DE10125096A1

DE10125096A1 - Decanter centrifuge

Info

Publication number: DE10125096A1
Application number: DE10125096A
Authority: DE
Inventors: Josef Oberhauser; Benito Castillo Rodriguez
Original assignee: Hiller GmbH
Current assignee: Hiller GmbH
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-11-28
Also published as: EP1260273B1; DE50201260D1; EP1260273A1; ATE279262T1; ES2229006T3

Abstract

A screw centrifuge (12) with a full outer cover, in particular, for the continuous phase separation of solids-liquids mixtures, comprises a screw element (42) which in the feed direction is located after the compression disk (24), and is provided with at least one flow-back hole (44) for lighter phases (46).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge zum kontinuierlichen Trennen eines aus mehreren Phasen bestehenden, fließfähigen Gemisches, umfassend einen aus einer zylindrischen und einer konischen Trommel zusammengesetzten Rotor mit Austragsöffnungen für die voneinander getrennten Phasen und eine innerhalb des Rotors drehbare Förderschnecke für den Transport der schwersten Phase zu der entsprechenden Austragsöffnung, wobei Mittel für den Zulauf des zu trennenden Gemisches in die Zentrifuge vorgesehen sind und auf der Förderschnecke wenigstens eine Stauscheibe angebracht ist.The invention relates to a solid bowl screw centrifuge for continuous separation of a multi-phase flowable mixture comprising one of a cylindrical and a conical drum with a composite rotor Discharge openings for the separate phases and one Conveyor screw rotatable within the rotor for transport the most difficult phase to the corresponding discharge opening, wherein means for the feed of the mixture to be separated into the Centrifuge are provided and at least on the screw conveyor a baffle plate is attached.

Schneckenzentrifugen dieser Bauart werden vor allem eingesetzt, um aus Oliven möglichst reines Olivenöl zu gewinnen, das frei von Wasser und Trübstoffen sein soll. Weitere Einsatzmöglich keiten auf dem Lebensmittelsektor sind beispielsweise die Herstellung von Frucht- und Gemüsesäften oder die Gewinnung tierischer oder pflanzlicher Öle und Fette.Screw centrifuges of this type are mainly used to get the purest possible olive oil from olives, the free of water and cloudy substances. Further uses possible For example, in the food sector Manufacture of fruit and vegetable juices or extraction animal or vegetable oils and fats.

Die IT-PS 675 801 beschreibt ein System zur Gewinnung von Olivenöl, das die bis dahin gebräuchlichen, hydraulischen Pressen ablösen sollte, die keinen kontinuierlichen Betrieb er möglichten. Zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung einer Zentrifuge vorgesehen, in der auf einer Seite die Feststoffe und auf der anderen Seite das aus Öl, Wasser und kleinen Fruchtresten bestehende Flüssigkeitsgemisch abgezogen wird, das anschließend einem Separator zugeführt werden muß. Die Erfahrung hat allerdings gezeigt, daß die flüssige Phase noch einen hohen Anteil an Feststoffen enthielt, was eine aufwendige und teure Nachbehandlung erforderlich machte, um die flüssige Phase von den darin enthaltenen Feststoffpartikeln zu befreien.IT-PS 675 801 describes a system for the extraction of Olive oil, the hydraulic oil used up to that point Presses that should not replace continuous operation poss layers. The solution to this problem is to use a Centrifuge provided in which the solids and on the other hand, that of oil, water and small ones Fruit residue existing liquid mixture is withdrawn, the must then be fed to a separator. The experience has shown, however, that the liquid phase is still high Contained solids content, which is a complex and expensive After treatment required to the liquid phase of free the solid particles contained therein.

