DE10055798A1

DE10055798A1 - Schnecke für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge und Verfahren zur Ölgewinnung mit einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge

Info

Publication number: DE10055798A1
Application number: DE10055798A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hruschka; Roger Huelsmann
Original assignee: Westfalia Separator Industry GmbH
Current assignee: Westfalia Separator Industry GmbH
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-05-23
Also published as: PT1337343E; AR031307A1; DK1337343T3; DE50105332D1; ES1048837Y; ES1048837U; WO2002038278A1; EP1337343B1; ES2233712T3; US6908423B2; US20030129042A1; ATE288790T1; JP2004512945A; EP1337343A1

Abstract

Bei einer Schnecke für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge sind in der Förderbahn (7) abschnittsweise zwischen benachbarten Schneckengängen (x, x+1, ...) zusätzliche Blattsegmente (29) angeordnet, wobei das Schneckenblatt (5) im Bereich der Schneckenblattsegmente (29) vorzugsweise mit Aussparungen (27) versehen ist, welche derart ausgebildet sind, daß ein Durchströmen des Schleudergutes (S) zwischen benachbarten Schneckengängen (x, x+1, ...) möglich ist. Diese Schnecke eignet sich insbesondere zur Anwendung in einem Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten und Saaten und zur besseren Entwässerung und/oder Entölung von Breis aus organischen Materialien (z. B. Saatenbreis, Fruchtfleischmaische, tierisches Gewebe wie Fisch, Ei, Gettgewebezellen) (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnecke für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zur Ölgewinnung mit einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge.

Ein Verfahren, welches sich bei der Olivenölgewinnung besonders bewährt hat, ist aus der EP 0 557 758 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Zweiphasen- Trennung durchgeführt, bei welcher das Öl direkt von einem Feststoff-/Wasser gemisch abgetrennt wird.

Die Effizienz dieses bekannten Verfahrens ist an sich bereits sehr gut.

Dennoch ist es wünschenswert, den Restölgehalt im Trester nochmals zu senken, um die Wirtschaftlichkeit der Ölgewinnung zu steigern.

Die Lösung dieses Problems sowohl in konstruktiver als auch in verfahrenstechni scher Hinsicht ist die Aufgabe der Erfindung.

Die Erfindung löst diese Aufgabe einerseits durch eine besonders vorteilhafte Schnecke, deren Merkmale im Anspruch 1 angegeben sind. Sie löst sie ferner durch ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Ölgewinnung, dessen Merkmale im An spruch 35 angegeben sind.

Nach Anspruch 1 wird eine Schnecke für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge ge schaffen, die in der Förderbahn abschnittsweise zwischen benachbarten Schnecken gängen zusätzliche Platzsegmente aufweist. Ferner ist das Schneckenblatt vorzugs weise mit Aussparungen versehen, welche derart ausgebildet sind, daß ein Durch strömen des Schleudergutes zwischen benachbarten Schneckengängen möglich ist.

In Hinsicht auf das Verfahren zur Ölgewinnung hat sich ferner als besonders vor teilhaft herausgestellt, wenn das Öl als Flüssigkeitsphase wiederum direkt in einem Zweiphasen-Trennschritt von einer zweiten Mischphase aus Wasser und Feststoffen abgetrennt wird, wobei die Saaten oder zerkleinerten Früchte wie Oliven oder Avo cados zunächst in eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge durch eine Trennzone mit einer oder mehreren Schneckengängen geleitet werden, in dem das Schneckenblatt vorzugsweise aussparungsfrei ausgebildet ist, wobei im Förderbahnbereich zwi schen den Schneckengängen vorzugsweise keine Blattsegmente in der Förderbahn ausgebildet sind. Daraufhin wird in der Trennzone ein weiterer Schneckenbereich durchlaufen, in dem Aussparungen im Schneckenblatt ausgebildet sind und Blatt segmente in der Förderbahn stehen. Daraufhin werden die Feststoffe und das Was ser an einer Stauscheibe vorbei aus der Trennzone in den konischen Abschnitt der Schnecke gefördert.

Mit der erfindungsgemäßen Schnecke läßt sich auch die Dreiphasen-Ölgewinnung verbessern, die gelegentlich noch zum Einsatz kommt. Dabei wird das Öl als Flüs sigkeitsphase in einem Dreiphasen-Trennschnitt von einer zweiten Phase - im we sentlichen aus Wasser - und einer dritten - im wesentlichen aus Feststoffen - abgetrennt,

- wobei die zerkleinerten Früchte wie Oliven oder Avocados oder Saaten zu nächst in einer Vollmantelschneckenzentrifuge durch eine Trennzone mit einer oder mehreren Schneckengängengeleitet wird, in dem das Schneckenblatt vorzugsweise aussparungsfrei ausgebildet ist, wobei im Förderbahnbereich zwischen den Schnec kengängen vorzugsweise keine Blattsegmente in der Förderbahn ausgebildet sind,
- woraufhin in der Trennzone ein Schneckenbereich durchlaufen wird, in dem die Aussparungen im Schneckenblatt und die Blattsegmente in der Förderbahn ausge bildet sind,
- woraufhin die drei Phasen aus der Zentrifuge geleitet/gefördert werden.

