-
Verfahren und Vorrichtung zur Extraktion entfetteter Knochen oder
sonstiger. leimgebender Bestandteile. Um aus den leimgebenden Substanzen, wie Knochen,
Knorpeln, Lederabfällen, tierischen Häuten, Fischabfällen usw., den Leim herauszuziehen,
werden, diese nach entsprechender Vorbehandlung, wie Sortieren, Waschen, Zerkleinern
und Entfetten, in Behälter gefüllt; man läßt alsdann .auf das Material zunächst
Dampf von r bis a Atm. Spannung einwirken. Die- dabei abfließende Leimbrühe wird
dann in Gefäße abgeleitet. Darauf wird der Apparat nach Ablassen des Dampfdruckes
mit heißem Wasser gefüllt und dieses durch Einleiten von Druckluft oder auch mittels
mechanischer Mittel in starke Bewegung versetzt, um die Leimsubstanz aus den Geweben
der Knochen herauszuspülen. Nachdem das Wasser auf diese Weise eine Zeitlang eingewirkt
hat, wird es abgeleitet, man läßt nun wieder Dampf auf die Substanz einwirken, dann'
wieder Wasser und so fort, bis die Knochen völlig ausgelaugt sind. Dieses Verfahren
hat den Nachteil, daß die Bedienung der Apparate sehr umständlich ist, und ferner
auch, daß der gespannte Dampf den Leim bräunt und seine Klebfähigkeit beeinträchtigt,
und weiterhin, daß die zur Auslaugung der Knochen benutzte Wassermenge nur geringen
Leimgehalt enthält, wodurch das Eindampfen derselben zu Leim kostspielig und zeitraubend
wird. Außerdem erfordert auch der große Verbrauch an: heißem Wasser einen bedeutenden
Kostenaufwand.
-
Andere Verfahren arbeiten.ohne Benutzung von Dampf lediglich in der
Weise, daß eine Anzahl Apparate, finit leimgebender Substanz gefüllt, durch Rohrleitungen
so untereinander verbunden werden, daß das heiße Wasser zur Auslaugung der Substanz
zunächst in den ersten Apparat eingeleitet, hier, wie oben bereits geschildert,
mittels Druckluft oder mechanischer Mittel in Bewegung gesetzt wird und so den Leim
aus der Substanz ausspült. Die entstehende Leimbrühe nimmt jedoch, da das Material
infolge der abwechselungsweise stattfindenden. Füllung der Apparate nur teilweise
ausgelaugt ist, verhältnismäßig geringen Gehalt an Leim auf und wird daher in einen
zweiten Apparat eingeleitet, in welchem das gleiche Verfahren vorgenommen wird;
darauf erfolgt die Weiterleitung in den dritten, vierten usw. Apparat, bis die Sättigung
der Leimbrühe in dem Maße erfolgt, daß diese abgeleitet werden kann. Dieses Verfahren
hat den Nachteil, daß auch hier die Bedienung des Apparates eine umständliche und
größte Aufmerksamkeit erfordernde, und daß nur durch eine große Anzahl hintereinandergeschalteter
Apparate eine entsprechende Konzentration der Leimbrühe zu erreichen ist. Das Verfahren
eignet sich somit nur für sehr große Betriebe. Ferner geht die Auslaugung nur sehr
langsam vonstatten, und die erzielte Leimbrühe ist je nach Beschaffenheit des Rohmaterials
verschieden konzentriert, wodurch die Nachbehandlung erschwert wird. Durch die Erwärmung
der bedeutenden Wassermengen zur Auslaugung des Rohmaterials sowie durch die notwendig
werdende Verdampfung
dieser Wassermengen im Vakuumverdampfer entstehen
außerdem sehr hohe Betriebskosten. Alle genannten Verfahren kranken endlich daran,
daß die gewonnene leimhaltige Brühe nur eine verhältnismäßig geringe Konzentration
hat, die eben von der Aufnahmefähigkeit des Wassers abhängig ist.
