DE10022012A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, und Reaktor zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, bei dem im Zuge des Lösungsprozesses in Abhängigkeit von der gewünschten Zuckerkonzentration in der zu erzeugenden Zuckerlösung, dem Zuckersirup, kristalliner Zucker und Lösungsmittel im erforderlichen Verhältnis kontinuierlich zugeführt und die entsprechende Menge erzeugter Zuckersirup kontinuierlich abgeführt werden. Das Verfahren soll einfach durchzuführen sein und der zu seiner Durchführung erforderliche Reaktor soll gegenüber bekannten Apparaturen einfacher in seinem Aufbau sein, ohne Mischeinrichtungen auskommen und einen geringeren spezifischen Energiebedarf aufweisen. Dies wird verfahrenstechnisch dadurch erreicht, daß im Lösungsmittel mit dem zugeführten kristallinen Zucker unter dem Einfluß der Schwerkraft ein Sediment aus kristallinem Zucker mit einer näherungsweise konstanten Betthöhe aufrechterhalten wird, daß das Sediment vom Lösungsmittel im wesentlichen gegen die Schwerkraft mit einer Geschwindigkeit (v) durchströmt wird, und daß die Geschwindigkeit (v) unterhalb einer das Sediment im Lösungsmittel aufwirbelnden Grenzgeschwindigkeit (V¶G¶) bleibt. Der Reaktor ist dabei als vertikal angeordnetes Strömungsrohr (1) ausgebildet, in das am unteren Ende die Zuführleitung für Wasser (4) einmündet, das unmittelbar anschließend eine Zuführ- und Verteileinrichtung für Wasser (2) aufweist, das an seinem oberen Ende in die ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, bei dem im Zuge des Lö­ sungsprozesses in Abhängigkeit von der gewünschten Zuckerkonzentration in der zu erzeugenden Zuckerlösung, dem Zuckersirup, kristalliner Zucker und Lö­ sungsmittel im erforderlichen Verhältnis kontinuierlich zugeführt und die entspre­ chende Menge erzeugter Zuckersirup kontinuierlich abgeführt werden.

In der Getränkeindustrie, vornehmlich im Bereich der Herstellung alkoholfreier Erfrischungsgetränke, wird Zucker in kristalliner Ausgangsform aufgelöst und als hochkonzentrierte wäßrige Lösung verarbeitet. Dieser sogenannte Einfachsirup weist üblicherweise einen sogenannten Trockensubstanzgehalt der Lösung von mindestens w_TS,L = 60% (entsprechend auch mit 60° Brix bezeichnet) auf, wo­ durch diese Lösung ohne die Gefahr mikrobiologischen Wachstums gelagert wer­ den kann.

Zur Herstellung eines derartigen Zuckersirups sind zum einen diskontinuierlich und zum andern kontinuierlich arbeitende Verfahren zur Auflösung des kristalli­ nen Zuckers in Wasser bekannt. Zentrale Bedeutung kommt hierbei jeweils den Auflöseapparaturen zu, und hier insbesondere dem sogenannten Lösereaktor.

Im Rahmen der diskontinuierlich arbeitenden Verfahren sei an dieser Stelle der sogenannte "batch"-Löser genannt. Der aufzulösende Zucker wird zunächst in einem Silo gelagert. Ein Lösetank, ausgestattet mit einer geeigneten Misch- und Wiegeeinrichtung, dient zum Auflösen des Zuckers für eine Produktionscharge. In den Lösetank wird zunächst Wasser eingewogen, dann Zucker gewichtsmäßig zugegeben, und anschließend wird der Zucker durch intensives Mischen, in der Regel mit einer geeigneten Rührwerkseinrichtung, im Wasser gelöst. Diese so erhaltene Zuckerlösung wird filtriert und ggf. kurzzeiterhitzt. Die Transportleitung, der Filter und eventuell vorhandene Wärmeübertrager werden mit zurückbehalte­ nem Rezepturwasser "ausgesüßt".