Durch die erfindungsgemäße Schnecke läßt sich die Wirtschaftlichkeit der Ölge winnung beträchtlich steigern. Insofern wird insbesondere auf die in der Figurenbe schreibung näher erläuterten Versuche verwiesen, deren Ergebnisse in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich die Schnecke auch problemlos bei bestehenden Zentrifugen nachrüsten läßt. Die erfindungsgemäße Schnecke eignet sich insbesondere zur Anwendung in einem Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten und Saaten und zur besseren Ent wässerung und/oder Entölung von Breis aus organischen Materialien (z. B. Saaten breis, Fruchtfleischmaische, tierische Gewebe wie Fisch, Ei, Gettgewebezellen).

Als besonders vorteilhaft hat es sich im Rahmen der Erfindung herausgestellt, eine Kombination aus Aussparungen und Blattsegmenten vorzusehen, wobei die Blatt segmente und die Aussparungen vorzugsweise in axialer Richtung derart ausgebil det sind, daß die Aussparungen jeweils in axialer Richtung (und/oder winklig oder zick-zackartig zur Mittelachse y) sich erstreckende Kanäle ausbilden, in denen die Blattsegmente stehen.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Blattsegmente und die Aussparungen lediglich im zylindrischen Abschnitt des Schneckenkörpers ausgebildet sind und wenn im konischen Abschnitt der Schnecke insbesondere bei der Zweiphasen- Trennung eine Stauscheibe vorgesehen ist.

Aus dem Stand der Technik sind zwar bereits Vollmantel-Schneckenzentrifugen bekannt, bei denen Aussparungen im Schneckenblatt vorgesehen sind, so z. B. aus der DE 41 32 693 A1.

Nach der Erfindung genügt das Vorsehen derartiger Aussparungen jedoch nicht für eine nennenswerte Effizienzsteigerung. Eine besonders vorteilhafte Effizienzsteige rung läßt sich vielmehr erst dadurch erreichen, daß neben den Aussparungen insbe sondere in der Mitte der Vorderbahn zwischen benachbarten Schneckengängen die zusätzlichen Blattsegmente aufgestellt sind.

Zwar ist es auch bereits bekannt, blattsegmentartige Schneckengänge auszubilden, so beispielsweise aus der WO 97/23295. Diese Blattsegmente erstrecken sich je doch bis in den konischen Abschnitt hinein, was nach der Erfindung unvorteilhaft ist. Ferner sind sie am Umfang des Schneckenkörpers in dessen gesamtem Bereich verteilt, was sich ebenfalls als wenig vorteilhaft herausgestellt hat. Zudem werden nicht etwa zusätzliche Blattsegmente in der Förderbahn zwischen den Schnecken gängen aufgestellt, sondern die Blattsegmente selbst bilden an sich die Schnecken gänge aus. Auch mit dieser Schnecke läßt sich keine zufriedenstellende Wirtschaft lichkeit bei der Olivenölgewinnung erreichen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zusätzlichen Blattsegmente in der Förderbahn derart ausgebildet sind, daß sie sich bis in den Bereich der Feststoffe bzw. des Fest stoffbereichs erstrecken, wobei aber vorzugsweise ein äußerer Bereich von z. B. 25 mm nicht von den Blattsegmenten erreicht wird, da in diesem Bereich bereits relativ vollständig entölte und permanent ausgetragene Feststoffe vorliegen.

Meßergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäße Schnecke ca. 1 bis 1,5% weniger Öl im ausgetragenen Feststoffschlamm hinterläßt. Bei einer Kampagne der Oliven ölgewinnung entspricht dies durchaus einem finanziellen Vorteil von ca. DM 300.000,- bis 500.000,- pro Maschine.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Knetschnecke im Bereich des feuchten Orujos wirkt, da insbesondere hier eine besondere Entölung durch die zusätzlichen Blatt segmente erreichbar ist.

Mit der Erfindung wird ein Feststoffbrei, vorzugsweise über ein Rechteckrohr, in die Trommel eingespeist. Das Rechteckrohr muß so lang sein, daß die eintretende, zu zentrifugierende Masse geschützt durch die Ölschicht einbracht wird, um diese nachträglich nicht rückzuvermischen.

In der gefüllten Maschine stellt sich die Trennzone ziemlich eng am Schneckenkör per ein (10, 20. . ., bis 40 bis 50 mm Abstand). Das frische Öl ist als saubere Phase nur 20 bis 30 mm außerhalb des Schneckenkörpers zu erkennen. Hier herrscht eine saubere Trennlinie vor.

