DE102012103247A1

DE102012103247A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeit

Info

Publication number: DE102012103247A1
Application number: DE201210103247
Authority: DE
Inventors: Christoph Umbach; Peter Lipsch
Original assignee: Schroeder Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Schroeder Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-10-17
Also published as: EP2836282A1; WO2013153023A1

Abstract

Verfahren zum Filtern von Flüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit durch ein Sieb (12) hindurchtritt und die Oberfläche des Siebes periodisch mit einem Schaber (26) abgerakelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (12) eine ebene Oberfläche aufweist und der Schaber (26) hin- und hergehend über diese Oberfläche bewegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeit, insbesondere von Pökellake, bei dem die Flüssigkeit durch ein Sieb hindurchtritt und die Oberfläche des Siebes periodisch mit einem Schaber abgerakelt wird.
In Pökelmaschinen wird die Lake mit Hilfe von hohlen Nadeln in das Fleisch injiziert. Die Lake, die nicht im Fleisch verbleibt, wird aufgefangen, gefiltert und rezirkuliert. Die Filterung dient dazu, Feststoffe wie kleine Fleischpartikel und dergleichen, die sich von dem Pökelgut abgelöst haben, aus der Lake zu entfernen.
In EP 2 384 802 wird eine Filtervorrichtung der oben genannten Art beschrieben, bei der das Sieb den Mantel einer drehantreibbaren Trommel bildet. Die Lake wird im Bereich des oberen Scheitels der Trommel auf das Sieb aufgegeben und passiert das Sieb, so dass sie in das Innere der Trommel eintritt. Im Bereich des unteren Scheitels passiert die Lake das Sieb erneut und wird dann unterhalb der Trommel in einer Wanne aufgefangen. Der Schaber ist stationär am Umfang der Trommel angeordnet, so dass der durch die zurückgehaltenen Fleischstücke gebildete Filterkuchen kontinuierlich von der Sieboberfläche abgestreift wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Filtern von Flüssigkeit zu schaffen, das einen platzsparenden Aufbau der Filtervorrichtung, eine effiziente und schonende Filterung der Flüssigkeit sowie eine verbesserte Entwässerung des Filterkuchens ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sieb eine ebene Oberfläche aufweist und der Schaber hin- und hergehend über diese Oberfläche bewegt wird.
Die flache Ausbildung des Siebes ermöglicht eine platzsparende Gestaltung der Filtervorrichtung und erlaubt insbesondere den Aufbau einer kompakten mehrstufigen Filtervorrichtung, bei der mehrere Siebe in geringen Abständen übereinander angeordnet sind.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Flüssigkeit in jeder Siebstufe das Sieb nur ein einziges Mal passiert. Dadurch wird bei Flüssigkeiten, die hochmolekulare Additive enthalten, einer Denaturierung entgegengewirkt. Außerdem wird der Eintrag von Luft in die Flüssigkeit vermindert, wodurch sich die Schaumbildung verringert und die Pumpfähigkeit der Flüssigkeit verbessert.
Der vermeintliche Nachteil, dass die Relativbewegung zwischen Schaber und Sieb nicht kontinuierlich in einer einheitlichen Richtung erfolgt, sondern hin- und hergehend, erweist sich als Vorteil, da dadurch eine deutlich bessere Entwässerung des Filterkuchens ermöglicht wird. An den Umkehrpunkten des Schabers bleibt nämlich der Filterkuchen auf dem Sieb liegen, so dass er weiter entwässern kann. Erst nach und nach, wenn sich mehr Filterkuchen ansammelt, wird der ältere Kuchen zum Rand des Siebes geschoben, bis er herab fällt und aufgefangen wird. Durch geeignete Einstellung der Umkehrpunkte des Schabers lässt sich daher der Grad der Entwässerung des Filterkuchens nach Bedarf einstellen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Für den hin- und hergehenden Antrieb des Schabers wird bevorzugt ein magnetischer Linearantrieb eingesetzt, bei dem die Antriebsmechanik in einem Führungsrohr gekapselt ist. Es sind Antriebsaggregate dieser Art bekannt, bei denen mechanisch, etwa mit einer Spindel, elektromechanisch mittels eines Linearmotors oder wahlweise auch pneumatisch oder hydraulisch eine hin- und hergehende Bewegung eines Antriebsmagneten innerhalb des Führungsrohres erzeugt wird. Auf dem Führungsrohr ist verschiebbar ein Folgemagnet angeordnet, der der Bewegung des Antriebsmagneten im Inneren des Rohres folgt und die Antriebskraft auf das angetriebene Organ, im vorliegenden Fall den Schaber, überträgt. Die Verwendung eines solchen Antriebs hat den Vorteil, dass die Flüssigkeit, die insbesondere zur Behandlung von Lebensmitteln dienen soll, nicht mit beweglichen und daher oft durch Schmiermittel oder Abrieb verunreinigten Teilen der Antriebsmechanik in Berührung kommt.
Bei mehrstufigen Filtervorrichtungen können die Schaber in den einzelnen Filterstufen unabhängig voneinander gesteuert werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen schematischen, vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Pökelvorrichtung längs der Linie I-I in 2; und
2 die Pökelvorrichtung nach 1 in der Draufsicht.
