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Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Gewinnen von Pflanzenöl mit einer das öl al- tige Ausgangsgut, z.B Ölsaat oder Ölfrucht, im wesentlichen wie vorgelegt und unkomprimier an eine zum Auspressen des Öls vorgesehene Drosselstelle transportierenden Förderschnecke and mit einem die Förderschnecke aufnehmenden, innen im Prinzip zylindrischen Schneckengehä se, welches Ölaustrittsöffnungen zum Ableiten des an der Drosselstelle ausgepressten Öls besitzt, wo-
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Drosselstelle im Gehäuseumfang vorgesehen sind. Die Ölaustrittsöffnungen können die Form von Löchern, Schlitzen oder dergleichen besitzen. Es kann eine siebartige Lochung bzw. Schlitz ng, z. B umlaufend im zylindrischen Gehäuse, vorliegen.
Eine Schneckenpresse dieser Art wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung "Komet" seit langem hergestellt und vertrieben. In der Komet-Presse werden reine Förderschnecken, innerhalb derer bzw. in deren Windungen das ölhaltige Gut (wie Ölsaat oder Ölfrucht) praktisch nicht ko pri- miert wird, eingesetzt. Die Kompression und gegebenenfalls Zerteilung des Saatguts erfolgt ers an einer Drosselstelle am Ausgang der Förderschnecke. Das ausgepresste Öl fliesst dann entgegen der Förderrichtung der Schnecke und tritt mit Abstand von einigen (z B. zwei bis drei) Umläufen der Schneckenwindung durch die (gegebenenfalls siebartigen) Öffnungen des die Schnecke lindrisch umgebenden Gehäuses aus der Presse aus.
Dieses reine Fördern und nur örtliche Pressen mit entsprechend kurzzeitiger Druckerhöhung in ölhaltigen Gut hat den unschätzbaren Vorteil, dass das ölhaltige Gut nicht überhitzt wird, das heisst, dass es nicht so stark erhitzt wird, dass therm sch bedingte Schäden des Naturprodukts auftreten könnten.
Es gibt auch Schneckenpressen zum Gewinnen von Pflanzenölen, deren Schnecke das ö haltige Einsatzgut bereits innerhalb der Schneckenwindung auf dem Wege zu einer Drossels elle kontinuierlich oder stufenweise komprimiert. Es wird hierzu verwiesen auf DE-PS 817 687 s wie auf die DE-OS 27 51 703 und 30 26 477. Nach diesem Stand der Technik wird in jeder Kom es- sions- und Förderstufe ein höherer Druck erreicht. Das wird beispielsweise dadurch möglich, dass das Fördervolumen der Schneckenwindungen von Stufe zu Stufe oder gar innerhalb einer Stu e in Transportrichtung abnimmt.
Mit Forderschnecken dieser Art können grössere Leistungen als mit der herkömmlich gattungsgemässen Schneckenpresse erreicht werden, eine Überhitzung des öl altigen Guts und des Öls - mit entsprechenden thermisch bedingte Schäden des Naturprodukts - ist aber kaum zu vermeiden.
Nach einem aus DE 33 21 983 A1 bekannten Verfahren wird Flüssigkeit aus Feststoff-Flü sig- keitsgemischen durch den perforierten Mantel einer Schneckenpresse gedrückt. Die beka nte Schneckenpresse besitzt mindestens eine zwischen dem Mantel und der Schneckenwelle vorg esehene ringförmige Drossel zum zonenweisen Aufbau hohen Drucks. Der die Schneckenwelle urngebende Mantel wird - im Prinzip ahnlich wie bei der Komet-Presse - in der jeweiligen Zone heben Drucks an der Drossel vollständig geschlossen ausgeführt. Allerdings wird der Druck im Pre gut bereits vom Beginn des Schneckengangs an allmählich aufgebaut, bis er an der Drosselstelle ein Maximum erreicht
Ferner soll gemäss vorgenannter DE 33 21 983 A1 bei Druckerhöhung an der Drosselstelle von Schneckenzone zu Schneckenzone vor jeder Drossel annähernd gleiches Fördervolumen eingestellt werden.
