DE102015105988B3

DE102015105988B3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte in einer Zentrifuge

Info

Publication number: DE102015105988B3
Application number: DE102015105988.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Schneider; Friedrich Holbl
Original assignee: Hiller GmbH
Current assignee: Hiller GmbH
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2035-04-21

Abstract

Die Vorrichtung dient zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension (40) in einer Schneckenzentrifuge (10), bei der im Auslauf (52) für die leichte Phase der Reinheitsgrad des Zentrats (50) überwacht wird. Zur Überwachung und Regelung des Reinheitsgrades dient ein Objektsensor (56), der unterschiedliche Helligkeits- und/oder Farbwerte und/oder Graustufen oder Kontraste des ausfließenden Zentrats (50) feststellt und registriert. Der Objektsensor (56) ist mit einer Recheneinheit (62) verbunden, von der Ausgangsleitungen (64) zur Signalübertragung an eine Beschickungspumpe (38) für die zugeführte Suspension (40) und/oder eine Pumpe (42) für die Zufuhr eines Dosiermittels in die Suspension (40) führen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension in einer Schneckenzentrifuge.
Zum Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte in einer Suspension werden weitgehend Vollmantelzentrifugen eingesetzt, bei denen aufgrund einer Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Förderschnecke die schwere Phase über ein konisch verjüngtes Ende der Trommel zu einer Austragsöffnung gefördert wird, während die leichte Phase, das Zentrat, am axial gegenüberliegenden Ende der Trommel über einen Wehr-Auslauf abgegeben wird. Durch eine geeignete Wahl oder Einstellung der Differenzdrehzahl kann dabei Einfluss auf den Reinheitsgrad des auslaufenden Zentrats ausgeübt werden, das möglichst frei von trübenden Feststoffen sein sollte. Dies ist besonders wichtig bei der Erzeugung von zum Verzehr bestimmten Lebensmitteln wie beispielsweise Olivenöl oder Fruchtsäften. Ein weiteres Mittel, um den Reinheitsgrad des Zentrats zu beeinflussen, besteht alternativ oder zusätzlich in der Steuerung der Zuflussmenge der Suspension in die Zentrifuge, der Trommeldrehzahl, der Wehrhöhe und ggf. auch einer gesteuerten Zufuhr eines Dosiermittels in die Suspension.
Aus DE 39 04 151 A1 ist eine Zentrifuge bekannt, bei der im Auslauf für die leichte Phase eine Einrichtung mit einem Signalgeber zur Überwachung des Reinheitsgrades des Zentrats angeordnet und über eine Signalleitung einer Recheneinheit mit einem Impulsgeber aufgeschaltet ist. Dieser dient dazu, über einen Stellimpuls ein Mengeneinstellorgan in der Zufuhrleitung für die Suspension entsprechend dem gewünschten Reinheitsgrad des Zentrats einzustellen. Über Aufbau und Wirkungsweise des Signalgebers sind keine Angaben gemacht.
Die DE 696 18 989 T2 betrifft als weiteren Stand der Technik ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln und Überwachen einer Durchlaufzentrifuge mit einer Kamera, die zur Messung des Reinheitsgrades des Zentrats einer Schneckenzentrifuge benützt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die es erlaubt, den Reinheitsgrad des gewonnenen Zentrats kontinuierlich zu ermitteln und während des Betriebs auf einen gewünschten Sollwert einzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß Vorrichtung des Anspruchs 1 eine Schneckenzentrifuge mit einem Objektsensor vorgesehen, der Mittel zur Feststellung von Grauwerten und/oder Farbwerten und/oder Helligkeitswerten und/oder Kontrasten hat, wobei die dabei ermittelten Messwerte über Signalleitungen einer Recheneinheit zugeführt werden. In dieser werden die Messwerte in Stellwerte umgewandelt, um den Prozessablauf durch Änderung der Differenzdrehzahl und/oder der zugeführten Menge der Suspension, ggf. auch eines Dosiermittels und/oder der Trommeldrehzahl und/oder der Wehrhöhe, so zu beeinflussen, dass das auslaufende Zentrat einen gewünschten Sollwert erreicht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. Diese zeigt schematisch einen möglichen Aufbau einer Vorrichtung.