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Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Ausbeute beim Gewinnen von Pflanzenöl mit einer das ölhaltige Ausgangsgut, z.B. Ölsaat, im wesentlichen wie vorgelegt und unkomprimiert an eine zum Auspressen des Öls vorgesehene Drosselstel- le transportierenden Förderschnecke und mit einem die Förderschnecke aufnehmenden, innen im Prinzip zylindrischen Schneckengehäuse, welches - gesehen in der Transportrichtung der Förderschnecke - mit Abstand vor der Drosselstelle im Gehäuseumfang angeordnete Ölaustrittsöffnungen zum Ableiten des an der Drosselstelle ausgepressten Öls besitzt, wobei der nach dem Abtrennen des Öls aus dem Gut verbleibenden Trockensubstanz eine Pellet-Austrittsdüse in der Transportrichtung etwa axial im Anschluss an die Schnecke zugeordnet ist,
welche Förderschnecke auf ihrer ganzen Länge eine gleichbleibende Steigung aufweist. Die Ölaustrittsöffnungen können die Form von Löchern, Schlitzen oder dergleichen besitzen. Es kann eine siebartige Lochung bzw. Schlitzung, z.B. umlaufend im zylindrischen Gehäuse, vorliegen.
DE 30 44 726 offenbart eine Schnecken-Ölpresse, deren Schneckensteigung vom Eingangsende bis zum Ausgangsende der Presse abnimmt. Das Pressgut wird daher auf der gesamten Länge der Schnecke im Mass der abnehmenden Schneckensteigung komprimiert. Ein Ziel der Ölpresse ist es, das Pressgut zu erhitzen. Sie dient in erster Linie dazu, einen Ölsamen für die Ölgewinnung durch eine Lösungsmittelextraktionstechnik vorzubereiten. Bei "sehr" ölhaltigen Samen kann am Umfang des Presszylinders ein Presskäfig mit langgestreckten Schienen vorgesehen werden. Aus diesem Presskäfig soll dann der Samen in herkömmlicher Weise ausgepresst werden, so dass relativ trockener Samen in den Ausgangsabschnitt der Trommel eintritt, wo er fur eine Extrusion durch die Löcher richtig bearbeitet werden kann.
In DE-GM 74 30 286 wird ein Extruder, insbesondere Maisgrütz-Extruder, beschrieben, der aus einem Gehäuse mit auswechselbarem Stator und einer in diesem drehbar angeordneten Druckschnecke besteht. Dieser werden austrittsseitig nacheinander eine Loch- bzw. Stauscheibe, eine Kompressionskammer und eine Düsenplatte mit davor drehbar angeordnetem Abschermesser vorgeschaltet. Um im Bekannten bei gesteigerter Leistung eine gleichmässigere Beschickung des Austrittskopfes und damit eine verbesserte Gleichmässigkeit der austretenden und abgescherten Produktstücke zu gewährleisten, werden in einem zweiteilig ausgebildeten Stator mindestens drei auf dem Umfang gleichmässig verteilte Fördergänge angeordnet.
Eine Schneckenpresse dieser Art wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung "Komet" seit langem hergestellt und vertrieben. Inder Komet-Presse werden reine Förderschnecken, innerhalb derer bzw. in deren Windungen das ölhaltige Gut (wie Ölsaat oder Ölfrucht) praktisch nicht komprimiert wird, eingesetzt. Die Kompression und gegebenenfalls die Zerteilung des Guts erfolgen erst an einer Drosselstelle am Ausgang der Förderschnecke. Dort wird das ölhaltige Gut in Trokkensubstanz und Öl getrennt. Die Trockensubstanz wird axial aus der Presse in Pelletform ausgepresst. Das gewonnene Öl fliesst 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 zylindrisch umgebenden Gehäuses aus der Presse aus.
Dieses reine Fördern und nur örtliche Pressen mit entsprechend kurzzeitiger Druckerhöhung im ölhaltigen Gut hat den unschätzbaren Vorteil, dass das ölhaltige Gut nicht überhitzt wird, das heisst, dass es nicht so stark erhitzt wird, dass thermisch bedingte Schäden des Naturprodukts auftreten könnten.