Diese Bedingungen sind aber nur zu erfüllen, wenn - wie im Bekannten ang egeben - sich die Massverhältnisse der betreffenden Schneckenteile von Stufe zu Stufe ändern.
Um bei der gattungsgemässen Schneckenpresse die Förderleistung gegenüber den anfangs beschriebenen Komet-Pressen zu erhöhen, versuchte der Erfinder, Schnecken mit wesentlich grö- #erem Umfang und entsprechend grösserem Fördervolumen der Schneckenwindung einzusetzen.
Dabei zeigte sich, dass eine Vergrösserung des Radius der Schneckenwindung notwendig - ei benachbarte Windungsgänge dürfen sich nicht überlagern - eine Vergrösserung der Steigung der Transportschnecke zur Folge hat. Das Fördervolumen jeder Windung der Transportschnecke ist nämlich nur insoweit wirksam, als der Querschnitt der Windung einen Halbkreis nicht überschreitet. Für eine Vergrösserung des Fördervolumens müssen also die einzelnen Schneckenwindungen Dreiter werden, was notwendig eine Vergrösserung der Schneckensteigung zur Folge hat.
Das Öl wird bei der gattungsmässigen Schneckenpresse (mit lediglich fördernder Schnecke) dadurch aus dem ölhaltigen Gut ausgetrieben, dass dieses zwischen der letzten Schneckerwindung und einem als Drossel wirkenden Durchgangsringspalt (Drosselspalt) gepresst wird. Wenn die Steigung der Schnecke vergrössert wird, verringert sich an dieser Drosselstelle der Anpresswir
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kungsgrad, es sei denn, die Maschine wird langsamer gedreht. Dieser Effekt rührt daher, dass bei grösserer Steigung die in Umfangsrichtung an der Drosselstelle gemessene Länge der Presszone zwischen dem letzten Umlauf der Schneckenwindung, der nur zum Teil vorhanden ist, und der Drossel verkürzt wird.
Die Versuche ergaben letztlich, dass weder eine Vergrösserung des Schneckenradius noch eine Vergrösserung der Steigung oder gar eine Vergrösserung der Schneckendrehzahl zu einer entscheidenden Erhöhung der Auspressleistung führt, wenn das ölhaltige Gut in der Schnecke lediglich gefördert und erst unmittelbar im Drosselbereich komprimiert und entölt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenpresse zur Gewinnung von Pflanzenöl zu schaffen, in der das ölhaltige Ausgangsgut mit der Schnecke im wesentlichen nur gefördert und daher nicht durch vorzeitige Kompression erhitzt wird, die aber eine gegenüber der oben beschriebenen Komet-Presse wesentlich grössere Kapazität und einen besseren Auspressgrad ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Lösung besteht für die Schneckenpresse eingangs genannter Art darin, dass zwei oder mehr betreffend das Fördervolumen der Schneckenwindung und deren Steigung im wesentlichen identisch ausgebildete Teilförderschnecken unter Zwischenschaltung jeweils einer einen Ringspalt aufweisenden Zwischendrosselstelle auf einer Welle im selben Schneckengehäuse einteilig hintereinander geschaltet sind und dass - gesehen in Transportrichtung - mit Abstand auch vor jeder Zwischendrosselstelle am Umfang der Förderschnecke Ölaustrittsöffnungen vorgesehen sind. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäss werden zwei oder mehr betreffend das Fördervolumen der Schneckenwindung im wesentlichen identisch ausgebildete Teilförderschnecken unter Zwischenschaltung jeweils einer Drosselstelle, an der das ölhaltige Gut ausgequetscht wird, auf einer Achse hintereinander geschaltet. Jeder dieser Zwischen-Drosselstellen wird am Umfang der Schnecke ein Ölaustrittsbereich zugeordnet, welcher der Drosselstelle mit einigen Umläufen der Schneckenwindung mit Abstand jeweils vorgeschaltet sein soll. Die Teilförderschnecken werden vorzugsweise auch gleich lang ausgebildet.
