Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrübenschnitzeln und Zuckerrohr
Bei der Extraktion von Zuckerrübenschnitzeln und Zuckerrohr spielen sich Diffusions-
und Osmosevorgänge ab. Sie beruhen auf der Eigenschaft pflanzlicher Membranen, die
auf beiden Seiten von wässerigen Flüssigkeiten oder Lösungen umgeben sind, einen
Austausch der Bestandteile zu veranlassen. Befindet sich auf der einen Seite einer
halbdurchlässigen Membran eine Zuckerlösung und auf der anderen Wasser, dann tritt
der Zucker durch die Membran in das Wasser, «-ährend gleichzeitig Wasser in die
Zuckerlösung übertritt und diese verdünnt. Dabei arbeitet die Wandung der Rübenzelle
als '.Membran. Man hat es also bei der Saftgewinnung nicht mit einer reinen Diffusion,
sondern mit einer Membrandiffusion oder Osmose zu tun, die tun so kräftiger abläuft,
je größer <las lionzentrationsgefälle zum Lösungsmittel hin ist. Da man bei der
Zuckerdiffusion bestrebt sein muß, ein Maximum an gelöster Substanz mit einem 'Minimum
an Flüssigkeit zu erreichen, läßt man das Lösungsmittel im Gegenstrom zu dem zu
extrahierenden Gut strömen. Dadurch wird aber im praktischen Betrieb das Lösungsgefälle
bereits sehr niedrig.Process for the production of sugar from sugar beet pulp and sugar cane
Diffusion factors play a role in the extraction of sugar beet pulp and sugar cane.
and osmosis processes. They are based on the property of plant membranes that
are surrounded on both sides by aqueous liquids or solutions, one
To arrange replacement of the components. There is one on one side
semipermeable membrane a sugar solution and on the other water, then occurs
the sugar through the membrane into the water, «- while at the same time water into the
Sugar solution passes over and this dilutes. The walls of the beet cell work here
as a 'membrane. So you don't have to deal with pure diffusion when extracting juice,
but to do with a membrane diffusion or osmosis, which is so powerful,
the greater the concentration gradient towards the solvent. Since the
Sugar diffusion must strive to have a maximum of dissolved substance with a minimum
To achieve liquid, the solvent is allowed in countercurrent to that
stream extracting good. This, however, causes the solution gradient in practical operation
already very low.
Schließlich läßt sich bei der Extraktion von Zuckerrübenschnitzeln
und Zuckerrohr eine bestimmte Einwirkungszeit nicht unterschreiten. Es handelt sich
nämlich hier nicht nur um das Herauslösen des Zuckers aus einzelnen Zellen, sondern
aus den geballten Zellenhaufen der Schnitzel. Dabei fällt die Konzentration von
der Mitte des Zellenhaufens nach außen ab, wobei die umgebende Flüssigkeit insofern
eine Rolle spielt, als sie um das jeweilige Schnitzelpartikelchen herum eine Hülle
abnehmender Konzentrationsschichten
bildet. Je schneller diese
Schichten abgebaut werden, um so rascher erfolgt die Diffusion. Es ist festgestellt
worden, und zwar bei Diffusionsbatterien mit hoher Saftgeschwindigkeit, daß sich
die Diffusionszeiten erheblich verkürzen lassen, wenn man die Schnitzelbewegung
im Saft verstärkt und mit hohem Saftentzug arbeitet.Finally, in the extraction of sugar beet pulp
and sugar cane do not fall below a certain exposure time. It is about
namely here not just about the dissolving of the sugar from individual cells, but
from the clenched piles of cells the schnitzel. The concentration of
the center of the cluster of cells outwards, with the surrounding fluid to that extent
plays a role as it forms a shell around the respective schnitzel particle
decreasing concentration layers
forms. The faster this
Layers are broken down, the faster the diffusion takes place. It is established
been, in diffusion batteries with high juice speed that
The diffusion times can be shortened considerably if you use the chip movement
strengthened in the juice and works with high juice extraction.
Die Erfindung geht von diesen Erkenntnissen aus mit der Aufgabe, die
Diffusionsgeschwindigkeit weiter zu verringern und den Wirkungsgrad der Extraktion
zu verbessern. Zu diesem Zweck schlägt sie vor, die Extraktion von Zuckerrübenschnitzeln
und Zuckerrohr unter gleichzeitiger Behandlung des Einsatzes mit Ultraschall durchzuführen.