Es gibt auch Schneckenpressen zum Gewinnen von Pflanzenölen, deren Schnecke das ölhaltige Einsatzgut bereits innerhalb der Schneckenwindung auf dem Wege zu einer Drosselstelle kontinuierlich oder stufenweise komprimiert. Es wird hierzu verwiesen auf DE-PS 817 687 sowie auf die DE-OS 27 51 703. Nach diesem Stand der Technik wird in jeder Kompressions- und Förderstufe ein höherer Druck erreicht. Das wird beispielsweise dadurch möglich, dass das Fordervolumen der Schneckenwindungen von Stufe zu Stufe oder gar innerhalb einer Stufe in Transportrichtung abnimmt Mit Forderschnecken dieser Art können grössere Leistungen als mit der herkömmlich gattungsgemassen Schneckenpresse erreicht werden, eine Überhitzung des olhaltigen Guts und des Öls - mit entsprechenden thermisch bedingte Schaden des Naturprodukts - ist aber kaum zu vermeiden.
Am Ausgang der gattungsgemässen Schneckenpresse befindet sich eine Austrittsdüse mit einem in Bezug auf die Schnecke axialen Loch. Aus diesem rundem - im allgemeinen hohlzyhndri- schen - Loch wird ein im wesentlichen aus Trockensubstanz des eingesetzten Guts bestehendes,
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rundes bzw. zylindrisches Pellet ausgepresst. Das ausgepresste Pellet ist zwar nicht vollkommen trocken, es kann jedoch, wenn es, wie eine dünne Wurst, locker in einem Behälter liegt, nachträglich trocknen. Die Pelletform hat daher gegenüber anderen Auspressformen, die meist als Pulver oder Mehl vorliegen, den wesentlichen Vorteil, dass es, so wie es ist, einige Zeit gelagert werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus einer besseren Transportfähigkeit, einer geringeren Staubentwicklung sowie einer verminderten Schimmelanfälligkeit der Pelletform, weil der Pellet ein massiver Körper mit glatter - annähernd karamelisiert harter - Oberfläche ist.
Wenn die Durchsatzleistung einer Schneckenpresse, die die Trockensubstanz als Pellet liefert, auf irgendeine Weise erhöht wird, muss der Durchmesser bzw. Querschnitt der das Pellet liefernde Austrittsdüse bzw. der Pellet-Düsenkörper so weit vergrössert werden, dass durch die Düse pro Zeiteinheit diejenige Menge an ausgepresster Trockensubstanz austreten kann, die mit der Schnecke herangefördert wird. Bei grossen Durchsatzleistungen und/oder bei Ölsaat mit relativ geringem Ölgehalt, z. B. bei Hagebutten mit nur 10 % Ölgehalt, muss der Durchlassquerschnitt des Austrittsdüsenlochs relativ gross sein. Das Austrittsdüsenloch muss also einen bestimmten Mindestdurchlassquerschnitt besitzen, damit die Schnecke überhaupt fördern kann.
Ist der Durchlassquerschnitt des Austrittsdüsenlochs kleiner als die im Mittel antransportierte Menge an Trockensubstanz, ergibt sich in der Förderschnecke ein Stau und die Schnecke fördert nicht mehr.
Wenn den vorstehenden Bedingungen entsprechend der Durchlassquerschnitt des Pellet- bzw.
Austrittsdüsenlochs den vorbestimmten Mindestbetrag hatte, zeigte sich in der Praxis, dass die Auspressausbeute an Öl von einer bestimmten Durchsatzleistung an Trockensubstanz an nicht mehr zunahm, sondern sogar abnahm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Durchsatzleistung einer gattungsmässigen Schneckenpresse mit axialer Pellet-Auspressung der Trockensubstanz zu vergrössern, ohne die Auspressausbeute zu beeinträchtigen. Zugleich soll die Presse im Sinne einer Vergrösserung der Ölausbeute bzw. eines besseren Auspressgrades der Trockensubstanz steuerbar sein.