Da die einzelnen Teilförderschnecken auf einer Achse einteilig verbunden sind, genügt zum Antrieb der Gesamtschnecke ein einziger Motor. Am Ausgang der Gesamtschnecke, das heisst der hintereinander geschalteten Teilschnecken, wird das ölhaltige Gut wie schon bisher bei der gattungsmässigen Komet-Schneckenpresse in Richtung auf die Längsachse der Schnecke nach innen abgelenkt, ausgepresst und in Transportrichtung als (gepresstes) Pellet abgeliefert. Das dabei gewonnene Öl fliesst dem angeförderten Gut entgegen - längs der Gehäuse-Innenfläche - zu den siebartigen Gehäuseaustrittslöchern.
Allein dadurch, dass man das Auspressen des ölhaltigen Guts auf zwei oder mehr Stufen verteilt, wird - vom Stand der Technik her völlig unerwartet - für die gattungsgemässe Schneckenpresse die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst. Diese Lösung macht es möglich, trotz erhöhten Fördervolumens der einzelnen Schneckenwindung und entsprechend vergrösserter Schneckensteigung insgesamt zumindest denselben prozentualen Auspressgrad (an Öl) wie bei der herkömmlichen gattungsgemässen Presse zu erhalten, aber das Mehrfache an ölhaltigem Gut pro Zeiteinheit durch die Presse durchzusetzen. In einem Ausführungsbeispiel konnten anstelle von 20 kg bei einer einteiligen Presse 120 kg Ölsaat bei einer zweiteiligen Presse (zwei Teil-Forderschnecken) pro Stunde mit demselben Auspressgrad entölt werden.
An jeder einzelnen einen Ringspalt aufweisenden Zwischen-Drosselstelle zwischen zwei Teilförderschnecken der erfindungsgemässen Schneckenpresse wird das ölhaltige Gut zwischen einem mit dem Schneckengehäuse verbundenen Aussenring und einem mit der Schneckenwelle verbundenen Innenring zerquetscht und komprimiert sowie ausgepresst. Der zwischen dem Aussen- und Innenring vorgesehene Ringspalt soll in seinem Querschnitt, insbesondere in Radius-Richtung, dem jeweils verarbeiteten, ölhaltigen Gut angepasst werden. Je grösser der ölanteil einer Saat, Frucht usw. ist, um so enger wird der Spalt gemacht.
Um nicht jedesmal, wenn ein anderes ölhaltiges Gut mit grösserem oder kleinerem Ölanteil zu verarbeiten ist, die Presse zwecks Anpassung des Drossel-Ringspalts demontieren zu müssen, wird gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung der Ringspalt einer Zwischendrosselstelle zwischen einem mit der Schnecke bzw. deren Welle gekoppelten Innenring mit konusförmiger
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Aussenfläche und einem mit dem Schneckengehäuse verbundenen Aussenring mit konusförm ger Innenfläche gebildet, wobei die Anstiegswinkel der beiden Konusse gleichgerichtet zu- oder ab eh- men, und dass der Durchlassquerschnitt des Ringspalts durch Relativverschiebung der beiden Ri ige verstellbar ist. Dadurch wird der Durchlassquerschnitt aus dem ölgehalt des jeweils verarbeit ten ölhaltigen Guts anpassbar.
Der Aussenring soll koaxial zum Schneckengehäuse angeordnet in. Vorzugsweise soll der Innenring relativ zum Aussenring auf der Schneckenwelle bzw. mit der Schneckenwelle in Richtung der Schneckenachse verschiebbar gelagert sein. Insbesondere kann der Aussenring relativ zum Innenring zusammen mit dem Schneckengehäuse bzw. einem ang enzenden Gehäuseteil verschiebbar gelagert sein. Gegebenenfalls kann der Aussenring mit ei em von ausserhalb des Gehäuses zu aktivierenden Betätigungsmittel ausgestattet werden, das es ermöglicht, den Aussenring relativ zum Innenring axial zu verschieben. Bevorzugt kann der (k ni- sche) Innenring mit der Schneckenwelle entsprechend verschiebbar gelagert werden.