Der eingebrachte Feststoff als Teil der zugeführten Suspension wird also die Ma schine so weit füllen, daß diese bis zur Öltrennzone (ca. 10, 20. . . bis maximal 40 bis 50 mm außerhalb des Schneckenkörpers) mit Feststoffsuspensionen gefüllt ist. In der Regel ist nämlich nur so wenig Wasser in der Orujomasse, daß keine oder nur eine äußerst geringe Schicht an freiem Wasser zwischen dem Öl und der Feststoff suspension ausgebildet ist. Dabei ist der Feststoff außen trockener als innen oder anders ausgedrückt, ist der Trockensubstanzanteil trommelseitig viel höher als der Trockensubstanzanteil zum Inneren hin.

Im Bereich der Aussparungen und Blattsegmente erfährt die Feststoffsuspension insbesondere im Knetbereich der Blattsegmente genau wie das Öl und die dazwi schen liegende Emulsion vom Schneckenkörper bis zum radialen Ende drei axiale Geschwindigkeiten.

So herrscht eine normale Geschwindigkeit im Bereich der Wand-Reststücke vor. Im Bereich der Aussparungen beträgt die axiale Geschwindigkeit dagegen im wesentli chen null. Dagegen wird die Geschwindigkeit im Bereich der eigentlichen Blatt segmente in der Förderbahn bis zum Fünffachen der normalen Geschwindigkeit betragen. Dadurch wird der viskoelastische Schlamm im Bereich der stehenden Fest stoffschicht verformt, insbesondere zusammengedrückt und entspannt.

Im Bereich der vorauseilenden Blattsegmente wird der Feststoff zusätzlich axial zu sammengedrückt. Im Bereich der Aussparungen wird er dann entspannt. Es ergibt sich damit ein Effekt von Druckerhöhungen und Entspannungen. Im wesentlichen im Entspannungsbereich erfolgt die Ölfreisetzung, die somit effektiver ist als ohne die zusätzlichen Entspannungszonen.

Vorzugsweise weist der Schneckenkörper in seinem hinteren Bereich einen zylin drischen Abschnitt und in seinem sich daran anschließenden vorderen Bereich einen sich im wesentlichen konisch gleichmäßig oder ungleichmäßig - z. B. gestuft - ver jüngenden Abschnitt auf, wobei die Aussparungen und Blattsegmente ausschließ lich im Bereich des zylindrischen Abschnittes ausgebildet sind.

Vorzugsweise weist der Schneckenkörper im zylindrischen Abschnitt zunächst mindestens einen Schneckengang auf, der aussparungsfrei sowie blattsegmentfrei ausgebildet ist, woran sich weitere Schneckengänge anschließen, welche mit den Aussparungen und Blattsegmenten versehen sind.

Es ist auch denkbar, daß vorzugsweise im ersten Schneckengang optionale Ölablaufkanäle ausgebildet sind.

Vorzugsweise weisen die Aussparungen einen Restabschnitt des Schneckenblattes am Umfang des Schneckenkörpers auf.

Bevorzugt sind die Blattsegmente - bezogen auf einen oder mehrere Schnecken gänge - gleichmäßig oder ungleichmäßig am Umfang des Schneckenkörpers ver teilt.

Vorzugsweise beträgt die Fläche der Aussparungen etwa 25-60%, insbesondere 40 -50% der Schneckengangfläche.

Vorzugsweise sind die Aussparungen in den Schneckenblättern derart ausgebildet, daß sie radial zumindest den Bereich der Feststoffzone überragen (z. B. 70-100% der Schneckenblatthöhe).

Insbesondere ist die Höhe der Blattsegmente ca. 0-30% niedriger ist als die Schneckenblatthöhe.

Vorzugsweise sind die Blattsegmente als rechtwinklige Bleche ausgebildet. Denk bar sind auch trapezförmige, abgerundete und/oder sich vom Schneckenkörper nach außen verjüngend oder verbreiternd geformte Elemente.

Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprü chen zu entnehmen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher beschrie ben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schnecke für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge;

Fig. 2a eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Schnecke;

Fig. 2b einen Schnitt längs der Linie A-A aus Fig. 2a;

Fig. 3 eine Vollmantelschneckenzentrifuge nach der Erfindung;

Fig. 4 und 5 Diagramme, welche die Restölgehalte im Trester bei der Olivenölge winnung mit Vollmantel-Schneckenzentrifugen im Zweiphasen- Trennverfahren unter Einsatz von Schnecken nach der Erfindung und von Schnecken nach dem Stand der Technik vergleichen; und

Fig. 6a, b die Geschwindigkeitsprofile in einem Schneckengang im Bereich der Aussparungen und Blattsegmente.

Die Maßangaben der Beschreibung beziehen sich beispielhaft auf bevorzugte Aus führungen.

