DE102014006408A1 - Method and device for pre-separation of a liquid-solid mixture - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs mit den Verfahrensschritten Hindurchführen des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch eine Gemischkammer (22) von einem Gemischkammereinlass (34) zu einem Gemischkammerauslass (38) unter teilweisem Hindurchtreten der Flüssigkeit des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs von der Gemischkammer (22) durch ein Filter- oder Siebelement (30) in eine Flüssigkeitskammer (32) mit einem Flüssigkeitskammerauslass (44; 46) und Einstellen eines Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils des im Bereich des Gemischkammerauslasses (38) befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch Steuern einer Druckdifferenz zwischen einem gemischkammerseitigen Druck und einem flüssigkeitskammerseitigen Druck. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung (4) zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs.The present invention relates to a method for pre-separating a liquid-solid mixture with the steps of passing the liquid-solid mixture through a mixture chamber (22) from a mixture chamber inlet (34) to a Gemischkammerauslass (38) with partial passage of the liquid of the liquid Solid mixture from the mixture chamber (22) through a filter or sieve element (30) into a liquid chamber (32) having a liquid chamber outlet (44; 46) and adjusting a solid or liquid portion of the liquid present in the region of the mixture chamber outlet (38). Solids mixture by controlling a pressure difference between a mixture chamber side pressure and a liquid chamber side pressure. Moreover, the present invention relates to a device (4) for pre-separation of a liquid-solid mixture.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs sowie eine Vorrichtung zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs.The present invention relates to a method for pre-separation of a liquid-solid mixture and a device for pre-separation of a liquid-solid mixture.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs bekannt. Hierbei haben sich insbesondere Zentrifugen, wie beispielsweise Schneckenzentrifugen oder Vollmantel-Schneckenzentrifugen, die auch als Dekanter bezeichnet werden, durchgesetzt. Bei den bekannten Vorrichtungen wird das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch in eine Gemischkammer eingeführt, innerhalb derer eine Schneckenzentrifuge mit hohen Drehzahlen rotiert. Aufgrund der auf das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch wirkenden Zentrifugalkräfte erfolgt eine teilweise Trennung der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, wobei die herausgetrennte Flüssigkeit aus einem ersten Gemischkammerauslass ausgelassen wird, während das verbleibende Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch mit entsprechend geringerem Flüssigkeitsanteil durch einen zweiten Gemischkammerauslass ausgelassen wird. Im Rahmen der Vortrennung erfolgt mithin keine vollständige Trennung in Feststoff und Flüssigkeit, vielmehr wird das aus dem zweiten Gemischkammerauslass austretende Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch einer weiteren Vorrichtung zur Trennung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs zugeführt, wobei es sich bei der weiteren Vorrichtung in der Regel wiederum um eine Zentrifuge, also beispielsweise um eine Schneckenzentrifuge, Vollmantel-Schneckenzentrifuge, einen Dekanter oder Separator, handelt.The prior art discloses methods and apparatus for pre-separating a liquid-solid mixture. In particular, centrifuges, such as screw centrifuges or solid-bowl centrifuges, which are also referred to as decanters, have prevailed. In the known devices, the liquid-solid mixture is introduced into a mixture chamber within which a screw centrifuge rotates at high speeds. Due to the force acting on the liquid-solid mixture centrifugal forces, a partial separation of the liquid from the liquid-solid mixture, wherein the separated liquid is discharged from a first Gemischkammerauslass, while the remaining liquid-solid mixture with a correspondingly lower liquid content by a second Gemischkammerauslass is omitted. In the context of the pre-separation, therefore, there is no complete separation into solid and liquid, but the liquid-solid mixture emerging from the second Gemischkammerauslass is fed to a further device for separating the liquid-solid mixture, wherein it is in the other device usually turn to a centrifuge, so for example, a screw centrifuge, solid bowl screw centrifuge, a decanter or separator acts.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen, wie beispielsweise Separatoren oder Dekanter in Form von Schneckenzentrifugen, haben sich grundsätzlich bewährt, sind jedoch mit einigen Nachteilen behaftet. So ist zum einen anzumerken, dass beim Zentrifugieren des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs sehr große Zentrifugalkräfte auf dieses wirken, so dass auch der Druck innerhalb der Gemischkammer sehr hoch ist. Dies ist bei natürlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischen, wie beispielsweise Frucht- oder Traubenmaischen, unerwünscht, da dies einer schonenden, die Inhaltsstoffe schützenden Trennung entgegensteht. Zum anderen lassen die bekannten Verfahren und Vorrichtungen unberücksichtigt, dass das über den Gemischkammereinlass zugeführte Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch mitunter starken Schwankungen des Verhältnisses zwischen Flüssigkeitsanteil und Feststoffanteil unterworfen ist. So hat sich insbesondere bei Frucht- oder Traubenmaischen gezeigt, dass die gegebenenfalls kontinuierlich zugeführte Frucht- oder Traubenmaische einen stark schwankenden Flüssigkeitsanteil – mithin auch einen stark schwankenden Feststoffanteil – aufweist. Somit weist auch das aus dem zweiten Gemischkammerauslass ausgelassene Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch mit reduziertem Flüssigkeitsanteil starke Schwankungen hinsichtlich des Verhältnisses zwischen Flüssigkeitsanteil und Feststoffanteil auf, was die weitere Trennung desselben in der nachfolgenden Vorrichtung erschwert und zu einer reduzierten Trennleistung führen kann. Auch kann ein zu hoher Feststoffanteil zu einem Festfahren der Vorrichtung selbst oder der nachfolgenden Vorrichtung, mithin zu einer Betriebsstörung, führen.The known methods and devices, such as separators or decanters in the form of worm centrifuges, have basically proven, but are associated with some disadvantages. It should be noted, on the one hand, that during centrifugation of the liquid-solid mixture, very large centrifugal forces act on it, so that the pressure within the mixture chamber is also very high. This is undesirable in natural liquid-solid mixtures, such as fruit or grape mash, since this precludes a gentle, the ingredients protective separation. On the other hand, the known methods and devices disregarded that the liquid-solid mixture supplied via the Gemischkammereinlass is sometimes subject to strong fluctuations in the ratio between liquid content and solids content. Thus, it has been shown, in particular in the case of fruit or grape mash, that the optionally continuously supplied fruit or grape mash has a strongly fluctuating proportion of liquid - and consequently also a strongly fluctuating proportion of solids. Thus, the liquid-solid mixture having a reduced liquid content discharged from the second mixture chamber outlet also has large variations in the ratio between the liquid content and the solid content, which makes further separation difficult in the subsequent apparatus and can result in reduced separation performance. Also, an excessively high proportion of solids can lead to a jamming of the device itself or the subsequent device, and consequently to a malfunction.