Die erfindungsgemässe Lösung besteht für die gattungsgemässe Schneckenpresse darin, dass der Pellet-Austrittsdüsen-Körper mindestens zwei Einzeldüsen besitzt. Dadurch wird der Auspressgrad durch Vermehren der Zahl der Einzeldosen bei ein und demselben Gut bei unverändertem Gesamtdurchlassquerschnitt intensiviert.
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemässeb Lösung wird also darin gesehen, den Durchlassquerschnitt des einen grossen Auslassdüsenlochs auf zwei oder mehr Einzeldüsen aufzuteilen. Vorzugsweise werden vier symmetrisch um die geometrische Schneckenachse verteilte Einzeldüsen vorgesehen.
Lediglich dadurch, dass anstelle eines einzigen Pellet-Düsenlochs des vorgeschriebenen Gesamt-Durchlassquerschnitts mehrere Einzeldusenlöcher mit insgesamt etwa demselben GesamtQuerschnitt eingesetzt werden, kann die Durchsatzleistung der Schneckenpresse bei unveränderter ÖI-Auspressausbeute (pro Material- und Zeiteinheit) erhöht werden.
Dieser zunächst vom Stand der Technik her unverständliche Erfolg lässt sich folgendermassen erklären: Am Ausgang der Förderschnecke der gattungsmässigen Schneckenpresse wird das ölhaltige Gut zwischen dem letzten (nur teilweise vorhandenen) Umlauf der Schneckenwindung sowie gegebenenfalls dem stumpfförmigen Ende der Schnecke einerseits und einer Gegendruckwand am Kopf bzw Ende des Schneckengehäuses eingepresst und zerteilt. Eine weitere Pressung des ölhaltigen Guts erfolgt unmittelbar vor dem Ausgang der beschriebenen Austrittsdüse. In diesem Bereich, unmittelbar bevor die entölte Trockensubstanz als Pellet durch die Düse austritt, erreicht die Kompression des zerkleinerten ölhaltigen Guts den jeweils maximalen Wert.
Wenn nun das für die Schlusspressung vor und am Auspressdüsen-Körper vorbereitete ölhaltige Gut erfindungsgemäss auf einen Düsenkörper mit mehreren kleineren, bevorzugt kreisförmigen, Austrittslöchern trifft, die in der Summe annähernd denselben Querschnitt wie das frühere einzige kreisförmige Austrittsloch besitzen, wird die auf das ölhaltige Gut ausgeübte Pressung mit der Zahl n der Austrittslöcher bzw. mit dem Mass der Teilung des einen grossen Austrittslochs intensiver. Mit dieser Zahl n der einzelnen Austrittslöcher nimmt nämlich die Oberfläche, der ausgepressten Pellets - die Pellets können als zylinderförmig vorausgesetzt werden - um den Faktor 'Wurzel n" zu.
Die erfindungsgemäss zu bewirkende Vergrösserung der Gesamtoberfläche der Pellets bei insgesamt unverändertem Durchlassquerschnitt hat zur Folge, dass die am schneckenseitigen Eingang jedes Austrittslochs auf das Trockenmaterial ausgeübte Presskraft bis in den Kern jedes der Ein-
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zelpellets reicht. Das Einzelpellet wird also durch und durch ausgepresst. Demgegenüber verbleiben - bei gleich grosser ausserer Presskraft - bei einem Pellet mit relativ grossem Durchmesser im (Zylinder-)Kern relativ grosse Bereiche unvollständig ausgequetscht, so dass mit diesem Pelletkern ein Teil des auspressbaren Öls verloren geht.
Ersichtlich wird also der Auspressgrad des Trockenmaterials bei Verwendung nur einer Austrittsdüse immer geringer, je mehr Trockenmaterial an die Düse herangeführt und je grösser demgemäss der Durchmesser der Einzeldüse sein wird.
Es ist das Verdienst des Erfinders, erkannt zu haben, dass die Aufteilung der Trockensubstanz auf mehrere - in Bezug auf die Schneckenachse vorzugsweise periphere - Einzeldüsen, deren Durchlassquerschnitt insgesamt (in der Summe) nur genauso gross ist, wie früher derjenige einer grossen - meist zentralen - Austrittsdüse, die Ölausbeute und der Auspressgrad der Trockensubstanz verbessert werden können.