Um bei der Gewinnung von Olivenöl die aufgezeigten Probleme zu lösen, hat man daher einen anderen Weg eingeschlagen, wie er etwa in der DE-PS 42 06 006 erläutert ist. Dort wird der aufgeschlossene Fruchtbrei in einer Zweiphasen-Schneckenzentri fuge in Öl und ein Feststoff-Wasser-Gemisch aufgetrennt. Um aus diesem Feststoff-Wasser-Gemisch einen Feststoff zu gewinnen, der einen möglichst geringen Flüssigkeitsanteil hat, ist eine umfangreiche Nachbehandlung bei Extraktion, Trocknung und Transport erforderlich.To solve the problems outlined in the extraction of olive oil solve, you have therefore taken a different path from him is explained in DE-PS 42 06 006. There the open pulp in a two-phase snail center joint in oil and a solid-water mixture. To out to obtain a solid from this solid-water mixture has the smallest possible amount of liquid is one extensive post-treatment for extraction, drying and Transport required.

Um diesen Nachteil der aufwendigen Nachbehandlung des mit Flüssigkeit vermischten Feststoffaustrages zu vermeiden, hat man daher versucht, in einer Zweiphasen-Trennung einen möglichst trockenen Austrag des Feststoffanteils zu erzielen, was jedoch nur bis zu einem bestimmten Grad möglich war, weil mit sinkendem Flüssigkeitsanteil in der trockenen Phase nicht zu vermeiden war, daß die leichtere, flüssige Phase mit einem unzulässig hohen Feststoffanteil vermischt war.To this disadvantage of the complex post-treatment with One has to avoid liquid mixed solids discharge therefore tries to do one in a two-phase separation to achieve dry discharge of the solids content, but what was only possible to a certain extent because with decreasing Unavoidable liquid content in the dry phase was that the lighter, liquid phase with an inadmissible high solids content was mixed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, den Anteil der flüssigen Phase in der festen Phase mit konstruktiv und wirtschaftlich geringem Aufwand um einen beträchtlichen Anteil zu verringern.The invention is therefore based on the object of a device to make available, which enables the share of liquid phase in the solid phase with constructive and economically little effort by a considerable proportion to reduce.

Bei einer Schneckenzentrifuge der eingangs angegebenen Bauart wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der Wendelgänge der Förderschnecke, der in Förderrichtung hinter der Stauscheibe liegt, wenigstens eine Rücklauföffnung für die leichteren Phasen aufweist. Vorzugweise ist die Rücklauföffnung in dem Wendelgang vorgesehen, der unmittelbar hinter der Stauscheibe liegt.With a screw centrifuge of the type specified at the beginning This object is achieved in that one of the Spiral paths of the screw conveyor, which is behind the Baffle plate is at least one return opening for the has easier phases. The return opening is preferred provided in the spiral gear, which is immediately behind the Baffle plate lies.

Mit der Erfindung hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß man auf der einen Seite eine gegenüber den bisher eingesetzten Zweiphasen-Systemen trockenere Feststoffphase erhält, während auf der anderen Seite die leichtere Phase sehr geringe Feststoffanteile enthält, die, sofern notwendig, anschließend problemlos separiert werden können. Im Fall der Gewinnung von Olivenöl hat die abgezogene Feststoffphase einen kleineren Anteil an Fruchtwasser, während die leichtere Phase aus weitgehend feststofffreiem Öl und Wasser besteht und damit wirtschaftlicher trennbar ist.The invention has surprisingly shown that one on the one hand compared to the previously used Two-phase systems get drier solid phase while on the other hand, the lighter phase is very slight Contains solids, which, if necessary, subsequently can be easily separated. In the case of the extraction of The extracted solid phase has a smaller olive oil Amount of amniotic fluid during the lighter phase there is largely solids-free oil and water and thus is more economical to separate.

