-
Vorrichtung zur Herstellung einer Mischung von Zuckerrohsaft mit Kalkmilch
zum Zwecke der Scheidung Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Herstellung
einer Mischung von Zuckerrohsaft mit Kalkmilch zum Zwecke der Scheidung. Bei der
Zuckerfabrikation wird der Zuckerrohsaft mit Kalkmilch versetzt, um die im Saft
gelösten NTichtzuekerstoffe auszufällen. Eine befriedigende Scheidung läßt sich
jedoch nur erzielen, wenn die Zumischung der Kalkmilch so durchgeführt wird:, daß
in jedem Zeitpunkt der Mischungsphase niemals ein optimaler ptI-Wert des Rohsaftes
überschritten und möglichst auch nicht unterschritten wird. Es ist klar, daß diese
Bedingung nur in einer entsprechend ausgebildeten Vorrichtung erzie.l'bar ist. Jedoch
bereitet es erfhebliche Schwierigkeiten, eine Vorrichtung so auszubilden, daß sie
diesen Forderungen entspricht, d. h. daß die Zumischung der Kalkmilch zum Rohsaft,
die meist während des Einfüllens des Rohsaftes in einen N_,feßbehälter erfolgen
soll, so durchgeführt wird, daß in jedem Zeitpunkt der Mischungsphase der geforderte
optimale pH-Wert der Mischung vorhanden ist.
-
Von den bekannten Ausführungen derartiger Vorrichtungen kann behauptet
werden, .daß keine den gestellten Anforderungen voll entspricht. Diejenigen Vorrichtungen,
welche die erforderliche 1lengeKalkmilch mittels der durch den einströmenden Rohsaft
verdrängten Luft aus 4hrem Vorratsbehälter zum Überfließen bringen, haben hauptsächlich
den Nachteil, daß das Mischungsverhältnis nicht während der ganzen Mischungsphase
gewahrt bleibt, weil der notwendige Luftdruck infolge der zwischen Überfallkante
und Kalkmilchspiegel sich ständig vergrößernden :Niveaudifferenz zunimmt und dadurch
das Volumen des als Verdrän,ger wirkenden Luftpolsters entsprechend abnimmt. Infolgedessen
wird der Zufluß von Kalkmilch im Verlauf
der Füllung des Meßgefäßes
immer schwächer Daher muß, .um wenigstens im Endergebnis die optimale Alkalität
zu erhalten, dem Rohsaft anfangs so viel mehr Kalkmilch zugeführt werden, als er
gegen das Ende der Scheidung zu wenig erhält. Um die Kalkmilch überhaupt zum Überlaufen
zu bringen, muß zudem erst eine gewisse Menge Rohsaft in das Meßgefäß einströmen,
damit die Luft auf den erforderlichen Druck gebracht wird. Davon abgesehen läßt
sich mit dieser Vorrichtung keine Änderung der Menge der Kalkmilchzugabe erzielen,
wie dies zur Anpassung an die sich im Verlauf der Fabrikation ändernde Konsistenz
des Rohsaftes notwendig ist.
-
Bei einer anderen Bauart derartiger Vorrichtungen,,die auf dem Prinzip
der archimedischen Waage beruht, werden zwei im gegenseitigen Gleichgewicht befindliche
Verdrängerkörper verwendet, von denen der eine in das Rohsaftmeßgefäß eintaucht
und als ein vom einströmenden Rohsaft betätigter Antriebsschwimmer dient, der den
anderen in den Kalkmilchbehälter eintauchenden Verdrängerkörper zum Verdrängen der
erforderlichen Kalkmilchmenge bringt. Dabei wird der Auftrieb dieses Verdrängerkörpers
um so größer, je tiefer er in das Kalkmilchgefäß eintaucht, so daß sich die zugegebene
Kalkmilchmenge ebenfalls gegen das Ende der Mischungsphase verringert. Außerdem
besteht die Möglichkeit, @daß sich der Kalk .aus der Kalkmilch absetzt, was unter
allen Umständen zu vermeiden ist. Nachteilig i,st auch, daß,die Schwimmer sehr groß
dimensioniert werden müssen und der Aufbau ziemlich kompliziert ist.
-
Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Zugabe von Kalkmilch
mittels eines in Abhängigkeit vom einströmenden Rdhs.aft gesteuerten Schöpfwerks
erfolgt. Auch damit ist eine Einhaltung der optimalen Scheidungsbedingungen nicht
möglich, weil jedesmal, wenn sich ein Schöpfwerksbecher entleert, im Rohsaft an
der Stelle, an der -die Kalkmilch auftrifft, ein Ort zu hoher Alkalität ents 'ht,
durch den die Scheidung beeinträchtigt w4-r-d. te beeinträchtigt Zudem bereitet
die Regulierung der Sch8pfwerksdrehzähl in der Weise, daß die zuggeschöpfte Kalkmilchmenge
proportional der in das Meßgefäß einströmenden Rohsaftmenge bist, große Schwierigkeiten.