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs anzugeben, das eine schonende Vortrennung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs ermöglicht und ein weiteres Trennen des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs im Rahmen nachfolgender Trennvorgänge vereinfacht. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs mit den vorstehend genannten Vorteilen zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide a method for pre-separation of a liquid-solid mixture, which allows a gentle pre-separation of the liquid-solid mixture and simplifies further separation of the liquid-solid mixture in the context of subsequent separation operations. The present invention is also based on the object to provide a device for pre-separation of a liquid-solid mixture with the advantages mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 9 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features specified in the
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs weist die nachstehend näher beschriebenen Verfahrensschritte auf. So wird ein Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch durch eine Gemischkammer von einem Gemischkammereinlass zu einem Gemischkammerauslass unter teilweisem Hindurchtreten der Flüssigkeit des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs von der Gemischkammer durch ein Filter- oder Siebelement in eine Flüssigkeitskammer mit einem Flüssigkeitskammerauslass hindurchgeführt. Dabei wird ein Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch Steuern einer Druckdifferenz, also einem Vergrößern oder Verringern der Druckdifferenz, zwischen einem gemischkammerseitigen Druck und einem flüssigkeitskammerseitigen Druck eingestellt.The inventive method for pre-separation of a liquid-solid mixture has the process steps described in more detail below. Thus, a liquid-solid mixture is passed through a mixture chamber from a mixture chamber inlet to a mixture chamber outlet, partially passing the liquid-solid mixture liquid from the mixture chamber through a filter or sieve element into a liquid chamber having a liquid chamber outlet. In this case, a solid or liquid content of the liquid-solid mixture located in the region of the Gemischkammerauslasses is adjusted by controlling a pressure difference, ie increasing or decreasing the pressure difference, between a mixture chamber side pressure and a liquid chamber side pressure.
Dank des Filter- oder Siebelements müssen keine großen Zentrifugalkräfte auf das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch wirken und kein erhöhter Druck innerhalb der Gemischkammer herrschen, wie dies bei den bekannten Separatoren oder Dekantern in Form von Schneckenzentrifugen oder Vollmantel-Schneckenzentrifugen der Fall ist. Vielmehr ist eine einfache Trennung schon bei relativ geringen Drücken innerhalb der Gemischkammer möglich, so dass eine schonende, die Inhaltsstoffe des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs schützende Trennung sichergestellt ist. Darüber hinaus ist dank des Einstellens des Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch Steuern der Druckdifferenz zwischen einem gemischkammerseitigen Druck und einem flüssigkeitskammerseitigen Druck sichergestellt, dass ein Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch mit reduziertem Flüssigkeitsanteil an dem Gemischkammerauslass ausgelassen werden kann, das nicht nur schonend vorgetrennt wurde, sondern vielmehr auch einen vorgegebenen oder relativ konstanten Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil aufweist, so dass die Trennung in einem nachfolgenden Trennvorgang stark vereinfacht ist, zumal durch die Einstellung des Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs allenfalls geringe Schwankungen bei dem nachfolgenden Trennvorgang auftreten, die im Rahmen des nachfolgenden Trennvorgangs mithin unberücksichtigt gelassen werden können.Thanks to the filter or sieve element, no large centrifugal forces have to act on the liquid-solid mixture and there is no increased pressure within the mixture chamber, as is the case with the known separators or decanters in the form of centrifugal or solid bowl centrifuges. Rather, a simple separation is possible even at relatively low pressures within the mixture chamber, so that a gentle, the ingredients of the liquid-solid mixture protective separation is ensured. In addition, thanks to the Adjusting the solid or liquid portion of the liquid-solid mixture located in the region of the mixture chamber outlet by controlling the pressure difference between a mixture chamber side pressure and a liquid chamber side pressure ensures that a liquid-solid mixture with reduced liquid content can not be discharged at the mixture chamber outlet but has a predetermined or relatively constant solids or liquid content, so that the separation in a subsequent separation process is greatly simplified, especially by adjusting the solids or liquid content of the befindliches in the Gemischkammerauslasses Flüssigkeits-Feststoff- Mixture at most slight fluctuations in the subsequent separation process occur, which can therefore be disregarded in the context of the subsequent separation process.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner der Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs ermittelt. Das Steuern der Druckdifferenz erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem ermittelten Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil unter Erzielung eines konstanten Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils oder eines in einem vorbestimmten Wertebereich liegenden Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils im Bereich des Gemischkammerauslasses. Mit anderen Worten erfolgt bei dieser Ausführungsform eine Regelung mit dem Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs als Regelgröße. Wird der Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs derart geregelt, dass dieser einer konstanten Wert annimmt oder in dem vorbestimmten Wertebereich liegt, so ist die weitere Trennung des aus dem Gemischkammerauslass ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs mit reduziertem Flüssigkeitsanteil im Rahmen eines nachfolgenden Trennvorgangs vereinfacht, wie dies bereits zuvor angedeutet wurde.