Die Filtervorrichtung weist ein Pump- und Antriebsgehäuse (10) auf, an das auf der in 1 sichtbaren Vorderseite eine Filterkaskade mit drei Sieben 12 angebaut ist. Die Siebe 12 sind als Flachsiebe ausgebildet und haben somit eine ebene Oberfläche. Sie stützen sich mit ihren entgegengesetzten seitlichen Rändern auf Führungsschienen 14 ab, die von dem Pump- und Antriebsgehäuse 10 auskragen und zu einem in Abstand dazu angeordneten Stützrahmen 16 (2) verlaufen. Die einzelnen Siebe 12 sind schubladenartig nach vorn über den Stützrahmen 16 hinaus ausziehbar, so dass sie zu Reinigungszwecken leicht ausgebaut werden können. 2 zeigt eines der Siebe 12 in leicht ausgezogener Position.
Im gezeigten Beispiel sind die Siebe 12 als Kantenspaltfilter ausgebildet, deren Spalte 18 quer zu den Führungsschienen 14 verlaufen. Vorzugsweise unterscheiden sich die Siebe 12 in ihrer Spaltweite, wobei die Spaltweite von oben nach unten abnimmt.
Oberhalb des obersten Siebes 12 ist eine Wanne 20 mit flachem, gelochtem Boden angeordnet. Das unterste Sieb 12 der Kaskade wird auf ganzer Fläche von einem Auffangtrichter 22 unterfangen.
Die zu filternde Flüssigkeit, beispielsweise von einer nicht gezeigten Pökelmaschine rezirkulierte Lake, wird mit Hilfe eines nicht gezeigten Pumpaggregats in dem Pump- und Antriebsgehäuse 10 über einen Zulauf 24 in die Wanne 20 gepumpt und über deren gelochten Boden gleichmäßig über die Fläche verteilt auf das oberste Sieb 12 abgegeben. Die Flüssigkeit passiert dann nacheinander die Siebe 12 und wird schließlich im Auffangtrichter 22 aufgefangen und mit Hilfe eines nicht gezeigten weiteren Pumpaggregats zur Pökelmaschine oder in einen Vorratsbehälter zurückgepumpt.
Jedem der Siebe 12 ist ein Schaber 26 zugeordnet, der in der Richtung parallel zu den Spalten 18 der Siebe hin- und hergehend über die obere Oberfläche des betreffenden Siebes bewegbar ist, um den Siebüberstand von der Oberfläche des Siebes abzurakeln. Der Schaber 26 ist an der Unterseite eines Auslegers 28 befestigt, der von einem im Pump- und Antriebsgehäuse 10 untergebrachten Linearantrieb 30 ausgeht.
Der Linearantrieb 30 weist ein Führungsrohr 32 auf, in dem, beispielsweise mit Hilfe eines nicht gezeigten Spindeltriebs, ein Antriebsmagnet 34 hin- und hergehend bewegbar ist. Auf dem Führungsrohr 32 ist reibungsarm und verkantungsfrei ein Folgemagnet 36 geführt, an dem ein Ende des Auslegers 28 für den Schaber 26 befestigt ist. Durch magnetische Wechselwirkung zwischen dem Antriebsmagneten 34 und dem Folgemagneten 36 wird erreicht, dass der Schaber 26 stets der Bewegung des Antriebsmagneten 34 folgt.
Die Linearantriebe 30 für die den verschiedenen Sieben 12 zugeordneten Schaber 26 sind abhängig voneinander steuerbar. Insbesondere sind die Bewegungsgeschwindigkeit des Schabers 26 sowie die Hublänge, d.h., die Lage der Umkehrpunkte, für jeden Schaber individuell einstellbar.
Wenn ein Schaber seinen Umkehrpunkt an einem Ende des Siebes 12 erreicht und seine Bewegungsrichtung umkehrt, legt er den vom Sieb abgestreiften Filterkuchen in der Nähe des seitlichen Randes auf dem Sieb ab. Während der Schaber den nächsten Arbeitstakt ausführt, kann der Filterkuchen auf dem Sieb entwässern. Gegen Ende des nächsten Hubes des Schabers 26 wird dann neuer Filterkuchen in den Randbereich des Siebes geschoben und der zuvor abgelegte Filterkuchen wird weiter nach außen geschoben und dabei leicht verdichtet und weiter entwässert.
Im gezeigten Beispiel ist oberhalb jeder Führungsschiene 14 ein Überlaufblech 38 angeordnet, das auf der Innenseite schräg zur Sieboberfläche abfällt und auf der Außenseite steiler nach außen abfällt. Diese Überlaufbleche 38 bilden Schwellen, die von dem Filterkuchen überwunden werden müssen, wenn dieser mit Hilfe des Schabers 26 nach und nach nach außen verdrängt wird. Dadurch wird die Verdichtung und Entwässerung des Filterkuchens weiter verbessert, so dass der Filterkuchen nur noch einen sehr geringen Flüssigkeitsgehalt hat, wenn er schließlich an der äußeren Flanke des Überlaufbleches 38 abrutscht und in einem nicht gezeigten Auffangbehälter aufgefangen wird.
Bei geringer Feststoffbelastung der Flüssigkeit, beispielsweise in der untersten Filterstufe, können die Umkehrpunkte des Schabers 26 nahe an den Überlaufblechen 38 liegen und der Schaber kann auf eine niedrige Geschwindigkeit eingestellt sein, so dass der Filterkuchen ausreichend Zeit zum Entwässern hat. Zwischen den Umkehrpunkten verbleibt dann eine große Fläche, in der die Flüssigkeit durch das Sieb 12 hindurchtreten kann. Bei höherer Feststoffbelastung der Flüssigkeit, beispielsweise in der obersten Siebstufe, kann dagegen für den Schaber 26 eine höhere Taktzahl gewählt werden, um die Siebfläche wirksam von Feststoffen freizuhalten. Dabei kann die Hublänge des Schabers verringert werden, so dass die Umkehrpunkte jeweils einen größeren Abstand zu dem Überlaufblech 38 haben. Auf diese Weise wird die Verweilzeit des Filterkuchens auf dem Sieb verlängert und damit die Entwässerung verbessert. Zwar verringert sich dadurch die effektiv nutzbare Siebfläche zwischen den Umkehrpunkten, doch kann dies in Kauf genommen werden, da in der oberen Siebstufe ein gröberer Kantenspaltfilter eingesetzt wird, durch den die Flüssigkeit schneller hindurch dringt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2384802 [0003]

