DE36114C - Apparat zum Auslaugen von Zucker aus Rüben oder anderen zuckerhaltigen Stoffen mittelst flüchtiger Flüssigkeiten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Dr, C. SCHEIBLER in BERLIN.

flüchtiger Flüssigkeiten.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20* März 1884 ab.

In dem Haupt-Patent P. R. No. 3573 und den Zusatz-Patenten No. 7453 und 9481 ist ein Verfahren patentirt, welches die Extraction von Zucker aus Stoffen mittelst flüchtiger Flüssigkeiten zum Gegenstande hat. Dieses Verfahren besteht darin, dafs man den Dampf einer Flüssigkeit, welche Zucker zu lösen vermag (Weingeist, Holzgeist etc.) aus einem Kochgefäfs in einen Apparat treten läfst, der die zu extrahirende Substanz enthalt, welche sich unter Condensation dieser Dämpfe erwärmt und ihre löslichen Stoffe an die condensirte Flüssigkeit abgiebt, worauf die solchergestalt mit löslichen Stoffen „beladene Flüssigkeit in das Kochgefäfs zurückfliefst, um hier wieder zur Erzeugung von Dämpfen zu dienen, die denselben Weg durch die zu extrahirende Substanz nehmen und so fort, bis letztere völlig erschöpft ist.

In der Patentschrift No. 3573 findet sich (auf S. 5, zweite Spalte, vorletzter Abschnitt unten) folgender Satz: »Auch kann mein Verfahren in grofsem Mafsstabe ausgeführt werden, um den Zucker der Rüben und anderer Pflanzen technisch, und zwar in einem sehr hohen Reinheitsgrade zu gewinnen, worauf einzugehen ich hier aber unterlasse, weil dies der Gegenstand eines besonderen Patentgesuches sein wird.«

Das durch diesen Satz bereits angekündigte Patentgesuch soll nunmehr hier folgen, nachdem Erfinder in mehreren Campagnen zahlreiche Arbeiten in mehr oder weniger grofsem Mafsstabe durchgeführt hat und bemüht gewesen ist, die technischen Schwierigkeiten, die bekanntlich jedem neuen Verfahren anhaften, genau kennen und vermeiden zu lernen.

Zur Ausführung des Verfahrens im grofsen Mafsstabe dient ein Apparat, der auf beiliegender Zeichnung, Fig. 1 bis 6, abgebildet ist. Der Gebrauch dieses Apparates wird in seiner Anwendung auf Rüben als zuckerhaltige Substanz einerseits und Spiritus als flüchtige Flüssigkeit andererseits beschrieben werden, wobei bemerkt wird, dafs der Apparat ebenso dienen kann zur Extraction anderer zuckerhaltiger Substanzen durch andere flüchtige Flüssigkeiten.

Die Haupttheile des Apparates bestehen ebenso" wie die Apparattheile des Haupt-Patentes No. 3573 aus:

1. dem Apparat A mit seiner Ummantelung B;

2. dem Destillirapparat C und

3. dem Kühler D,

wobei die gleichen Buchstaben bei beiden Apparaten die übereinstimmenden Theile derselben bezeichnen.

Die Extractionsgefä'fse A¹ A² A^s etc. sind Hohlräume beliebiger Form; sie sind hier als viereckige Kästen gedacht. A¹ ist im Durchschnitt, A² und A^s geschlossen dargestellt. Die Bodenfläche dieser Hohlräume A laufen in schwach trichterförmiger Neigung in ein Abflufsrohr aus, welches allen Apparaten gemeinsam ist.

Die Extractionsgefäfse A sind an der Vorderseite durch Thüren zu öffnen und' dicht zu schliefsen. Sie sind mit Ausnahme dieser

Thüren und des oberen Deckels von einem Dampfmantel umgeben und wird dieser Mantelraum von Rohr ni aus mit Dampf gespeist, welcher bei n¹ n² n³ eintritt, während das entstehende Condensationswasser bei O¹O²O³ etc. aus den Mantelräumen in ein gemeinsames Ableitungsrohr fliefst, welches in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist.

Der obere Deckel der Extractionsgefäfse A stellt einen Hohlkörper E dar, durch welchen nach Bedarf kaltes Wasser, bei ρ ein- und bei q austretend, oder Dampf geleitet werden kann. Die gemeinsamen Zu- und Abflufsröhren dieser Hohlkörper JE¹E²E³ etc. sind in der Zeichnung ebenfalls weggelassen, um diese, welche nur ein schematisches Bild gewähren soll, nicht unnöthig zu compliciren. Die als obere Decke des Hohlraumes A¹ dienende untere Fläche von E¹ ist mit zahlreichen kleinen Erhöhungen (Warzen, Spitzen etc.) versehen, wie in Fig. 4 angedeutet ist.

