| Dokumentenidentifikation |
DE4216655A1 25.11.1993 |
| Titel |
Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln |
| Anmelder |
Heyer, Heinz, Dipl.-Ing., 3012 Langenhagen, DE |
| Erfinder |
Heyer, Heinz, Dipl.-Ing., 3012 Langenhagen, DE |
| Vertreter |
Junius, W., Dipl.-Phys. Dr., Pat.-Anw., 30519 Hannover |
| DE-Anmeldedatum |
20.05.1992 |
| DE-Aktenzeichen |
4216655 |
| Offenlegungstag |
25.11.1993 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
25.11.1993 |
| IPC-Hauptklasse |
C13C 1/06
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| IPC-Nebenklasse |
C13C 3/00
B02C 18/00
C13D 1/08
B30B 9/24
B30B 9/12
B01D 25/12
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| IPC additional class |
// A23K 1/02,A23L 1/308
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, bei dem das zu entwässernde Gut einem Preßvorgang unterworfen wird, und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Rübenschnitzel in besonderer Weise aufzuschließen und so zu be- und verarbeiten, daß der Trockensubstanzgehalt im Preßgut erheblich erhöht wird. Die Erfindung besteht darin, daß vor dem Preßvorgang die Schnitzel zu faserigem Brei durch Zerreißen, Zerreiben und/oder Mahlen aufgeschlossen werden, dann durch Zentrifugieren in einer ersten Stufe entwässert und anschließend mechanisch gepreßt werden. Durch das Zentrifugieren wird zweierlei erreicht: Es wird ein Trockensubstanzgehalt von etwa 25-30% in der Zentrifuge erhalten, zum anderen wird der nach dem Aufschließen erhaltene Brei in eine derartige Konsistenz überführt, daß eine Entwässerung in üblichen Entwässerungspressen mit gewünschter Geschwindigkeit möglich wird. Darüber hinaus wird erreicht, daß nach dem Pressen in üblichen Entwässerungspressen der Trockensubstanzgehalt etwa 50% beträgt, was bei der Verarbeitung von unaufgeschlossenen Schnitzeln nur unter Schwierigkeiten und mit nicht vertretbarem Aufwand erreichbar ist.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von
Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer
Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, bei dem das
zu entwässernde Gut einem Preßvorgang unterworfen wird,
und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Für die Extraktion von Zucker aus Zuckerrüben werden
diese in meist quaderförmige Schnitzel zerschnitten und
in einen Extraktionsturm gebracht, in welchem der den
Zucker enthaltende Rübensaft aus den Schnitzeln
extrahiert wird. Nach der Extraktion fallen die
Rübenschnitzel als feuchte, heiße Masse an. Sie werden meist als
Viehfutter verwendet, können aber auch für die
menschliche Ernährung als Ballaststoffe wegen ihres
hohen Gehaltes an pflanzlichen Fasern verwendet werden.
Während früher, als die Zuckerfabrik noch im eigenen
Dorf oder im Nachbardorf stand, ein erheblicher Teil
der extrahierten Rübenschnitzel in ihrem feuchten
Zustand von den Bauern abgeholt wurde und in diesem
Zustand verfüttert wurden, müssen heute nach der Fusion
vieler kleiner Zuckerfabriken zu wenigen großen
Fabriken nahezu die gesamten anfallenden extrahierten
Rübenschnitzel getrocknet werden, um haltbar gemacht zu
werden und später als Viehfutter genutzt zu werden.
Vor der Trocknung werden die im Extraktionsturm der
Zuckerfabrik ausgelaugten Rübenschnitzel durch
mechanisches Pressen soweit wie nur irgend möglich entwässert.
Der Einsatz von Pressen ist dabei vorteilhafter als der
Einsatz von Zentrifugen, die wesentlich weniger
Feuchtigkeit aus den intakten Zellen der Rübenschnitzel
herauszuholen vermögen als die Pressen, die durch
teilweise Zerstörung der Zellwandungen durch Zerquetschen den
Abfluß des in den Zellen zurückgehaltenen Wassers
erleichtern. Dabei kommt man zu einem Gehalt an
Trockensubstanz von etwa 30%. Die hohe Restfeuchte muß dann
thermisch entfernt werden.
