DE102009042737A1

DE102009042737A1 - roll press

Info

Publication number: DE102009042737A1
Application number: DE200910042737
Authority: DE
Inventors: Johann GÖTZ
Original assignee: Getproject & Co KG GmbH
Current assignee: Getproject & Co KG GmbH
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-03-31
Also published as: WO2011035762A1

Abstract

Walzenpresse (10) mit einer drehbar gelagerten äußeren Trommel (20), einer in der äußeren Trommel (20) exzentrisch angeordneten, drehbar gelagerten Presswalze (30), einer dem von Trommel (20) und Presswalze (30) gebildeten Pressspalt Pressgut zuführenden Zuführungseinrichtung (40) und einer Pressgut abführenden Abzugseinrichtung (50), gekennzeichnet durch wenigstens einen die Trommel (20) und die Presswalze (30) mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten antreibenden Antrieb.Roller press (10) with a rotatably mounted outer drum (20), a rotatably mounted press roll (30) arranged eccentrically in the outer drum (20), a feed device (to feed the press material formed by the drum (20) and press roll (30)) 40) and a discharge device (50) which removes the material to be pressed, characterized by at least one drive which drives the drum (20) and the press roller (30) at different peripheral speeds.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenpresse mit einer drehbar gelagerten äußeren Trommel, einer in der äußeren Trommel exzentrisch angeordneten, drehbar gelagerten Presswalze, einer dem von Trommel und Presswalze gebildeten Pressspalt Pressgut zuführenden Zuführungseinrichtung und einer Pressgut abführenden Abzugseinrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Walzenpresse.The invention relates to a roller press with a rotatably mounted outer drum, an eccentrically arranged in the outer drum, rotatably mounted press roll, one of the press nip formed by the drum and press nip feeding material feeding device and a press material discharging discharge device. Moreover, the invention relates to a method for operating such a roller press.

Zur energetischen Verwertung von Biomassen sind verschiedene mit einander verknüpfte Verfahren bekannt, z. B. Silierung durch Lagerung unter Luftabschluss und Konservierung durch die sich dann bildende Milchsäure, Trennung der Silagen in einen Presssaft und ein Pressgut durch eine mechanische Entwässerung der Silagen, Vergärung des so gewonnenen Presssafts in einer Biogasanlage und Trocknung des Pressgutes mit der Abwärme aus der Biogasanlage zur Herstellung eines Brennstoffes.For the energetic utilization of biomass various interlinked methods are known, for. B. ensiling by storage under exclusion of air and preservation by the then forming lactic acid, separation of the silage in a press juice and a pressed material by mechanical dehydration of the silages, fermentation of the thus obtained press juice in a biogas plant and drying the material to be pressed with the waste heat from the biogas plant for producing a fuel.

Wichtig beim dem Verfahren ist die Überführung eines großen Teils der in der Pflanzen enthaltenen leicht vergärbaren Pflanzeninhaltsstoffe in den Presssaft. Dies sind einerseits gelöste Stoffe wie Glukose und andererseits ungelöste Stoffe wie Stärke. Mit Rücksicht auf die Brenneigenschaften des produzierten Brennstoffes wird angestrebt, den Gehalt der mineralischen Pflanzeninhaltsstoffe in dem Pressgut weitgehend zu reduzieren. Generell gestaltet sich die Überführung der ungelösten, aber auch der gelösten Pflanzeninhaltsstoffe in den Presssaft als schwierig, weil diese in der Zellstruktur der Pflanzen aus Lignozellulose eingeschlossen sind.Important in the process is the transfer of a large part of the easily fermentable plant ingredients contained in the plant in the press juice. These are on the one hand dissolved substances such as glucose and on the other hand undissolved substances such as starch. With regard to the burning properties of the produced fuel, the aim is to substantially reduce the content of the mineral plant constituents in the pressed material. In general, the transfer of the undissolved, but also the dissolved plant ingredients in the press juice designed as difficult because they are included in the cell structure of the plants of lignocellulose.

