DE2747802A1

DE2747802A1 - Verfahren zum eindampfen und zerstaeubungstrocknen einer saccharoseloesung sowie anlage zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2747802A1
Application number: DE19772747802
Authority: DE
Inventors: Ove Dipl Ing Hansen; Stig Dipl Ing Rasmussen
Original assignee: Niro Atomizer AS
Current assignee: GEA Process Engineering AS
Priority date: 1976-11-01
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1978-05-03
Also published as: GB1564770A; FR2369346A1; AU3020177A; DK493576A; FR2369346B3; NL7711839A; US4099982A

Description

MÜLLER-BOR« - DBUFKL · SCHÖN · HERTEL 27 4 7 8

PATENTANWÄLTE

A/S Ni ro Atomizer S0borg, Dänemark.

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927 - 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.- CH EM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.

A 254^

25. OKT. 1977

Verfahren zum Eindampfen und Zerstäubungstrocknen einer Saccharoselösung sowie Anlage zur Ausübung des Verfahrens

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Aktieselskabet Niro Atomizer^, S0borg₂_Danemark

Verfahren zum Eindampfen und Zerstäubungstrocknen einer Saccharoselösung sowie Anlage zur Ausübung des Verfahrens

Bei der gewöhnlichen Herstellung von Saccharose aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr wird die Saccharose aus einer Saccharoselösung, die gewisse Unreinheiten enthält, durch eine fraktionierte Kristallisation gewonnen.

Der Zweck dieser fraktionierten Kristallisation ist somit u.a. die Abtrennung der Saccharose von den genannten Unreinheiten.

Die lange anhaltende Erhitzung der verunreinigten Saccharoselösung, die bei der Ausführung der fraktionierten Kristallisation erforderlich ist, bewirkt jedoch eine Inversion eines Teiles der Saccharose. Die durch diese Inversion gebildete Glucose und Fructose kann nicht unmittelbar zum Auskristallisieren gebracht werden, sondern geht in die Melasse über, welche ein minderwertiges Produkt darstellt.

Ausserdem wird die Ausbeute dadurch vermindert, dass ein Teil der Saccharose nicht aus der Melasse auskristallisiert werden kann. Insgesamt dreht es sich deshalb um bis zu 10-15$ der in der ursprünglichen Losung befindlichen Saccharose, die sich nicht in kristalliner Form gewinnen lässt.

Die Inversion, die in Verbindung mit der fraktionierten Kristallisation stattfindet, kann bis zu 10-15$ der Menge der erzielten Saccharose betreffen und somit einen Verlust von grosser wirtschaftlicher Bedeutung ausmachen.

Ausserdem erfordert die Gewinnung von Saccharose durch Kristallisation eine komplizierte und arbeitsaufwendige Apparatur, die Vakuumpfannen, Rührmai scher, Zentrifugen und Trommeltrocknungsanlagen umfasst.

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Es besteht deshalb die Nachfrage nach einem Verfahren zur Gewinnung von Saccharose aus Saccharoselösung, welche aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr hergestellt ist, welches Verfahren sich keiner fraktionierten Kristallisation bedient, sondern auf einer Trocknung der gesamten Lösungsmenge beruht. Durch Anwendung eines derartigen Verfahrens würde man nicht nur erreichen können, dass die Inversion einen wesentlich geringeren Umfang annimmt, sondern auch, dass die begrenzte Menge Invertzucker, die möglicherweise gebildet wird oder sich bereits in der Saccharoselösung befindet, nicht in die Melasse überführt sondern zusammen mit der Saccharose gewonnen wird, deren Qualität dadurch nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Noch wichtiger ist, dass die Saccharosemenge, die sonst in die Melasse überführt werden würde, in kristalliner Form gewonnen werden kann, in welcher Form ihr Handelswert ungefähr das Dreifache des Handelswertes derselben, in Melasse gelösten Saccharosemenge beträgt. Ausserdem liesse sich ein derartiges Verfahren mit Hilfe einer weniger aufwendigen Apparatur ausüben und würde weniger Arbeitskraft in Anspruch nehmen. Eine Voraussetzung dafür, dass eine Trocknung der gesamten Lösungsmenge zur Gewinnung von Saccharose aus Lösungen des betreffenden Ursprungs Anwendung finden kann, ist selbstverständlich, dass diese Lösungen nach so effektiven Verfahren gereinigt werden können, dass man sich erlauben kann, ihren gersamten Trockensubstanzgehalt in die Saccharose zu überführen.