Claims

Verfahren zum Filtern von Flüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit durch ein Sieb (12) hindurchtritt und die Oberfläche des Siebes periodisch mit einem Schaber (26) abgerakelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (12) eine ebene Oberfläche aufweist und der Schaber (26) hin- und hergehend über diese Oberfläche bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigkeit nacheinander durch mehrere Siebe (12) mit ebener Oberfläche hindurch geleitet wird und die Bewegungen der den einzelnen Sieben (12) zugeordneten Schaber (26) unabhängig voneinander gesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schaber (26) hin- und hergehend zwischen Umkehrpunkten bewegt wird, die in Abstand zu den Rändern des Siebes (12) liegen.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Abstände zwischen den Umkehrpunkten und den Rändern des Siebes (12) in Abhängigkeit von der Feststoffbelastung der Flüssigkeit und/oder der Durchlässigkeit des Siebes (12) variiert werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die gefilterte Flüssigkeit eine Suspension zum Behandeln von Lebensmitteln ist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die gefilterte Flüssigkeit Pökellake ist.
Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeit, mit einem Sieb (12) und einem über die Oberfläche des Siebes bewegbaren Schaber (26), dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb eine ebene Oberfläche aufweist und der Schaber durch einen Linearantrieb (30) hin- und hergehend über die Oberfläche des Siebes (12) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, mit mehreren waagerecht orientierten und übereinander angeordneten flachen Sieben (12), denen jeweils ein Schaber (26) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der Linearantrieb (30) ein Führungsrohr (32), einen im Inneren des Führungsrohres zu einer linearen hin- und hergehenden Bewegung angetriebenen Antriebsmagneten (34) und einen auf dem Führungsrohr (32) verschiebbaren Folgemagneten (36) aufweist, der durch magnetische Wechselwirkung den Bewegungen des Antriebsmagneten (34) folgt und seinerseits mechanisch mit dem Schaber (26) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Geschwindigkeit und/oder die Umkehrpunkte der hin- und hergehenden Bewegung des Schabers (26) für jeden Schaber individuell einstellbar sind.