Durch die Ultraschallbehandlung wird die Zerstörung der Zellwände im Pflanzengut,
die man bisher durch die Anwendung entsprechend hoher Temperaturen zu erreichen
versucht, in besonderem Maße gefördert. Außerdem üben die hochfrequenten Ultraschallwellen
einen gleichen Impuls auf alle bei der Extraktion wirkenden Flüssigkeitsteile aus,
die dann entsprechend ihrem verschiedenen spezifischen Gewicht verschieden lange
Schwingungswege haben. Schließlich ist festgestellt, daß die Ultraschallwellen auch
eine keimtötende Wirkung besitzen, so daß die bisherigen zu Beginn des Diffusionsvorganges
notwendigen hohen Sterilisationstemperaturen nicht mehr aufgewendet zu werden brauchen.The invention is based on these findings with the object that
Diffusion rate further reduce and the extraction efficiency
to improve. For this purpose, she suggests the extraction of sugar beet pulp
and sugar cane with simultaneous treatment of the insert with ultrasound.
The ultrasonic treatment destroys the cell walls in the plant matter,
which one has so far been able to achieve by using correspondingly high temperatures
tries to be promoted in particular. In addition, practice the high frequency ultrasonic waves
an equal impulse on all parts of the liquid acting during the extraction,
which then vary in length according to their different specific gravity
Have oscillation paths. Finally it is found that the ultrasonic waves too
have a germicidal effect, so that the previous ones at the beginning of the diffusion process
necessary high sterilization temperatures no longer need to be used.
Es hat sich auch gezeigt, daß das Extrahieren von Zuckerrübenschnitzeln
und Zuckerrohr unter Ultraschallbehandlung am wirkungsvollsten in sogenannten Extraktionstürmen
durchgeführt werden kann. Eine bekannte Anlage dieser Art besteht aus zwei aufrecht
stehenden Türmen, die durch ein Bodenrohr miteinander verbunden sind und in denen
das zu extrahierende Gut im Gegenstrom zur Extraktionsflüssigkeit durch Schnecken
bewegt wird. Bei diesen Turmextraktoren können ein oder mehrere Ultraschallsender
im oberen Teil der Türme angebracht werden, wonach sie dann ihre Schallwellen gradlinig
durch das in den Türmen bewegte Gut senden. Es ist aber auch möglich, durch entsprechenden
Einbau der Sender. nur Teilabschnitte der Turmanlage der Ultraschallbehandlung auszusetzen.It has also been shown that the extraction of sugar beet pulp
and sugar cane under ultrasonic treatment most effectively in so-called extraction towers
can be carried out. A known system of this type consists of two upright
standing towers, which are connected by a floor pipe and in which
the material to be extracted in countercurrent to the extraction liquid by screws
is moved. These tower extractors can have one or more ultrasonic transmitters
be placed in the upper part of the towers, after which they then straighten their sound waves
send through the goods moved in the towers. But it is also possible through appropriate
Installation of the transmitter. to only expose sections of the tower to the ultrasound treatment.
Eine besonders kräftige Wirkung, d. h. eine erhebliche Abkürzung der
Diffusionszeiten und eine merkliche Verbesserung des Wirkungsgrades der Diffusion
läßt sich offenbar erreichen, wenn man die Ultraschallbehandlung mit nicht zu hoher
Frequenz, vornehmlich mit einer Frequenz von 15 bis 3o kHz durchführt. Im einzelnen
kommt es aber auf die Beschaffenheit des zu extrahierenden Gutes an, mit welchen
Frequenzen das beste Ergebnis erzielt wird. Als Sender können beispielsweise die
üblichen Magnetostriktionssender verwendet werden, die als Geber im allgemeinen
einen kurzen Stab verwenden, um den herum die Erregerwicklung liegt.A particularly powerful effect, i. H. a considerable abbreviation of the
Diffusion times and a noticeable improvement in diffusion efficiency
can evidently be achieved if the ultrasound treatment is not too high
Frequency, mainly with a frequency of 15 to 30 kHz. In detail
but it depends on the nature of the goods to be extracted, with which
Frequencies the best result is achieved. As a sender, for example, the
usual magnetostriction transmitters are used as a transmitter in general
use a short rod around which the field winding is wrapped.
Beim Verfahren nach dieser Erfindung kann es auch zweckmäßig sein,
nicht nur die eigentliche Extraktion unter Ultraschall durchzuführen, sondern auch
das zu extrahierende Gut, bevor es in die Extraktionsanlagen gelangt, durch Ultraschall
vorzubehandeln. Diese Vorbehandlung führt dann zu einer Öffnung der Pflanzenzellen,
die sich bei der anschließenden Diffusion entsprechend günstig auswirkt.In the method according to this invention, it can also be useful
not only to perform the actual extraction under ultrasound, but also
the material to be extracted, before it gets into the extraction systems, by ultrasound
to be pretreated. This pretreatment then leads to an opening of the plant cells,
which has a correspondingly beneficial effect in the subsequent diffusion.