Da bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung einer der Wendelgänge der Förderschnecke, der in Förderrichtung hinter der Stauscheibe liegt, eine oder mehrere Rücklauföffnungen aufweist, findet die vom Feststoff abgetrennte Flüssigkeit bzw. das abgetrennte Flüssigkeitsgemisch einen Weg, um anschließend unter der Stauscheibe hindurch zu den entsprechenden Austragsöffnungen zurückzuströmen. Diese bestehen in aller Regel aus einem radial einstellbaren Wehr oder einem gleichwirkenden Organ, dessen Öffnungsweite das gewünschte Niveau der abzutrennenden Flüssigkeit bestimmt.Since in the device according to the invention one of the spiral gears the screw conveyor, which is behind the baffle plate in the conveying direction lies, has one or more return openings, finds the liquid or solid separated from the solid Liquid mixture a way to subsequently under the Baffle plate through to the corresponding discharge openings flow back. These usually consist of a radial adjustable weir or an equivalent organ whose Opening width the desired level of the to be separated Liquid determined.

Die Rücklauföffnung kann jede Form haben, die es der flüssigen Phase oder den flüssigen Phasen gestattet, aus dem Bereich der Förderschnecke, der sich an die Stauscheibe anschließt, zu dieser hin zurückzufließen. Konstruktiv einfache Lösungen sind Bohrungen oder Fenster im Wendelgang, wobei es günstig sein kann, wenn der radial innere Rand des Fensters oder der Fenster auf der Mantelfläche der Welle liegt, die die Förderschnecke trägt. Ein derartiges Fenster kann beispielsweise von einem Abschnitt der Förderschnecke erzeugt werden, der als Bandschnecke oder als von der Kreisform abweichender Schneckenteil ausgebildet ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Rücklauföffnung durch eine Unterbrechung im Wendelgang herzustellen, etwa durch einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Spalt oder eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Diskontinuität des Wendelgangs, die eine Überlappungsstelle bildet.The return opening can have any shape that it is the liquid Phase or the liquid phases allowed from the range of Screw conveyor that connects to the baffle plate to flow back there. Are structurally simple solutions Boreholes or windows in the spiral aisle, it being cheap can if the radially inner edge of the window or windows on the lateral surface of the shaft, which is the screw conveyor wearing. Such a window can, for example, by one Section of the screw conveyor are generated, which as Band snail or as deviating from the circular shape Snail part is formed. Another option is there therein, the return opening by an interruption in the To produce a spiral gear, for example by moving in Circumferential direction extending gap or in Circumferential discontinuity of the helical gear, the forms an overlap point.

Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläu tert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:The invention is explained below using exemplary embodiments tert, which are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Aus führungsform einer Dekantierzentrifuge gemäß der Erfindung, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a first form from execution of a decanter centrifuge according to the invention,

Fig. 2 eine Variante der Fig. 1 und Fig. 2 shows a variant of Fig. 1 and

Fig. 3 eine weitere Variante. Fig. 3 shows another variant.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein Rotor 10 einer Voll mantel-Schneckenzentrifuge 12 dargestellt, der durch einen nicht gezeigten, an sich bekannten Antrieb in Drehung versetzt wird. Der Rotor 10 besteht aus einer zylindrischen Trommel 14 und einer sich daran anschließenden, konischen Trommel 16. In dem Rotor 10 ist eine Förderschnecke 18 drehbar gelagert, deren Drehantrieb ebenfalls nicht dargestellt ist. Die Förderschnecke 18 wird mit einer anderen Drehzahl als der Rotor 10 angetrieben. Die Schneckenwendel 20 der Förderschnecke 18 ist auf einer Hohlwelle 22 angebracht und so angeordnet, daß die Förderrichtung von der zylindrischen Trommel 14 zur konischen Trommel 16 hin erfolgt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 hat die Hohlwelle 22 über die gesamte Länge des Rotors 10 einen gleichbleibenden Durchmesser.In the embodiment of FIG. 1, a rotor 10 of a full-bowl screw centrifuge 12 is shown, which is rotated by a drive, not shown, known per se. The rotor 10 consists of a cylindrical drum 14 and an adjoining, conical drum 16 . In the rotor 10 , a screw conveyor 18 is rotatably mounted, the rotary drive of which is also not shown. The screw conveyor 18 is driven at a different speed than the rotor 10 . The screw helix 20 of the screw conveyor 18 is mounted on a hollow shaft 22 and arranged so that the conveying direction from the cylindrical drum 14 to the conical drum 16 takes place. In the exemplary embodiment in FIG. 1, the hollow shaft 22 has a constant diameter over the entire length of the rotor 10 .