Daher ist es notwendig, die Zellstruktur der silierten Pflanzen unter mechanischer Einwirkung aufzuschließen, diese weitgehend zu entwässern und dabei organische und anorganische Pflanzeninhaltsstoffe auszutragen, wobei prinzipiell verschiedene Vorrichtungen zur mechanischen Entwässerung zur Verfügung stehen.Therefore, it is necessary to digest the cell structure of the ensiled plants under mechanical action, to drain them to a great extent and thereby to discharge organic and inorganic plant constituents, wherein in principle different devices for mechanical drainage are available.

Beispielsweise eignen sich Bandfilterpressen für die Abscheidung von Oberflächenwasser, jedoch nicht die für die Abscheidung von Wasser aus der Zellstruktur der Biomassen, da die hierfür notwendigen Drücke nicht mit einer Bandfilterpresse erreicht werden können.For example, belt filter presses are suitable for the separation of surface water, but not for the separation of water from the cell structure of the biomass, since the necessary pressures can not be achieved with a belt filter press.

Schneckenpressen, entweder mit einer konischen Schnecke in einem konischen Siebmantel oder einer zylindrischen Schnecke mit konischem Kern und/oder abnehmender Steigung in einem zylindrischen Siebmantel, haben hingegen den Nachteil, dass diese unabhängig von der Bauform zu relativ großen Schichtdicken bei der Biomasse führen. Mit zunehmender Dicke der Schicht und zunehmender Verdichtung der Biomasse in der Schnecke wird nämlich der Abfluss von Wasser behindert. Zusätzlich wirkt die in der Schnecke verdichtete Biomasse als Filter für ungelöste Pflanzeninhaltsstoffe und verhindert ein Überführen dieser für die energetische Verwertung des Presssafts wichtigen Stoffe in den Presssaft.Screw presses, either with a conical screw in a conical screen casing or a cylindrical screw with a conical core and / or decreasing pitch in a cylindrical screen casing, however, have the disadvantage that they lead to relatively large layer thicknesses in the biomass, regardless of the design. With increasing thickness of the layer and increasing compaction of the biomass in the screw namely the flow of water is hindered. In addition, the compacted in the screw biomass acts as a filter for undissolved plant ingredients and prevents transfer of these important for the energetic utilization of the press juice substances in the press juice.

Walzenpressen mit innen- und/oder außenliegenden Anpresswalzen, mit glatten und perforierten Walzenoberflächen wiederum ergeben zwar kleine Biomasse-Schichtdicken im Pressspalt, wobei auch eine Perforation der Walzen auch die Abfuhr des Presssaftes wesentlich verbessert. Allerdings sind für ein Aufbrechen der Zellstruktur der Biomasse sehr hohe Pressdrücke erforderlich, die zu einer Verstopfung der Walzenperforation führen.Roller presses with internal and / or external pressure rollers, with smooth and perforated roller surfaces, in turn, result in small biomass layer thicknesses in the press nip, whereby a perforation of the rollers also significantly improves the removal of the press juice. However, very high compression pressures are required for breaking up the cell structure of the biomass, resulting in blockage of the roller perforation.

Als günstiger haben sich daher Walzen mit dem eingangs genannten Aufbau erwiesen, wie sie beispielsweise aus der DE 43 37 890 C2 und der DE 32 18 634 A1 bekannt sind. Allerdings sind diese für die Schlammentwässerung oder die Entwässerung von Rinden konzipierten Walzenpressen nur bedingt für die Entwässerung von Silagen geeignet, bei denen nämlich auch ein Aufschluss der Zellen erfolgen soll.As a result, therefore, rolls having the structure mentioned at the beginning have proven to be cheaper, as they are known for example from US Pat DE 43 37 890 C2 and the DE 32 18 634 A1 are known. However, these roller presses designed for sludge dewatering or drainage of bark are only conditionally suitable for dehydrating silages, in which a digestion of the cells is also to take place.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Walzenpresse zu schaffen, mit der Silagen in einem einzigen Schritt unter Zellaufschluss in einem hohen Maße entwässert und gleichzeitig ein großer Anteil an Pflanzeninhaltsstoffen ausgetragen werden können.The object of the invention is therefore to provide a roller press, can be dehydrated with the silage in a single step under cell disruption to a high degree and at the same time a large proportion of plant ingredients can be discharged.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Walzenpresse mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.The object is achieved with the roller press with the features of claim 1. The subclaims reflect advantageous embodiments of the invention.

