrift DE 30 21 311 A 1) kombiniert. Diese Walze wird im folgenden Kombinationswalze genannt.

Mit dieser Kombinationswalze lassen sich keine höheren Preßdrücke als um 10 - 15 kg/cm2 in senkrechter Richtung erzielen. Dieser Nachteil entsteht dadurch, daß die Mitnehmer (Figur 1 dieser Schrift, Teil 1 und Figur 4 Teil 1) zwischen den Transportketten (Figur 1 Teil 2 und Figur 4 Teil 2) im Diffuseur (Figur 1 Teil 3 und Figur 4 Teil 3) einen bestimmten Mindestfreiraum (Figur 1, Teil 5) besitzen müssen, um den Transport des z.B. 1,5 m hohen Bagassebettes im Diffuseur sicherzustellen. Die Belastung um 10 - 15 kg/cm² entspricht dabei auch einem maximal erreichbaren Preßdruck der gleichen Größe. Dieser Preßdruck kann unter Umständen ausreichen, um bei einem Niederdruckverfahren nach DE 30 21 311 A 1 bei Verwendung einer Kombinationswalze nur noch mit einer der teueren und reparaturanfälligen Dreiwalzen-Hochdruckmühle mit Drücken bis zu 1.200 kg/cm2 für die erwünschte endgültige Abpressung der Bagasse auf eine Restfeuchtigkeit von weniger als z.B.

50 % zu kommen, die aus Gründen der Kesselbefeuerung mit Bagasse notwendig ist.

Will man sicher diese Restfeuchtigkeit ohne der einer Niederdruck nachgeschalteten Hochdruckmühle erreichen, werden aber Preßdrücke in einer Niederdruckabpressungsanlage nach DE 30 21 311 A 1 von ca. 70 - 80 kg/cm² notwendig (Figur 1 von DE 30 21 311 A 1). Solche Preßdrücke lassen sich mit einer Kombinationswalze nach Figar 1 DE 30 21 311 A 1 nicht erreichen, sie werden durch den Freiraum (Figur 1 Teil 1) und der Kombinationswalze (Figur 1 Teil 6) verhindert. Während ihres Aufenthaltes im Diffuseur (Figur 1 Teil 3 und Figur 4 Teil 3) sind die Mitnehmer durch das über ihnen liegende Gemisch von Bagasse und Extraktionsflüssigkeit mit einer Höhe von z.B. 1,5 m belastet. Diese relativ geringe Belastung der Mitnehmer wird im Diffuseur von den Ketten (Figur 4 Teil 2) aufgenommen, die über den Boden des Diffuseurs, z.B. seinen Siebboden gleiten (Figur 2 Teil 4).

Diese geringe Belastung der Mitnehmer wird von dem Augenblick um ein Vielfaches und nicht mehr beherrschbares Maß bis auf ca. 80 - 100 kg/cm² größer, wo die Mitnehmer in den Pressungsbereich zwischen Oberwalze (Figur 4 Teil 4) und der Kombinationswalze (Figur 4 Teil 6) eintreten und an die Stelle höchsten Preßdruckes gelangen.

Es wäre nun möglich, die Beherrschbarkeit der so hoch auf Biegung belasteten Mitnehmer dadurch zu lösen, daß man die Ketten im Bereich der Kombinationswalze so führt, daß die Mitnehmer auf der Oberfläche der Kombinationswalze über ihre ganze Breite aufliegen (Figur 3 Teil 6) und damit keinerlei Biegungsbeanspruchung mehr ausgesetzt sind.

Das direkte Aufliegen der Mitnehmer (Figur 3 Teil 1) auf der Kombiwalze löst zwar die Frage der Mitnehmer im Bereich der Kombinationswalze durch Beseitigung des Freiraumes (Figur 1 Teil 5) unter ihnen.

Diese Lösung würde zu einem sehr ungünstigen Verlauf der Abpressung zwischen den beiden Walzen führen, z.B. würde bei einer größten Zusammendrückung des Preßgutes auf z.B.

14 cm (die Ausgangshöhe des zu pressenden Gutes im Diffuseur liegt dabei bei 150 cm) hier ein Pressdruck von z.B.

2 100 kg/cm2 entstehen, unmittelbar neben dem Mitnehmer (bei seiner Stärke von z.B. 3,0 cm), würde der Preßdruck auf der 2 Kombinationswalze nur noch 46 kg/cm2 betragen. Es würde also im Bereich von etwa 60 % der Preßfläche eine ungenügende Abpressung erfolgen.