Fig. 1 zeigt eine Schnecke 1 für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge, wobei die Schnecke einen Schneckenkörper 3 sowie hier ein den Schneckenkörper 3 mehrfach umgebendes Schneckenblatt 5 aufweist, das mehrere Schneckengänge (x, x + 1, x + 2 usw.) ausbildet.

Zwischen den Schneckengängen x, x + 1, . . . ist eine Förderbahn 7 zum För dern/Transport eines zu verarbeitenden Schleudergutes ausgebildet.

Der Schneckenkörper 3 weist in seinem in Fig. 1 hinteren Bereich einen zylindri schen Abschnitt 9 und in seinem in Fig. 1 sich daran anschließenden vorderen Be reich einen sich konisch verjüngenden Abschnitt 11 auf.

Im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt 9 und dem konischen Abschnitt 11 ist hier eine (Stau-)Scheibe 13 auf den Schneckenkörper 3 aufgesetzt. Diese hat sich insbesondere bei der Zweiphasen-Trennung bewährt. Bei einer Drei phasen-Trennung in die Phasen Öl, Wasser und Feststoffe ist sie nicht erforderlich.

Die Funktion dieser Vollmantel-Schneckenzentrifuge, deren übrige wesentliche Be standteile sich aus Fig. 3 erschließen, ist wie folgt.

Das Schleudergut S wird durch das zentral angeordnete, verstellbare Einlaufrohr 14 in eine Einlaufkammer 15 und von dort durch Öffnungen 17 in den Trommelraum 19 mit der Schnecke 1 und der die Schnecke 1 umgebenden Trommel 21 geleitet. Vorzugsweise werden diese Einlaufkammern 15 und Öffnungen 17 (oder spezielle Verteiler) bei der Ausführungsform der Fig. 1 am hinteren Ende des zylindrischen Abschnitt 3 angeordnet.

Im Trommelraum 19 wird das Schleudergut S auf die Betriebsdrehzahl beschleu nigt. Durch Einwirkung der Schwerkraft setzen sich die Feststoffteilchen in kürze ster Zeit an der Trommelwand ab.

Die Schnecke 1 rotiert mit einer etwas kleineren oder größeren Geschwindigkeit als die Trommel 21 und fördert den ausgeschleuderten Feststoff F zum konischen Ab schnitt 11 hin aus der Trommel 21 zum Feststoffaustrag 23.

Die Flüssigkeit L strömt dagegen zum größeren Trommeldurchmesser am hinteren Ende der Trommel 21 und wird dort abgeleitet (Überlauf 25).

Die Schnecke 1 der Fig. 1 weist von ihrem zweiten Schneckengang (X + 1) bis zu ih rem fünften Schneckengang (X + 4) Aussparungen 27 im Schneckenblatt auf.

Diese Aussparungen 27 sind bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 derart ausge bildet, daß in axialer Richtung ein sich vom zweiten bis zum fünften Schneckenblatt erstreckende axiale Kanäle K ausbilden. Ein einzelner Schneckengang mit Ausspa rungen 27 und Blattsegmenten 29 ist bei einer vereinfachten Ausführung ebenfalls denkbar.

In der zwischen den Schneckengängen (X, . . .) des Schneckenblattes 5 ausgebildete Förderbahn 7 sind dagegen zusätzliche Blattsegmente 29 angeordnet, die hier als Metallstreifen ausgebildet sind, die hier eine sich vom Außenumfang des Schnec kenkörpers 3 nach außen verbreiternde Trapezform aufweisen.

Vorteilhaft und auf einfache sowie kostengünstige Weise werden diese Blattseg mente 29 dadurch ausgebildet, daß die Blattabschnitte- bzw. -segmente, welche beim Abtrennen von Material zum Ausbilden der Aussparungen 27 abgetrennt wer den, in die Förderbahn 7 gesetzt und dort verschweißt werden.

Das Abtrennen der Blattabschnitte bzw. -segmente kann entweder derart erfolgen, daß das Schneckenblatt 5 bis zum Umfang des Schneckenkörpers 3 ausgetrennt wird. Alternativ kann aber auch ein Restabschnitt 30 des Schneckenblattes 5 am Umfang des Schneckenkörpers 3 stehenbleiben. Erfolgt das Austrennen im wesent lichen radial zur Trommel- und Schneckenachse y, ergeben sich trapezförmige Blattsegmente 29.

Mit einer derartigen Kombination aus Aussparungen 27 und "Zwischen- "Blattsegmenten 29 in der Förderbahn 7 läßt sich die Effizienz verschiedener der zentrifugalen Trennvorgänge überraschend deutlich steigern.