Diese Trocknung ist sehr energieaufwendig, die Anlagen
für die Trocknung sind sehr groß, raumaufwendig und
entsprechend teuer. Entsprechend hoch ist der Ausstoß
an Kohlendioxid und anderen umweltschädigenden
Verbrennungsgasen. Obwohl versucht wird, für die
Trokknung der Schnitzel billige Wärmequellen zu benutzen,
wie z. B. die in den Feuerungsanlagen anfallenden
Rauchgase, bleibt die Trocknung der Rübenschnitzel ein
erheblicher Kostenfaktor der Zuckerherstellung.
Diesen Kostenfaktor und die Verbrennungsgasemission
gilt es zu verringern.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der
Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die
Rübenschnitzel in besonderer Weise aufzuschließen und so zu
be- und verarbeiten, daß der Trockensubstanzgehalt im
Preßgut erheblich erhöht wird.
Die Erfindung besteht darin, daß vor dem Preßvorgang
die Schnitzel zu faserigem Brei durch Zerreißen,
Zerreiben und Mahlen aufgeschlossen werden, dann durch
Zentrifugieren in einer ersten Stufe entwässert und
anschließend mechanisch gepreßt werden.
Erstaunlicherweise wird hier durch das Zentrifugieren
zweierlei erreicht: Zum einen wird durch daß
Zentrifugieren bereits ein Trockensubstanzgehalt von etwa
25-30% erhalten, zum anderen wird der nach dem
Aufschließen erhaltene Brei durch die beim Zentrifugieren
erfolgte Entwässerung in eine derartige Konsistenz
gebracht, daß eine Entwässerung in üblichen
Entwässerungspressen mit wünschenswerter
Entwässerungsgeschwindigkeit möglich wird. Erstaunlicherweise wird
darüber hinaus noch erreicht, daß nach dem Pressen in
üblichen Entwässerungspressen der Trockensubstanzgehalt
etwa 50% beträgt, was bei der Verarbeitung von
unaufgeschlossenen Schnitzeln nur unter nicht wirtschaftlich
vertretbarem Investitionsaufwand möglich ist.
Dadurch wird erheblich an Energie gespart und
gleichzeitig die Kohlendioxidemission gesenkt, denn die
thermische Trocknung ist außerordentlich
energieaufwendig und mit einer erheblichen Kohlendioxidemission
verbunden. Der Energieaufwand für das Aufschließen der
Rübenschnitzel ist hingegen, gering. Denn hier wird eine
bereits weiche Masse lediglich noch feiner zerteilt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entwässern von
Rübenschnitzeln, die aus dem Extraktionsturm einer
Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, in einer
Bearbeitungsstraße mit einer Presse, zeichnet sich
dadurch aus, daß in der Bearbeitungsstraße vor der Presse
eine Vorrichtung zum Zerkleinern durch Zerreißen,
Zerreiben und Mahlen zu einem Brei und anschließend eine
Zentrifuge zum Entwässern des Breies angeordnet sind.
Eine derartige Vorrichtung läßt sich in einfacher Weise
mit Maschinen aufbauen, die für andere Anwendungszwecke
bereits im Einsatz sind.
Einfach und preiswert kann man die erfindungsgemäße
Anlage so gestalten, daß die Vorrichtung zum
Zerkleinern aus einer Schlagkreuzmühle und/oder Reibscheiben
oder Reibtrommeln und/oder einer modifizierten
Kreiselpumpe besteht.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die
Arbeitsoberflächen der Reibscheiben oder Reibtrommeln mit Stiften
besetzt sind, die sich bei Verschleiß leicht
auswechseln lassen und die in ihrer Arbeitsweise eine hohe
Aufschließwirkung aufweisen.
Damit Produktion kontinuierlich laufen kann, ist es
zweckmäßig, wenn die Zentrifuge eine Schneckenzentrifuge
ist.
Für die kontinuierliche Arbeitsweise dieser
Arbeitsstraße und um die in einer modernen Zuckerfabrik
notwendigen hohen Leistungen zu erbringen ist es
vorteilhaft, wenn die Presse eine Siebbandpresse, eine
Kammerfilterpresse oder eine Extruderpresse ist.