Wirtschaftliche und technologische Vorteile bieten diskontinuierlich arbeitende Verfahren, bei denen die Gesamtmenge des angelieferten losen Zuckers in einer Charge gelöst und weiter aufbereitet wird. Dieser sogenannte Großraumlöser ist ein Rührbehälter, in dem eine Silozugladung Zucker in einer Flüssigkeitsvorlage (Wasser) durch intensives Mischen direkt gelöst wird, um dann, je nach Aufga­ benstellung bzw. Verwendungszweck, weiterverarbeitet zu werden.

Während bei der diskontinuierlichen Arbeitsweise das gesamte Lösegut für eine vorgegebene Zeitdauer zur Auflösung im Lösegefäß verbleibt, werden kontinuier­ lich arbeitende Systeme stetig durchflossen. Das Lösegut hat somit keine einheit­ liche Aufenthaltsdauer im System, sondern unterliegt einer Verweilzeitverteilung. Die bekannten diesbezüglichen Apparaturen gleichen sich in ihrer Verfahrenswei­ se und variieren nur hinsichtlich der Lösetemperatur, der Prozeßsteuerung sowie der Meß- und Regeltechnik für die Konzentrationseinstellung. Anschließend er­ folgt auch die Nachbehandlung entsprechend den Erfordernissen des Betriebes oder des Produktes. In der Regel wird die hergestellte Zuckerlösung kontinuierlich filtriert und ggf. kurzzeiterhitzt.

Ein kontinuierlich arbeitender Zuckerlöser besteht aus einem Mischbehälter, der etwa ein Fassungsvermögen von 10 bis 20% der stündlichen Löseleistung enthält. Der aus einem Vorratssilo in einen Vorbehälter geförderte Zucker wird mittels einer Dosierrinne, Dosierschnecke oder Zellenradschleuse kontinuierlich in den Mischbehälter dosiert. Bei konstantem Zuckermengenstrom wird die Was­ serzufuhr entsprechend der gemessenen Zuckerkonzentration über ein Dosier­ ventil geregelt. Der im Wasser suspendierte Zucker wird teilweise schon durch Umwälzung mit Hilfe einer Kreiselpumpe gelöst, wobei durch Einsatz bestimmter Einbauten wie Injektordüsen oder sogenannte Turbulenzrohre eine starke Turbu­ lenz erzeugt wird. Durch eine geeignete Trenneinrichtung wird kontinuierlich ein Teil der Zuckerlösung von dem Gemisch aus Zucker und Zuckerlösung abge­ trennt. Die kontinuierlich abgeführte Zuckerlösung durchströmt ggf. eine Nachlö­ sekammer, in der die noch verbliebenen Zuckerkristalle restlos aufgelöst werden. Bei der Auflösung von Zucker unter Wärmezufuhr befindet sich in der Nachlöse­ kammer ein Wärmetauscher, dessen Betriebstemperatur über einen Temperatur­ regler eingestellt wird.

Die Konzentration des gelösten Zuckers wird vorzugsweise im Bypass mit einem Refraktometer oder Dichtemeßgerät gemessen und über einen nachgeschalteten Regler, der die Wasserzufuhr über ein Regelventil steuert, konstant gehalten. Ein in der Abführleitung für Zuckersirup angeordnetes Ausgangsventil wird geöffnet, sobald die eingestellte Soll-Konzentration erreicht ist; die fertige Zuckerlösung verläßt dann die Löseanlage. Wird dagegen die eingestellte Soll-Konzentration unterschritten, bleibt das Ausgangsventil geschlossen und die Zuckerlösung wird so lange umgewälzt, bis durch Wassernachdosierung die Soll-Konzentration er­ reicht ist.

Durch den kontinuierlichen Prozeß können die Apparaturen zur Nach- oder Wei­ terbehandlung kleiner als bei den sogenannten "batch"-Prozessen ausgeführt werden. Insbesondere bei Großanlagen sind kontinuierlich arbeitende Zuckerlö­ ser die zur Zeit wirtschaftlichste Lösung.