-
Das vorliegende Extraktionsverfahren vermeidet vorstehende Mängel,
indem bei ihm selbsttätig arbeitend Dampf und Wasser wechselweise auf das Material
einwirkt und ferner das eingeleitete Wasser derart in Bewegung gesetzt wird, daß
durch anfangs kürzere, später der eintretenden zunehmenden Auslaugung des Materials
entsprechend, länger werdende Auslaugungszeiten eine möglichst gleichmäßig und hoch
konzentrierteLeimbrühe erzielt wird.
-
Die Anlage (s. beiliegende Zeichnung, Höhenschnitt) besteht zu diesem
Zwecke aus einer Anzahl Extraktonen, von denen zwei Stück A und A, in der Zeichnung
dargestellt sind. In die Extraktoren ist ein Siebboden b und b, eingebaut zur Auflagerung
des Rohinaterials (Knochen usw.). Durch dampfdicht verschließbare Öffnungen unten
und oben am Apparat kann er mit Material beschickt bzw. das extrahierte Material
entnommen werden. Unterhalb des Siebbodens ist eine Heizschlange c und c, mit eingebautem
Flügelrad d und d, angeordnet, welche beide mittels konischer Zahnräder und Riemenscheiben
in Drehung versetzt werden. Die stehende Antriebswelle ist hohl und dient zugleich
als Dampfzuleitungsrohr zur Heizschlange. Im oberen Teil des Extraktors ist ein
siebartig gelochter Rohrring e und e, angeordnet, durch welchen Wasser bzw. Leimbrühe
dem Behälter zugeführt und über das Rohmaterial werteilt werden kann. An jeden der
Behälter A und A, angebaut ist ferner noch ein Regler f und f" welcher so konstruiert
ist, daß durch ihn die Regulierventile q und q, und 7a und h, betätigt werden, die
einerseits den Dampfeintritt zur Heizschlange c und c,. und anderseits die Verbindung
des ExtraktorsA undA, mit der Vakuumleitung aufheben oder einschalten. Die Regler
sind zweckmäßig mit den Extraktoren kommunizierendeGefäße, in welchen je ein Schwimmer
angeordnet ist. Der jeweilige Stand desselben kann z. B. mittels Zahnstangengetriebes
auf die Achse des mit Gegengewicht versehenen Hebels übertragen werden, der mittels
Stangen, Ketten o. dg1. die Regelventile q und q, beeinflußt. Die übertragung kann
aber auch unter Zuhilfenahme elektrischerMotoren erfolgen oder auf irgendeine andere
geeignete Art. Aus -dem oberen Teil des Extraktors führt eine durch Ventile abschließbare
Rohrleitung zu einem Kondensator B,, welcher mit einem Sammelbehälter C derart verbunden
ist, daß selbsttätig in denselben das Kondenswasser und das erwärmte Kühlwasser
des Kondensators einfließen scann. In den Sammelbehälter C ist eine Dampfheizschlange
y eingebaut, welche mit direktem Dampf beheizt wird; außerdem ist die Vakuumfeitung,von
den Extraktoren A und :1, zum Kondensator B in Schlangenform w durch den Behälter
C geführt, so daß der Behälterinhalt sowohl durch die Heizschlange y als auch die
Heizschlange N erwärmt und in warinem Zustande erhalten werden kann. Mittels trockener
Luftpumpe D wird der Sammelbehälter C unter Vakuum gehalten. Dieses Vakuum teilt
sie den Extraktoren A und A mit, so daß auch in diesen der nahezu gleiche Unterdruck
wie im Sammelbehälter C besteht.
-
Unterhalb der Extraktoren A und A1 steht .ein Wasserverdampfer E,
der aus einem zylindrischen Gefäß zur Aufnahme des zu verdampfenden Wassers besteht.