Solche effektiven Reinigungsverfahren, bei denen man u.a. Ionenaustauschprozesse ausnutzt, stehen heutzutage faktisch zur Verfügung, aber mit der Ausführung einer" zweckmässigen Trocknung der gereinigten Lösungen sind so erhebliche Schwierigkeiten verbunden, dass Saccharosegewinnungsverfahren, die auf einer Trocknung der Lösungen beruhen, trotz der grossen Vorteile, die damit verbunden wären, immer noch keine industrielle Bedeutung erhalten haben.

Wenn man Saccharoselösungen mit solchen Konzentrationen, wie sie bei einer industriellen Saccharoseherstellung in Betracht kommen, einer Zerstäubungstrocknung unterwirft, ohne dabei besondere Massnahmen zu treffen, erfolgt eine Unterkühlung der Saccharose, und

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es entsteht eine unvollständig kristallisierte Substanz, die an den Innenwänden des Zerstäubungstrockners kleben bleibt.

Dagegen ist es aus der britischen Patentschrift Nr. 1.191.9OÖ bekannt, dass sich durch Zerstäubungstrocknung einer Kristallmasse, die durch Abkühlungskristallisation einer Saccharoselösung hergestellt wurde, Körner aus kristallinem Zucker erzielen lassen. Die Durchführung einer solchen Abkühlungskristallisation ist jedoch sehr zeitraubend (3-6 Stunden) und erfordert deshalb eine Apparatur von erheblicher Grosse. Ausserdem tritt bei Anwendung dieses Verfahrens ein gewisser Wärmeverlust auf, da nicht nur die freie Wärme der Lösung, sondern auch die freiwerdende Kristallisationswärme nicht ausgenutzt werden kann, sondern mit dem Kühlwasser abgeleitet wird.

Aus der britischen Patentschrift Nr. 1.072.816 ist ein Agglomerationsverfahren bekannt, nach welchem eine Suspension von Partikeln in einer bindemittelhaltigen Flüssigkeit zerstäubungsgetrocknet wird zwecks Erzielung eines kornförmigen Produktes, bei dem jedes einzelne Korn aus zahlreichen Partikeln besteht, die von einer relativ kleinen Menge Bindemittel zusammengehalten werden. Die Partikelsuspension, die zerstäubungsgetrocknet wird, wird entweder durch Abkühlungskristallisation oder durch Eintragen von Partikeln in eine Flüssigkeit hergestellt. In beiden Fällen enthält die Suspension eine so grosse Menge von Partikeln, dass bis zu 90$ oder mehr des betreffenden Stoffes in Partikelform vorliegen, und der Zweck besteht primär darin, eine Verkittung von feinen Partikeln zwecks Bildung grösserer Körner zu erreichen. In den Ausführungsbeispielen, die in der Patentschrift enthalten sind, ist nur die Anwendbarkeit des Verfahrens auf Partikeln aus Lactose oder Fumarsäure und auf Bindemittel aus Lactose, Glucose oder Fumarsäure dokumentiert, und hieraus lässt sich bezüglich der Eignung des Verfahrens in Verbindung mit Saccharose nichts schliessen. Hierzu kommt noch, dass der Fachmann sich nicht dazu veranlasst gefühlt hat, die eventuelle Eignung des Verfahrens in Verbindung mit der Saccharosegewinnung in industriellem Massstab zu untersuchen, da, wie gesagt, diesem Verfahren gemäss entweder eine ausserordent-

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lieh grosse Menge feiner Partikeln zu derjenigen Lösung, die getrocknet werden soll, hinzugesetzt wird oder eine komplizierte und zeitraubende Abkühlungskristallisation erforderlich ist, um die erforderliche Kristallmenge in der Suspension zu erzielen.