In den Hohlraum der Gefäfse A¹ A²A³ etc. kann ein Kastensystem eingeführt werden, welches auf kleinen Rädern rollt und in Fig. 5 und 6 besonders dargestellt ist. Fig. 5 zeigt einen einzelnen Kasten dieses Systems in perspectivischer Ansicht. Die Kasten sind flach und aus durchlöchertem Eisenblech gefertigt; sie dienen zur Aufnahme der auszulaugenden Rübenschnitzel.

Die Gefäfse A¹A² A³ etc. befinden sich in einer oberen Etage der Fabrik und zur Beschickung derselben läuft auf dem Boden dieser Etage ein Schienenweg rrr vor den Gefäfsen entlang. Die Beschickung der Gefäfse mit Rübenschnitzeln geschieht wie folgt:

An der Rübenschnitzelmaschine der Zuckerfabrik werden die flachen Kästen, Fig. 5, mit Rübenschnitzel völlig angefüllt und eine bestimmte Anzahl dieser Kästen so auf einander gestellt, wie Fig. 6 zeigt. Der unterste Kasten dieses Systems besitzt kleine Räder. Sobald die Füllung dieser Einsatzkästen mit Schnitzeln erfolgt ist, die Arbeit weniger Minuten, rollt man das System über die Schienen rrr bis vor eines der zu füllenden Gefäfse A¹ A² A³ etc., auf deren Boden sich die Schienen rrr fortsetzen, und führt mit Hülfe der Drehscheiben das System in den Hohlraum des betreffenden Gefäfses ein, worauf man die Thür desselben schliefst.

Die Auslaugung der'in A¹A²A³ etc. befindlichen Rübenschnitzel durch Spiritus geht nun in folgender Weise vor sich:

Denken wir uns den Apparat in Betrieb, so ist das Sammelgefäfs S mit alkoholischem Rübensaft gefüllt, welcher von hier aus mit Hülfe des Regulirhalines s continuirlich in bestimmter Menge in den Apparat C einfliefst. Derselbe ist ein Colonnenapparat bekannter Construction nach Savalle, Siemens oder Anderen und soll hier nicht näher erörtert werden. In seinem oberen Theile trägt er eine Rectificatiohssäule Und entweichen die Alkoholdämpfe aus letzterer in das Rohr c, welches mit dem Innern der Gefäfse A¹ IJ A³ etc. in Verbindung steht, so dafs der Alkoholdampf am tiefsten Punkte unter die mit Schnitzeln gefüllten Kästen eingeleitet werden kann. Während der spirituöse Rübensaft durch s in C einfliefst, bläst man Wasserdampf bei d in die Colonne C. Es vollzieht sich dabei die Trennung des Alkohols von dem Zuckersaft in bekannter Weise, so dafs einerseits Alkohol in die Rectificationssäule und von da als Dampf in das Rohr c tritt, während der entgeistete Rübensaft bei b in continuirlichem Strahl den Apparat verläfst.

Gesetzt, es seien die Rübenschnitzel in A¹ auszulaugen, A² sei frisch gefüllt und A³ in der Entleerung begriffen, so ist der Verlauf der Operation folgender:

Die Spiritusdämpfe, welche den Colonnenapparat C verlassen, treten durch c in Α^λ unten ein. Diese Dämpfe durchdringen, von unten nach oben strömend, die Rübenschnitzel, an welchen sie sich condensiren, so lange letztere noch kalt sind. Zuletzt strömen die Dämpfe bis oben und verdichten ■ sich dann an der unteren Fläche von E¹. Dieser hohle Deckel E¹ wird durch Circulation kalten Wassers, welches bei ρ ein- und bei q austritt, gekühlt. Infolge dessen verdichten sich hier die ankommenden Spiritusdämpfe, um als flüssiger Spiritus von den Warzen oder Spitzen des Deckels herabzutropfen. Von diesem Augenblicke an sind die Schnitzel in den durchlöcherten Kästen einem andauernden Regen von Spiritus ausgesetzt. Der Spiritus tropft von Schnitzel zu Schnitzel, laugt den Zucker derselben aus, was schnell erfolgt, da diese Schnitzel nahezu die Temperatur des heifsen Spiritusdampfes haben. Der mit gelösten Stoffen beladene Spiritus sammelt sich am unteren Boden und fliefst hier durch den geöffneten Hahn t¹ in das Sammelgefäfs S. Strömt mehr Spiritusdampf in den Apparat A¹ ein, als sich an der Warzenfläche von E¹ verdichten kann, so geht dieser Dampfüberschufs bei geeigneten Hahnstellungen der Zu- und Abflufsröhren in das Rohr m, gelangt von hier in den Kühler D und fliefst von da in das mit frischen Schnitzeln gefüllte Extractionsgefäfs A², dessen Ablauf hahn i² hierbei geschlossen bleibt. Während der Spiritus diesen Weg nimmt, mufs die aus D und A² entweichende Luft durch die Rohrleitung ν fortgeführt werden. Diese Luft wird, ehe sie ins Freie gelangt, in bekannter Weise entgeistet, so dafs durch dieselbe ein Spiritusverlust nicht stattfindet.