Grundgedanke der Erfindung ist es, eine herkömmliche Walzenpresse mit innenliegender Presswalze, die eine für die Entwässerung von Silagen vorteilhafte lange Presszone und einer langen Presszeit aufweist, einzusetzen, wobei die äußere Trommel und die innere Presswalze mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden, wodurch Scherkräfte auf die Silage ausgeübt werden, die zu einem Aufbrechen der Zellstruktur führen.The basic idea of the invention is to use a conventional roller press with internal pressing roller, which has a long pressing zone and a long pressing time which are advantageous for the drainage of silages, wherein the outer drum and the inner pressing roller are operated at different peripheral speed, whereby shearing forces on the silage be exercised, which lead to a disruption of the cell structure.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten besonders vorteilhaft ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a particularly advantageous embodiment shown in the drawings. Show it:

1 einen Querschnitt durch eine Walzenpresse nach der Erfindung; und 1 a cross section through a roller press according to the invention; and

2 einen horizontalen Schnitt durch die Walzenpresse aus 1. 2 a horizontal section through the roller press 1 ,

Das in 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine besonders bevorzugt ausgestaltete Walzenpresse 10. Die Walzenpresse 10 besteht aus einer drehbar gelagerten äußeren Trommel 20 und einer in dieser zur Achse der Trommel 20 exzentrisch angeordneten, ebenfalls drehbar gelagerten Presswalze 30. Trommel 20 und Presswalze 30 sind derart zueinander beabstandet angeordnet, dass ein Pressspalt verbleibt, dem das Pressgut, insbesondere Silage, von einer zu einer Seite der Presswalze 30 angeordneten Zuführungseinrichtung 40 zugeführt wird. This in 1 and 2 illustrated embodiment shows a particularly preferred configured roller press 10 , The roller press 10 consists of a rotatably mounted outer drum 20 and one in this to the axis of the drum 20 eccentrically arranged, also rotatably mounted press roll 30 , drum 20 and press roll 30 are arranged spaced from each other so that a press nip remains, the pressed material, in particular silage, from one to one side of the press roll 30 arranged feeding device 40 is supplied.

Die Zuführumgseinrichtung 40, die beispielsweise als Förderschnecke ausgebildet sein kann, ist besonders bevorzugt als Vibrationsdosierrinne ausgebildet, d. h. als eine vibrierende Rinne, von der das Pressgut in den Pressspalt fallen kann. Hierzu ist die Vibrationsdosierrinne bevorzugt über die Länge der Presswalze 30 angeschrägt, sodass das Pressgut bei linearer Förderrichtung in Längsrichtung der Presswalze 30 über die Länge der Presswalze 30 verteilt wird.The feed circulating device 40 , which may be formed, for example, as a screw conveyor, is particularly preferably designed as a vibratory dosing, ie as a vibrating groove, from which the material to be pressed can fall into the press nip. For this purpose, the vibration dosing is preferred over the length of the press roll 30 Beveled, so that the pressed material in the linear conveying direction in the longitudinal direction of the press roll 30 over the length of the press roll 30 is distributed.

Auf der anderen Seite der Presswalze 30, gegenüber der Zuführungseinrichtung 40 ist eine Abzugseinrichtung 50 vorgesehen, die das den Pressspalt durchlaufene Pressgut aus der Walzenpresse 10 entfernt. Bevorzugt handelt es sich hierbei um eine als Schnecke ausgebildete Welle, die das Pressgut zur weiteren Verarbeitung aus der Walzenpresse 10 fördert. Eine andere Ausgestaltung der Abzugseinrichtung 50 kann beispielsweise als Kratzband erfolgen.On the other side of the press roll 30 opposite the feeder 40 is a trigger device 50 provided that the pressed material passed through the press nip from the roll press 10 away. This is preferably a shaft designed as a screw which removes the pressed material from the roll press for further processing 10 promotes. Another embodiment of the trigger device 50 can be done for example as a scratch tape.