Ferner ist aus der britischen Patentschrift Nr. 1.282.878 bekannt, Saccharoselösungen dadurch zerstäubungszutrocknen, dass man in den Nebel aus zerstäubter Saccharoselösung im Zerstäubungstrockner in Luft dispergierte Saccharosepartikeln einleitet, welche Saccharosepartikeln aus in den Prozess zurückgeleitetem Material bestehen können. Das Einleiten der in Luft dispergieren festen Partikeln in den Zerstäubungstrockner ist jedoch mit gewissen praktischen Nachteilen verbunden, und um sicherzustellen, dass praktisch alle zerstäubten Flüssigkeitstropfen bei ihrer Bewegung in der Luft in ausreichenden Kontakt mit festen Partikeln kommen, ist es notwendig, feste Partikeln in einer Anzahl einzuleiten, die wesentlich grosser ist als die Anzahl derjenigen Partikeln, die tatsächlich mit den Flüssigkeitstropfen in Kontakt kommen, so dass die Menge der eingeleiteten festen Partikeln sehr gross sein muss. Zum Einblasen dieser grossen Menge von Partikeln wird eine sehr erhebliche Luftmenge benötigt, so dass die Wirtschaftlichkeit des Trocknungsprozesses durch Anwendung dieser Massnahme sehr stark verringert wird.

Eine Modifikation des genannten Verfahrens ist der Gegenstand der britischen Patentschrift Nr. I.387.O62. Nach diesem Verfahren wird ein sehr grosser Teil der gebildeten Saccharosepartikeln so in den Zerstäubungstrockner zurückgeleitet, dass sich die Partikeln längs der äusseren Peripherie der Trocknungszone verteilen. Hierdurch wird erreicht, dass sich dem Zerstäubungstrockner direkt ein trokkenes, frei fIiessendes Produkt entnehmen lässt und dass das Problem der Saccharoseablagerungen an den Innenwänden des Zerstäubungstrockners reduziert wird. Mit diesem Verfahren sind jedoch auch diejenigen Nachteile verbunden, die oben im Zusammenhang mit dem Verfahren nach der britischen Patentschrift Nr. 1.282.878 genannt sind.

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In der britischen Patentschrift Nr. 1.240.691 wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem nicht nur Saccharosekristalle mit der Trockenluft eingeblasen, sondern auch derjenigen Lösung, die zerstäubungsgetrocknet werden soll, Saccharosekristalle zugesetzt werden. Auch dieses Verfahren ist selbstverständlich mit den weiter vorn in Verbindung mit der britischen Patentschrift Nr. 1.2Ö2.Ö78 erwähnten Mängeln behaftet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindampfen und Zerstäubungstrocknen einer Saccharoselösung, durch das die Mängel, mit denen die obengenannten Verfahren zur Saccharosegewinnung behaftet sind, behoben werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Saccharoselösung unter kräftiger mechanischer Bearbeitung kontinuierlich eingedampft wird zwecks Bildung einer Suspension von Saccharosekristal'len in Saccharoselösung, und zwar ohne wesentliche Rückführung von Saccharosekristallen in die Lösung, die eingedampft wird, dass danach die Suspension ohne vorherige Abkühlungskristallisation zerstäubungsgetrocknet wird zwecks Erzielung eines tauendem Schnee ähnlichen Materials mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 0,5 und 5 Gew.-^ und dass schliesslich dieses Material nachkristallisiert und nachgetrocknet wird.

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass man durch Zerstäubungstrocknung einer Suspension von Saccharosekristallen in'Saccharoselösung, die, wie angeführt, durch Eindampfen einer Saccharoselösung gewonnen worden ist, ein tauendem Schnee ähnliches Produkt erhält, und zwar trotzdem keine in Luft dispergierte feste Partikeln in den Zerstäubungstrockner eingeh]äsen werden.