'< Zur Füllung eines mit Rübenschnitzeln beschickten Extractionsgefäfses ist ein bestimmtes Quantum Spiritus erforderlich und mehr wird auch nicht in Betrieb genommen. Sind die Rübenschnitzel in A¹ erschöpft, was sich leicht controliren läfst, indem man den Hahn i¹' kurze Zeit schliefst und mittelst des kleinen Probirhahnes χ eine Flüssigkeitsprobe zur Untersuchung entnimmt, so stellt man die Kühlung bei Ii. ein und bringt an die Stelle von Kühlwasser nunmehr Dampf. Von diesem Augenblicke an condensirt sich keine namhafte Menge Spiritus mehr in A¹, sondern der Spiritusdampf nimmt nun seinen Weg durch den Kühler D nach A². Das Sammelgefäfs 5 leert sich von diesem Augenblicke an mehr und mehr (sichtbar an dem Flüssigkeitsstandrohr), weil nämlich fast keine Flüssigkeit mehr durch Hahn i¹ abläuft. Bevor S völlig leergelaufen, ist A² nahezu mit verdichtetem Spiritus vollgelaufen und durch Dampfeinlafs in den Mantel B aufgeheizt worden. In diesem Moment schliefst man i¹ und öffnet t². Gleichzeitig schliefst man den Hahn c¹ und öffnet dafür c², worauf die Auslaugung der Rübenschnitzel in A² in gleicher Weise beginnt, wie vorher für ^¹ beschrieben.

Es sind nun die Spiritusreste, womit die Rübenschnitzel in A¹ imbibirt sind, aus diesem Gefäfs zu entfernen. Dies geschieht mit Hülfe überhitzten Wasserdampfes, welcher aus der Rohrleitung w in den unteren Theil von A¹ eingeblasen werden kann. Dieser verwandelt infolge seines Wärmeüberschusses und ohne dafs er eine nennenswerthe Menge von Wasser an die entzuckerten Schnitzel abgiebt, den in den letzteren verbleibenden Spiritus sehr rasch in Spiritusdampf, der im Kühler D condensirt wird und nach A² abfliefst. Man kann aber auch den mit überhitztem Dampf abgeblasenen Spiritus zweckmäfsig in einen in der Zeichnung nicht angegebenen zweiten Kühler leiten, der am Abflufsende mit einer Abflufsvorrichtung versehen ist, die gestattet, die Stärke des abdestillirten Spiritus in bekannter Weise mittelst eines Aräometers zu bestimmen. Sobald dieser Aräometer Null zeigt, sind die Schnitzel in A¹ vollständig entgeistet. Man stellt alsdann das Zuleiten des überhitzten Wasserdampfes ein, schliefst die Hähne der oberen Rohrleitungen und öffnet die Thür von A\ um den Apparat zu entleeren. Man zieht die auf ihren Rädern beweglichen Kästen vor, welche nunmehr mit sehr zusammengeschrumpften Schnitzeln, also nur noch unvollständig gefüllt erscheinen. Infolge ihrer Wärme verdampft noch eine weitere Quantität des ihnen etwa noch innewohnenden Wassers an der Luft und die Schnitzel erscheinen dann für das Gefühl als völlig trocken.

Das Abblasen des Alkohols aus den entzuckerten Schnitzeln durch überhitzten Wasserdampf kann auch in der Weise geschehen, dafs man die mit Spiritus beladenen Dämpfe, statt sie in einem Kühler zu verdichten, direct in die Colonne C leitet, und zwar mittelst einer Rohrleitung, welche etwa in der Mitte, zwischen dem Zuflufshahn s und der Dampfeinströmung d in die Colonne einmündet.