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the solids or liquid content of the liquid-solid mixture located in the region of the Gemischkammerauslasses is further determined. The control of the pressure difference is carried out as a function of the determined solids or liquid content while achieving a constant solids or liquid content or lying in a predetermined range of solids or liquid content in the range of Gemischkammerauslasses. In other words, in this embodiment, a control with the solids or liquid content of located in the region of the Gemischkammerauslasses liquid-solid mixture is carried out as a controlled variable. If the solids or liquid content of the liquid-solid mixture located in the region of the Gemischkammerauslasses is regulated so that it assumes a constant value or in the predetermined value range, so is the further separation of the discharged from the Gemischkammerauslass liquid-solid mixture with reduced Liquid content in the context of a subsequent separation process simplified, as previously indicated.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der konstante Feststoffanteil im Bereich des Gemischkammerauslasses zwischen 15 Gew.-% und 30 Gew.-% oder der Flüssigkeitsanteil im Bereich des Gemischkammerauslasses beträgt zwischen 85 Gew.-% und 70 Gew.-%. Diese Werte haben sich insbesondere im Hinblick auf die Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs in Form einer Frucht- oder Traubenmaische als vorteilhaft erwiesen.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the constant solids content in the region of the Gemischkammerauslasses between 15 wt .-% and 30 wt .-% or the liquid content in the range of Gemischkammerauslasses is between 85 wt .-% and 70 wt .-%. These values have proven to be particularly advantageous with regard to the pre-separation of a liquid-solid mixture in the form of a fruit or grape mash.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der vorbestimmte Wertebereich, in dem der Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs liegen soll, maximal 15 Prozentpunkte, vorzugsweise maximal 10 Prozentpunkte, besonders bevorzugt maximal 5 Prozentpunkte. Bei den genannten Wertebereichen kann, insbesondere im Hinblick auf ein Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch in Form einer Frucht- oder Traubenmaische, ein auf die Vortrennung folgender weiterer Trennvorgang effektiv und einfach bei guter Trennleistung durchgeführt werden. Bei den hier genannten Wertebereichen hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese einen unteren Grenzwert von 15 Gew.-Feststoffanteil oder einen oberen Grenzwert von 85 Gew.-% Flüssigkeitsanteil aufweisen, um sowohl eine gute Trennleistung als auch eine schonende Trennung bei der Vortrennung zu gewährleisten, wobei sich die genannten Grenzwerte insbesondere für Flüssigkeit-Feststoff-Gemische in Form von Frucht- oder Traubenmaischen eignen.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the predetermined range of values in which the solids or liquid content of the liquid-solid mixture located in the region of the Gemischkammerauslasses should be at most 15 percentage points, preferably at most 10 percentage points, more preferably at most 5 percentage points. In the above ranges of values, in particular with regard to a liquid-solid mixture in the form of a fruit or grape mash, a further separation process following the preliminary separation can be carried out effectively and simply with good separation performance. In the value ranges mentioned here, it has also been found to be advantageous if they have a lower limit of 15% by weight solids or an upper limit of 85% by weight liquid content, both a good separation efficiency and a gentle separation in the pre-separation to ensure, with said limits are particularly suitable for liquid-solid mixtures in the form of fruit or grape mash.
Wie bereits zuvor angedeutet, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Gemischkammer ein deutlich niedrigerer Druck herrschen, als dies bei einer Vortrennung durch Zentrifugieren der Fall ist. Um hierbei eine besonders schonende Trennung zu erreichen, beträgt der gemischkammerseitige Druck in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens maximal 4 bar, vorzugsweise maximal 3 bar, besonders bevorzugt maximal 2,5 bar.As already indicated above, in the method according to the invention a significantly lower pressure can prevail in the mixture chamber than is the case in the case of centrifugal separation. In order to achieve a particularly gentle separation, the mixture chamber side pressure in a further advantageous embodiment of the method according to the invention is at most 4 bar, preferably at most 3 bar, more preferably at most 2.5 bar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Steuern der Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck durch Steuern des Auslassquerschnitts des Gemischkammerauslasses oder/und des Auslassquerschnitts des Flüssigkeitskammerauslasses. Mithin wird hier die Querschnittsfläche des jeweiligen Auslassquerschnitts vergrößert oder verringert, um den Volumenstrom durch den jeweiligen Auslass zu verändern und auf diese Weise die Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck zu steuern oder zu variieren. Die Steuerung des jeweiligen Auslassquerschnitts ist relativ einfach durchführbar und kann beispielsweise mittels eines Drosselventils erfolgen.In another preferred embodiment of the method according to the invention, the pressure difference between the mixture chamber side pressure and the liquid chamber side pressure is controlled by controlling the outlet cross section of the mixture chamber outlet and / or the outlet cross section of the liquid chamber outlet. Thus, here, the cross-sectional area of the respective outlet cross section is increased or decreased to vary the volume flow through the respective outlet and thus to control or vary the pressure difference between the mixing chamber side pressure and the liquid chamber side pressure. The control of the respective outlet cross section is relatively easy to carry out and can be done for example by means of a throttle valve.
Alternativ oder ergänzend zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform erfolgt das Steuern der Druckdifferenz in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren durch Steuern einer dem Gemischkammereinlass zugeordneten, gegebenenfalls vorgeschalteten, Gemischzufuhrpumpe oder/und einer dem Gemischkammerauslass zugeordneten, gegebenenfalls nachgeschalteten, Gemischabfuhrpumpe. Mithin wird die Förderleistung der jeweiligen Pumpe vergrößert oder verringert, um hierdurch Einfluss auf den gemischkammerseitigen Druck und mithin auf die Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck zu nehmen. Auch diese Steuerung ist relativ einfach durchführbar, zumal die jeweilige Pumpe lediglich entsprechend angesteuert werden muss, um deren Pumpleistung zu vergrößern oder zu verringern.As an alternative or in addition to the embodiment described above, the pressure difference is controlled in a further advantageous embodiment of the method according to the invention by controlling an optionally upstream mixture supply pump associated with the mixture chamber inlet and / or a mixture removal pump associated with the mixture chamber outlet and optionally downstream. Thus, the capacity of the respective pump is increased or decreased to thereby influence the mixture chamber side pressure and thus the pressure difference between the mixture chamber side pressure and the liquid chamber side pressure. This control is relatively easy to carry out, especially since the respective pump only needs to be controlled accordingly to increase their pump power or reduce.