Die tauendem Schnee ähnliche Saccharose, die durch die Zerstäubungstrocknung entsteht, bleibt anfänglich an den Innenwänden der Trockenkammer kleben. Sobald sich eine Schicht von einer gewissen Dicke an den Innenwänden gebildet hat, löst sich diese jedoch, u.a. auf Grund beginnender Kristallisation, von selbst von den Kammerwänden und fällt hinunter in die Entnahmeöffnung im. Boden der Kam-

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mer. Soll das Ablösen des Materials von den Kammerwänden beschleunigt werden, kann auf an sich bekannte Weise eine Klopfvorrichtung an der Aussenseite der Trockenkammer montiert werden. Durch Festkleben des Produktes an den Kammerwänden verursachte Probleme treten somit nicht auf.

Dass die zeitraubende Abkühlungskristallisation, die in den weiter vorn erwähnten britischen Patentschriften Nr. 1.O72.Ö16 und Nr. I.I9I.908 vorgeschrieben wird, demnach entfallen kann, ist sehr überraschend, da eine solche Abkühlungskristallisation bisher für notwendig gehalten wurde und zu erwarten war, dass ähnliche Schwierigkeiten wie bei der Zerstäubungstrocknung einer Saccharoselösung ohne die Anwesenheit von Kristallen auftreten wurden, d.h. die Bildung eines klebrigen Materials auf Grund von Unterkühlung.

Der Feuchtigkeitsgehalt des Materials, das dem Zerstäubungstrockner entnommen wird, ist von der benutzten Apparatur und von den Trocknungsbedingungen, hierunter insbesondere der Temperatur und Menge der Trockenluft, abhängig und beträgt, wie bereits angeführt, zwischen 0,5 und 5 Gew.-^, typisch zwischen 1 und 2 Gew.-%.

Das dem Zerstäubungstrockner entnommene Material wird mit dem Zweck nachbehandelt, teils die in der Trocknungskammer eingeleitete Kristallisation ganz oder annähernd zu Ende zu bringen, teils um die Saccharose auf den für das Endprodukt angestrebten Feuchtigkeitsgehalt, d.h. auf einen Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 0,1 Gew.-^, zu trocknen.

Diese Nachbehandlung kann in zwei Schritten erfolgen, und zwar dadurch, dass die tauendem Schnee ähnliche Saccharose zuerst z.B. 10-20 Minuten lang nachkristallisiert und anschliessend getrocknet wird. Die Nachbehandlung kann jedoch auch in einem einzigen Schritt ausgeführt werden, so dass die Nachkrdstallisation und die Trocknung in ein und derselben Einheit erfolgen, z.B. einer Trockentrommel, in welche die Saccharose direkt nach ihrer Entnahme aus dem Zerstäubungstrockner eingeleitet wird. Zweckmässigerweise wird zuerst die Nachkristallisation und eine Trocknung auf einen Feuchtig-

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keitsgehalt von z.B. 0,5$ in einer Trockentrommel vorgenommen, wonach die endgültige Trocknung bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,1$ in einem vibrierten Wirbelbett (in einem sogenannten Vibro-fluidizer erfolgt.

Nach der Nachbehandlung und Durchgang durch eine Siebanlage liegt die hergestellte Saccharose in Form eines frei fliessenden, feinen Pulvers vor. Herausgesiebte Klumpen können z.B. wieder in der einzudampfenden Zuckerlösung aufgelöst werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt das Eindampfen kontinuierlich in einer an sich bekannten Vakuumeindampfvorrichtung von der Art, die in einem Behälter einen im wesentlichen waagerecht rotierenden, inwendig beheizten Zylinder hat, von dem wenigstens ein Teil mit einer in Längsrichtung verlaufenden Wellung versehen ist, und wobei von einem unter dem Zylinder befindlichen Sumpf im Behälter die Lösung auf einen wesentlichen Teil der Länge des Zylinders aufgespritzt wird und die Lösung an einer Stelle in den Behälter eingeleitet wird, die sich, in Längsrichtung des Zylinders gesehen, in einem Abstand von derjenigen Stelle befindet, an welcher nicht verdampfte Bestandteile aus dem Behälter entnommen werden.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift Nr. 1.094.932 bekannt.