Die vorbeschriebene. Methode der Schnitzelextraction erfordert nur eine verhältnifsmäfsig geringe Menge von Spiritus; sie ' hat dafür aber das Umständliche, dafs in der letzten Periode der Schnitzelentzuckerung Lösungen nach S abfliefsen und in der Colonne C zerlegt werden müssen, welche immer ärmer an Zucker werden und schliefslich kaum nennenswerthe'Extractmengen liefern. Man kann nun entweder die letzten gehaltarmen Extracte, statt sie nach S zu leiten, in einem besonderen Gefäfse auffangen und bei einem mit frischen Schnitzeln gefüllten Gefäfse der Reihe A^A²A³etc. verwenden, oder man kann diesen Extractionsgefäfsen vollständig die Einrichtung von Diffusionsgefäfsen geben, die durch Uebersteigrohre mit einander in Verbindung stehen. In diesen letzteren Fällen gebraucht. man natürlich mehr Spiritus. Diese Art der Extraction der Schnitzel vollzieht sich im wesentlichen, wie es in dem Zusatz-Patent No. 9481 beschrieben ist. Man läfst nur von dem Gefäfs der Reihe A¹ A² A³ etc., welches zuletzt mit Schnitzeln gefüllt wurde, die concentrirte Lösung nach S und von da nach C ablaufen, während der aus der Colonne entweichende Alkoholdampf direct in den Kühler tritt und von da auf das Gefäfs der Reihe A¹A²A³ etc. fliefst, in welchem die Extraction am weitesten vorgeschritten ist.

Die vorstehende Beschreibung des Verfahrens soll noch durch ein paar Bemerkungen vervollständigt werden. Es hat sich als nothwendig herausgestellt, dafs man Rübenschnitzel nicht in dicken Lagen auf einander gehäuft der Extraction unterwirft, weil sich dieselben unter dem Einflufs von Spiritus so dicht an einander legen, dafs sie von da ab der Auslaugung fast gar nicht mehr unterliegen. In noch höherem Mafse ist dies der Fall, wenn man Rübenreibsel statt Rübenschnitzel verwendet. Man ist versucht, ä priori zu glauben, dafs bei Rübenbrei die-Auslaugung rascher erfolgen müsse, was aber, wie die Erfahrung lehrt, thatsächlich nicht der Fall ist. Rübenbrei backt in Berührung mit starkem Spiritus infolge des gerinnenden Pflanzeneiweifses zu klumpigen Massen zusammen, die viel un-' durchdringlicher für Spiritus sind als Rübenschnitzel. Diese Erfahrungen haben dazu geführt, die Extractionsgefäfse so mit Schnitzel zu beschicken, wie es durch die Abbildungen, Fig. 5 und 6, erläutert ist.

Besondere Vorzüge des Verfahrens sollen nach Angaben des Erfinders die folgenden sein:

1. Relativ gröfsere Reinheit des gewonnenen Rübensaftes als bei jedem anderen Verfahren. Insbesondere sind es die Eiweifsstoffe, sowie überhaupt alle durch Alkohol coagulirbaren Saftbestandtheile der Rübe (Pectin, Pararabinetc), welche nicht mit in die alkoholische Lösung übergehen. Diese Stoffe bleiben in den Schnitzeln zurück, deren Futterwerth dadurch erheblich erhöht wird.

2. Trockene Beschaffenheit entzückerter Rübenrückstände, welche es erlaubt, dieselben beliebig lange aufzubewahren.

3. Höherer Futterwerth dieser Rückstände. Ein Hauptvorzug des Verfahrens soll ferner darin bestehen, dafs die Rübenrückstände in einer sehr trockenen Form gewonnen werden und bei der Verfütterung derselben der Thiermagen nicht mit Ubergrofsen, schädlich wirkenden Wassermengen belastet wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Apparat zum Auslaugen von Zucker aus Rüben oder anderen zuckerhaltigen Stoffen mittelst flüchtiger Flüssigkeiten, Fig. 2, bestehend aus dem mit Dampfmantel B umgebenen, seitlich zu öffnenden und zu schliefsenden Gefäfs A, in welchem sich das auszulaugende Gut in über einander angeordneten flachen und durchlöcherten Kästen, Fig. 5 und 6, befindet, also in Schichten gelagert ausgelaugt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.