Die kontinuierlich arbeitenden Zuckerlöser sind relativ aufwendig in Bezug auf ihre Regelung, der Geräuschpegel ihrer Mischeinrichtungen ist relativ hoch, und sie haben mit ca. 5 kWh pro Tonne gelösten Zuckers einen relativ hohen spezifi­ schen Energiebedarf. Darüber hinaus ist die Regelmöglichkeit in Bezug auf ihre Ausbringleistung schlecht. Aus diesem Grunde befinden sich hinter dem kontinu­ ierlich arbeitenden Zuckerlöser immer Einfachsirup-Lagertanks, damit eine hinrei­ chend sichere Bereitstellung von Zuckersirup auch bei stark schwankenden Ab­ nahmeleistungen sichergestellt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, zu schaffen, das einfach durchzuführen ist und zu dessen Durchführung ein Reaktor vorgese­ hen wird, der gegenüber bekannten Apparaturen einfacher in seinem Aufbau ist, Mischeinrichtungen überflüssig macht und einen geringeren spezifischen Ener­ giebedarf aufweist.

Diese Aufgebe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens sind Gegen­ stand der Unteransprüche. Ein Reaktor zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens ergibt sich aus den Merkmalen im Anspruch 5, während vorteilhafte Ausführungsformen des vorgeschlagenen Reaktors Gegenstand der dem An­ spruch 5 nachgeordneten Unteransprüche sind.

Der Erfindungsgedanke basiert im wesentlichen darauf, daß im Lösungsmittel mit dem zugeführten kristallinen Zucker unter dem Einfluß der Schwerkraft ein Sedi­ ment aus kristallinem Zucker mit einer näherungsweise konstanten Betthöhe auf­ recht erhalten wird. Dieses Bett aus sedimentiertem kristallinen Zucker wird vom Lösungsmittel im wesentlichen gegen die Schwerkraft mit einer Geschwindigkeit v durchströmt, die unterhalb einer das Sediment im Lösungsmittel aufwirbelnden Grenzgeschwindigkeit v_G bleibt. Der Verzicht auf jegliche die Intensität des Lö­ sungsprozesses befördernde mechanische Energiezufuhr ergibt ein sehr einfa­ ches Verfahren, dessen Durchführung sich in einem ebenso einfachen Reaktor niederschlägt. Da die Durchströmungsgeschwindigkeit des sedimentierten kristal­ linen Zuckers so eingestellt wird, daß durch diese das Sediment nicht aufgewir­ belt wird, sind auch keine besonderen Maßnahmen zur Trennung der noch nicht vollständig aufgelösten Zuckerkristalle vom Zuckersirup erforderlich. Das vorge­ schlagene Verfahren ermöglicht somit eine energetisch günstige und eine appa­ rativ sehr einfache Auflösung des Zuckers im Lösungsmittel.

Es hat sich gezeigt, daß günstige Auflösungsbedingungen vorliegen, wenn das Sediment aus kristallinem Zucker mit einer Geschwindigkeit im Bereich von v = 0,2 bis 1,0 × 10^-3 m/s durchströmt wird. Bei einer Durchströmung in der Nähe von v = 0,2 bis 1,0 × 10^-3 m/s ist in jedem Falle sichergestellt, daß eine Aufwirbe­ lung des Sediments aus kristallinem Zucker vermieden wird. Unter diesen Bedin­ gungen lassen sich je Quadratmeter durchströmten Sediments ca. 700 l/h Zucker­ sirup mit 62° Brix bei 17 bis 20°C Lösemitteltemperatur erzeugen.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, das Sediment durch Zufuhr des kristallinen Zuckers innerhalb des Sediments aufrechtzuerhalten.

Wird, wie dies ein weiterer Vorschlag vorsieht, das Sediment durch Zufuhr des kristallinen Zuckers oberhalb des Sediments aufrechterhalten, dann resultiert aus dieser Art der Einbringung des kristallinen Zuckers ein erstaunlich einfacher Re­ aktor zum Durchführen des Verfahrens.