Alternativ oder ergänzend zu den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen erfolgt das Steuern der Druckdifferenz in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Steuern eines Durchlassquerschnitts, also durch Vergrößern oder Verringern der Querschnittsfläche des Durchlassquerschnitts, einer innerhalb der Gemischkammer angeordneten Stauscheibe. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Stauscheibe, deren Durchlassquerschnitt gesteuert wird, unter Trennung der Gemischkammer in eine dem Filter- oder Siebelement zugeordnete Trennkammer und eine dem Gemischkammerauslass zugeordnete Auslasskammer innerhalb der Gemischkammer angeordnet ist.As an alternative or in addition to the two above-described embodiments, the control of the pressure difference in a further advantageous embodiment of the method according to the invention by controlling a passage cross-section, ie by increasing or decreasing the cross-sectional area of the passage cross-section, a baffle plate disposed within the mixture chamber. In this case, it is preferred if the baffle plate, whose passage cross-section is controlled, is disposed within the mixture chamber with separation of the mixture chamber into a separation chamber assigned to the filter or sieve element and an outlet chamber associated with the mixture chamber outlet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Teil des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs innerhalb der Gemischkammer in Richtung des Gemischkammerauslasses vorgeschoben und ein weiterer Teil des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs innerhalb der Gemischkammer in Richtung des Gemischkammereinlasses zurückgeschoben. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch eine besonders schonende und effektive Vortrennung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs erzielt werden kann. Außerdem handelt es sich hierbei um eine besonders einfache Verfahrensvariante, zumal das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, sofern es bei Erreichen des Gemischkammerauslasses noch nicht den gewünschten Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil aufweist, nicht aus der Gemischkammer herausgeführt und wieder an dem Gemischkammereinlass in die Gemischkammer eingeführt werden muss. Vielmehr verbleibt das in Richtung des Gemischkammereinlasses zurückgeschobene Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch innerhalb der Gemischkammer, was aus zeitlichen und hygienischen Gründen wünschenswert ist.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, part of the liquid-solid mixture within the mixture chamber is advanced in the direction of the Gemischkammerauslasses and pushed back a further part of the liquid-solid mixture within the mixture chamber in the direction of the Gemischkammereinlasses. It has been shown that in this way a particularly gentle and effective pre-separation of the liquid-solid mixture can be achieved. In addition, this is a particularly simple process variant, especially since the liquid-solid mixture, if it does not yet have the desired solids or liquid content when reaching the Gemischkammerauslasses, not be led out of the mixture chamber and reintroduced into the mixture chamber inlet at the Gemischkammereinlass got to. Rather, the pushed back in the direction of the Gemischkammereinlasses liquid-solid mixture remains within the mixture chamber, which is desirable for temporal and hygienic reasons.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der vorgeschobene oder der zurückgeschobene Teil des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs entlang des Filter- oder Siebelements verschoben, während der andere Teil des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs vorzugsweise von dem Filter- oder Siebelement beabstandet verschoben wird. Letzteres hat einen positiven Effekt auf die Trennleistung im Rahmen der Vortrennung.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the advanced or the pushed back portion of the liquid-solid mixture is displaced along the filter or Siebelements, while the other part of the liquid-solid mixture is preferably displaced from the filter or screen element spaced. The latter has a positive effect on the separation performance in the context of pre-separation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Vorschieben des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch Drehen eines in der Gemischkammer angeordneten Vorschubmittels, gegebenenfalls einer Vorschubschnecke, und das Zurückschieben des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch Drehen eines in der Gemischkammer angeordneten Rückschubmittels, gegebenenfalls einer Rückschubschnecke. Das Vor- und Zurückschieben durch Drehen des Vorschub- und Rückschubmittels ermöglicht eine besonders einfache kontinuierliche Vortrennung.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the advancement of the liquid-solid mixture by rotating an arranged in the mixture chamber feed means, optionally a feed screw, and the pushing back of the liquid-solid mixture by rotating a arranged in the mixture chamber retraction means, optionally one back feed screw. The forward and backward pushing by turning the feed and retracting means allows a particularly simple continuous pre-separation.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Vorschubmittel und das Rückschubmittel in derselben Drehrichtung oder/und mit derselben Drehzahl gedreht. Dies vereinfacht die Steuerung von Vorschub- und Rückschubmittel, zumal diese beispielsweise über denselben Motor angetrieben oder auf einfache Weise drehfest miteinander verbunden sein können.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the feed means and the return means are rotated in the same direction of rotation and / or at the same speed. This simplifies the control of feed and return means, especially since they can be driven for example via the same motor or easily rotatably connected to each other.
Alternativ oder ergänzend zu den vorangehend beschriebenen Verfahrensschritten zur Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck erfolgt das Steuern der Druckdifferenz in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Steuern der Drehzahl, also durch Vergrößern oder Verringern der Drehzahl, des Vorschubmittels oder/und Rückschubmittels. Wenngleich das Verfahren hierdurch komplexer wird, so können bei dieser Ausführungsform die Drehzahlen des Vorschubmittels und des Rückschubmittels beispielsweise unabhängig voneinander vergrößert oder verringert werden, um die Druckdifferenz noch schneller beeinflussen zu können. In dem vorangehend geschilderten Fall, bei dem das Vorschubmittel und das Rückschubmittel in derselben Drehrichtung oder/und mit derselben Drehzahl gedreht werden, ist hingegen nur die Drehzahl des Vorschub- oder Rückschubmittels zu steuern, zumal Vorschubmittel und Rückschubmittel ohnehin in derselben Drehrichtung oder/und mit derselben Drehzahl gedreht werden.Alternatively or in addition to the above-described method steps for controlling the pressure difference between the mixture chamber side pressure and the liquid chamber side pressure controlling the pressure difference in another preferred embodiment of the method according to the invention by controlling the speed, ie by increasing or decreasing the speed of the feed means or / and retracting means. Although the method becomes more complex as a result, in this embodiment, the rotational speeds of the advancing means and the return means can be increased or decreased independently, for example, in order to influence the pressure difference even faster. In the case described above, in which the feed means and the return means are rotated in the same direction of rotation and / or at the same speed, however, only the rotational speed of the feed or return means to control, especially since feed means and return means in any case in the same direction and / or with be rotated at the same speed.