Um den zylindrischen Behälter ist ein Dampfmantel El gelegt, und weiterhin sind
iri dem Behälter Heizröhren E2 eingebaut, welche so angeordnet sind, daß die Heizfläche,
dem Sinken des Wasserspiegels imBehälter entsprechend, sich wesentlich verringert
und ihre Einwirkung auf den Wasserinhalt mit dem Sinken desselben ganz bedeutend
abnimmt. Sobald der Inhalt völlig verdampft ist, scann der Behälter F. durch -die
vorhandene Wasserleitung in bekannter Weise wieder gefüllt werden.
-
Die Extraktoren A und A, sind untereinander wie auch
mit dem Verdampfer F. und dem Kondensator B sowie Sammelbehälter C verbunden und
durch Absperr- bzw. Rückschlagventile je nach Bedarf ausschaltbar gemacht, so daß
sämtliche Behälter gleichzeitig in Betrieb sein können, wie .auch beliebig ein oder
mehrere Behälter ausschaltbar sind.
-
Die Wirksungsweise der Anlage ist folgende: Die Exträktoren A, A,
usw. werden mit leimhaltigem Rohmaterial (Knochen usw.) gefüllt, desgleichen der
Verdampfer E mit Wasser bis zur angedeuteten Höchstlinie. Alsdann wird durch Öffnen
-des Dampfventils i Heizdampf in den Heizmantel El und die Heizröhren EZ des Verdampfers
E eingelassen und damit der Wasserinhalt im Verdampfer E zum Sieden gebracht. Gleichzeitig
-wird die Luftpumpe in Betrieb . genommen. Durch -diese wird zunächst die Luft aus
dem Sammelbehälter C und anschließend daran bei offenen Ventilen h und h, auch die
Luft aus den Extraktoren A und A, abgesaugt. Durch die Dampfrohrleitung
l und 1,
strömt der Heizdampf reit der dem Vakuum entsprechenden Spannung
aus dem Verdampfer E unterhalb, des Sehbodens b und b, in die Extraktoren. 4 und
Ax ein, durchzieht das
zti extrahierende Material, verdrängt dabei
zunächst die vorhandene Luft, zugleich Behälter A und A1 und Rohmaterial anwärmend.
Durch den das Material durchströmenden Dampf wird das Rohmaterial ausgelaugt und
durch das sich bildende Kondenswasser ausgespült, das Kondensat sammelt sich als
konzentrierte Leimbrühe im Hohlraum unter dem Siebboden an. Die das Material durchziehenden
Dämpfe . strömen durch die Vakuumleitung in und in, zum Kondensator B und werden
dort durch Kühlwasser niedergeschlagen. Das erwärmte Kühlwasser und das Kondensat
sammelt sich aus den -niedergeschlagenen Dämpfen. im Sammelbehälter C.
-
Der Betrieb in dieser Form wird so lange fortgesetzt, bis aus dem
Verdampfer E so viel Nasser verdampft ist, daß sich der Behälter C mit Kondensat
und Kühlwasser gefüllt hat. Alsdann ist durch Öffnen des Ventils rya der gesamte
Inhalt des Behälters C, welcher so bemessen ist, daß er den mit Knochen beschickten
Extraktor A völlig anfüllt, in den Extraktor A einzuleiten. Dabei wird die im unteren
Teil angesammelte, durch Dampf extrahierte-Brühe durch-das einströmende Wasser.
vermischt und verdünnt und außerdem das Rohmaterial gründlich ausgespült und der
an ihm haftende Leim abgeschwemmt. Mit steigendem Wasserspiegel im Extraktor A wird
dem durch Leitung L einströmenden Heizdampf der Eintritt in den Extraktor .abgeschnitten;
ein Zurücktreten dieses Wassers in die Heizdampfleitung l ist durch das Rückschlagventil
o vermieden. Sobald das Wasser im Extraktor den angedeuteten Höchststand w bzw.
w, erreicht hat, werden durch den Regler f die Ventile k und q so
um. gestellt, daß .k sich schließt und q sich öffnet. Damit ist der Ex@raktor von
der Vakuumleitung abgeschaltet, es tritt durch q Dampf in die Heizschlange c ein,
auch wird das Flügelrad d mit der Heizschlange c durch den Regler f mittels Elektromotors
selbsttätig in Betrieb gesetzt und so die Brühe in Umlauf gebracht, um ein längeres
Verweilen an den erhitzten Wandungen der Heizschlange c zu vermeiden.