Auf der Hohlwelle 22 ist im Bereich des Übergangs von der zylin drischen Trommel 14 in die konische Trommel 16 eine Stauscheibe 24 angebracht, deren radial äußerer Rand 26 eine ringförmige Durchtrittsöffnung 28 zur Innenwand 30 des Rotors 10 freiläßt. Selbstverständlich kann die Stauscheibe 24 auch an einer anderen Stelle der Hohlwelle 22 befestigt sein. On the hollow shaft 22 , a baffle plate 24 is attached in the region of the transition from the cylindrical drum 14 into the conical drum 16 , the radially outer edge 26 of which leaves an annular passage opening 28 to the inner wall 30 of the rotor 10 . Of course, the baffle plate 24 can also be attached to another location of the hollow shaft 22 .

Über nicht weiter dargestellte, an sich bekannte Mittel wird das zu trennende Gemisch 32 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles in die Hohlwelle 22 geleitet, um anschließend durch Aufgabeöffnungen 34 in den Bereich der Schneckenwendel 20 auszutreten. Die Förderschnecke 18 transportiert das Gemisch 32, von dem sich aufgrund der Zentrifugalwirkung allmählich die leichte und ggf. eine mittlere, ebenfalls flüssige Phase 46 abtrennt, in die konische Trommel 16, an deren verjüngtem Ende Austragsöffnungen 38 vorgesehen sind, über welche die schwere Phase als weitgehend trockener Feststoff 40 abgegeben wird.The mixture 32 to be separated is directed into the hollow shaft 22 in the direction of the arrow shown by means not known per se, in order to subsequently exit through feed openings 34 into the area of the screw helix 20 . The screw conveyor 18 transports the mixture 32 , from which the light and possibly a medium, also liquid phase 46 gradually separates due to the centrifugal effect, into the conical drum 16 , at the tapered end of which discharge openings 38 are provided, via which the heavy phase is defined as largely dry solid 40 is released.

Gemäß der Erfindung hat der Wendelgang 42 der Förderschnecke 18, der in Förderrichtung entsprechend dem Pfeil 32 hinter der Stauscheibe 24 liegt, Rücklauföffnungen 44. Es konnte festgestellt werden, daß über diese Rücklauföffnungen 44 der flüssige Anteil im Feststoff 40, der sich bereits im Bereich der konischen Trommel 16 befindet, nochmals merklich verringert werden kann, offensichtlich deshalb, weil die dort abgetrennte Flüssigkeit 46 über die Rücklauföffnungen 44 einen Weg zurück durch die Durchtrittsöffnung 28 in den Bereich der zylindrischen Trommel 14 findet.According to the invention, the helical path 42 of the screw conveyor 18 , which lies behind the baffle plate 24 in the direction of conveyance according to the arrow 32 , has return openings 44 . It could be determined that the liquid portion in the solid 40 , which is already in the area of the conical drum 16 , can be markedly reduced again via these return openings 44 , obviously because the liquid 46 separated there is a way back via the return openings 44 through the passage opening 28 in the region of the cylindrical drum 14 .

Dabei hat sich herausgestellt, daß aufgrund des über die Rücklauföffnungen 44 und die Stauscheibe 24 zurückströmenden Flüssigkeitsanteils die Ausbeute der zu gewinnenden Flüssigkeit (Öl, Fruchtsaft o. ä.) nochmals gesteigert wird, da das zurückströmende Wasser diese auszutragende Flüssigkeit mitreißt.It has been found that due to the liquid portion flowing back via the return openings 44 and the baffle plate 24, the yield of the liquid to be extracted (oil, fruit juice or the like) is increased again, since the water flowing back entrains this liquid to be discharged.