Um eine schonende Vortrennung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs innerhalb der Gemischkammer trotz eines sich drehenden Vorschub- und Rückschubmittels zu erreichen, wird das Vorschubmittel oder/und Rückschubmittel mit einer Drehzahl von maximal 100 U/min., maximal 20 U/min. oder maximal 10 U/min. gedreht.In order to achieve a gentle pre-separation of the liquid-solid mixture within the mixture chamber in spite of a rotating feed and retracting means, the feed means and / or retracting means with a speed of a maximum of 100 U / min., A maximum of 20 U / min. or a maximum of 10 rpm. turned.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Trennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs weist zum einen die Verfahrensschritte zur Vortrennung im Sinne der zuvor beschriebenen Art und zum anderen den Verfahrensschritt des Trennens des aus dem Gemischkammerauslass ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs im Rahmen eines nachfolgenden Trennvorgangs auf. Wie bereits zuvor angedeutet, hat dieses Verfahren den Vorteil, dass bei dem nachfolgenden Verfahrensschritt des Trennens des aus dem Gemischkammerauslass ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs das Verhältnis zwischen Feststoffanteil und Flüssigkeitsanteil in dem aus dem Gemischkammerauslass ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch nicht berücksichtigt werden muss, zumal das genannte Verhältnis bereits im Rahmen der Vortrennung auf ein für das nachfolgende Trennen sinnvolle Maß eingestellt wurde. Grundsätzlich kann der nachfolgende Verfahrensschritt des Trennens des aus dem Gemischkammerauslass ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch jedwedes Trennverfahren erfolgen. Im Sinne einer erhöhten Trennleistung hat es sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Trennen des ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch Zentrifugieren, vorzugsweise durch Schneckenzentrifugieren, des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs erfolgt.The inventive method for the separation of a liquid-solid mixture has, on the one hand, the method steps for pre-separation in the sense of the type described above and, secondly, the method step of separating the from the Gemischkammerauslass omitted liquid-solid mixture in the context of a subsequent separation process on. As already indicated above, this method has the advantage that in the subsequent process step of separating the liquid-solid mixture discharged from the mixture chamber outlet, the ratio between solids content and liquid fraction in the liquid-solid mixture discharged from the mixture chamber outlet need not be taken into account. Especially as the ratio mentioned was already set in the context of the pre-separation to a meaningful for the subsequent separation measure. In principle, the subsequent process step of separating the liquid-solid mixture discharged from the mixture chamber outlet can be carried out by any separation process. In terms of increased separation efficiency, however, it has proven to be advantageous if the separation of the omitted liquid-solid mixture by centrifugation, preferably by centrifugal slug, of the liquid-solid mixture.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs weist eine Gemischkammer mit einem Gemischkammereinlass und einem Gemischkammerauslass, eine Flüssigkeitskammer mit einem Flüssigkeitskammerauslass und ein Filter- oder Siebelement zwischen der Gemischkammer und der Flüssigkeitskammer auf. Die genannten Komponenten der Vorrichtung sind derart angeordnet, dass das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch unter teilweisem Hindurchtreten der Flüssigkeit des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs von der Gemischkammer durch das Filter- oder Siebelement in die Flüssigkeitskammer von dem Gemischkammereinlass zu dem Gemischkammerauslass durch die Gemischkammer hindurchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Druckdifferenz zwischen einem gemischkammerseitigen Druck und einem flüssigkeitskammerseitigem Druck vorgesehen, mittels derer der Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs einstellbar ist. Hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie deren nachstehend näher beschriebenen Ausführungsformen sei auf die vorangehend genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen, die in entsprechender Weise für die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren bevorzugte Ausführungsformen gelten.The device according to the invention for pre-separating a liquid-solid mixture comprises a mixture chamber with a mixture chamber inlet and a Gemischkammerauslass, a liquid chamber with a liquid chamber outlet and a filter or sieve between the mixture chamber and the liquid chamber. The said components of the apparatus are arranged such that the liquid-solid mixture is passed through the mixture chamber, partially passing the liquid-solid mixture liquid from the mixture chamber through the filter or sieve element into the liquid chamber from the mixture chamber inlet to the mixture chamber outlet can. In addition, a control device for controlling a pressure difference between a mixture chamber side pressure and a liquid chamber side pressure is provided, by means of which the solids or liquid content of the located in the region of the Gemischkammerauslasses liquid-solid mixture is adjustable. With regard to the advantages of the device according to the invention and the embodiments described in more detail below, reference is made to the aforementioned advantages of the method according to the invention, which apply correspondingly to the device according to the invention and its preferred embodiments.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mindestens ein Drucksensor zur Erfassung des gemischkammerseitigen Drucks und mindestens ein Drucksensor zur Erfassung des flüssigkeitskammerseitigen Drucks vorgesehen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Drucksensor zur Erfassung des gemischkammerseitigen Drucks dem Gemischkammereinlass oder/und dem Gemischkammerauslass zugeordnet ist, um den gemischkammerseitigen Druck zu ermitteln. Überdies ist es bevorzugt, wenn der Drucksensor zur Erfassung des flüssigkeitskammerseitigen Drucks dem Flüssigkeitskammerauslass zugeordnet ist.In a preferred embodiment of the device according to the invention, at least one pressure sensor for detecting the mixture chamber side pressure and at least one pressure sensor for detecting the liquid chamber side pressure are provided. Here, it is preferable that the pressure sensor for detecting the mixture chamber side pressure is assigned to the mixture chamber inlet and / or the mixture chamber outlet to detect the mixture chamber side pressure. Moreover, it is preferable that the pressure sensor for detecting the liquid chamber side pressure is assigned to the liquid chamber outlet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Einrichtung zum Ermitteln des Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs vorgesehen. So kann der Einrichtung zum Ermitteln des Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils beispielsweise ein Sensor zugeordnet sein, wobei der genannte Sensor vorzugsweise dem Gemischkammerauslass zugeordnet ist. Bei einem solchen Sensor handelt es sich vorzugsweise um einen Sensor, der geeignet ist, den Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil in einem strömenden Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch zu ermitteln, um einen kontinuierlichen Prozess zu gewährleisten, wenngleich grundsätzlich auch eine Ermittlung anhand eines stillstehenden, gegebenenfalls zuvor entnommenen, Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs möglich ist. Als Sensoren sind beispielsweise kapazitive Sensoren, optische Sensoren oder Ultraschallsensoren bevorzugt. Die Einrichtung zum Ermitteln des Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs wirkt derart mit der Steuerungseinrichtung zusammen, dass die Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck in Abhängigkeit von dem ermittelten Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil unter Erzielung eines vorbestimmten konstanten Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils oder eines in einem vorbestimmten Bereich liegende Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils im Bereich des Gemischkammerauslasses steuerbar ist. Man kann bei dieser Ausführungsform auch davon sprechen, dass die Steuerungseinrichtung in Verbindung mit der Einrichtung zum Ermitteln des Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils eine Regelungseinrichtung mit dem Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses befindlichen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs als Regelgröße.In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, a device for determining the solids or liquid fraction of the liquid-solid mixture located in the region of the Gemischkammerauslasses is provided. Thus, the device for determining the solids or liquid content, for example, be associated with a sensor, said sensor is preferably associated with the Gemischkammerauslass. Such a sensor is preferably a sensor which is suitable for determining the solids or liquid fraction in a flowing liquid-solid mixture in order to ensure a continuous process, although in principle also a determination based on a stationary one, if appropriate removed, liquid-solid mixture is possible. As sensors, for example, capacitive sensors, optical sensors or ultrasonic sensors are preferred. The device for determining the solids or liquid fraction of the liquid-solid mixture located in the region of the Gemischkammerauslasses cooperates with the control device such that the pressure difference between the mixture chamber side pressure and the liquid chamber side pressure depending on the determined solids or liquid content to achieve predetermined constant solids or liquid content or a lying in a predetermined range solids or liquid content in the region of the Gemischkammerauslasses is controllable. In this embodiment, it can also be said that the control device, in conjunction with the device for determining the solids or liquid content, has a regulating device with the solids or liquid content of the liquid-solid mixture in the region of the mixture chamber outlet as controlled variable.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Auslassquerschnitt des Gemischkammerauslasses oder/und ein Auslassquerschnitt des Flüssigkeitskammerauslasses unter Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck steuerbar bzw. vergrößerbar und verringerbar. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Steuerung des jeweiligen Auslassquerschnitts durch ein Drosselventil im Bereich des jeweiligen Auslasses erfolgt.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, an outlet cross section of the mixture chamber outlet and / or an outlet cross section of the liquid chamber outlet can be controlled and reduced by controlling the pressure difference between the mixture chamber side pressure and the liquid chamber side pressure. In this case, it has proven to be advantageous if the control of the respective outlet cross-section takes place through a throttle valve in the region of the respective outlet.