Ähnliche Nachteile ergeben sich bei einer anderen bekannten Ausführungsform, bei
welcher ein vom Rohsaft betätigter Schwimmer ein mit der erforderlichen Kalkmilchmenge
gefülltes sektorförmiges Kippgefäß betätigt.
-
Die im vorstehenden geschilderten Nachteile der bekannten Vorrichtungen
werden durch die Erfindung behoben. Dies wird im wesentlichen durch eine Vorrichtung
erreicht, bei welcher der ein ein Meßgefäß einströmende Rohsaft in an sich bekannter
Weise einen Schwimmer betätigt, der mit einer an oder in dem Vorratsbehälter für
.die Kalkmilch angeordneten Abmeßeinridhtung in Verbindung steht, die, durch die
Schwimmerbewegungen betätigt, sowohl die für jede Einfüllungsperiode erforderliche
Menge Kalkmilch dem Vorratsbehälter abgemessen entnimmt als auch dem in ein Meßgefäß
einströmenden Rollsaft so zuführt, daß das Mengenverhältnis der Mischungskomponenten
in jedem Zeitpunkt,der Füll- und Mischperiode gleichbleibt. Dabei ist,die Abmeßvorrichtung
vorteilhaft als eine drehbare, konzentrisch um eine Hohlwelle angeordnete, Ringsegmentform
aufweisende Schöpfkammer ausgebildet, deren Rauminhalt der zuzumischenden Kalkmilchmenge
entspricht und die in jedem Zeitabschnitt der Entleerung gleichmäßige Mengen Kalkmilch
abgibt Auch in Vor- und Hauptscheidung unterteilte Scheidungsverfahren können mit
der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung in einfacher Weise durchgeführt werden,
wenn .die Abmeßvorrichtung statt einer zwei in um i8o° versetzter Stellung auf der
Hohlwelle angeordnete Schöpfkammern aufweist, von denen die eine die zur Vorscheidung
benötigte, die andere die zur Hauptscheidung notwendige Kalkmilchmenge aufnimmt.
-
Um eine der sieh ständig ändernden Konsistenz des Rohsaftes entsprechende
Änderung der Kalkmilchzu gabe zu ermöglichen, kann die Vorrichtung erfindungsgemäß
mit einer zwischen der Abmeßeinrichtung und dem TNIeßgefäß angeordneten Regelvorrichtung
ausgestattet sein, die eine zusätzliche Mengenregelung der dem Meßgefäß zufließenden
Kalkmilehmenge erlaubt.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
-
Fig. i zeigt in vereinfachter Darstellung eine ins besondere zur Durchführung
,eines in Vor- und I-Iauptsc'heidung unterteilten Scheidungsverfahrens für Zuckerrohsaft
ausgebildete Vorrichtung; Fig. a zeigt in größerem Maßstab den Vorratsbehälter für
die Kalkmilch der Vorrichtung nach Fig. i in Draufsicht; Fig. 3 ist ein vergrößerter
Schnitt nach Linie III-III in Fig. z durch die eine Schöpfkammer der Abmeßeinriatung;
Fig. 4 ist ein vergrößerter Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 2 durch die andere
Schöpfkammer der Abmeßeinrichtung ; Fig.5 ist ein vergrößerter Längsschnitt nach
Linie V-V durch die Abmeßeinrichtung; Fig.6 zeigt die nach der Linie VI-VI geschnittene
Regeleinrichtung für die Kalkmilc'hmenge; Fig. 7 zeigt die in Fig. 6 dargestellte
Regelvorrichtung im Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6. Die Vorrichtung nach
Fig. i weist ein zylindrisches, oben offenes Meßgefäß i für den Rohsaft auf, dessen
konisch geformter Boden a an seiner tiefsten Stelle mit einem Entleerungsventil
3 für die Reinigung versehen ist. In dem Meßgefäß i befindet sich ein Schwimmer
4, der an einem über Rollen 5 geführten Seil 6 aufgehängt ist und an dessen anderem
Ende ein Gegengewicht 7 für den Schwimmer befestigt ist. Für den Zufluß -des Roihsaftes
ist ein Füllventil 8, für den Abfluß ein Ablaufventil 9 in dem unteren Teil
des Meßgefäßes i vorgesehen. Zweckmäßig unmittelbar über dem Meßgefäß ist der Vorratsbehälter
io für die Kalkmilch angeordnet,
der die Form eines rechteckigen
Behälters mit konischem Boden haben kann. In dem Vorratsbehälter io ist eine durch
die Bewegungen des Schwimmers q. zu betätigende Abmeßeinrichtung für die Kalkmilch
angeordnet, die von die drehbare Hohlwelle ii konzentrisch umgebenden Schöpfkammern
12 und 13 gebildet wird, von denen die kleinere die zur Vorscheidung benötigte.,
die größere die zur Hauptscheidung benötigte Kalkmilchmenge aufnimmt. Wie Fig.3
bis 5 zeigen, haben die Schöpfkammern die Form von Ringsegmenten, die .sich in um
18o° versetzter Stellung gegenüberstehen. Zweckmäßig werden sie von aus Blech gefertigten,
miteinander und auf der Hohlwelle verschweißten kreisförmigen Seitenwänden 14 und
15, einer Zwischenwand 16, den halbkreisförmigen Böden 17 und 18 und den Abdeckungen
i9 und 20 gebildet.