-
Durch die Einwirkung der Heizschlange c wirrt nachkurzer Zeit im Behälter
A ein höherer Druckentstehen, als er in den übrigen Extraktoren herrscht. Tm eheren
Rauin .des Extraktors A wird sich Dampf ansammeln, welcher den WasserinImlt des
Behälters A !durch die tief abzweigende Leitung r in die sämtlichextr.alzter@en
velibindende Leitung drückt. Durclh eingebaute Rückschlagventile zc und 2c, wird
die Brühe gezwungen, diese Leitung nur in der durch Pfeil angedeuteten Richtung
ztt dtnrchfließeil. Außerdem findet die Brühe durch die belasteten Kegel der iRiickKählagvent##le
.u axld et, noch. fein Durchflußhindernis, so daß die Brühe durch die Leitung s,
und das Rückschlagventil v" welches zugleich als Absperrventil ausgebildet ist,
in den Behälter A, eintritt ,und sich durch die eingebaute Siebschlange e, gleichmäßig
über das eingefüllte Material verbreitet, dieses durchfließt und hier wiederum den
.durch die Dämpfung frei, gewordenen Leim ausspült.
-
Sobald auf diese Weise der Flüssigkeitsinhalt aus dem Behälter A in
den Behälter A, hinübergedrückt - ist, stellen sich am Apparat A durch Einwirkung
des Reglers f die Ventile k und q wiederum derart, daß k sich
öffnet und q sich schließt, ferner auch das Flügelrad d und Heizschlange c wieder
selbsttätig außer Betrieb gesetzt wird.
-
Der Heizdampf strömt durch l in den Extraktor A ein. Nunmehr wird
das Material im Behälter A wieder durchdämpft.
-
Im Behälter A, dagegen haben sich unter f'sinwirkung des Reglers f,
die Ventile k, und q, derart umgestellt, daß k, geschlossen, q, -geöffnet und weiterhin
.das Flügelrad d1 mit Heizschlange c, in Drehung gesetzt wird. Es vollzieht sich
im Apparat A, nun das gleiche Spiel wie zuvoi im Apparat A, so daß auch in diesem
Apparat das zu extrahierende Material mittels Wasser hzw. nunmehr verdünn-; ter
Leimbrühe durchspült wird. Alsdann wird die Flüssigkeit selbsttätig in den dritten
Apparat weitergedrückt., um auch in diesem seine .auslaugendeWirkungau.szuüben.
Diese Arbeitsweise wird auf so viele Apparate ausgedehnt, bis die Auslaugungsflüssigkeit
den gewünschten Konzentrationsgrad hat.
-
Die Abmessungen der .einzelnen Extraktionsapparate werden also so
gewählt, daß die Auslaugungsflüssigkeit, welche :den Inhalt eines Apparates einnimmt,
bei der erstmaligen Füllung mit frischem, noch nicht vorextrahiertem Rohmaterial
sämtliche vorgesehenen Extraktionsapparate einmal durchfließen muß, um den vorgesehenen
Sättigungsgrad zu erreichen.
-
Sobald dies geschehen ist, wird die gesättigte leimhaltige Brühe durch
Schließen der Ventile desjenigen Extraktors, in welchem säe sich zur Zeit befindet,
und dadurch bedingtes Ausschalten desselben .aus der Batterie, ferner öffnen des
Entleerungsventils v bzw. v, und Belüften des Extraktors in ein Sammelgefäß abgelassen.
