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Verfahren und Anlage mit doppelter Dampfwirkung zum unmittelbaren
vereinigten Destillieren und Rektifizieren von Wein und anderen alkoholischen Gärungsprodukten
In dem Hauptpatent 6o8 25o sind gewisse Ausführungsformen des Verfahrens, wenn es
sich um die Verarbeitung von trüben oder dicken Flüssigkeiten, wie Mosten und Weinniederschlägen
(Weinhefen), handelt, angegeben. In diesem Fäll kann man die trüben und dicken Rückstände
der Destillationskolonne nicht in den Erhitzer D geben.
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Abb. r zeigt eine weitere Lösung der genannten Schwierigkeit, wobei
gleichzeitig eine starke Verdünnung des Lutters in dem Lutterreiniger A gesichert
wird.
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Der untere Teil der Rektifizierkolonne C, C
soll durch
eine Schlange S und nicht mehr durch unmittelbares Kochen mit Dampf erhitzt werden.
Man wird daher aus dem unteren Teil der Kolonne C einerseits den in der Schlange
S kondensierten Wasserdampf und andererseüts, die von Alkohol befreite, aus der
Rektifizierung des Lutters stammende und stark verdünnte Restflüssigkeit zu entfernen
haben.
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Die in der Schlange S kondensierte Flüssigkeit steht unter dem Druck
des Dampfes, so daß sie vor4 selbst hochsteigen kann, und zwar durch das Rohr 2o,
2r auf den Speiseboden des Reinigers A. Die Einmündung des Rohrs wird möglichst
nahe an die Einmündung des Zuführungsrohrs für den Lutter selbst bei 2z gelegt.
Dieser Lutter ist, wie im Hauptpatent, in der unter Vakuum arbeitenden Destillierkolonne
I( erhalten worden.
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Obwohl die erschöpfte Restflüssigkeit unter einem sehr schwachen Druck
(ungefähr o, r 5 kg/qcm) steht, steigt sie ebenfalls von selbst durch das Rohr a3,
24 in den unteren Teil des Erhitzers D; um ihn mit klarer Flüssigkeit zu speisen,
und dies erfolgt einesteils auf Grund des Teilvakuums in dem Erhitzer D, dessen
Wirkung sich in einer lebhaften Emulsionsbildung in dem Rohr z3, 24 über der mit
104' unten abgehenden Flüssigkeit äußert.
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Der in dem Trog I, enthaltene dicke Saft (z. B. Most) wird auf Grund
des Vakuums in dem Dampferhitzer M unmittelbar angesaugt und tritt auf den Speiseboden
der Kolonne I(. Die Rückgewinnung der Kalorien
der Rückstände- ist
nicht mehr möglich, wenn diese dick sind.
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Das Vakuum wird vorzugsweise durch eine Rotationspumpe P2 erzeugt,-und
die Mischung von Gasen und Dämpfen, die in der Pumpe frei werden, wird bei 22 in
den Luttexreiniger A gedrückt und gibt hier keine Gelegenheit für ein Pulsieren,
weil der Druck kontinuierlich ist.
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Der in dem Kühler N kondensierte Lutter wird durch eine andere Pumpe
P1 von beliebiger Bauart, wie oben angegeben, in den Reiniger A gedrückt.
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Es handelt sich hier um einen der Fälle, in denen die zu rektifizierenden
Rohprodukte von einer sehr schlechten Qualität sind und man Mühe hat, einen genügend
guten Alkohol zu erzeugen.
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Abb.2 zeigt eine Verbesserung, die das Raffinierungsvermögen der Vorrichtung
stark erhöht, indem man den Reiniger A fortlassen kann.
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Dieser Reiniger wird durch Böden I,(' zum Reinigen und Konzentrieren
ersetzt, die über der Erschöpfungskolonne I( liegen. Infolge der Vorteile des Vakuums
ist die vorgängige Reinigung viel wirksamer als die Reinigung in dem ohne Vakuum
arbeitenden ReinigerA der bisherigen Ausführungsformen. Weiter ist das Kochen hier
viel. intensiver. Man hat daher auf den Böden mehr Rückfluß und ein wirksameres
Austreiben der Vorläufe.
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Es ergibt sich gleicherweise eine bessere Raffinierung der Nachläufe
in der Rektifizierkolonne C, C aus verschiedenen Gründen: i. die Kolonne
I(, I<' hat viel zu leisten, sie braucht daher etwas mehr Dampf. Zur Beschaffung
dieses Zusatzdampfes muß man diesen in den unteren Teil der Rektifizierkolonne C,
C eingeben, was die . Rückflußmenge der letzteren erhöht.
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2. Die Rektifizierkolonne C, C wird durch die Pumpe P3 mit
dem bei 3 i abgezogenen pasteurisierten Alkohol gespeist. Dieser pasteurisierte
Alkohol hat etwa 96°, so daß die Rektifizierkolonne an allen oberen Speiseböden
mit .sehr hohem Wirkungsgrad arbeitet. Weiter ist auf den Bödenl,(' bei 32 bereits
eine sehr große Menge von Nach-' Laufverunreinigungen abgezogen, diese Verunreinigungen
werden nach Durchgang durch den Kühler H' in dem Behälter R' gesammelt. Dadurch
wird die in der Rektifizierkolonne C, C
erforderliche ergänzende Raffination.sehr
erleichtert.