Ergänzend oder alternativ zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform weist die Vorrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eine dem Gemischkammereinlass zugeordnete, gegebenenfalls vorgeschaltete, Gemischzufuhrpumpe oder/und eine dem Gemischkammerauslass zugeordnete, gegebenenfalls nachgeschaltete, Gemischabfuhrpumpe auf. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Gemischzufuhrpumpe oder/und die Gemischabfuhrpumpe unter Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck steuerbar, also in ihrer Pumpleistung veränderbar, ist. In addition or as an alternative to the above-described embodiment, in another advantageous embodiment the device has an optional upstream mixture supply pump and / or a mixture discharge pump associated with the mixture chamber outlet and optionally downstream of the mixture chamber inlet. In this case, it is preferable if the mixture supply pump and / or the mixture removal pump can be controlled, that is to say their pumping capacity, under control of the pressure difference between the mixture chamber side pressure and the liquid chamber side pressure.
Alternativ oder ergänzend zu den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Vorrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eine innerhalb der Gemischkammer angeordnete Stauscheibe mit einem Durchlass auf. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Durchlassquerschnitt des Durchlasses in der Stauscheibe steuerbar, also in der Größe veränderbar, ist, um hierdurch die Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck zu bewirken.As an alternative or in addition to the two embodiments described above, in a further advantageous embodiment the device has a baffle plate with a passage arranged inside the mixture chamber. In this case, it is preferable if the passage cross section of the passage in the baffle plate is controllable, that is to say variable in size, in order thereby to effect the control of the pressure difference between the pressure on the mixing chamber side and the fluid chamber side pressure.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Stauscheibe derart innerhalb der Gemischkammer angeordnet, dass diese die Gemischkammer in eine dem Filter- oder Siebelement zugeordnete Trennkammer und eine dem Gemischkammerauslass zugeordnete Auslasskammer trennt oder unterteilt. In der hierdurch entstehenden Auslasskammer ist vorzugsweise ein drehbarer Ausschieber vorgesehen, um eine gute Durchmischung in der Auslasskammer sowie ein sicheres Ausschieben des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs über den Gemischkammerauslass zu bewirken. Zur Vereinfachung des Aufbaus steht der drehbare Ausschieber vorzugsweise mit dem später näher beschriebenen Vorschub- oder/und Rückschubmittel in Drehmitnahmeverbindung.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the baffle plate is arranged inside the mixture chamber such that it separates or divides the mixture chamber into a separating chamber assigned to the filter or sieve element and an outlet chamber assigned to the Gemischkammerauslass. In the outlet chamber resulting from this, a rotatable ejector is preferably provided in order to effect a thorough mixing in the outlet chamber as well as a safe expulsion of the liquid-solid mixture via the Gemischkammerauslass. To simplify the structure of the rotatable pusher is preferably with the feed and / or retracting means described later in rotational driving connection.