Insbesondere hat sich die Schneckenausbildung mit Aussparungen 27 und 29 im Bereich der Olivenölgewinnung bewährt. Besonders bewährt hatte sich bei der Oli venölgewinnung bereits eine Zweiphasen-Trennung, bei der das Öl direkt von ei nem Feststoff-/Wassergemisch abgetrennt wird. Ein derartiges Verfahren wird in der EP 557 758 beschrieben. Die Effizienz dieses an sich bereits hervorragenden Verfahrens läßt sich durch die Schnecke 1 der Erfindung nochmals deutlich stei gern. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn

- das Öl als Flüssigkeitsphase direkt in einem Zweiphasen-Trennschritt von einer zweiten Mischphase aus Wasser und Feststoffen abgetrennt wird,
- wobei die zerkleinerten Früchte wie Oliven oder Avocados zunächst in einer Vollmantelschneckenzentrifuge durch eine Trennzone mit einem oder mehreren Schneckengängen X, . . . geleitet wird, in dem das Schneckenblatt 5 keine Aus sparungen 27 aufweist und in dem keine Blattsegmente 29 in der Förderbahn ausgebildet sind
- woraufhin in der Trennzone ein zweiter Schneckenbereich durchlaufen wird, in dem die Aussparungen 27 im Schneckenblatt 5 und die Blattsegmenten 29 in der Förderbahn 7 ausgebildet sind,
- woraufhin die Feststoffe und das Wasser an einer Stauscheibe 13 vorbei aus der Trennzone in den konischen Abschnitt der Schnecke 1 gefördert werden.

Die Vorteile dieses Verfahrens werden aus Fig. 4 und 5 deutlich.

Fig. 4 zeigt Vergleiche der Verbesserung der Effizienz der Ölgewinnung in Abhän gigkeit von der Durchsatzleistung. Fig. 5 veranschaulicht ferner, daß bei der Oli venölgewinnung mit einer erfindungsgemäßen Schnecke 1 der Restölgehalt im Tre ster um bis zu 2 oder sogar 2,5% gesenkt werden konnte. Die Wirtschaftlichkeit der Ölgewinnung wird also gegenüber der bereits hervorragenden Resultat der Zwei phasen-Trennung a) Öl und b) Wasser/Feststoff nochmals beachtlich gesteigert. Der Umbau oder Austausch der herkömmlichen Schnecke gegen die erfindungsgemäße amortisiert sich damit bereits in kurzer Zeit.

Fig. 6a, b zeigen die Geschwindigkeitsprofile in einem Schneckengang im Bereich der Aussparungen und Blattsegmente. In Fig. 6a wird deutlich, daß "im Schatten" des Blattsegmentes die Geschwindigkeit der Teilchen von innen nach außen zu nimmt. Am oberen Rand des Blattsegmentes wird der Maximalwert erreicht, wel cher gemäß Fig. 6b am oberen Blattsegmentrand wiederum im wesentlichen kon stant ist.

Verschiedene Abmessungen sowie Ausrichtungen und Anordnungen der Ausspa rungen 27 und der Blattsegmente 29 haben sich in der Praxis besonders bewährt. Durch Variation dieser Parameter lassen sich auch die Mischeffekte zwischen den Schneckengänge variieren, was einen direkten Einfluß auf die Effizienz der Trenn verfahren hat. Diese Parameter werden nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 noch näher beschrieben.

Zunächst sei die bevorzugte Lage der Aussparungen und Segment näher beschrie ben.

Vorteilhaft weist die Schnecke 1 - in Fig. 1 aus der hinteren Einlaufzone nach vor ne zum konischen Abschnitt hin betrachtet - zunächst einige Wendelgänge x - 1, x, x + 1 auf, in deren Bereich das Schneckenblatt S jeweils durchgehend bzw. ausspa rungsfrei ausgebildet ist. Vorzugsweise sind wenigstens ein oder zwei Schnecken gänge x durchgehend ausgebildet. In diesem Bereich sind auch keine zusätzlichen Blattsegmente 29 in der Förderbahn 7 vorgesehen.

An diese Zone schließen sich einige Schneckengänge x + 2, . . . x + 5 an, welche mit den Aussparungen 27 versehen sind und in deren Zwischenräumen bzw. in deren Förderbahnen 7 jeweils die Blattsegmente 29 ausgebildet bzw. aufgestellt (ange schweißt) sind.

Diese Zone erstreckt sich maximal bis an den Beginn des konischen Abschnittes 11 der Schnecke 1. Im Übergangsbereich vom zylindrischen zum konischen Bereich ist ferner die Stauscheibe 13 angeordnet. Im konischen Bereich sollte die Schnecke aussparungsfrei ausgebildet sein, ferner sollten in der Förderbahn 7 auch keine zu sätzlichen Blattsegmente 29 angeordnet werden.

Pro Schneckengang werden vorzugsweise 2 bis 6, insbesondere 3 bis 5, ganz be sonders bevorzugt 4 Aussparungen 27 ausgebildet.

Entsprechend empfiehlt es sich, pro Schneckengang in der Förderbahn auch vor zugsweise 2 bis 6, insbesondere 3 bis 5, ganz besonders bevorzugt 4 Blattsegmente 29 vorzusehen.