Das Aufspritzen der Lösung im Sumpf auf den Zylinder erfolgt bevorzugterweise mit Hilfe eines unter dem Zylinder im wesentlichen parallel mit diesem angebrachten Rotor, der Mittel umfasst, die in den Sumpf hinabreichen und von dort aus die Lösung auf den Zylinder schleudern. Die kräftige Rotation dieses Rotors bewirkt, dass die Lösung und die durch das Eindampfen derselben entstandene Suspension eine kräftige mechanische Bearbeitung erfährt, und gleichzeitig gewährleistet die Konstruktion der Vorrichtung, dass in geringem Ausmass Kristallsuspension in die zu einem späteren Zeitpunkt eingeleitete Lösung zurückgeführt und mit dieser vermischt wird. Diese beiden Umstände bewirken, dass die Kristalli-

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sation der Saccharose in geringerem Umfang durch Wachstum rückgeführter Kristalle und überwiegend durch Neubildung von Kristallen^ weshalb die erzielte Suspension zwar kleine, aber in bezug auf ihren gewichtsmässigen Anteil zahlreiche Kristalle enthält. Es wird angenommen, dass dies der Grund dafür ist, dass sich die erzielte Suspension direkt Zerstäubungstrocknen lässt.

Bei Anwendung einer Vorrichtung wie der in der britischen Patentschrift Nr. I.O94.932 beschriebenen bei der Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es zweckdienlich, bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung kristalline Saccharose als Impfmaterial in die Lösung einzutragen, aber nachdem die kontinuierliche Kristallbildung in der Vorrichtung erst einmal eingesetzt hat, erübrigt sich jegliches zusätzliche Eintragen von Impfkristallen.

Das Eindampfen wird in typischen Fällen bis zum Erhalt eines Saccharosegehaltes in ,der Suspension von ca. ÖO Gew.-% durchgeführt, von welchen die ca. 33 Gew.-^, berechnet in bezug auf das Gewicht der Suspension, die ca. 41 Gew.-$ der gesamten Saccharosemenge entsprechen, als Kristalle vorliegen und die restlichen ca. 47 Gew.-^, berechnet in bezug auf das Gewicht der Suspension, als Lösung mit einer Konzentration von ca. 70 Gew.-$ vorliegen.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird angestrebt, durch das Eindampfen eine Suspension mit so kleinen Kristallen wie möglich zu erzielen, und die DurchschnittsgrÖsse der Kristalle liegt bevorzugterweise unter IQ μ.

Ob die Saccharosesuspension weit genug eingedampft ist, um sich Zerstäubungstrocknen zu lassen, ohne dass ein an den Innenwänden des Zerstäubungstrockners klebenbleibendes Produkt gebildet wird, hängt sowohl von der Menge als auch von der Grosse der gebildeten Kristalle ab und wird in der Praxis durch folgende Probe festgestellt: Man streicht einige Tropfen der Suspension auf einer Glasplatte aus und hält die Glasplatte in den von einem Haartrockner erzeugten, warmen Luftstrom. Die Temperatur des Luftstromes soll ungefähr der Temperatur entsprechen, die das Trockengas bei seinem

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Austritt in den Zerstäubungstrockner haben soll. Nach etwa einer Minute wird geprüft, ob die Suspension erstarrt ist, ohne klebrig zu sein. Ist dies der Fall, kann sie zerstäubungsgetrocknet werden. Sollte sie sich dagegen noch klebrig anfühlen, muss sie erst noch weiter eingedampft werden.

Bei der Zerstäubungstrocknung wird mit einer Temperatur der Trokkenluft gearbeitet, die beim Eintritt der Luft in den Zerstäubungstrockner bis zu 260°C oder mehr beträgt, z.B. 1ÖO°C, und beim Austritt der Luft z.B. bei Ö5°C liegt.