Das Größenverhältnis von Trommel 20 zu Presswalze 30 und der Abstand von Trommel 20 und Presswalze 30 sind mm derart eingestellt, dass ein möglichst effektiver Pressvorgang mit langer Presszone und relativ langer Verweilzeit in der Presszone erreicht werden kann. Insbesondere ist die Trommel so ausgeführt und der Pressspalt derart bemessen, dass bei einer möglichst geringen Materialdicke eine gute Abfuhr des Presssaftes ermöglicht ist.The size ratio of drum 20 to press roll 30 and the distance from the drum 20 and press roll 30 are mm set so that the most effective pressing process can be achieved with a long press zone and a relatively long residence time in the press zone. In particular, the drum is designed and the press nip dimensioned such that at the lowest possible material thickness, a good discharge of the press juice is possible.

Hierfür weist die Trommel 20 und/oder die Presswalze (hier nicht dargestellt) Öffnungen 24 auf, die mit den Kanäle 26 verbunden sind, über die die Flüssigphase abgeführt wird. Insbesondere ist eine Absaugkulisse vorgesehen, die die Öffnungen 24 insbesondere im Bereich der Presszone mit einem Unterdruck beaufschlagt.For this purpose, the drum 20 and / or the press roll (not shown here) openings 24 on that with the channels 26 are connected, via which the liquid phase is discharged. In particular, a suction gate is provided which the openings 24 in particular in the region of the pressing zone subjected to a negative pressure.

Die Öffnungen in der Innenwandung 22 der Trommel sind wiederum bevorzugt derart ausgelegt, dass die Öffnungen als radiale oder axiale Schlitze angelegt sind, die sich in Richtung der Kanäle 26 konisch verbreitern.The openings in the inner wall 22 in turn, are preferably designed such that the openings are applied as radial or axial slots extending in the direction of the channels 26 widen conically.

Insbesondere ist im Bereich der Abzugseinrichtung 50 wenigstens ein Abstreifer 52 vorgesehen, der anhaftendes Pressgut entfernt und die überstehenden Teile von den in die Öffnungen 24 der Trommel 20 hineingepressten Fasern entfernt, und sie der Abzugseinrichtung 50 zuführt, wobei der in die Öffnungen 24 hineingepresste Teil der Fasern bei erneutem Umlauf im Bereich der Presszone mit dem Presssaft abgeführt wird. Hierdurch wird eine Verstopfung der Öffnungen 24 vermieden.In particular, in the area of the trigger device 50 at least one scraper 52 provided, the adhering pressed material removed and the protruding parts of the in the openings 24 the drum 20 Injected fibers removed, and they the extractor 50 feeds, with the in the openings 24 pressed part of the fibers is discharged in another circulation in the press zone with the press juice. This will cause blockage of the openings 24 avoided.

Darüber hinaus kann auch ein weiterer Abstreifer 54 vorgesehen sein, der an der Presswalze anhaftende Fasern von der Presswalze abstreift und der Abzugseinrichtung 50 zuführt.In addition, can also be another wiper 54 be provided, which strips off adhering to the press roller fibers from the pressure roller and the trigger device 50 supplies.

Die Presskraft wird vorzugsweise mit einem (nicht dargestellten) hydraulischen System in der Form aufgebracht, dass der Pressdruck konstant gehalten wird und sich der Pressspalt dem Pressgut anpasst. Wird beispielsweise Pressgut mit einem hohen Trockensubstanzgehalt dem Pressspalt zugeführt, weicht die Presswalze aus. Die Presskraft ist bevorzugt stufenlos einstellbar.The pressing force is preferably applied with a (not shown) hydraulic system in the form that the pressing pressure is kept constant and the press nip adapts to the pressed material. If, for example, pressed material with a high dry matter content is supplied to the press nip, the press roll deviates. The pressing force is preferably infinitely adjustable.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Trommel 20 und die Presswalze 30, wie in 1 durch kurze und lange Pfeile angedeutet, mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden, wobei die daraus resultierenden Scherkräfte die Zellstruktur der silierten Pflanzenfasern gut aufzubrechen vermögen, sodass gleichzeitig die frei werdende Flüssigkeit und Pflanzeninhaltsstoffe über den in der Trommel 20 angeordneten Öffnungen 24 und Kanäle 26 abgeführt werden kann.Finally, the invention provides that the drum 20 and the press roll 30 , as in 1 are indicated by short and long arrows, operated at different peripheral speed, the resulting shear forces are able to break the cell structure of the ensiled plant fibers well, so that at the same time the released liquid and phytonutrients on the in the drum 20 arranged openings 24 and channels 26 can be dissipated.