In Fig. 1 ist angedeutet, daß im Bereich des Eingabeendes des Rotors 10 in bekannter Weise ein Wehr 48 oder ein ähnliches Organ angebracht ist, dessen radiale Durchtrittsöffnung eingestellt werden kann, um das Niveau der abzutrennenden Flüssigkeit 46 zu bestimmen. Fig. 1 zeigt, daß die Rücklauföffnungen 44 auf diesem Niveau 50 liegen. In Fig. 1 it is indicated that in the area of the input end of the rotor 10, a weir 48 or a similar element is mounted in a known manner, the radial passage opening of which can be adjusted in order to determine the level of the liquid 46 to be separated. Fig. 1 shows that the return openings 44 are at this level 50 .

Fig. 2 zeigt eine Variante der Fig. 1, bei der die Hohlwelle 22 keinen durchgehend gleichbleibenden Durchmesser hat, sondern im Bereich der konischen Trommel 18 ebenfalls konisch ausgebil det ist. Fig. 2 shows a variant of FIG. 1, in which the hollow shaft 22 does not have a constant diameter, but is also conically formed in the region of the conical drum 18 .

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist gezeigt, daß bei sonst gleichbleibender Ausbildung der Schneckenzentrifuge 12 die Hohl welle 22 der Förderschnecke 18 im Bereich der konischen Trommel 16 ebenfalls - wie beim Beispiel der Fig. 1 - zylindrisch aus gebildet ist, jedoch einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser der Hohlwelle 22 im Bereich der zylindrischen Trom mel 14 ist. Auf diese Weise wird zwischen der Stauscheibe 24 und dem folgenden Wendelgang 42 der Förderschnecke 18 eine Stufe 52 gebildet, die möglicherweise dazu beiträgt, die Rückströmung der Flüssigkeit 46 über die Rücklauföffnungen 44 und durch die Durchtrittsöffnung 28 hindurch nochmals zu verbessern.In the exemplary embodiment in FIG. 3 it is shown that with otherwise constant design of the screw centrifuge 12, the hollow shaft 22 of the screw conveyor 18 in the region of the conical drum 16 is also - as in the example of FIG. 1 - cylindrical, but has a diameter, which is smaller than the diameter of the hollow shaft 22 in the region of the cylindrical drum 14 . In this way, a step 52 is formed between the baffle plate 24 and the following spiral passage 42 of the screw conveyor 18, which step may contribute to further improving the backflow of the liquid 46 via the return openings 44 and through the passage opening 28 .

In vielen Fällen empfiehlt es sich, zur Weiterverarbeitung der abgetrennten, leichteren Phasen hinter der Schneckenzentrifuge 12 einen Separator vorzusehen, der die flüssige Phase nochmals in eine leichte und eine mittlere Phase trennt, beispielsweise Öl und Wasser oder Fruchtsaft/Gemüsesaft und Wasser. Alternativ wäre es auch möglich, die Schneckenzentrifuge als Dreiphasendekanter auszubilden, um die flüssigen Phasen getrennt voneinander abzuführen.In many cases, it is advisable to provide a separator behind the screw centrifuge 12 for further processing of the separated, lighter phases, which separates the liquid phase again into a light and a medium phase, for example oil and water or fruit juice / vegetable juice and water. Alternatively, it would also be possible to design the screw centrifuge as a three-phase decanter in order to separate the liquid phases from one another.