Alle diese Nachteile vermeidet die Erfindung. Sie ist durch folgende drei Merkmale gekennzeichnet: Durch die Absenkung der Kettenauflagerfläche im Bereich der Kombinationswalze (Figur 3 allgemein und Figur 4 Teil 9) gegenüber der Oberfläche der Kombinationswalze und die dadurch mögliche unmittelbare Auflage der Mitnehmer (Figur 4 Teil 1) über die gesamte Breite der Kombinationswalze unten.

Sie ist desweiteren gekennzeichnet durch örtliche Vergrößerungen des Durchmessers der Kombinationswalze im Bereich zwischen den Mitnehmern (Figur 3 Teil 8 und Figur 4 Teil 8). Die tangential gemessene örtliche Erhöhung beträgt über dem Durchmesser der Kombinationswalze zwischen den Mitnehmern (Figur 3 Teil 1) zur Erzielung eines möglichst ausgeglichenen Preßverlaufes nicht weniger als 17 % der Stärke der Mitnehmer oder 3,5 % des Abstandes zwischen der Oberkante des Mitnehmers und dem Mantel der Oberwalze.

Erfindungsgemäß ist desweiteren gekennzeichnet, daß eine Verringerung des Durchmessers der Kombinationswalze gegenüber der Druckwalze auf weniger als 60 % erfolgt.

Diese Verringerung des Durchmessers der Kombinationswalze bringt vier voneinander unabhängige Vorteile: a) Sie ermöglicht die Erhöhung des maximalen Preßdruckes über den Mitnehmer auf z.B. 100 kg/cm2 bei z.B. 63 kg/cm2 als höchstem Druck im Pressraum zwischen den Mitnehmern.

Dadurch wird das Verhältnis von Pressdruck in kg/cm2 zu Preßzeit in Sekunden z.B. von 2 = 24 = 0,6 (siehe Versuchsergebnisse DE t 40 30 21 311 A 1 Seite 13) auf 2 = 80 = 1,0 t 80 erhöht, wenn als mittlerer Preßdruck aus dem Druck über den Erhöhungen der Kombiwalze ca. 63 kg/cm2 und dem Druck 2 über den Mitnehmer von 100 kg/cm2 unter Berücksichtigung der verschieden großen Preßflächen und -zeiten ein Wert von z.B. ca. 80 kg/cm² angesetzt wird.

Gegenüber der im Sinne der Erfindung durch die kleinere Kombinationswalze ermöglichte Erhöhung des maximalen Preßdruckes auf das 3,25-fache ist die Verringerung der Preßzeit von 110 Sekunden (siehe Seite 24 von DE 30 21 311 A 1) auf z.B. 80 Sekunden = 73 % belanglos.

b) Die Verringerung des Durchmessers der Kombinationswalze bringt durch das Herausragen der Oberwalze über die Kombinationswalze (Figur 4) gleichzeitig eine bessere Beherrschung der anfänglich schon bei geringsten Preßdrücken im ersten Teil einer Preßzone anfallenden relativ großen Flüssigkeitsmenge. Die Abführung dieser Menge brachte gewisse Schwierigkeiten, die zu der Notwendigkeit des Einbaues von zusätzlichen Sieben in den Seitenwänden des Diffuseurs führte. Das Herüberragen der großen Oberwalze bringt eine Verbesserung des betrieblichen Ablaufes.

c) Die Verkleinerung des Durchmessers der Kombinationswalze gegenüber dem Durchmesser der Druckwalze führt auch zu einer Verkürzung der Preßstrecke entsprechend des oben dargestellten Verhältnisses von z.B. E = 1,0.

t Hierdurch wird auch eine bedeutendere Verringerung des Antriebsdrehmomentes des großen Antriebsgetriebes für die Oberwalze möglich (Drehmomente bis über 100.000 Meter - Kilogramm). Eine vergleichsfähige Verringerung dieses Drehmomentes auf unter 70 % wird durch die Erfindung ermöglicht. Die Verringerung dieses Drehmomentes ist eine unmittelbare Folge des geringeren Durchmessers des erfindungsgemäß gegenüber der Druckwalze herabgesetzten Durchmessers auf weniger als 60 %.

d) Die Erfindung ermöglicht und beansprucht die Verwendung siebloser Kombinationswalzen und Oberwalzen als Folge der starken Absenkung des Durchmessers der Kombinationswalze gegenüber dem der oberen Walze. Die Walzenmäntel beider Walzen sind also ungelocht, das bringt eine bedeutende Verringerung der Herstellkosten sowie betriebliche Vorteile. Selbst bei den niedrigen Preßdrücken von bisher etwa um 30 kg/cm2 bei bisherigen Niederdruckabpressungen erfordern die relativ dünnwandigen als Siebe ausgebildeten Mantelflächen der Walzen für diese Innenausbauten zur Aufnahme der schon bei diesen Drücken hohen örtlichen Kräfte.