Durch Ausbildung eines Reaktors zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfah­ rens in Gestalt eines vertikal angeordneten Strömungsrohres mit entsprechendem Verweilzeitverhalten werden Misch- und Rühreinrichtungen überflüssig. Die erfor­ derliche durchströmte Höhe und die daraus resultierende Reaktionsfänge des Strömungsrohres ist an die vorliegenden bzw. anzustrebenden Stoffaustauschbe­ dingungen leicht anpaßbar. Der aufzulösende Zucker wird über eine im Bereich zwischen der Zuführ- und Verteileinrichtung für Wasser und der Abführleitung für Zuckersirup in das Strömungsrohr eingreifende Zuführeinrichtung für Zucker in das Strömungsrohr eingebracht, wo der ungelöste Zucker zunächst sedimentiert. In das untere Ende des Strömungsrohres mündet die Zuführleitung für Wasser ein, und in diesem Bereich ist, unmittelbar anschließend an diese Einmündungs­ stelle, die Zuführ- und Verteileinrichtung für dieses Wasser vorgesehen, so daß die sedimentierte Schicht ungelösten Zuckers, ähnlich einem sogenannten Fest­ bett, gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche des Strömungsrohres im wesentlichen gegen die Schwerkraft, von unten nach oben, vom Lösungsmittel, dem Wasser, durchströmt wird. Oberhalb des sich im stationären Betrieb des Strömungsrohres sedimentierenden ungelösten Zuckers ist der verbleibende Teil des Strömungsrohres bestimmungsgemäß vollständig mit der erzeugten Zuckerlösung ausgefüllt, wobei sich zwischen dem ungelösten Zucker und der darüber befindlichen Zuckerlösung eine mehr oder weniger scharf begrenzte Trennschicht ausbildet.

Dabei kann die Betthöhe des sedimentierten kristallinen Zuckers dadurch auf­ rechterhalten werden, daß die Zuführeinrichtung für Zucker im Bereich des Sedi­ ments in das Strömungsrohr eingreift. Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Zuführeinrichtung für Zucker in einem Abstand h vom unteren Ende des Strömungsrohres in letzteres einmündet, der etwa einem Drittel einer durchströmten Höhe H des Strömungsrohres entspricht.

Eine andere Ausgestaltung des vorgeschlagenen Reaktors sieht hinsichtlich der Einleitungsstelle für den kristallinen Zucker vor, daß die Zuführeinrichtung für Zucker oberhalb des Sediments in das Strömungsrohr eingreift. Dabei hat sich gezeigt, daß besonders günstige Verhältnisse dann gegeben sind, wenn die Zu­ führeinrichtung für Zucker in einem Abstand h vom unteren Ende des Strömungs­ rohres in letzteres einmündet, der etwa zwei Drittel einer durchströmten Höhe H des Strömungsrohres entspricht. In diesem Falle wird der zugeführte kristalline Zucker auf das Sediment aufgeschichtet. Hierdurch läßt sich die Zuführeinrich­ tung für Zucker besonders einfach ausgestalten, und es besteht nicht die Gefahr des Eindringens von Zuckerlösung in die Zuführeinrichtung.

Im stationären Betrieb des Strömungsrohres werden kontinuierlich Wasser über die Zuführleitung und Zucker über die Zuführeinrichtung im erforderlichen Men­ genverhältnis zugeführt, während ein entsprechender Mengenstrom Zuckersirup, auch als Einfachsirup bezeichnet, das Strömungsrohr an dessen oberem Ende nahezu drucklos über die Abführleitung verläßt. Dabei werden das Volumen bzw. die Menge des zuströmenden Wassers sowie das Volumen bzw. die Menge und Konzentration des Einfachsirups kontinuierlich gemessen, und es wird anschlie­ ßend durch nachträgliches kontinuierliches Hinzumischen von Wasser in der er­ forderlichen Menge die gewünschte Sollwert-Konzentration des dann als Fertigsi­ rup bezeichneten Endproduktes erreicht.

Untersuchungen haben ergeben, daß die durchströmte Höhe des Strömungsroh­ res mit ca. H = 3 bis 3,5 m und die Betthöhe h* des Sediments mit ca. 2 m ausrei­ chend bemessen sind. Dieses Ergebnis findet in einem entsprechenden Ausle­ gungsvorschlag seinen Niederschlag. Diese Reaktorhöhe stellt sicher, daß der erforderliche Trockensubstanzgehalt von wenigstens w_TS,L = 60% (entsprechend 60° Brix) am Austritt des Strömungsrohres erreicht wird.