Das Verfahren ist selbstverständlich keineswegs auf die Anwendung von direkt durch Reinigung und eventuelle Eindickung des Saftes von Zuckerrüben oder Zuckerrohr hergestellten Saccharoselösungen beschränkt, sondern kann auch zur Trocknung von Lösungen Anwendung finden, die aus gereinigten Melassefraktionen bestehen. Es ist gezeigt, dass keine wesentliche Saccharoseinversion während des Verfahrens stattfindet:.

Die Erfindung betrifft ausserdem eine Anlage zur Ausübung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche Anlage dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine an sich bekannte Vakuumeindampfvorrichtung, die in einem Behälter einen im wesentlichen waagerecht rotierenden, inwendig beheizten Zylinder hat, von dem wenigstens ein Teil mit einer in Längsrichtung verlaufenden Wellung versehen ist, und die im Behälter unter dem Zylinder einen Sumpf besitzt, in welchem sich Mittel befinden, die die Lösung vom Sumpf auf den Zylinder spritzen können, welche Vakuumeindampf vorrichtung ferner Mittel zum Einleiten von Lösung in den Behälter und, in Längsrichtung des Zylinders gesehen, im Abstand von diesen genannten Mitteln Mitte] zur Entnahme von Suspension aus dem Behälter aufweist, eine an sich bekannte Zerstäubungstrocknungsvorrichtung, bevorzugterweise mit einem Zentrifugalzerstäuber, sowie eine an sich bekannte Nachbehandlungsanlage umfasst.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die stark schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens veranschaulicht, näher erklärt.

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Diese Anlage umfasst eine Vakuumeindampfvorrichtung 1 von der Art, die in der britischen Patentschrift Nr. 1.094.932 beschrieben ist. In dieser Vorrichtung befindet sich ein langsam rotierender gewellter Zylinder 2 und unter diesem ein schnell rotierender Rotor mit Elementen zum Hochschleudern von Flüssigkeit.

Die Saccharoselösung, die gegebenenfalls vorher in einer anderen Anlage eingedickt worden sein kann, wird bei der dargestellten Ausführungsform am einen Ende der Vorrichtung durch eine Leitung 4 in die Vorrichtung eingeleitet und vom schnell rotierenden Rotor 3 gegen die Unterseite des Zylinders 2 hochgeschleudert. Dieser ist, wenigstens an demjenigen Ende, das der Zufuhrleitung 4 zugekehrt ist, geriffelt, was eine Reihe von Vorteilen mit sich führt, die in der britischen Patentschrift—erläutert sind.

In das Innere des^-Zylinders wird durch eine Leitung 5 Dampf eingeleitet, und"3as durch die Verdichtung dieses Dampfes gebildete Wasser wird durch eine Leitung 6 abgezogen. Die bei der Verdampfung der Lösung gebildeten Dämpfe werden durch eine Leitung 7 abgesaugt und können als Wärmequelle dienen.

Während ihres Durchgangs durch die Eindampfvorrichtung 1 wird die Saccharoselösung vom Rotor 3 ständig gegen die Unterseite des Zylinders 2 geschleudert. Von der Oberfläche des Zylinders erfolgt die wesentlichste Verdampfung, und wenn sich die aufgespritzte Saccharoselösung für die Zeit einer Umdrehung des Zylinders auf dessen Oberfläche befunden hat, ist ihre Konzentration somit erhöht worden. Zu diesem Zeitpunkt wird diese konzentriertere Lösung durch die vom Rotor hochgespritzte Saccharoselösung wieder von der Zylinderoberfläche abgespült und dadurch in die im Sumpf der Vorrichtung befindliche Saccharoselösung oder -suspension zurückgeführt.

Während des Durchgangs der Lösung durch die Eindampfvorrichtung wird die Konzentration der Lösung so weit erhöht, dass eine Ausfällung von Kristallen stattfindet, die, teils auf Grund der kräftigen mechanischen Bearbeitung, der die Lösung unterworfen wird, und teils auf Grund des Umstandes, dass infolge der Konstruktion der

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Vorrichtung nur eine geringfügige Rückführung von Kristallen in die Losung erfolgt, die eingedampft wird, zahlreich und klein werden.