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Das Vakuum wird durch die Pumpe 35 erzeugt. Der Behälter I2' dient
zur Aufnahme des Fusels und der Behälter R2 zur Aufnahme von nicht pasteurisiertem
Alkohol.
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In Abb.3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hier isst wieder
die Rektifizierkolonne C, C' wie vorher vorgesehen, nicht aber eine Spei-,.=.:sking
mit Lutter wie im Hauptpatent und auch #aiht eine Speisung mit sehr hochgrädigem
löhol wie in Abb.2, sondern eine Spei-@'süüg mit gegorenem Saft (Most).
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C'`:4°' Älle beiden .Kolonnen werden mit dem Most gespeist, sie unterscheiden
sich aber darin, daß die eine Kolonne durch die andere geheizt # wird.
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Die in den Abb. i bis 3 beschriebenen Ausführungsformen für die Speisung
der Kolonne C, C arbeiten nach dem Grundsatz der doppelten Dampfwirkung,
d. h. die eine der beiden Kolonnen arbeitet unter atmosphärischem Druck und bestreitet
allein die Beheizung der zweiten Kolonne. Die letztere wird in allen Fällen mit
gegorenem Most u. dgl. beschickt.
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An dieser Betriebsweise ändert sich bei der Vorrichtung nach Abb.3
nichts. Die hochgrodigen Dämpfe der Kolonne C1, C2 haben eine Temperatur von ungefähr
79°C und können daher in dem Erhitzer D die aus der zweiten Kolonne 1(1, 1(2 kommenden
Rückstände zum Kochen bringen, weil diese unter Vakuum stehen und bei 69 bis 70°C
sieden. Der vorhandene Temperaturunterschied genügt; es findet daher in dem Erhitzer
D stets. dieses Aufwallen statt.
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Der besondere Vorteil dieser dritten Ausführungsform besteht darin,
da.ß nur für die erste Kolonne Wasserdampf aufzuwenden ist und daß dennoch dadurch
beide Kolonnen in Betrieb gehalten werden. Der Aufwand an Dampf, um diesen gewöhnlichen
Alkohol zu erhalten, wird hierdurch um die Hälfte verringert. Das günstige Ergebnis
liegt nicht gütemäßig, sondern mengenmäßig in Anbetracht eines etwa auf die Hälfte
verringerten Brennstoffaufwandes..
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Wie in den beiden oben beschriebenen ersten Ausführungen hat man im
unteren Teil der zweiten Kolonne nicht eine gleiche Kalorienmenge wie in der ersten
Kolonne, weil man in den Kühler E etwa i o % des Dampfes treten lassen muß, der
in die Röhrenkammer, des Erhitzers, D eingetreten ist. Es ist jedoch möglich, einen
Ausgleich für diesen kleinen Ausfall zu schaffen und etwa gut die gleiche Volumenmenge
an Destillat dafür zu gewinnen. Zu diesem Zweck stellt man die drei Röhrenapparate
T, T' und T2 übereinander.
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Der Most, Wein. o. dgl, der zur Speisung der beiden Kolonnen bestimmt
ist, ist der gleiche. Die Gesamtmenge dieser alkoholischen Flüssigkeit wird durch
den Hahn an dem ZiHerblattX geregelt und tritt unten in den Röhrenapparat T. Hier
beginnt ihre Erhitzung im Austausch mit den Kalorien der
Rückstände,
die aus dem Erhitzer D durch die Leitung 40, 41 austreten. Diese Flüssigkeit entspricht
nur der Hälfte der durch den Hahn an dem Zifferblatt X gelieferten Beschickungsmenge
und hat ferner nur 69 bis 70° C. Sie genügt daher bei weitem nicht zur Vorwärmung
der alkoholischen Flüssigkeit.
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Diese geht jetzt aber in den Wärmeaus.-tauscher ' und tritt
hier in Wärmeaustausch mit den Rückständen der ersten Kolonne C, C2. Hier hat man
nur noch ein halbes Volumen, aber diese Rückstände haben ungefähr 1o4° C. Diese
Rückstände treten durch die Leitung 4', 43 in den Röhrenapparat T', und da sie mit
einer Temperatur von gut 6o° C den Röhrenapparat ' verlassen, läßt man sie
durch das Rohr 44 in den ersten Wärmeaustauscher T übertreten, so daß man in dem
ersten Wärmeaustauscher T insgesamt die Kalorien der beiden Rückstände der Kolonnen
Cl, C2 und I(1, K2 ausnutzt.
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Beim Austritt aus den Röhren des Wärmeaustauschers ' erreicht
die alkoholische Flüssigkeit jedoch immer noch nicht 8o°C, weil das Volumen der
beiden Rückstände geringer ist als das Gesamtvolumen der alkoholischen Flüssigkeit
und weil ferner die spezifische Wärme der letzteren merklich höher als diejenige
der Rückstände ist.