Im Gegensatz zum Fall bei den oben beschriebenen Kompressionsschnecken mit zwei der mehr Stufen, in denen das ölhaltige Material stufenweise immer weiter vorkomprimiert wird, e Igt das Ausquetschen des ölhaltigen Guts in der erfindungsgemässen Presse im wesentlichen rieht oder nicht unmittelbar durch die Schnecke oder deren Stufen, sondern praktisch allein durch das Pressen in der jeweiligen Drosselstelle. Wichtig ist dabei, dass der in der einzelnen Drosselstelle auf das ölhaltige Gut ausgeübte Druck bzw. der in diesem Gut aufgebaute Druck unmittelbar auf Null abfällt, wenn das Gut am Ausgang der Drosselstelle ankommt.
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schneckenpresse zum Teil im Längsschnitt (Schnitt längs der Schneckenachse) und zum Teil in der Seitenansicht ; undFig. 2 den Bereich einer Zwischendrosselstelle der Presse.
Die in Fig 1 dargestellte Schneckenpresse umfasst ein Schneckengehäuse 1 mit Eingabet ichter 2 am einen Längsende 3 und Auspressdüse 4 am anderen Längsende 5. Das Schnecke gehäuse 1 nach Fig. 1 besitzt vor der Auspressdüse 4 eine Enddrosselstelle 6 und im mittleren Bereich eine Zwischendrosselstelle 7.
Innerhalb des auf der Innenfläche im wesentlichen zylindrischen Schneckengehäuses 1 ird eine insgesamt mit 8 bezeichnete Förderschnecke drehbar gelagert. Die Förderschnecke 8 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer ersten Schneckenstufe 9 und einer zweiten Schneckenstufe 10 also aus den Teilförderschnecken einer ersten und einer zweiten Förderstufe. Die beiden Sch ekkenstufen 9 und 10 sind zumindest betreffend Fördervolumen und Steigung der einzelnen Sch @ek- kenwindungen 11 sowie das umgebende Gehäuse 1 identisch. Die beiden Schneckenstufen 9 und 10 sitzen im Ergebnis einteilig auf einer Antriebswelle 12, der ein (nicht gezeichneter) Motor der sonstiger Antrieb zugeordnet wird. Zwischen den beiden Schneckenstufen 9 und 10 befindet sich die beschriebene Zwischendrosselstelle 7.
Diese besteht aus einem Aussenring 13 und einem z.B. passend auf der Antriebswelle 12 sitzenden) Innenring 14.
Zwischen dem mit dem Schneckengehäuse 1 verbundenen Aussenring 13 und dem die beiden Schneckenstufen 9 und 10 auf der Welle 12 verbindenden Innenring 14 wird das im Eingabetri hter 2 in Eingaberichtung 15 vorgelegte ölhaltige Gut komprimiert, gegebenenfalls zerquetscht s wie ausgepresst. Das gewonnene Öl fliesst entgegen der Schnecken-Transportrichtung 16, also in Gegenrichtung zum geförderten ölhaltigen Gut, zurück in den Bereich der ersten Schneckenst fe 9 und tritt an dessen Umfang durch ein im Abstand von einigen Umläufern der Schneckenwin ung 11 vor der Zwischendrosselstelle 7 - gesehen in Transportrichtung 16 - im Gehäuse 1 vorgesehene Auslasssieb 17 (durch Schlitze, Löcher oder dergleichen) aus der Presse aus.
Der ölfluss 18 kann sich dabei etwa längs des eingezeichneten Pfeils an der Innenfläche 19 des Schneckengehä ses 1 entlang bis zu den Öffnungen des Auslasssiebs 17 bewegen.
Während das ausgepresste Öl der Transportrichtung 16 entgegenfliesst, wird das zumindes teilweise entölte Gut in der Transportrichtung 16 durch den zwischen Aussenring 13 und Innenring 14 der Drosselstelle 7 gebildeten Ringspalt 20 weiter gefördert. Der Innenring 14 wird bevorzug auf der Weile 12 so befestigt, dass das (zum Teil) entölte Gut nur durch den Ringspalt 20 weiterbe egt werden kann. Dabei soll der Innenring 14 vorzugsweise unverschiebbar oder zusammen mi der Welle 12 verschiebbar gelagert werden.