Bevorzugt werden die Blattsegmente 29 gleichmäßig am Umfang des Schnecken körpers 3 verteilt.

Die Schneckengänge x sind relativ zur Mittelachse bzw. zur Symmetrieachse y der Schnecke 1 jeweils winklig angeordnet bzw. schließen mit der Mittelachse eine Winkel α auf. Der Betrag des Winkels α (gemessen am unteren Rand des Schnec kenblattes 5), liegt vorzugsweise zwischen 60 und 85°, insbesondere bei 75 bis 80°.

Vorzugsweise schließen die Blattsegmente dagegen mit der Symmetrieachse y ei nen Winkel δ ein der kleiner als α ist. Vorzugsweise liegt δ zwischen 40 und 70°, insbesondere 50 bis 55°. Im letzten Schneckengang vor der Stauscheibe 13 emp fiehlt es sich dagegen, die Blattsegmente 29 im wesentlichen parallel zu dem Schneckenblatt 5 auszurichten (max. Differenzwinkel zwischen α und δ vorzugs weise ca. 10-11°).

Vorzugsweise beträgt die Fläche der Aussparungen etwa 50° der Scheckengangflä che.

In der Praxis hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, die Winkelgröße δ dadurch festzulegen, daß die Breite des Abstandes d (in axialer Verlängerung der Kanten betrachtet) zwischen dem Blattsegmentrand und dem Aussparungsrand 27 bei 0 bis 5 mm, insbesondere bei 2 bis 3 mm liegt (am oberen Segmentrand). Bei ei ner Trapezform der Blattsegmente variiert die Größe der Strecken "d" vom Schnec kenkörper 3 nach außen hin, nach Fig. 1 wird "d" nach außen hin beispielsweise größer.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Winkelgröße (δ) dadurch festgelegt ist, daß die Breite des Abstandes (α) - in orthogonaler Verlängerung der Kanten betrachtet - zwischen dem Blattlängsrand und dem Aussparungsrand 27 bei 0 bis 28%, insbe sondere bei 15 bis 25% des Abstandes eines Schneckengangpaares beträgt - vor zugsweise am Fußpunkt der Schnecke (innen) betrachtet, abhängig von der Form - liegt.

Nach einer Variante der Erfindung empfiehlt es sich, das Blattsegment 29 derart in der Förderbahn 7 anzuordnen, daß seine Mittelachse M (in der Draufsicht der Fig. 2a) genau in der Mitte der Förderbahn 7 sowie vorzugsweise auch in der Mitte der Verbindungslinie der Verbindungslinie der Mittelsenkrechten der Aussparungen 27 liegt (Kreuzungspunkt der gegenüberliegenden Aussparungsränder).

Alternativ ist es auch möglich, den Mittelpunkt der Blattsegmente etwas gegenüber dieser Ideallage zu verschieben.

Ganz besonders entscheidend für die Effizienz der Erfindung ist die Höhe h der Blattsegmente (gemessen vom Außenumfang des Schneckenkörpers 3).

Hier hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Höhe h der Blatt segmente 29 derart gewählt ist, daß sie sich bis in den Bereich der Feststoffzone erstrecken. Entsprechend sollten die Schneckenblätter 5 Aussparungen 27 aufweisen, welche radial zumindest den Bereich der Feststoffzone überragen.

Dies sei wie folgt erläutert. Bei der Zentrifugaltrennung lagern sich die Feststoffe relativ weit außen in der Trommel an. Reichen die Blattsegmente (Paddel) nicht wenigstens bis in diese Feststoffzone herein, bleibt ihre Effizienz gering. Gerade durch die Mischwirkung der Aussparungen 27 und Blattsegmente 29 in diesem Be reich wird die Effizienz der Zentrifugaltrennung bei der Ölgewinnung deutlich ge steigert.

In der Praxis wird die Höhe h ca. 30 mm niedriger gewählt als die Schnecken blatthöhe k. Das Schneckenblatt schließt mit der Umfangswandung des Schnecken körpers 3 nach Fig. 2b ferner einen Winkel γ ein. Dieser ist vorzugsweise kleiner als der Winkel β, den das Blattsegment 29 mit dem Schneckenkörper 3 einschließt.