Der Feststoff 40, der über die Austragsöffnung 38 abgegeben wird, kann in einem nachgeordneten Dekanter der erläuterten Bauart weiter behandelt werden, um die Ausbeute der "edlen Phase" (Öl, Fruchtsaft etc.) nochmals zu erhöhen und den Flüssigkeitsanteil im Feststoff nochmals zu verringern.The solid 40 , which is discharged via the discharge opening 38 , can be further treated in a downstream decanter of the type described in order to increase the yield of the "noble phase" (oil, fruit juice etc.) again and to reduce the liquid content in the solid again ,

Versuche mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Dekantier zentrifuge haben ergeben, daß aufgrund der Rücklauföffnungen 44 der ausgetragene Feststoff 40 so trocken ist, daß die anschließende Trocknung wesentlich wirtschaftlicher durchgeführt werden kann, was sich vorteilhaft auf die aufzubringende Heizenergie und auf die Betriebskosten (Transportkosten etc.) auswirkt. Wesentlich bei diesem Ergebnis ist es auch, daß die Ausbeute an der "edlen Phase" sehr groß ist.Experiments with the decanter centrifuge designed according to the invention have shown that due to the return openings 44 the discharged solid 40 is so dry that the subsequent drying can be carried out much more economically, which has an advantageous effect on the heating energy to be applied and on the operating costs (transport costs etc.) , It is also essential for this result that the yield on the "noble phase" is very large.

Die Zentrifuge gemäß der Erfindung kann zur Trennung aller mehrphasigen Produkte verwendet werden. Neben der bereits angesprochenen Lebensmittelindustrie ist ein Einsatz auch möglich in der Chemie, Pharmazie, Altölaufbereitung, Biotreib stoffproduktion u. v. m.The centrifuge according to the invention can separate all multiphase products are used. In addition to the already addressed food industry is an application too possible in chemistry, pharmacy, waste oil processing, bio-fuel fabric production u. v. m.

Claims

1. Solid-bowl screw centrifuge for the continuous separation of a multi-phase, flowable mixture, in particular a solid-liquid mixture, comprising a rotor composed of a cylindrical and a conical drum with discharge openings for the phases separated from one another and a screw conveyor rotatable within the rotor for the transport of the heaviest phase to the corresponding discharge opening, means being provided for the feed of the mixture to be separated into the centrifuge and at least one baffle plate being attached to the screw conveyor, characterized in that one of the spiral flights ( 42 ) of the screw conveyor ( 18 ) , which lies behind the baffle plate ( 24 ) in the conveying direction, has at least one return opening ( 44 ) for the lighter phases ( 46 ).

2. Solid bowl screw centrifuge according to claim 1, characterized in that the at least one return opening ( 44 ) is provided in the spiral passage ( 42 ) which is immediately behind the baffle plate ( 24 ).

3. Solid bowl screw centrifuge according to claim 1 or 2, characterized in that the return opening ( 44 ) consists of a window.

4. Solid bowl screw centrifuge according to claim 3, characterized in that the radially inner edge of the window on the lateral surface of the screw ( 18 ) carrying shaft ( 22 ).

5. Solid bowl screw centrifuge according to claim 1, characterized in that the return opening ( 44 ) consists of an interruption of the helical gear ( 42 ).

6. Solid bowl screw centrifuge according to claim 5, characterized in that the interruption is formed by a gap extending in the circumferential direction of the screw conveyor ( 18 ).

7. Solid bowl screw centrifuge according to claim 5, characterized in that a circumferential overlap is formed by the interruption in the spiral passage ( 42 ).

8. Solid bowl screw centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the screw conveyor ( 18 ) has a shaft ( 22 ) with two different diameters, the baffle plate ( 24 ) being fastened to the section of the shaft ( 22 ) with a larger diameter , while the helical gear ( 42 ) having the return opening ( 44 ) is at least partially seated on the section of the shaft ( 22 ) of smaller diameter adjoining it via a step ( 52 ).

9. Solid bowl screw centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the discharge opening for the lighter phases ( 46 ) is followed by a separator.