Da das Gut in der Drosselstelle 7 einen Teil seines Volumens, nämlich das Öl, verliert, fällt der
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Materialdruck, der im Bereich zwischen dem letzten Umlauf 21 der Windung und der Drosselstelle 7 steil ansteigend aufgebaut war, fast unstetig, augenblicklich auf Null ab, wenn das Gut durch den Ringspalt 20 getreten ist. Dieses drucklose Gut wird dann mit der zweiten Schneckenstufe 10 - im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 - zur Enddrosselstelle 6 transportiert. Grundsätzlich können aber mehrere Zwischendrosselstellen 7 vorgesehen werden.
Im Bereich der Enddrosselstelle 6 wird das bereits entölte Gut, wie bei der eingangs beschriebenen Komet-Presse der Anmelderin, in Richtung auf die Schneckenachse 22, also nach innen hin, abgelenkt und im Düsentnchter 23 ausgepresst, so dass schliesslich durch einen Auslass 24 ein Pellet 25 in der Transportrichtung 16 austritt.
In diesem Bereich am Schneckenende 26 wird das ölhaltige Gut zunächst zwischen dem letzten Umlauf der Schneckenwindung und einer konvexen Frontfläche 27 (stumpfförmiges Schnekkenende) der Förderschnecke 8 einerseits und einer dazu im wesentlichen parallelen, konkaven Innenfläche 28 der Düse 5 (z. B. Gegenwand des Schneckengehäuses) andererseits, annähernd in Richtung auf die Schneckenachse 22 abgelenkt. Hierbei wird das ölhaltige Gut zerquetscht, sowie schliesslich in einem dem Auslass 24 vorgeschalteten Düsentrichter 23 ausgepresst. Das entölte Gut (das heisst, der verbleibende Ölkuchen) tritt dann in Form eines Pellets 25 aus der Düse 5 aus.
Zugleich fliesst das gewonnene Öl in Pfeilrichtung 29 der Transportrichtung 16 der Schnecke 8 entgegen zu einen Ölauslass 30 im Gehäuse 1.
Der Bereich der erfindungsgemässen Schnecke an einer Zwischendrosselstelle 7 wird anhand von Fig. 2 näher erläutert.
Das mit Hilfe der ersten Schneckenstufe 9 zur Zwischendrosselstelle 7 in Transportrichtung 16 geförderte ölhaltige Gut wird im Bereich zwischen dem letzten (nur zum Teil vorhandenen) Umlauf 21 der Schneckenwindung und der Drosselstelle 7 gequetscht, gegebenenfalls geschert und ausgepresst, so dass das gewonnene Öl in Fliessrichtung 18 (der Transportrichtung 16 entgegen) strömt.
Zugleich gelangt das zumindest teilweise entölte Gut - mangels jedes weiteren Durchgangs - in Pfeilrichtung 31 durch den Ringspalt 20 zur zweiten Schneckenstufe 10.
Der Durchlassquerschnitt des Ringspalts 20 wird so gewählt, dass das pro Zeiteinheit dem Eingabetrichter 22 vorgelegte olhaltige Gut nach Abzug des an der Drosselstelle 7 pro Zeiteinheit ausgepressten Ölvolumens gerade durch den Ringspalt 20 durchtreten kann Wie gesagt, sinkt der Materialdruck nach Durchtritt durch den Spalt 20 augenblicklich auf Null ab. Dieses drucklose Gut wird mit der zweiten Schneckenstufe 10 (drucklos) weiter zu einer weiteren Zwischendrosselstelle oder zur Enddrosselstelle 6 transportiert.