Die aus der Fluidtechnik bekannten Stauscheiben werden in der Regel innerhalb der jeweiligen Leitung in Richtung ihrer Flächennormalen verschoben, um die Größe eines Durchlasses zwischen der Stauscheibe und einem feststehenden Ring in der Leitung zu verändern. Dies ist mitunter konstruktiv schwer umsetzbar, zumal die Stauscheibe translatorisch verschoben werden muss. Aus diesem Grunde ist der Durchlassquerschnitt des Durchlasses der Stauscheibe in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Beibehaltung des Abstandes der Stauscheibe zu dem Gemischkammereinlass oder/und -auslass veränderbar. Alternativ oder ergänzend ist die Stauscheibe von einer ersten Scheibe und mindestens einer unter Veränderung des Durchlassquerschnitts relativ zu der ersten Scheibe verdrehbaren zweiten Scheibe gebildet, die parallel zu der ersten Scheibe angeordnet ist. So kann die Stauscheibe beispielsweise von einer feststehenden ersten Scheibe innerhalb der Gemischkammer und eine relativ zu der ersten Scheibe verdrehbaren zweiten Scheibe gebildet sein. Die Drehbewegung ist hierbei deutlich einfacher konstruktiv umsetzbar, als dies bei der translatorischen Bewegung herkömmlicher Stauscheiben der Fall ist.The baffle plates known from fluid technology are usually displaced within the respective line in the direction of their surface normal to change the size of a passage between the baffle plate and a stationary ring in the conduit. This is sometimes structurally difficult to implement, especially since the baffle plate must be moved translationally. For this reason, the passage cross section of the passage of the baffle plate in a further advantageous embodiment of the device according to the invention while maintaining the distance of the baffle plate to the Gemischkammereinlass or / and -auslass changeable. Alternatively or additionally, the baffle plate is formed by a first disc and at least one second disc which can be rotated relative to the first disc by changing the passage cross-section and which is arranged parallel to the first disc. For example, the baffle plate may be formed by a stationary first disc within the mixing chamber and a second disc rotatable relative to the first disc. The rotational movement is in this case much easier to implement constructively, as is the case with the translational movement of conventional baffle plates.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Gemischkammer ein Vorschubmittel, gegebenenfalls eine Vorschubschnecke, zum Vorschieben eines Teils des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs innerhalb der Gemischkammer in Richtung des Gemischkammerauslasses und ein Rückschubmittel, gegebenenfalls eine Rückschubschnecke, zum Zurückschieben eines weiteren Teils des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs innerhalb der Gemischkammer in Richtung des Gemischkammereinlasses vorgesehen. Die hierin beschriebene Vorschubschnecke oder Rückschubschnecke kann auch als Vorschubwendel oder Rückschubwendel bezeichnet werden. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der eine Teil des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch das Vorschub- oder Rückschubmittel entlang des Filter- oder Siebelements verschiebbar ist, während der andere Teil des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs besonders bevorzugt durch das Rückschub- oder Vorschubmittel von dem Filter- oder Siebelement beabstandet verschiebbar ist.In a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention is in the mixture chamber an advancing means, optionally a feed screw, for advancing a portion of the liquid-solid mixture within the mixture chamber in the direction of Gemischgemischauslasses and a retracting means, optionally a retracting screw, for pushing back another part of Liquid-solid mixture within the mixture chamber in the direction of the Gemischkammereinlasses provided. The feed screw or feed screw described herein may also be referred to as a feed screw or a return screw. In this embodiment it is preferred if the one part of the liquid-solid mixture is displaceable along the filter or sieve element by the advancing or retracting means, while the other part of the liquid-solid mixture is particularly preferably displaced by the advancing or advancing means spaced from the filter or sieve element is displaceable.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Vorschubmittel und das Rückschubmittel unter Erzielung des Vorschubs und Rückschubs drehbar, also beispielsweise in Form der zuvor erwähnten Vorschubschnecke und Rückschubschnecke ausgebildet. Dabei sind das Vorschubmittel und das Rückschubmittel vorzugsweise in derselben Drehrichtung oder/und mit derselben Drehzahl drehbar.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the feed means and the return means are rotatable to achieve the feed and retraction, so for example in the form of the aforementioned feed screw and feed screw formed. In this case, the feed means and the return means are preferably rotatable in the same direction of rotation and / or at the same speed.
Grundsätzlich können das Vorschubmittel und das Rückschubmittel unabhängig voneinander drehbar sein. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Drehbewegungen des Vorschubmittels und des Rückschubmittels jedoch miteinander gekoppelt, so dass nur ein Motor zum Antreiben bzw. Drehen erforderlich ist. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Drehbewegungen von Vorschubmittel und Rückschubmittel derart gekoppelt sind, dass diese in derselben Drehrichtung oder/und mit derselben Drehzahl drehbar sind, wie dies bereits zuvor angedeutet wurde. So kann das Rückschubmittel beispielsweise drehfest an dem Vorschubmittel befestigt sein.In principle, the feed means and the return means can be rotatable independently of each other. In a further preferred embodiment of the device according to the invention, however, the rotational movements of the feed means and the return means are coupled together, so that only one motor for driving or turning is required. In this case, it is preferred if the rotational movements of feed means and return means are coupled in such a way that they are rotatable in the same direction of rotation and / or at the same speed as has already been indicated above. Thus, the retracting means may for example be secured against rotation on the feed means.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Drehzahl des Vorschubmittels oder/und Rückschubmittels unter Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck durch die Steuerungseinrichtung steuerbar, mithin veränderbar.In a further preferred embodiment of the device according to the invention is the Speed of the feed means and / or retracting means under control of the pressure difference between the mixture chamber side pressure and the liquid chamber side pressure controllable by the control device, thus changeable.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Trennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs weist zum einen eine Vorrichtung zur Vortrennung gemäß der vorangehenden Beschreibung und zum anderen eine zweite Vorrichtung zum Trennen des aus dem Gemischkammerauslass der Vorrichtung zur Vortrennung ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs auf. Bei der zweiten Vorrichtung, bei der es sich eben nicht um die zuvor erwähnte selbe Vorrichtung zur Vortrennung handeln soll, kann es sich um jedwede Vorrichtung zur Trennung des aus dem Gemischkammerauslass ausgelassenen Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs handeln, beispielsweise auch eine der Vorrichtung zur Vortrennung baugleiche Vorrichtung. Es ist in diesem Zusammenhang jedoch bevorzugt, wenn die zweite Vorrichtung eine Zentrifuge, besonders bevorzugt eine Schneckenzentrifuge oder Vollmantel-Schneckenzentrifuge, ist, deren Wirkprinzip auf einer Trennung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs durch Zentrifugieren und vorzugsweise nicht mittels eines Filter- oder Siebelements basiert.The arrangement according to the invention for separating a liquid-solid mixture comprises, on the one hand, a pre-separation device according to the preceding description and, on the other hand, a second device for separating the liquid-solid mixture discharged from the mixture chamber outlet of the pre-separation device. The second device, which is not intended to be the same as the aforementioned pre-separation device, may be any device for separating the liquid-solid mixture discharged from the mixture chamber outlet, for example one of the pre-separation device Contraption. However, it is preferred in this context if the second device is a centrifuge, particularly preferably a screw centrifuge or solid bowl screw centrifuge, whose operating principle is based on a separation of the liquid-solid mixture by centrifuging and preferably not by means of a filter or screen element.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird oder ist das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch unter Erzielung einer Querstromfiltration entlang des Filter- oder Siebelements geführt oder führbar. Hierdurch wird nicht nur eine schonende Filtration erzielt, vielmehr ist auch die einfache Durchführung einer kontinuierlichen Vortrennung gewährleistet, bei der längere Wartungs- oder Reinigungspausen weitgehend entfallen.In a further preferred embodiment of the method according to the invention or of the device according to the invention, the liquid-solid mixture is or is guided or can be guided along the filter or sieving element while achieving a crossflow filtration. As a result, not only a gentle filtration is achieved, but also the simple implementation of a continuous pre-separation is ensured in the longer maintenance or cleaning pauses largely eliminated.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird oder ist die Vortrennung kontinuierlich durchgeführt oder durchführbar. So kann das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch insbesondere kontinuierlich über den Gemischkammereinlass eingelassen oder/und kontinuierlich über den Gemischkammerauslass ausgelassen werden, so dass man nicht zu einer chargenweisen Befüllung mit entsprechenden Pausen zwischen den Chargen gezwungen ist.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention or the device according to the invention, the pre-separation is or is carried out continuously or can be carried out. Thus, the liquid-solid mixture can in particular be introduced continuously via the mixture chamber inlet or / and be discharged continuously via the Gemischkammerauslass, so that one is not forced to a batch filling with appropriate breaks between the batches.