Die erzielte Suspension gelangt daraufhin durch eine Leitung 8 zu einer Zerstäubungstrocknungsvorrichtung 9· Selbstverständlich kann es aus betriebstechnischen Ursachen zweckmässig sein, einen kleineren Vorratsbehälter in die Leitung 8 einzuschalten, doch für die Ausübung des Prinzips der Erfindung ist dies nicht erforderlich, da sich die der Eindampfvorrichtung 1 entnommene Suspension direkt Zerstäubungstrocknen lässt.

Die Zerstäubungstrocknungsvorrichtung umfasst eine Trockenkammer in einem Behälter 10, worin sich ein rotierendes Zerstäuberrad 11 befindet.

Durch die Leitung 12 wird filtriertes und erhitztes Trockengas in die Zerstäubungskammer eingeleitet. Das durch die Trocknung der zerstäubten Suspension gebildete, tauendem Schnee ähnliche Pulver aus Saccharose wird teils durch einen Pulveraustritt 13 im Boden des Behälters 10 entnommen und teils von der austretenden Trockenluft durch eine Leitung 14 zu einem Zyklon 15 mitgeführt, in welchem das Saccharosepulver von der Trockenluft abgetrennt wird und den Zyklon durch einen Pulveraustritt 16 in dessen Boden verlässt. Das Gas verlässt den Zyklon durch eine Leitung 17 an dessen Oberseite.

Die durch den Pulveraustritt 13 entnommene Saccharose, die noch nicht fertigkristallisiert ist und noch etwas mehr Feuchtigkeit enthält, als das Endprodukt enthalten soll, wird von einem Förderer 18 entgegengenommen, der z.B. aus einer Förderschnecke oder einem Förderband bestehen kann. Dieser Förderer transportiert die Saccharose zu einer Nachbehandlungsanlage, die bei der wiedergegebenen Ausführungsform von einer Trockentrommel 19 gebildet wird.

Durch die Trockentrommel wird Luft mit Zimmertemperatur hindurchgeblasen, wie es durch einen Lufteintritt 20 und einen Luftaustritt 21 angedeutet ist. Die Trockentrommel 19 ist so dimensioniert, dass die durchschnittliche Aufenthalte zeit der Saccharose in der Trom-

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mel zwischen 10 und 30 Minuten beträgt· Wenn die Saccharose durch den Pulveraustritt 22 entnommen wird, ist die Kristallisation im wesentlichen beendet und der Feuchtigkeitsgehalt erheblich herabgesetzt. Falls für die bezweckte Anwendung erforderlich, kann die Saccharose danach gesiebt oder zwecks Erzielung des gewünschten Pulvers gegebenenfalls vermählen werden.

Das durch den Pulveraustritt 16 entnommene Produkt braucht gewöhnlich nicht nachgetrocknet zu werden.

Die Erfindung wird durch das nachstehende Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Beispiel

Als Ausgangsmaterial wurde eine Lösung benutzt, die 50 Gew.-^ Saccharose enthielt und durch Ionenaustausch und Eindampfen von Zuckerrübensaft hergestellt worden war.

Diese Lösung wurde in einer Anlage verarbeitet, die zum Teil der durch die Zeichnung veranschaulichten Anlage entsprach.

In der Vakuumeindampfvorrichtung 1 wurde ein Druck von 60 mm Hg aufrechterhalten, und der Dampf, der durch die Leitung 5 eingeleitet wurde, stand unter einem Druck von 4 atti. Der Zylinder 2 rotierte mit einer Geschwindigkeit von 35 U/min und der Rotor mit 960 U/min.

Die Suspension, die die Eindampfvorrichtung 1 durch die Leitung 8 verliess, hatte eine Gesamtsaccharosekonzentration von #1-85 Gew.-%. Der Gehalt der Suspension an Saccharose in Kristallform betrug L2-U& Gew.-^, berechnet in bezug auf die Gesamtmenge an Saccharose in der Suspension.