-
Inzwischen hat der Verdampfer E so viel Wasser verdampft, daß die
entwickelte und auf das Knochenmaterial in den Extraktoren auslaugend einwirkende
@ Dampfmenge beim Verdichten im Kondensator B so viel Kühl-,va.sser erwärmt, daß
mit diesem zuzüglich dem Kondensat aus den verdichteten Dämpfen sich der Behälter
C gefüllt hat. Dessen Inhalt,entspricht genau der Auslaugurrgsflussigkeitsinenge,
welche
ein Extraktor nach erfölgter Füllung mit Rohmaterial bis zu seinem vorgesehenen
Höchstwasserstande aufzunehmen vermag.
-
Es wird nunmehr nach erfolgter Entleerung der gesättigten Leimbrühe
in den Sammelbehälter, Umstellen der Ventile des betreffenden Extraktors und Einschalten
desselben in die Batterie sowie Schließen des Entleerungsventils a bzw. a1 das in
C angesammelte erhitzte Wasser in den Extraktor, und zwar zweckmäßig in den nächsten
Extraktor, also A1, abgelassen, damit auf das Rohmaterial jedes einzelnen Extraktors
einmal frisches Wasser einwirken kann. Es beginnt nun der bereits beschriebene Auslaugungsprozeß
auf das bereits einmal vorextrahierte Rohmaterial nochmals in genau der gleichen
Weise, und zwar wird die Auslaugungsflüssigkeit wiederum so lange von einem Extraktor
zum anderen selbsttätig umgewälzt, bis der Behälter C mit erhitztem Kühlwasser und
Kondensat vollständig gefüllt ist.
-
Dieser Prozeß wird so oft fortgesetzt, als Extraktoren in die Batterie
eingeschaltet sind. Besteht diese z. B. aus fünf Eitraktoren A, bis A;, so soll
der Auslaugungsprozeß fünfmal wiederholt werden, so daß dadurch die Gewähr gegeben
ist, daß in den Knochen bzw. dem sonst in Betracht kommenden Rohmaterial beim letzten
Auslaugungsprozeß alle leimgebende Substanz aufgelöst ist.
-
Dieses letzte Auslaugungswasser wird dann nur einen geringen Leimgehalt
aufweisen und soll daher in ein besonderes Sammelgefäß abgeleitet werden, um nach
erfolgter Wiederfüllung sämtlicher Eitraktoren mit frischem Rohmaterial und Ablassen
des aufgespeicherten erhitzten Wassers im Sammelbehälter C in den Eitraktor A als
Kühlwasser für den. Kondensator B verwendet zu werden.
-
Wie schon vorhergehend angedeutet, wirkt das erste Auslaugungswasser
auf frisches Rohmaterial ein, während jedes folgende bereits vorextrahiertes Rohmaterial
behandelt; das Auslaugungswasser benötigt also bei jedem folgenden Extraktionsprozeß
infolge des ständig verminderten Leimgehaltes des Rohmaterials eine immer länger
dauernde Zeit zur Einwirkung, um die gewünschte und möglichst gleichmäßige Konzentration
derselben herbeizuführen.
-
Zu diesem'Zwecke ist der VerdampferE so gebaut, daß er einesteils
so viel Verdampfungswasser enthält, um so oftmalig, als Eitraktoren aufgestellt
sind, diejenige Dampfmenge zu entwickeln, die bei der Kühlung im Kondensator B zuzüglich
des Kondensats dasjenige Wasserquantum erwärmt und im Sammelbehälter C aufspeichert,
das zur jedPsinaligen Füllung eins Ei xtraktors notwendig ist."- Andernteils
aber müßten die aus dem Dampfraum Ei und den Heizröhren E= gebildeten- Heizflächen
so angeordnet sein, daß bei der- Verdampfung derjenigen Wassermenge für den ersten
Auslaugungsprozeß mit frischem Rohmaterial eine möglichst große Heizfläche einwirkt
und dadurch die Verdampfungsdauer eine möglichst kurze, bei jedem därauffolgenden
Prozeß gber durch die Verminderung der Heizfläche eine immer länger dauernde wird.