Das Auflösen von Zucker in Wasser ist ein endothermer Prozeß. Falls dieser Pro­ zeß zwecks Erhöhung der Lösungsgeschwindigkeit jedoch isotherm geführt wer­ den soll, sieht eine weitere Ausgestaltung des vorgeschlagenen Reaktors gemäß der Erfindung vor, daß in der oberen Hälfte des Strömungsrohres ein Wärmetau­ scher vorgesehen ist. Alternativ hierzu wird weiterhin vorgeschlagen, die erforder­ liche Wärmezufuhr durch Anordnung eines Wärmetauschers in der Zuführleitung für Wasser sicherzustellen.

Zwei Ausführungsbeispiele des Reaktors zum Durchführen des Verfahrens ge­ mäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend hinsichtlich ihres Aufbaus und Betriebes beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines Reak­ tors zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, bei dem die Zuführeinrichtung für Zucker im Bereich des Sediments in das Strömungsrohr eingreift und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Reaktors gemäß der Erfindung, bei dem die Zuführeinrichtung für Zucker oberhalb des Sediments in das Strömungsrohr eingreift.

Ein Reaktor 1 (Fig. 1) ist als vertikal angeordnetes Strömungsrohr ausgebildet. In dieses mündet einerseits am unteren Ende die Zuführleitung für Wasser 4 ein, während eine Abführleitung für Zuckersirup 5 andererseits am oberen Ende aus­ mündet. Unmittelbar im Anschluß an die Eintrittsstelle der Zuführleitung 4 in das Strömungsrohr 1 ist in diesem eine Zuführ- und Verteileinrichtung für Wasser 2 angeordnet, über die das in das Strömungsrohr 1 von unten eintretende Wasser W gleichmäßig über dessen durchströmte Gesamtquerschnittsfläche A verteilt wird. In die untere Hälfte des Strömungsrohres 1 greift von der Seite eine über einen Motor M angetriebene Zuführeinrichtung für Zucker 3 ein, die beispielswei­ se als Dosierschnecke oder Zellenradschleuse ausgebildet ist und aus einem Vorratssilo 3a kristallinen Zucker Z in diesen Bereich des Strömungsrohres 1 kontinuierlich dosiert. Dabei mündet die Zuführeinrichtung 3 in einem Abstand h (Einspeisehöhe h) vom unteren Ende des Strömungsrohres 1 in letzteres ein, der etwa einem Drittel einer durchströmten Höhe H des Strömungsrohres 1 entspricht. Über eine Absperrklappe 3b ist die Zuführeinrichtung 3 vom Innenraum des Strö­ mungsrohres 1 abzusperren. In die Abführleitung 5 mündet eine zweite Wasser­ leitung 6 ein, über die Wasser W dem das Strömungsrohr 1 verlassenden, auch als Einfachsirup ES bezeichneten Zuckersirup zugeführt werden kann. Auf diese Weise entsteht dann der sogenannte Fertigsirup FS mit der gewünschten Soll­ wert-Konzentration.

Zum Anfahren des Strömungsrohres 1 wird in diesem zunächst über die Zuführ­ leitung 4 so viel Wasser W vorgelegt, daß der Eintrag des Zuckers Z aus der Zu­ führeinrichtung 3 unterhalb des sich einstellenden Flüssigkeitsspiegels erfolgt. Nach einer Wartezeit hat sich der ungelöste Zucker Z im Strömungsrohr 1 ober­ halb der Zuführ- und Verteileinrichtung 2 über eine Ablagerungshöhe h* (Betthö­ he h* eines Sediments 5 aus kristallinem Zucker Z) sedimentiert und zur darüber befindlichen Zuckerlösung ES eine Trennschicht T ausgebildet. Anschließend wird über die Zuführleitung 4 und die nachgeordnete Zuführ- und Verteileinrich­ tung 2 kontinuierlich Wasser W zugeführt, das das aus ungelöstem Zucker Z be­ stehende Bett mit der Betthöhe h* über die gesamte Querschnittsfläche A des Strömungsrohres 1 im wesentlichen gleichmäßig durchströmt (Zustand W + Z). Entsprechend der Wasserzufuhr W über die Zuführleitung 4 wird im erforderlichen Mengenverhältnis kontinuierlich Zucker Z über die Zuführeinrichtung 3 zu­ geführt.