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Die alkoholische Flüssigkeit erfährt daher den letzten Teil ihrer
Vorwärmung in dem Wärmeaustauscher T2, der von dem Hahn 45 aus mit Dampf beheizt
wird. Der Druck dieses Dampfes wird mit Hilfe des Dampfreglers G und des Ventils
46 geregelt.
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Diesmal kann die alkoholische Flüssigkeit in dem obersten Röhrenapparat
T3 9o° C übersteigen, und von hier aus wird die alkoholische Flüssigkeit in zwei
besondere Teile geteilt, um einerseits die Kolonne Cl, C2 und andererseits die Vakuumkolonne
1(l, K2 zu Speisen.
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Die alkoholische Flüssigkeit befindet sich nur noch .etwas unterhalb
des Siedepunktes in der Kolonne Cl, C2, während der Teil der alkoholischen Flüssigkeit,
der durch das Vakuum in die Kolonne I(1, K2 gesaugt und durch den Regelungshahn
47 eingestellt wird, um etwa 25 Temperaturgrade die in der Kolonne I<1,
I(2 am Speiseboden herrschende Temperatur übertrifft.
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Dieser Temperaturüberschuß bringt den Most o. dgl. sofort zum Sieden
-und die daraus folgende Dampfentwicklung vervollständigt die durch den Erhitzer
D entwickelte Verdampfungsenergie in dem Maße, daß die Verdampfung beinahe gleich
der Verdampfungsleistung der Kolonne Cl, C2 wird.
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Es ergibt sich also dank der Unterstützung durch die Vorwärmer T2
und T3, daB die Vakuumkolonne ein beinahe gleiches Destillat wie die erste Kolonne
liefert.
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Die in Abb.4 dargestellte vierte Ausführung der Vorrichtung ermöglicht
es, nicht nur alkoholische Flüssigkeiten, wie z. B. Weine und Moste, mit einem Alkoholgehalt
von 8 bis i o', sondern auch schwächere alkoholische Flüssigkeiten zu behandeln,
wie Moste, gegorene Rübensäfte, Tresterweine usw., die für ihre Erschöpfung an Alkohol
eine größere Wasserdampfmenge erfordern.
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Die in Abb.4 dargestellte Vorrichtung hat das Ergebnis, daß man selbst
in den letztgenannten Fällen ausschließlich Dampf verwendet, der mit doppelter Wirkung
arbeitet, so daß das Verfahren in dieser Vorrichtung in seiner Gesamtheit mit doppelter
Dampfwirkung arbeiten kann und daher noch unter halb so viel Brennstoff wie bei
den alten Verfahren aufzuwenden ist.
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Die ganze linke Seite der Abb. 4 entspricht der Abb. i. Auf der rechten
Seite der Abb. 4 ist aber zur Ergänzung eine Destillationskolonne P angefügt, die
unter Atmosphärendruck arbeitet.
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Der dieser Kolonne P zugewiesene Teil der alkoholischen Flüssigkeit
tritt durch , den Regelungshahn 124, nimmt in dem Wärmeaustauscher S Wärme von den
Rückständen der Kolonne P, die durch das Rohr 5o und 51 kommen, auf und steigt durch
die Leitung 52,
53 zum oberen Boden der Kolonne P.
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Die Lutterdämpfe steigen aus der KolonneP durch das Rohr 54, 55 in
einen Kocher T4, der durch das Rohr 56, 57 mit den Rückständen der Kolonne P gespeist
wird. Die Rückstände steigen von selbst auf Grund des in dem Kocher herrschenden
Vakuums auf, man begrenzt ihre Menge durch den Hahn Y.
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Der ganze durch die hinzugekommene Kolonne P erzeugte Lutter,
der in dem Kocher T4
und in dem Kühler T5 kondensiert ist, wird durch die
Leitung 58 bis 9o in dem Lutterreiniger A und von hier in die Rektifizierkolonne
C, C' geführt.
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In dieser Rektifizierkolonne ist ein wenig mehr Dampf aufzuwenden,
da sie eine größere Beschickung aufnimmt. Man benötigt daher zusätzlichen Dampf
zur Beheizung der Vakuumkolonne K. Diese Kolonne I( empfängt den Zuschuß nicht nur
aus der Rektifizierkolonne, sondern außerdem in Gestalt des Dampfes des Kochers
T4, der seinerseits wieder in der großen Kolonne I( eine doppelte Wirkung der ergänzenden
Beheizung liefert.
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Der gesamte Kesseldampf arbeitet sonach mit doppelter Wirkung, wobei
die Vorrichtung ihre Eigenart behält, daß an Beheizung die Hälfte gespart wird.
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Wenn auf die Destillationsperiode der viergrädigen
Tresterweine
die Zeit der Destillation von acht- oder neungrädigen Weinen folgt, läßt man die
Kolonne P nicht mehr weiterarbeiten und kehrt damit zu der Vorrichtung nach Abb.
i zurück.