-
Die Hohlwelle i i dient als Abfluß für die von den Scihöpfkammern
aufgenommene Kalkmilch und ist zu diesem Zweck in jeder Kammer mit einer schlitzförmigen
Abflußöffnung 21, 22 versehen, die sich an der den Einlauföffnungen 23, 24 entgegengesetzten
höchsten Stelle der Kammern befinden, nämlich in der von den Abdeckungen 19, 20
und ,der Hohlwelle i i gebildeten Ecke. Die Zwischenwand 16 unterteilt auch die
Hohlwelle i i, so daß sich die Kammern nur in entgegengesetzter Richtung durch die
Hohlwelle entleeren können.
-
Die Betätigung der Abmeßeinrichtung durch Drehung der Schöpfkammern
erfolgt durch das auf die Seilscheibe 25 wirkende Seil 6 des mit dem Rollsaft im
Meßgefäß i steigenden und fallenden Schwimmers q. (Fig. i und 2) über ein Freilaufgetriebe,
welches bewirkt, daß sich die Schöpfkammern unabhängig von der Auf- oder Abwärtsbewegung
des Schwimmers immer im gleichen Drehsinn drehen. Dieses Freilaufgetriebe kann beispielsweise
die in Fig. 2 gezeigte Form haben. Dabei wird die Drehbewegung der Seiltrommel auf
zwei Zwischenwellen 2@6 und 27 übertragen, von denen jede die Hohlwelle ii antreiben
kann, und zwar wirkt die Welle 26 über ein Kitzel 28 und ein Gegenrad 29 auf das
eine Ende der Hohlwelle i i. die andere Welle 27 über ein gleich großes Kitzel 3o
und Gegenrad 31 auf das andere Ende der Hohlwelle. Die Kitzel können nur in entgegengesetztem
Drehsinn wirken und haben entgegen ihrer Dreh richteng Freilauf, so daß das eine
Kitzel nur bei steigendem, das andere nur bei fallendem Schwimmer die Hohlwelle
antreibt, beide jedoch den Schöpfkammern immer die gleiche Drehrichtung erteilen.