Im stationären Betrieb ist das Strömungsrohr 1 oberhalb der Trennschicht T voll­ ständig mit Zuckerlösung, dem Einfachsirup ES, befüllt. Letzterer tritt nahezu drucklos über die Abführleitung 5 aus dem Strömungsrohr 1 aus. Sowohl der Vo­ lumenstrom des über die Zuführleitung 4 zuströmenden Wassers W als auch der Volumenstrom und die Konzentration (Dichte) des in der Abführleitung 5 strömen­ den Einfachsirups ES werden kontinuierlich gemessen. Für den Volumenstrom in der Zuführleitung 4 und in der Abführleitung 5 sind jeweils ein Meßumformer FT und für die Dichte in der Abführleitung 5 ist ein Meßumformer DT vorgesehen.

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird die Menge des gelösten Zuckers Z im über die Abführleitung 5 das Strömungsrohr 1 verlassenden Ein­ fachsirup ES geregelt. In diesem Falle ist die im Strömungsrohr 1 erreichte Zuc­ kerkonzentration stets größer als die Sollwert-Konzentration im Fertigsirup FS. Diese gewünschte Sollwert-Konzentration wird durch kontinuierliches Hinzumi­ schen von Wasser W auf dem Weg über die zweite Wasserleitung 6 in die Ab­ führleitung 5 mittels eines Durchflußreglers FIC eingeregelt. Volumenstrom und Konzentration des das Strömungsrohr 1 verlassenden Einfachsirups ES bestim­ men den Volumenstrom des Wassers W in der Zuführleitung 4 und die Menge des über die Zuführeinrichtung 3 dem Strömungsrohr 1 zugeführten Zuckers Z. Die Meß- und Regeleinrichtungen FT, DT und FIC sowie der Antrieb M der Zufüh­ reinrichtung 3 sind über Signalverarbeitungsleitungen 7 miteinander verbunden.

Ein anderes Regelverfahren sieht vor, die gewünschte Sollwert-Konzentration des Fertigsirups FS durch Regelung der Menge des zuzuführenden Zuckers Z einzu­ stellen. In diesem Falle werden Volumenstrom und Konzentration des das Strö­ mungsrohr 1 über die Abführleitung 5 verlassenden Einfachsirups ES gemessen und die Menge des über die Zuführeinrichtung 3 zugeführten Zuckers Z wird in Abhängigkeit vom Volumenstrom des Wassers W in der Zuführleitung 4, der gleichfalls gemessen wird, geregelt.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform eines ebenfalls als Strömungsrohr 1 ausgebil­ deten Reaktors, der gegenüber jenem gemäß Fig. 1 teilweise weiter vereinfacht ist. Dies gelingt durch die Verschiebung der Einleitungsstelle für den kristallinen Zucker Z auf eine Einspeisehöhe h, die etwa Zweidrittel der durchströmten Höhe H des Strömungsrohres 1 entspricht (h ≈ H2/3). Dabei ist die Zuführeinrichtung für Zucker 3 in Form eines gegen die Längsachse des Strömungsrohres 1 ge­ neigten Rohres ausgeführt, das in das Strömungsrohr 1 seitlich einmündet und sich am unteren Ende über eine Rutsche 3c im Strömungsrohr 1 fortsetzt. Da­ durch wird der zugeführte kristalline Zucker Z auf das aus kristallinem Zucker Z bestehende Sediment S (Betthöhe h*) aufgeschichtet.