Die Erfindung ermöglicht aufgrund des im Mittel auf 80 kg/cm² gesteigerten Preßdruckes keine Siebfläche für die Kombinations- und Druckwalze mehr. Die betriebliche Arbeit wird durch das ständige Reinigen des Innenteils der Walzen zur Vermeidung von wichtigen Infektionen in einer Zuckerfabrik vermieden.

Die Möglichkeit, sieblos zu bauen, ergibt sich nach den bekannten Untersuchungen von Noel-Deer daraus, daß bei einer Hochdruckmühle mit z.B. 727 kg/cm² Preßdruck und einer üblichen Walzengeschwindigkeit von z.B. 0,25 m/sec zur Steigerung des Preßdruckes von ebenfalls 80 kg/cm² (wie bei dem Beispiel des Erfindungsgegenstandes) nur eine Preßzeit bis auf den Endwert von 727 kg/cm2 etwas weniger als 1/100 Sekunden zur Verfügung stehen. In dieser kurzen Zeit findet aber praktisch keine nennenswerte Abpressung von Flüssigkeit aus der Bagasse mehr statt und die über 80 kg/cm2 aufgewandte Energie wird lediglich in Wärme umgewandelt.

In einer solchen Hochdruckmühle steht nach den schon aufgeführten Untersuchungen von Noel-Deer für die Steigerung des Preßdruckes von 0 auf 80 kg/cm² (wie bei dem Erfindungsgegenstand) bei 0,25 m/sec Walzengeschwindigkei eine Zeit von ca. 0,8 - 0,9 Sekunden zur Verfügung). Bei dem Erfindungsgegenstand beträgt die Zeit zur Abpressung auf den gleichen Wert von 80 kg/cm² z.B. 80 Sekunden, also das etwa Zenfache.

Eine Hochdruckmühle ist also bei diesen Gegebenheiten hinter dem Erfindungsgegenstand nicht erforderlich, um mit Sicherheit die erforderliche Restfeuchtigkeit von ca. 50 % zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird ferner in Anspruch genommen, daß zur optimalen Wirksamkeit der Kombinationswalze (Figur 4 Teil 6) ein Winkel von größer als 100 zwischen der Verbindungslinie der Kombinationswalze mit der Oberwalze und dem Boden des Diffuseurs vorhanden ist.

Diese Anordnung vermeidet eine Belastung der Siebfläche im Diffuseur durch den Preßdruck mit Reibung und eine zusätzliche Belastung der Ketten. Des weiteren wird in Anspruch genommen, daß das Verhältnis von Durchmesser der Oberwalze in mm zur Preßzeit in Sekunden einen Wert von kleiner als 30 besitzt. Es bringt wahlweise denselben Vorteil, wie der vorher in Anspruch genommene Winkel von größer als 100 Eine bessere Abpressung wird erreicht, wenn während dieses Vorganges eine Bewegung der abzupressenden Teilchen gegeneinander erfolgt. Erfindungsgemäß wird in Anspruch genommen, daß zwischen der Anfangsgeschwindigkeit der Kombinationswalze (Figur 4 Teil 6) und derjenigen der Oberwalze (Figur 4) eine Differenz vorhanden ist.

Es kann zweckmäßig sein, daß eine an sich bekannte stärkere Vorabpressung der Bagasse im Diffuseur selbst erfolgt (DE 30 21 311 A 1 Figur 1 Teil 6). Die Höhe dieser Vorabpressung war bisher begrenzt, da die hohen Reibungskräfte über dem gelochten Siebboden eine weitere Belastung der Transportketten ergaben. Erfindungsgemäß kann eine Steigerung auch dieser Vorabpressung erfolgen, wenn die Merkmale der Kombinationswalze (Figur 3 Teil 6) mit ihren Erhöhungen (Figur 3 Teil 8) auch ohne Antrieb unter einer Vorabpressungswalze (DE 30 21 311 A 1 Figur 1 Teil 6) im Bereich des Siebbodens des Diffuseurs erfolgt.

Es wird eine Verbesserung und günstigere Zuführung der Zuckerrohrbagasse zur Niederdruckabpressung erreicht.

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