Grundsätzlich kann jedwede Art von Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch durch das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgetrennt werden. Aufgrund der besonders schonenden Trennung sind das Verfahren sowie die Vorrichtung zur Vortrennung jedoch in besonderem Maße für die Vortrennung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs im Bereich von Lebensmitteln geeignet. Aus diesem Grunde ist das verwendete Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Maische, gegebenenfalls eine Lebensmittelmaische, vorzugsweise eine Fruchtmaische, besonders bevorzugt eine Traubenmaische.In principle, any type of liquid-solid mixture may be pre-separated by the method or apparatus of the invention. Due to the particularly gentle separation, the method and the device for pre-separation, however, are particularly suitable for the pre-separation of a liquid-solid mixture in the food. For this reason, the liquid-solid mixture used in a further advantageous embodiment of the method or device according to the invention is a mash, optionally a food mash, preferably a fruit mash, particularly preferably a grape mash.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Die Vorrichtung
In dem Behälter
An dem in Längsrichtung
Auch der Flüssigkeitskammer
Der Auslassquerschnitt sowohl des Gemischkammerauslasses
In der Gemischkammer
Wie insbesondere aus den
In der dargestellten Ausführungsform ist das Vorschubmittel
Innerhalb der Auslasskammer
Die zuvor erwähnte Stauscheibe
Die Vorrichtung
Im Rahmen des Verfahrens zur Vortrennung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemischs wird ein Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, vorzugsweise eine Maische, besonders bevorzugt eine Lebensmittelmaische, Fruchtmaische oder Traubenmaische, durch die Gemischzufuhrpumpe
Innerhalb der Trennkammer
Dank des mit der Antriebswelle
Der Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses
Das kontinuierlich über den Gemischkammereinlass
Während des Verfahrens des Vortrennens wird der Feststoff- oder Flüssigkeitsanteil des im Bereich des Gemischkammerauslasses
Aufgrund des Zusammenwirkens von Ermittlungseinrichtung
Der zuvor erwähnte, anzustrebende konstante Feststoffanteil im Bereich des Gemischkammerauslasses
Wie bereits zuvor angedeutet, kann die Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem gemischkammerseitigen Druck und dem flüssigkeitskammerseitigen Druck durch die Steuerungseinrichtung
Gemäß einer ersten Option kann das Steuern der Druckdifferenz durch Steuern des Auslassquerschnitts des Gemischkammerauslasses
In einer weiteren Option zur Steuerung der Druckdifferenz zwischen gemischkammerseitigem und flüssigkeitskammerseitigem Druck wird die Gemischzufuhrpumpe
Gemäß einer weiteren Option kann der Durchlassquerschnitt des Durchlasses
Gemäß einer weiteren Option erfolgt das Steuern der genannten Druckdifferenz durch Steuern der Drehzahl des Vorschubmittels
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Anordnungarrangement
- 44
- Vorrichtung zur VortrennungPre-separation device
- 66
- zweite Vorrichtungsecond device
- 88th
- Behältercontainer
- 1010
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 1212
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 1414
- Höhenrichtungheight direction
- 1616
- Höhenrichtungheight direction
- 1818
- Querrichtungtransversely
- 2020
- Querrichtungtransversely
- 2222
- Gemischkammermixture chamber
- 2424
- Trennkammerseparation chamber
- 2626
- Auslasskammeroutlet
- 2828
- Stauscheibebaffle plate
- 3030
- Filter- oder SiebelementFilter or sieve element
- 3232
- Flüssigkeitskammerliquid chamber
- 3434
- GemischkammereinlassMixture chamber inlet
- 3636
- GemischzufuhrpumpeMixture feed pump
- 3838
- GemischkammerauslassGemischkammerauslass
- 4040
- GemischabfuhrpumpeMixture discharge pump
- 4242
- Verbindungsleitungconnecting line
- 4444
- FlüssigkeitskammerauslassFlüssigkeitskammerauslass
- 4646
- FlüssigkeitskammerauslassFlüssigkeitskammerauslass
- 4848
- Leitungmanagement
- 5050
- Drosselventilthrottle valve
- 5252
- Drosselventilthrottle valve
- 5454
- Drosselventilthrottle valve
- 5656
- Drucksensorpressure sensor
- 5858
- Drucksensorpressure sensor
- 6060
- Drucksensorpressure sensor
- 6262
- Drucksensorpressure sensor
- 6464
- Ermittlungseinrichtungdetermining device
- 6666
- Sensorsensor
- 6868
- Vorschubmitteladvancing means
- 7070
- RückschubmittelRetracting means
- 7272
- Drehachseaxis of rotation
- 7474
- Antriebswelledrive shaft
- 7676
- Motorengine
- 7878
- Zwischenstückconnecting piece
- 8080
- Ringspaltannular gap
- 8282
- Ausschieberejector
- 8484
- Nabehub
- 8686
- Flügelwing
- 8888
- Strebestrut
- 9090
- Strebestrut
- 9292
- Durchlasspassage
- 9494
- erste Scheibefirst disc
- 9696
- zweite Scheibesecond disc
- 9898
- Antriebdrive
- 100100
- Steuerungseinrichtungcontrol device
Claims (15)
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-
2014
- 2014-04-26 DE DE102014006408.5A patent/DE102014006408B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH693696A5 (en) * | 2002-10-17 | 2003-12-31 | Bucher Guyer Ag | Juice separator has filter pipe with larger inner diameter than outer diameter of inner rotating helix for preliminary separation of solid residues from fruit or vegetable juice |
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