Konstruktiv kann der Antrieb der Trommel 20 und der Presswalze 30 durch voneinander getrennte Antriebe realisiert werden, wie z. B. in 1 durch die Rollen angedeutet, auf denen die Trommel 20 gelagert ist und die die Trommel zur Drehung bringen, wobei die Achse der Presswalze 30 mit einem eigenständigen Antrieb verbunden ist. Alternativ kann aber auch nur ein einziger Antrieb vorgesehen sein, der über entsprechende Übersetzungen sowohl Trommel 20 als auch Presswalze 30 mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit antreibt.Constructively, the drive of the drum 20 and the press roll 30 be realized by separate drives, such. In 1 indicated by the rollers on which the drum 20 is mounted and bring the drum to rotate, wherein the axis of the press roll 30 connected to a standalone drive. Alternatively, however, only a single drive can be provided, the drum via corresponding translations 20 as well as press roll 30 drives at different peripheral speed.

Vorteil der Erfindung ist ein verbesserter Zellaufschluss und somit ein höherer Ertrag an mit dem Presssaft ausgeschwemmten löslichen und unlöslichen Pflanzeninhaltsstoffen, der eine bessere energetische Verwertung des Presssafts und des Pressgutes ermöglicht.Advantage of the invention is an improved cell disruption and thus a higher yield of erupted with the press juice soluble and insoluble plant ingredients, which allows a better energy recovery of the press juice and the pressed material.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4337890 C2 [0008]
DE 3218634 A1 [0008]

Claims

Roller press ( 10 ) with a rotatably mounted outer drum ( 20 ), one in the outer drum ( 20 ) eccentrically arranged, rotatably mounted press roll ( 30 ), one of the drum ( 20 ) and press roll ( 30 ) formed press nip feeding feed device ( 40 ) and a pulp discharge device ( 50 ), characterized by at least one drum ( 20 ) and the press roll ( 30 ) driving at different peripheral speeds drive.

Roller press ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the inner wall ( 22 ) of the drum ( 20 ) Openings ( 24 ) and one with the openings ( 24 ), the press juice from the roller press ( 10 ) laxative channel ( 26 ) having.

Roller press ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer wall of the press roll ( 30 ) Openings and a communicating with the openings, the press juice from the roll press ( 10 ) has laxative channel

Roller press ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by a to the channel ( 26 ) of the drum ( 20 ) and / or the press roll ( 30 ) Vacuum applying suction gate ( 60 ).

Roller press ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the openings ( 24 ) expand conically towards the outside.

Roller press ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by a in the range of the trigger device ( 50 ) arranged scrapers ( 52 . 54 ) for stripping on the drum ( 20 ) or on the press roll ( 30 ) adhering pressed material.

Roller press ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the feed device ( 40 ) is a Vibrationsdosierrinne.

Roller press ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the extraction device ( 50 ) is a snail.

Roller press ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by a hydraulic device for adjusting the distance of the press roll defining the press nip ( 20 ) to drum ( 30 ).

Roller press ( 10 ) according to claim 9, characterized by a regulating device for adjusting the pressing force.

Roller press ( 10 ) according to claim 9, characterized by a control device for adjusting the pressing force as a function of the dry matter content of the pressed material.

Method for operating a roller press ( 10 ) with a rotatably mounted outer drum ( 20 ), one in the outer drum ( 20 ) eccentrically arranged, rotatably mounted press roll ( 30 ), one of the drum ( 20 ) and press roll ( 30 ) formed press nip feeding feed device ( 40 ) and a discharge material discharging device ( 50 ), characterized in that the drum ( 20 ) and the press roll ( 30 ) are driven at different peripheral speeds.

Method according to one of claims 12, characterized in that the press juice from the roll press ( 10 ) is sucked off.