Für die anschließende thermische Trocknung ist es
vorteilhaft, wenn in der Bearbeitungsstraße der Presse
eine Zerkrümelungsvorrichtung nachgeschaltet ist.
Hiermit läßt sich das Preßgut in einen Zustand bringen, der
eine schnelle und intensive thermische Trocknung unter
energetisch günstigen Umständen zuläßt.
Für diese thermische Trocknung ist es dann vorteilhaft,
wenn in der Bearbeitungsstraße der Presse oder der
Zerkrümelungsvorrichtung ein Strömungstrockner,
vorzugsweise ein Trockner mit zirkulierender
Wirbelschicht, nachgeschaltet ist.
Der Betrieb dieses Trockners wird besonders günstig,
wenn der Trockner von Abgasen einer Feuerungsanlage
umspült ist.
Die Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
arbeitet besonders effektiv, wenn der Presse ein von
Heißgasen oder Heißluft durchspülter Siebtrockner mit
das zu fördernde Gut auf dem Sieb verschiebenden
Mitnehmern nachgeschaltet ist.
Die Zerkleinerung der Schnitzel in kleinere Partikel
weist aber neben den bereits genannten Vorteilen noch
eine Reihe weiterer Vorteile auf:
Diese kleineren Partikel können vor ihrer Endtrocknung
besser und homogener als die Schnitzel mit Melasse
gemischt und fertiggetrocknet werden.
Diese feineren Partikel lassen sich auch besser zu
Pellets verpressen.
Sie können aber auch in hervorragender Weise ohne
pelletiert zu werden abgesackt und vertrieben werden.
Das Schüttgewicht dieser feineren Partikel ist
wesentlich höher als das der nicht aufbereiteten
Schnitzel. Daher ergibt sich ein günstigeres
Transportvolumen und somit Einsparungen an Kosten und
Energie beim Transport.
Außerdem sind diese feineren Partikel beim Verfüttern
ebenso wie bei der Weiterverarbeitung in der
Futtermittelindustrie besser zu handhaben.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in
der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Anlage.
Fig. 2 ein Schaltbild einer anderen Anlage.
Schnitzel 1 aus dem Extraktionsturm 2 fallen in einen
trichterförmigen Bunker 3, aus dem sie mittels einer
Kreiselpumpe 4 abgesaugt werden, in der sie durch die
spezielle Bauart dieser Pumpe zu feinsten Teilchen
zerrissen und zerrieben werden. Diese Teilchen verlassen
im Gemisch mit dem in den Schnitzeln 1 enthaltenen
Wasser die Kreiselpumpe 4 in Form eines Breies, der durch
den von der Kreiselpumpe 4 erzeugten Druck in die
Schneckenzentrifuge 5 eingepreßt wird. Die rotierende
Siebwand 6 dieser Zentifuge 5 schleudert das in den
zerriebenen Schnitzeln enthaltene Wasser ab, welches
durch den Abfluß 7 in einen Sammelbehälter 8 fließt.
Der Feststoffanteil des in der Zentrifuge 5
entwässerten Breies wird durch die rotierende Schnecke 9 aus der
Zentrifuge abgeführt und fällt am Feststoffausgang 11
der Zentrifuge 5 in den Einzugstrichter des Extruders
10. In diesem wird in einer zweiten Stufe eine
Entwässerung vorgenommen, durch den Abfluß 12 fließt weiteres
Wasser in einen (weiteren) Behälter 8. Das aus dem
Feststoffausgang 13 des Extruders 10 austretende
Preßgut wird dem Transportband 14 zugeführt, welches das
Preßgut der Zerkrümelungsvorrichtung 15 zuleitet, aus
welcher das fein zerkrümelte Preßgut in den
Bandtrokkner 16 fällt, wo die abschließende thermische
Trokknung vorgenommen wird. Da die Vortrocknung in der
Zentrifuge 5 und dem Extruder 10 schon zu einem erheblich
besseren Trocknungsgrad als die Vortrocknung der
unaufgeschlossenen Schnitzel im Stand der Technik geführt
hat, kann der thermische Trockner 16 von erheblich
kürzerer Baulänge ausgeführt werden. Sein Energieverbrauch
ist erheblich geringer als im Stand der Technik.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kommt anstelle der
Kreiselpumpe 4 eine im Gehäuse 17 untergebrachte
Reibscheibe 18 zur Anwendung, - es könnte auch eine
Reibtrommel sein -, welche die aus dem Bunker 3 auf die
Reibscheibe fallenden Schnitzel zerfasert und in diesem
Zustand gegen die unter dem Gehäuse 17 angeordnete
rotierende Siebwand 6 der Zentrifuge 5 schleudert, wo
sie von der Schnecke 9 erfaßt und weiterbewegt werden.