-
Die Wirkungsweise .der erfindungsgemäßen Vorrichtung sei ausgehend
von der in Fig. i dargestellten Anfangsstellung beschrieben. Dabei .ist der Vorratsbehälter
io mit Kalkmilch so weit gefüllt, daß deren Flüssigkeitsspiegel in Achsenhöhe der
Hohlwelle i i liegt. Der Flüssigkeitsspiegel wird durch ein in der Zeichnung nicht
dargestelltes Regelorgan, zweckmäßig ein durch Schwimmer betätigtes Ventil, in seiner
Höhe konstant gehalten. Die der Vorschei-dung dienende Schöpfkammer 12 der Abmeßeinrichtung
.ist ebenfalls mit Kalkmilch bis zur Abdeckung i9 gefüllt. Der nun durch das Füllventil
8 in das Meßgefäß i einströmende Rohsaft .hebt den Schwimmer q., welcher seinerseits
die Hohlwelle i i mit den Schöpfkammern 12 .und 13 in Drehung versetzt. Dabei entleert
die Schöpfkammer 12 ihre Kalkmilchmenge durch den Auslaufschlitz 21 in die Hohlwelle
i i, von .der sie durch die in das Einfüllventil 8 einmündende Rohrleitung
32' zusammen mit .dem einströmenden Rohsaft in das Meßgefäß gelangt. Durch
den sich hierbei ergebenden tangentialen Zuflüß der Kalkmilch zum Rohsaft findet
eine gute Du.rchmischung beider Flüssigkeiten statt, die zusammen mit der mischungsgerechten
Entleerung der Schöpfkammer die Einhaltung des geforderten optimalen PH-Wertes während
der ganzen Dauer der Einfüllperiode gewährleistet. Mit der Beendigung der Einfüllung
des Rohsaftes in das Meßgefäß ist auch die Vorscheidungsphase abgeschlossen, so
daß nun die Hauptscheidung folgen kann. Dieser Vorgang läßt sich unmittelbar anschließend,
,d. h. während der Entleerung des Meßgefäßes. durchführen. Während der Füllung hat
sich nämlich die größere, -für die Hauptscheidung vorgesehene, um i8o° gegenüber
der Vorscheidungskammer auf der Hohlwelle versezte Schöpfkammer 13 mitgedreht und
sich mit ihrer Einfüllöffnung 24 in die Kalkmilch eintauchend während der Drehung
gefüllt, so daß sie bei Beendigung der Füllung die gleiche Lage einnimmt, wie vordem
die Kammer 12. Fällt nun der Schwimmer q infolge der Entleerung des Rohsaftes aus
dem Meßgefäß durch das Ablaufventil e, so bewirkt er analog die Entleerung der Schöpfkammer
13, deren Kalkmilchinhalt über den Auslaufschlitz 22 und die Hohlwelle i i dem Ablaufventil
9 zugeführt wird und sich mit dem ablaufenden Rohsaft innig mischend vereinigt,
so daß auch hierbei infolge der mischungsgerechten Ent leerung der Kalkmilch aus
der Schöpfkammer 13 die optimale Alkalität unbedingt gewährleistet ist. Nach Beendigung
des Entleerungs- und Hauptscheidevorgangs kann sich unmittelbar wieder der eingangs
geschilderte Füll- und Vorscheidevorgang anschließen, so daß ein ununterbrochener
Fabrikationsfluß möglich ist.
-
Um dabei auch die vom Ausgangsmaterial abhängige, ständig schwankende
Konsistenz des Rohsaftes hinsichtlich der Kalkmilchdosierung berücksichtigen zu
können, sind erfindungsgemäß zwischen die Abmeßeinrichtung und das Meßgefäß, vorzugsweise
in die von derAbmeßeinrichtung zum Meßgefäß führenden Abflußleitungen, Regelvorrichtungen
33 eingeschaltet (Fig. i), die eine Mengenregelung der abfließenden Kalkmilch gestatten.
Diese Regelvorrichtungen sind vorzugsweise wie in Fig. 6 und 7 dargestellt ausgebildet.
Sie bestehen aus einem Trichter 34 mit zwei Abflußstutzen 35 und 36, der durch eine
Trennwand 37 mit Überlaufkante 38 in einen Zulaufraum 39 und einen Ablaufraum .I0
unterteilt ist. Im Zulaufraun' 39 ist eine Beruhigungswand 4.1 angeordnet, durch
welche der einlaufende Saft soweit beruhigt wird, daß er in völlig gleichmäßigem
Strom über
die Z'berlaufkante 38 tritt. im _@blaufraum 4o ist eine
schwenkbare, die ganze Breite der Überlaufkante bestreichende Klappe 42 angeordnet,
durch welche der überfließende Kalkmilchstrom in zwei Teilströme von gewünschter
Größe getrennt werden kann, von denen der eine dem Abflußstutzen 35, der andere
dem Abflußstutzen 36 zufließt. An den einen Abflußstutzen ist die zum Meßgefäß i
führende Leitung, an den anderen eine zum Vorratsbehälter für die Kalkmilch führende
Rückleitung angeschlossen. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich weder auf das
im vorstehenden geschilderte Ausführungsbeispiel noch auf den angegebenen Anwendungsbereich.
Bei Anwendung eines anderen, z. B. zeitlich getrennten Vor- und Hauptscheideverfahrens
kann die Vorrichtung in der Weise ausgebildet sein, daß sie von zwei Meßgefäßen
mit jeweils einer einkammerigen @bineßeinrichtung gebildet wird. ?eben der Verwendung
in der Zuckerfabrikation ist die Vorrichtung überall dort mit Erfolg anzusetzen,
wo homogene Gemische von flüssigen Stoffen in genau bestimmten und in jedem Zeitpunkt
der Mischungsphase gleichbleibendem Mengenverhältnis hergestellt werden müssen.