Nach dieser Erkenntnis lässt sich die Ölausbeute einer gattungsgemässen Komet-Schneckenpresse allein dadurch verbessern, dass man anstelle eines einzigen Pellet-Düsenlochs zwei oder mehr solcher Austrittsdüsen vorsieht, wobei die Summe der Querschnitte der kleineren Düsen gerade so gross wie der Querschnitt der bisherigen Einzeldüse gemacht wird. In diesem Sinne kann bei ein und derselben Schneckenpresse durch Austausch des Düsenkopfes der Auspressgrad der Trockensubstanz und damit die Ölausbeute gesteuert werden.
Allerdings können der Querschnitt der Einzeldüsen nicht beliebig klein und damit die Zahl dieser Düsen nicht beliebig gross werden ; nach Fasergehalt und Charakter des Presskuchens können nämlich produktabhängig bestimmte Düsenquerschnitte nicht unterschritten werden, wenn - bei den bei Schneckenpressen üblichen Drucken - überhaupt Trockenmaterial auspressbar bzw. pelletierbar sein soll.
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schneckenpresse zum Teil im Längsschnitt (Schnitt längs der Schnecken- achse) und zum Teil in der Seitenansicht;
Fig. 2 einen vergrösserten Längsschnitt durch die Austrittsdüse der Schneckenpresse nach Fig. 1 ; Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-111 von Fig. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Schneckenpresse umfasst ein Schneckengehäuse 1 mit Eingabetrichter 2 am einen Längsende 3 und mit Presskopf 4 am anderen Längsende 5. Innerhalb des auf der
Innenseite im wesentlichen zylindrischen Schneckengehäuses 1 wird eine Förderschnecke 6 drehbar gelagert. Die Förderschnecke 6 kann eine Antriebswelle 7 mit (nicht gezeichnetem) Antneb besitzen.
Die Förderschnecke 6 dient in der Schneckenpresse nach Fig. 1 im wesentlichen nur zum Transport des in den Einfülltrichter 2 in Pfeilrichtung 8 eingegebenen ölhaltigen Materials. Dieses wird in Transportrichtung 9 mit Hilfe der Schneckenwindung 10 in Richtung auf den Presskopf 4 gefördert Die Schneckenwindung 10, der Schneckendurchmesser D bzw. die die Schnecke 6 umgebende, im wesentlichen zylindrische Innenfläche 11 des Schneckengehäuses 1, sind auf der ganze Länge der Schnecke 6 konstant. In der Schneckenwindung kann sich daher ein Druck praktisch nicht aufbauen, so dass die Schnecke 6 das geförderte Gut nicht komprimiert, sondern praktisch nur transportiert.
Aus diesem Grunde beispielsweise brauchen im Umfang des Schnek- kengehäuses 1 vorgesehene siebartige Ölaustrittsöffnungen 12 dem jeweilig verarbeiteten Gut nicht angepasst zu werden, da für das Gut mangels einwirkenden Drucks, nicht die Tendenz be- steht, aus den ölaustrittsöffnungen 12 ausgepresst zu werden.
Mit Hilfe der Förderschnecke 6 wird das ölhaltige Gut zum Längsende 5 der Schnecke 6 trans- portiert. An dieser Stelle wird das olhaltige Gut zunächst in Richtung auf die geometrische Schnek- kenachse 15 nach innen abgelenkt. Dabei wird das Gut durch den Spalt zwischen einem als kon- vexe Frontfläche 13 ausgebildeten stumpfförmigen Schneckenende der Forderschnecke 6 einer- seits und einer Gegenwand des Schneckengehäuses, nämlich einer zur konvexen Frontfläche 13 im wesentlichen parallelen, konkaven Innenflache 14 des Gehäuses andererseits hindurch trans- portiert. Auf diesem Weg wird das olhaltige Gut zerquetscht, teilentölt und in einem dem im Press- kopf 4 vorgesehenen Pellet-Düsenkörper 16 vorgeschalteten Presstnchter 17 - bis auf einen mini- malen Restolgehalt - endgültig entölt.