Die EindampfVorrichtung 1 hatte eine Heizfläche von 12 m , und die einzudampfende Lösung wurde in einer Menge von 300 kg/h eingeleitet.

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Die erzielte Suspension wurde direkt in eine Zerstäubungstrocknungsvorrichtung mit einem Durchmesser von 2,65 m und einer Höhe von 2 m eingeleitet. Das Zerstäuberrad hatte einen Durchmesser von 120 mm und rotierte mit einer Geschwindigkeit von 15.000 U/min.

Die Trockenluft hatte bei ihrem Eintritt eine Temperatur von 180⁰C und bei ihrem Austritt eine Temperatur von 85°C.

Die Saccharose, die den Zerstäubungstrockner durch den Pulveraustritt 13 verliess, hatte einen Wassergehalt von 1,5 Gew.-% und wurde auf ein Förderband überführt, auf dem sie sich IO Minuten lang aufhielt, und wurde dann im Wirbelbett eines Vibro-fluidizers mit Trockenluft mit einer Temperatur von 110 C getrocknet. Die Aufenthattszeit im Wirbelbett betrug 20 Minuten. Das resultierende Produkt war ein frei fliessendes Pulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,1%. Der Gehalt von Invertzucker wurde in der als Ausgangsniaterial benutzten Lösung und in der aus dem Verdampfungsapparat kommenden Suspension sowie in dem Endprodukt analysiert. Es war bei diesen Analysen nicht möglich irgendeine Inversion von Saccharose unter irgendeiner Stufe des Prozesses nachzuweisen.

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Claims

P at entans

1. Verfahren zum Eindampfen und Zerstäubungstrocknen einer Saccharoselösung, dadurch gekennzeichnet, dass die Saccharoselösung unter kräftiger mechanischer Bearbeitung kontinuierlich eingedampft wird zwecks Bildung einer Suspension von Saccharosekristallen in Saccharoselösung, und zwar ohne wesentliche Rückführung von Saccharosekristallen in die Lösung, die eingedampft wird, dass danach die Suspension ohne vorherige Abktihlungskristallisation zerstäubungsgetrocknet wird zwecks Erzielung eines tauendem Schnee ähnlichen Materials mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 0,5 und 5 Gew.-^ und dass schliesslich dieses Material nachkristallisiert und nachgetrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kontinuierliche Eindampfen in einer an sich bekannten Vakuumeindampf vorrichtung vop der Art erfolgt, die in einem Behälter einen im wesentlichen waagerecht rotierenden, inwendig beheizten Zylinder hat, von dem wenigstens ein Teil mit einer in Längsrichtung verlaufenden Wellung versehen ist, und wobei von einem unter dem Zylinder befindlichen Sumpf im Behälter die Lösung auf einen wesentlichen Teil der Länge des Zylinders aufgespritzt wird und die Lösung an einer Stelle in den Behälter eingeleitet wird, die sich, in Längsrichtung des Zylinders gesehen, in einem Abstand von derjenigen Stelle befindet, an welcher nicht verdampfte Bestandteile aus dem Behälter entnommen werden.

3. Anlage zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine an sich bekannte Vakuumeindampfvorrichtung (1), die in einem Behälter einen im wesentlichen waagerecht rotierenden, inwendig beheizten Zylinder (2) hat, von dem wenigstens ein Teil mit einer in Längsrichtung verlaufenden Wellung versehen ist, und die im Behälter unter dem Zylinder (2) einen Sumpf besitzt, in welchem sich Mittel (3) befinden, die die Lösung vom Sumpf auf den Zylinder spritzer können, welche Vakuumeindampfvorrichtung ferner Mittel [U) zum Einleiten von Lösung in den Behälter und, in Längsrichtung des Zylinders gesehen, im Abstand von diesen genann-

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ten Mitteln (4) Mittel (Ö) zur Entnahme von Suspension aus dem Behälter aufweist, eine an sich bekannte Zerstäubungstrocknungsvorrichtung (9) sowie eine an sich bekannte Apparatur (19) zur Nachkristallisation und Nachtrocknung umfasst.