Das am Feststoffausgang 11 der Zentrifuge 5 anfallende
Gut fällt auf das Einzugsband der Bandpresse 19, wo es
weiter entwässert wird und der
Zerkrümelungsvorrichtung 15 zugeleitet wird, von der es in den
Eingang eines Strömungstrockners 20 fällt, der von
Rauchgasen der Feuerungsanlage 21 umspült ist. Dieser
Strömungstrockner kann z. B. als Trockner mit
zirkulierender Wirbelschicht ausgebildet sein.
Liste der Bezugszeichen
1 Schnitzel
2 Extraktionsturm
3 Bunker
4 Kreiselpumpe
5 Schneckenzentrifuge
6 Siebwand
7 Abfluß
8 Sammelbehälter
9 Schnecke
10 Extruder
11 Feststoffausgang
12 Abfluß
13 Feststoffausgang
14 Transportband
15 Zerkrümelungsvorrichtung
16 thermischer Bandtrockner
17 Gehäuse
18 Reibscheibe
19 Bandpresse
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| Anspruch[de] |
- 1. Verfahren zum Entwässern von Rübenschnitzeln,
die aus dem Extraktionsturm einer
Zuckerherstellungsanlage entnommen werden,
bei dem das zu entwässernde Gut einem Preßvorgang
unterworfen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Preßvorgang die Schnitzel zu faserigem
Brei durch Zerreißen, Zerreiben und Mahlen
aufgeschlossen werden,
dann durch Zentrifugieren in einer ersten Stufe
entwässert und anschließend mechanisch gepreßt
werden.
- 2. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln,
die aus dem Extraktionsturm einer
Zuckerherstellungsanlage entnommen werden, in einer
Bearbeitungsstraße mit einer Presse,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Bearbeitungsstraße vor der Presse (10,
19) eine Vorrichtung (4, 18) zum Zerkleinern durch
Zerreißen, Zerreiben und Mahlen zu einem Brei und
anschließend eine Zentrifuge (5) zum Entwässern
des Breies angeordnet sind.
- 3. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung zum Zerkleinern aus einer
Schlagkreuzmühle und/oder Reibscheiben (18) oder
Reibtrommeln und/oder einer modifizierten
Kreiselpumpe (4) besteht.
- 4. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsoberflächen der Reibscheiben (18)
oder Reibtrommeln mit Stiften besetzt sind.
- 5. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrifuge (5) eine Schneckenzentrifuge
ist.
- 6. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Presse eine Siebbandpresse (19), eine
Kammerfilterpresse oder eine Extruderpresse (10) ist.
- 7. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Bearbeitungsstraße der Presse (10, 19)
eine Zerkrümelungsvorrichtung (15) nachgeschaltet
ist.
- 8. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Bearbeitungsstraße der Presse (10, 19)
oder der Zerkrümelungsvorrichtung (15) ein
Strömungstrockner (20), vorzugsweise ein Trockner mit
zirkulierender Wirbelschicht, nachgeschaltet ist.
- 9. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungstrockner (20) von Abgasen einer
Feuerungsanlage (21), heißer Luft oder Dampf
umspült ist.
- 10. Vorrichtung zum Entwässern von Rübenschnitzeln
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Presse (10, 19) ein von Heißgasen oder
Heißluft durchspülter Siebtrockner (16) mit das zu
fördernde Gut auf dem Sieb verschiebenden
Mitnehmern nachgeschaltet ist.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trockner mit einer Vorrichtung zum
Fluidisieren des zu trocknenden Gutes ausgestattet ist.
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