Die dabei verbleibende Trockensubstanz soll in Form von
Pellets 18 aus den Düsenkörper 16 austreten. Zugleich fliesst das gewonnene Öl in Fliessrichtung
19 der Transportrichtung 9 der Forderschnecke 6 entgegen mit den Ölaustrittsöffnungen 12
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im Gehäuse 1. Unter dem Begriff "Restölgehalt" wird die Ölmenge verstanden, die mit mechanischen Mitteln - bei verständigem Aufwand - nicht austreibbar ist und daher in der Trockensubstanz verbleibt.
Erfindungsgemäss besitzt der Pellet-Düsenkörper 16 zwei oder mehr Einzeldüsen 20, wobei die Summe der Durchlassquerschnitte der Einzeldüsen 20 gleich dem für die Menge der pro Zeiteinheit angeförderten Trockensubstanz erforderlichen Gesamt-Durchlassquerschnitt sein soll.
Fig. 2 und 3 zeigen vergrösserte Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Presskopfes 4, wobei der Pellet-Düsenkörper 16 vier symmetrisch um die geometrische Schnekkenachse 15 verteilte Einzeldüsen 20 besitzt. Aus jeder dieser Einzeldüsen 20 wird bei Betrieb der Schneckenpresse ein aus entölter Trockensubstanz bestehender, etwa zylindrischer Pellet 18 gepresst.
Da das ölhaltige Gut in dem Pellet-Düsenkörper 16 um so intensiver auszupressen ist, je mehr Einzeldüsen 20 - bei unverändertem Gesamtdurchlassquerschnitt - vorgesehen werden, lässt sich durch Wahl der Zahl der Einzeldüsen 20 des Pellet-Düsenkörpers 16 der Auspressgrad der Trokkensubstanz steuern. Vorzugsweise wird der Pellet-Düsenkörper 16 als austauschbares, gesondertes Bauteil im Presskopf 4 eingespannt, z. B. eingeschraubt.
Es wird eine Schneckenpresse zum Gewinnen von Pflanzenöl aus ölhaltigem Gut beschrieben.
In der Presse wird das Gut im wesentlichen wie vorgelegt und unkomprimiert an einen zum Abtrennen des Öls von der Trockensubstanz vorgesehenen Presskopf mit Hilfe einer Förderschnecke herangebracht. Aus einer im Presskopf vorgesehenen Düse wird die Trockensubstanz in PelletForm ausgetrieben. Wenn die Durchsatzleistung einer solchen Schneckenpresse mit axialer PelletAuspressung der Trockensubstanz vergrössert werden soll, ohne die Auspressausbeute zu beeinträchtigen, werden im Presskopf anstelle eines einzigen grossen Austrittsdüsenlochs vorgegebenen Durchlassquerschnitts zwei oder mehr Einzeldüsen vorgesehen, wobei die Summe der Durchlassquerschnitte der Einzeldüsen gleich dem durch die Menge an angeförderter Trockensubstanz bestimmten Gesamt-Durchlassquerschnitt ist.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Schneckenpresse mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Ausbeute beim Gewinnen von Pflanzenöl mit einer das ölhaltige Ausgangsgut, z.B. Ölsaat, im wesentlichen wie vor- gelegt sowie unkomprimiert an eine zum Auspressen des Öls vorgesehene Drosselstelle (4) transportierenden Förderschnecke (6) und mit einem die Förderschnecke aufnehmen- den, innen im Prinzip zylindrischen Schneckengehäuse (1), welches - gesehen in der
Transportrichtung (9) der Förderschnecke (6) - mit Abstand vor der Drosselstelle (4) im
Gehäuseumfang angeordnete Olaustrittsöffnungen (12) zum Ableiten des an der Drossel- stelle (4) ausgepressten Öls besitzt, wobei der nach dem Abtrennen des Öls aus dem Gut verbleibenden Trockensubstanz ein Pellet-Austrittsdüsen-Körper (16) in der Transportrich- tung etwa axial im Anschluss an die Schnecke (6)
zugeordnet ist, welche Förderschnecke auf ihrer ganzen Länge eine gleichbleibende Steigung aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Pellet-Austrittsdüsen-Körper (16) mindestens zwei Einzeldüsen (20) besitzt.