Die Abführleitung für Zuckersirup 5 ist seitlich am oberen Ende des Strömungs­ rohres 1 derart angeordnet, daß sie wie ein Überlauf wirkt und dadurch einen ma­ ximalen Flüssigkeitsspiegel N im Strömungsrohr 1 determiniert. Dieser Flüssig­ keitsspiegel N bildet sich nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren auch in der Zuführeinrichtung für Zucker 3 ab, wodurch ein problemloses Zuführen des kristallinen Zuckers 2 in diesem Bereich möglich ist. Zur leichteren Einbringung und Verteilung des Zuckers Z in das auf dem durch den Flüssigkeitsspiegel N gegebene Niveau anstehende Lösungsmittel, das im wesentlichen dem über der Trennschicht T befindlichen Einfachsirup ES entspricht, ist in der Zuführeinrich­ tung für Zucker 3 eine motorisch angetriebene Einschlag- und Verteileinrichtung 8 vorgesehen. Zur Regelung des Reaktors 1 sind die zum Reaktor gemäß Fig. 1 vorgeschlagenen Maßnahmen sinngemäß anzuwenden.

Claims (12)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Auflösen von kristallinem Zucker in einem Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, bei dem im Zuge des Lösungsprozes­ ses in Abhängigkeit von der gewünschten Zuckerkonzentration in der zu er­ zeugenden Zuckerlösung, dem Zuckersirup, kristalliner Zucker und Lösungs­ mittel im erforderlichen Verhältnis kontinuierlich zugeführt und die entspre­ chende Menge erzeugter Zuckersirup kontinuierlich abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet,

• - daß im Lösungsmittel mit dem zugeführten kristallinen Zucker unter dem Einfluß der Schwerkraft ein Sediment aus kristallinem Zucker mit einer nä­ herungsweise konstanten Betthöhe aufrechterhalten wird,
• - daß das Sediment vom Lösungsmittel im wesentlichen gegen die Schwer­ kraft mit einer Geschwindigkeit (v) durchströmt wird, und
• - daß die Geschwindigkeit (v) unterhalb einer das Sediment im Lösungsmit­ tel aufwirbelnden Grenzgeschwindigkeit (v_G) bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit (v) im Bereich von v = (0,2 bis 1,0) 10^-3 m/s, vorzugsweise in der Nähe von v = 0,2 × 10^-3 m/s, eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sediment durch Zufuhr des kristallinen Zuckers innerhalb des Sediments auf­ rechterhalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sediment durch Zufuhr des kristallinen Zuckers oberhalb des Sediments auf­ rechterhalten wird.

5. Reaktor zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus wenigstens einem Behälter, der eine Zuführeinrichtung für den Zucker, eine Zuführleitung für Wasser, eine Abführleitung für den erzeugten Zuckersirup und eine Meß- und Regeleinrichtung zur Einstellung der Zucker­ konzentration im Zuckersirup aufweist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Reaktor als vertikal angeordnetes Strömungsrohr (1) ausgebildet ist,
• - in das am unteren Ende die Zuführleitung für Wasser (4) einmündet,
• - das unmittelbar anschließend eine Zuführ- und Verteileinrichtung für Was­ ser (2) aufweist,
• - das an seinem oberen Ende in die Abführleitung für Zuckersirup (5) aus­ mündet und
• - in das im Bereich zwischen der Zuführ- und Verteileinrichtung für Wasser (2) und der Abführleitung für Zuckersirup (5) die Zuführeinrichtung für Zuc­ ker (3) eingreift.

6. Reaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für Zucker (3) im Bereich des Sediments (S) in das Strö­ mungsrohr (1) eingreift.

7. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für Zucker (3) in einem Abstand (h) vom unteren Ende des Strömungsrohres (1) in letzteres einmündet, der etwa einem Drittel einer durchströmten Höhe (H) des Strömungsrohres (1) entspricht (h ≈ H/3).

8. Reaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für Zucker (3) oberhalb des Sediments (S) in das Strö­ mungsrohr (1) eingreift.

9. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für Zucker (3) in einem Abstand (h) vom unteren Ende des Strömungsrohres (1) in letzteres einmündet, der etwa Zweidrittel einer durch­ strömten Höhe (H) des Strömungsrohres (1) entspricht (h ≈ H2/3).

10. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durchströmte Höhe (H) des Strömungsrohres (1) ca. 3 bis 3,5 m und die Betthöhe (h*) des Sediments (S) ca. 2 m betragen.

11. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Hälfte des Strömungsrohres (1) ein Wärmetauscher vorgesehen ist.

12. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung für Wasser (2) ein Wärmetauscher vorgesehen ist.