-
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Verdampfer E ist angenommen,
daß fünf Extraktoren A1 bis A, aufgestellt sind; es müssen daher fünf gleiche Wassermengen
Z, Z1, 7_=, Z@, Z, verdampft werden, von denen jede genügt, um das für einen Extraktor
benötigte Wasserquantum zu erwärmen. Dadurch, daß nun bei der Verdampfung des Wasserquantums
Z die gesamte, aus dem Heizmantel El und den Heizröhren EZ gebildete Heizfläche
einwirkt, findet dieVerdampfung dieserWasserinenge in wesentlich kürzerer Zeit statt
als die der folgenden Z, ZZ, Zr, Z4, weil jedesmal die einwirkenden Heizflächen
bedeutend kleiner werden, so daß bei jeder folgenden Wassermenge Z1, Z2, Z3, Z4
eine immer länger dauernde Verdampfungsdauer eintritt, was zur Folge hat, daß auch
die Erwärmung des Auslaugungswassers für jeden folgenden Extraktionsprozeß eine
'ständig zunehmende Zeitdauer in Anspruch nimmt, so daß Auslaugungsflüssigkeit und
extrahierender Dampf auf das frische Rohmaterial nur kurze Zeit, auf weniger oder
mehr vorextrahvertes Rohmaterial aber eine ständig zunehmende Zeitdauer einwirken,
so daß trotz des abnehmenden Leimgehaltes des Rohmaterials die Konzentration der
Auslaugungsflüssigkeit , mit leimgebender Substanz eine möglichst gleichmäßige bleibt.
-
Hierbei ist noch zu erwähnen, daß bei der erstmaligen Füllung der
Eitraktoren mit Rohmaterial die erste Auslaugungsflüssigkeit mit direktem Kesseldampf
erwärmt werden kann, statt, wie eingangs der Beschreibung erwähnt, mit dem Betriebsdampf
aus dem Verdampfer E, damit der Eitraktor A gleich nach Inbetriebnahme des Extraktionsvorganges
und erfolgter Anwärmung des Rohmaterials mit heißem Wasser gefüllt werden kann,
so daß auch bei der erstmaligen Extraktion die Dampfeinwirkung keine länger dauernde
ist als bei den folgenden Auslaugungen.
-
Zu diesem Zwecke ist in den Sammelbehälter C eine Nachwärmeschlange
y eingebaut, welche den Zweck hat, das bei der vorangegangenen Rohmaterialfüllung
angesammelte letzte Kühlwasser -und Kondensat nach, erfolgter Wiederfüllung der
Eitraktoren mit frischem
Rohmaterial durch Frischdampf nachzuwärmen,
da es sich ja inzwischen abkühlte. Während des normalen Betriebes bleibt jedoch
dann die Heizschlange y außer Betrieb, und die Nachwärmun@g erfolgt durch Schlange
Z.
-
Zur Verhinderung des Absaugens von Wasser durch die Luftpumpe D aus
dem Behälter C ist ein Luftdom X vorgesehen, in welchem ein Schwimmerventil X, eingebaut
ist, welches sich bei Füllung des Behälters C selbsttätig schließt und nach erfolgtem
Abschluß ein. Läutewerk in Betrieb setzt, durch welches das Bedienungspersonal veranlaßt
wird, die gesättigte leimhaltige Brühe aus einem Extraktor zu entleeren und eine
Neuspeisung mit Auslaugungswasser vorzunehmen.
-
Es sei noch bemerkt, daß die Extraktoren vor Ausübung des beschriebenen
Verfahrens, also ihm vorangehend, als Entfettungsapparate verwendet werden können.