Bezugszeichen

1

Schnecke

3

Schneckenkörper

5

Schneckenblatt
x, x + 1, x + 2 usw. Schneckengänge

7

Förderbahn

9

zylindrischer Abschnitt

11

verjüngender Abschnitt

13

Scheibe
S Schleudergut

14

Einlaufrohr

15

Einlaufkammer

17

Öffnungen

19

Trommelraum

21

Trommel
F Feststoff

23

Feststoffaustrag

25

Überlauf

27

Aussparungen
K Kanäle

29

Blattsegmente

30

Restabschnitte
α, β, δ, γ Winkel
h Segmenthöhe
k Schneckenblatthöhe
y Trommel- und Schneckenachse
d Abstände

Claims

1. Schnecke für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge, die folgendes aufweist:
einen Schneckenkörper,
mindestens ein den Schneckenkörper mehrfach umgebendes Schnecken blatt, das mehrere Schneckengänge (x, x + 1) ausbildet,
wobei zwischen den Schneckengängen eine Förderbahn zum Transport eines zu verarbeitenden Schleudergutes ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Förderbahn (7) abschnittsweise zwischen benachbarten Schnec kengängen (x, x + 1, . . .) zusätzliche Blattsegmente (29) angeordnet sind,
das Schneckenblatt (5) im Bereich der Schneckenblattsegmente (29) vor zugsweise mit Aussparungen (27) versehen ist, welche derart ausgebildet sind, daß ein Durchströmen des Schleudergutes (S) zwischen benach barten Schneckengängen (x, x + 1, . . .) möglich ist.

2. Schnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenkör per (3) in seinem hinteren Bereich einen zylindrischen Abschnitt (9) und in seinem sich daran anschließenden vorderen Bereich einen sich im wesentli chen konisch gleichmäßig oder ungleichmäßig verjüngenden Abschnitt (11) aufweist, wobei die Aussparungen (27) und Blattsegmente (29) ausschließ lich im Bereich des zylindrischen Abschnittes (9) ausgebildet sind.

3. Schnecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnec kenkörper im zylindrischen Abschnitt (9) zunächst mindestens einen Schneckengang aufweist, der aussparungsfrei sowie blattsegmentfrei ausge bildet ist, woran sich weitere Schneckengänge (X, X + 1. . .) anschließen, wel che mit den Aussparungen (27) und Blattsegmenten (29) versehen sind.

4. Schnecke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise im ersten Schneckengang (X) optionale Ölablaufkanäle ausgebildet sind.

5. Schnecke nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ab schnitt mit den Aussparungen (27) und den Blattsegmenten (29) bis zum ko nisch sich verjüngenden Abschnitt (11), aber nicht in diesen hinein erstreckt,

6. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wobei am Beginn des konisch sich verjüngenden Abschnittes (11) eine Stauscheibe (13) auf den Schneckenkörper (3) aufgesetzt ist.

7. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf der Schnecke am hinteren Ende des zylindrischen Abschnittes (9) ausgebildet ist.

8. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (27) derart an der Schnecke (1) ausgebildet sind, daß in axialer Richtung mindestens ein sich über mehrere Schneckengänge (x + 1, . . .) hinweg erstreckender axialer Kanal (K) und/oder ein zur Mittelachse der Schnecke (1) winkliger Kanal und/oder ein zick-zackartiger Kanal ausbildet.

9. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattsegmente (29) dadurch ausgebildet sind, daß beim Abtrennen von Material zum Ausbilden der Aussparungen (27) die dabei entstehenden Blattabschnitt als Blattsegmente (29) in die Förderbahn (7) gesetzt und dort befestigt werden.

10. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen einen Restabschnitt (30) des Schneckenblattes (5) am Umfang des Schneckenkörpers (3) aufweisen.

11. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Schneckengang zwei bis sechs Aussparungen (27) ausgebildet sind.

12. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Schneckengang drei bis fünf Aussparungen (27) ausgebildet sind.

13. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Schneckengang in der Förderbahn zwei bis sechs Blattsegmente (29) vorgesehen sind.

14. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Schneckengang in der Förderbahn (7) drei bis fünf Blattsegmente (29) vorgesehen sind.

15. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattsegmente (29) - bezogen auf einen oder mehrere Wendelgänge - gleichmäßig am Umfang des Schneckenkörpers (3) verteilt sind.

16. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattsegmente (29) - bezogen auf einen oder mehrere Wendelgänge - ungleichmäßig am Umfang des Schneckenkörpers (3) verteilt sind.

17. Schnecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Schneckengänge (X) relativ zur Mittelachse (Y) der Schnecke (1) winklig angeordnet sind und mit dieser eine Mittelachse einen Winkel (α) aufweisen, wobei der Betrag des Winkels (α) vorzugsweise zwischen 60 und 85, insbesondere bei 75 bis 80° liegt, wobei die Blattsegmente mit der Achse (Y) einen Winkel (δ) einschließen, der kleiner als (α) ist.

18. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (δ) zwischen 40 und 70° liegt.

19. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (δ) bei 45 bis 60° liegt.

20. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im letzten Schneckengang vor der Stauscheibe (13) die Blattsegmente (29) im wesentlichen parallel zu dem Schneckenblatt (5) ausgerichtet sind und einen maximalen Differenzwinkel zum Winkel (α) von 10 bis 11° auf weisen.

21. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Aussparungen (27) etwa 25-60% der Schneckengang fläche beträgt.

22. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Aussparungen (27) etwa 40-50% der Schneckengang fläche beträgt.

23. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgröße (8) dadurch festgelegt ist, daß die Breite des Abstandes (δ) - in axialer Verlängerung der Kanten betrachtet - zwischen dem Blatt längsrand und dem Rand der Aussparung (27) < = 0 ist.

24. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand d mit zunehmender Höhe - vom Schneckenkörper (3) aus betrachtet - des Blattsegmentes (29) variiert, insbesondere kleiner wird.

25. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgröße (δ) dadurch festgelegt ist, daß die Breite des Abstandes (a) - in orthogonaler Verlängerung der Kanten betrachtet - zwischen dem Blattlängsrand und dem Aussparungsrand (27) bei 0 bis 28%, insbesondere bei 15 bis 25% des Abstandes eines Schneckengangpaares beträgt - vor zugsweise am Fußpunkt der Schnecke betrachtet, abhängig von der Form - liegt.

26. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattsegment (29) derart in der Förderbahn (7) angeordnet ist, daß seine Mittelachse (M) genau in der Mitte der Förderbahn (7) sowie in der Mitte der Verbindungslinie der Mittelsenkrechten der Aussparungen (27) liegt.

27. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der Blattsegmente (29) etwas gegenüber der Mitte der Förderbahn und/oder der Mitte der Verbindungslinie der Verbindungslinie der Verbindungslinie der Mittelsenkrechten der Aussparung (27) verschoben ist.

28. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Blattsegmente (29) vom Umfang des Schneckenkörpers (3) aus betrachtet, derart gewählt ist, daß sich die Blattsegmente (29) bis in den Bereich der Feststoffzone bei der zentrifugalen Trennung erstrecken.

29. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (27) in den Schneckenblättern (5) derart ausgebildet sind, daß sie radial zumindest den Bereich der Feststoffzone überragen.

30. Schnecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Höhe (h) der Blattsegmente (29) ca. 0-30% geringer ist als die Schneckenblatthöhe (k).

31. Schnecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die radiale Erstreckung der Ausnehmungen 70-100% der Schnec kenblatthöhe (k) beträgt.

32. Schnecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Blattsegmente (29) als rechtwinklige Bleche ausgebildet sind.

33. Schnecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Blattsegmente (29) als rechteckige, trapezförmige, abgerundete und/oder sich vom Schneckenkörper nach außen verjüngend oder verbrei ternd geformte Elemente ausgebildet sind.

34. Schnecke nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenblatt (5) mit der Umfangswandung des Schneckenkörpers (3) einen Winkel (γ) einschließt, der kleiner ist als der Winkel (β), den das Blattsegment (29) mit dem Schneckenkörper (3) einschließt.

35. Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, dadurch gekennzeich net, daß das Öl als Flüssigkeitsphase direkt in einem Zweiphasen- Trennschnitt von einer zweiten Mischphase aus Wasser und Feststoffen ab getrennt wird,
wobei die zerkleinerten Früchte wie Oliven oder Avocados oder Saaten zunächst in einer Vollmantelschneckenzentrifuge durch eine Trennzone mit einer oder mehreren Schneckengängen (X. . .) geleitet wird, in dem das Schneckenblatt (5) vorzugsweise aussparungsfrei ausgebildet ist, wobei im Förderbahnbereich zwischen den Schneckengängen vorzugsweise keine Blattsegmente (29) in der Förderbahn ausgebildet sind,
woraufhin in der Trennzone ein Schneckenbereich durchlaufen wird, in dem die Aussparungen (27) im Schneckenblatt (5) und die Blattsegmente (29) in der Förderbahn (7) ausgebildet sind,
woraufhin die Feststoffe und das Wasser an einer Stauscheibe (13) vor bei aus der Trennzone in den konischen Abschnitt (9) der Schnecke (1) und das Öl in entgegengesetzter Richtung aus der Schnecke (1) gefördert werden.

36. Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, dadurch gekennzeich net, daß das Öl als Flüssigkeitsphase in einem Dreiphasen-Trennschnitt von einer zweiten Phase - im wesentlichen aus Wasser - und einer dritten - im wesentlichen aus Feststoffen - abgetrennt wird,
wobei die zerkleinerten Früchte wie Oliven oder Avocados oder Saaten zunächst in einer Vollmantelschneckenzentrifuge durch eine Trennzone mit einer oder mehreren Schneckengängen (X. . .) geleitet wird, in dem das Schneckenblatt (5) vorzugsweise aussparungsfrei ausgebildet ist, wobei im Förderbahnbereich zwischen den Schneckengängen vorzugsweise keine Blattsegmente (29) in der Förderbahn ausgebildet sind,
woraufhin in der Trennzone ein Schneckenbereich durchlaufen wird, in dem die Aussparungen (27) im Schneckenblatt (5) und die Blattsegmente (29) in der Förderbahn (7) ausgebildet sind,
woraufhin die drei Phasen im wesentlichen getrennt aus der Zentrifuge geleitet/gefördert werden.