Wie oben erläutert, ist es in der Regel erforderlich, den Durchlassquerschnitt des Ringspalts 20 an den Ölgehalt des jeweiligen Guts anzupassen. Dadurch soll erreicht werden, dass mit der Transportgeschwindigkeit der Schnecke nur das entölte Gut, gegebenenfalls mit dem an der fraglichen Drosselstelle noch nicht ausgetriebenen Ölanteil, durch den Spalt 20 hindurchtreten kann, das ausgetriebene Öl 18 aber in der Gegenrichtung von der Drosselstelle 7 wegfliesst. Mit der Vorgabe des Durchlassquerschnitts des Ringspalts 20 wird also auch bestimmt, wie stark das vorgelegte Gut an der jeweiligen Zwischendrosselstelle 7 entölt wird.
Um an bzw. vor einer Zwischendrosselstelle 7 einen optimalen Ölabquetscheffekt zu erhalten, wird der Ringspalt 20 gemäss weiterer Erfindung im Prinzip als Spalt zwischen zwei koaxialen Kegelstumpfflachen ausgebildet, wobei die eine Kegelstumpffläche relativ zur anderen Kegelstumpffläche in Richtung der Kegelachse verschiebbar gelagert wird. Auf diese Weise kann der Abstand der Kegelstumpfflächen und damit der Durchlassquerschnitt des Ringspalts verändert werden. Vorzugsweise wird demgemäss der Ringspalt 20 der Zwischendrosselstelle 7 zwischen einem mit der Schnecke 8 gekoppelten (z.
B. auf der Welle 12 sitzenden) Innenring 14 mit - wenigstens zum Teil - konusförmiger Aussenfläche 32 und einem mit dem Gehäuse 1 verbundenen Aussenring 13 mit - wenigstens zum Teil - konusförmiger Innenfläche 33 gebildet, wobei die Anstiegswinkel der beiden Konusse gleichgerichtet sind, und der (konusförmige) Durchlassquerschnitt des Ringspalts 20 wird durch Relativverschiebung der beiden Ringe 13 und 14 verstellbar gemacht. Ersichtlich kann hiernach der Durchmesser des Ringspalts 20 - also der Konus- bzw. Kegelstumpfflächen - in der Transportrichtung 16 zu- oder abnehmen. Im Ausführungsbeispiel wird ein zunehmender Durchmesser bevorzugt.
Die Relativverstellung der beiden Ringe 13 und 14 in Richtung der Schneckenachse 22 lasst sich durch entsprechende Verstellbarkeit des Aussenrings 13 und/oder des Innenrings 14 bewerkstelligen. Eine Verstellbarkeit des Aussenrings 13 hat den Vorteil, dass man diesen Ring von aussen
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leichter erreichen und damit betätigen kann. Eine Verstellbarkeit des Innenrings 14, der beispielsweise auf der durch die Schnecke 18 hindurchgehenden Antriebswelle 10 zu lagern ist, hat den Vorteil, dass der Innenring 14 auf der Antriebswelle 12 gleitend auf oder zusammen mit der Welle 12 relativ zum Aussenring 13 verschoben werden kann.
Bezugszeichenliste
1 = Schneckengehäuse
2 = Eingabetrichter
3 = Längsende (1 )
4 = Auspressdüse
5 = Längsende (1)
6 = Enddrosselstelle
7 = Zwischendrosselstelle
8 = Förderschnecke
9 = erste Schneckenstufe
10 = zweite Schneckenstufe
11 = Schneckenwindung
12 = Antriebswelle
13 = Aussenring
14 = Innenring
15 = Eingaberichtung
16 = Transportrichtung
17 = Auslass
18 = Ölfluss
19 = Innenfläche (1)
20 = Ringspalt
21 = letzte Windung (9)
22 = Schneckenachse
23 = Düsentrichter
24 = Auslass (23)
25 = Pellet
26 = Schneckenende
27 = Frontfläche (8)
28 = konkave Innenfläche (5)
29 = Pfeilrichtung
30 = Siebauslass
31 = Pfeilrichtung
32 = Aussenfläche (14)
33 = Innenflache (13)
PATENTANSPRÜCHE:
1. Schneckenpresse zum Gewinnen von Pflanzenöl mit einer das ölhaltige Ausgangsgut z. B.
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