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zeigt im Längsschnitt eine Schneckenzentrifuge 10, bestehend aus einer umlaufenden Trommel 12 und einer darin über zwei Radiallager 14 koaxial gelagerten Förderschnecke 16. Die Trommel 12, die ebenfalls an ihren beiden Enden in Radiallagern 18 drehbar gelagert ist, besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 20 und einem konischen Abschnitt 22. Für den Drehantrieb der Trommel 12 dient ein Trommelmotor 24, der hier über einen Riementrieb 26 eine auf die Trommel 12 aufgezogene Riemenscheibe 28 antreibt. Die Förderschnecke 16 hat einen eigenen Schneckenmotor 30, dessen Ausgangswelle 32 mit der Hohlwelle 34 der Förderschnecke 16 verbunden ist.
In die Hohlwelle 34 der Förderschnecke 16 führt ein Zulaufrohr 36, durch welches mittels einer Beschickungspumpe 38 die zu trennende Suspension 40 zugeführt wird. Eine weitere Pumpe 42 dient dazu, in die Leitung 44 hinter der Beschickungspumpe 38 ein Dosiermittel, beispielsweise ein Polymer einzuleiten.
In der Zeichnung ist angedeutet, dass der zylindrische Abschnitt 20 der Trommel 12 durch eine Stirnwand 46 abgeschlossen ist, die Wehröffnungen 48 für die Abgabe der leichten Phase, des Zentrats 50 hat, das in einem Auslauf 52 nach außen gelangt.
In dem konischen Abschnitt 22 der Trommel 12 sind Austragsöffnungen 54 für die schwere Phase vorgesehen.
Gemäß der Erfindung ist im Bereich des Auslaufs 52 für das Zentrat 50 ein Objektsensor 56 angebracht, beispielsweise in Form einer photographischen Kamera 56, deren Objektiv 58 auf das auslaufende Zentrat 50 gerichtet ist. Mit Hilfe des Objektsensors 56 werden in festgelegten Zeitintervallen oder auch kontinuierlich Bilder des auslaufenden Zentrats 50 erzeugt, die aufgrund der Eigenschaften des Objektsensors 56 vor allem den Grauwert des Zentrats 50 wiedergeben und daneben auch dessen Farbwert und/oder Helligkeit und/oder Kontraste erkennen lassen.
Der Objektsensor 56 ist über eine Signalleitung 60 mit einer Recheneinheit 62 verbunden, die eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS enthält. Von dieser Recheneinheit 62 führen eine Ausgangsleitung 64 zur Signalübertragung an die Beschickungspumpe 38 für die zugeführte Suspension 40 und eine Ausgangsleitung 64' zu der Pumpe 42 für die Zufuhr des Dosiermittels in die Suspensionsleitung 44.
Darüber hinaus ist die Recheneinheit 62 über eine Signalleitung 66 mit dem Trommelmotor 24 und über eine weitere Signalleitung 66' mit dem Schneckenmotor 30 verbunden.
An der Recheneinheit 62 kann der gewünschte Sollwert für die Reinheit des auslaufenden Zentrats 50 eingestellt werden, der mit dem über die Signalleitung 60 zugeführten Messwert des Objektsensors 56 bezüglich Helligkeits- oder Farbwerten und/oder Graustufen und/oder Kontrasten (Istwerte) verglichen wird. Bei Abweichungen zwischen Sollwert und Istwert kann über die Signalleitungen 66, 66' die Drehzahl des Trommelmotors 24 und des Schneckenmotors 30 verändert werden. Wenn das Zentrat 50 einen eingestellten Sollwert überschreitet und damit eine dunkle und somit schlechte Qualität hat, wird zur Verbesserung der Klärung des Zentrats 50 die Differenzdrehzahl erhöht.
Daneben ist es aber auch möglich, nur die Drehzahl des Trommelmotors 24 zu erhöhen, um den Reinheitsgrad des Zentrats 50 zu verbessern.
Alternativ oder zusätzlich kann über die Recheneinheit 62 und die Ausgangsleitung 64 die Förderleistung der Beschickungspumpe 38 reduziert werden, um die zugeführte Suspension 40 zu drosseln, so dass der gewünschte Reinheitsgrad wieder erreicht wird. Zusätzlich kann über die Ausgangsleitung 64' die Pumpe 42 so eingestellt werden, dass die in die Suspensionsleitung 44 eingegebene Dosiermittelmenge erhöht wird, wodurch ebenfalls eine Verbesserung des Reinheitsgrades des Zentrats 50 erreicht wird.
Über die Recheneinheit 62 wird das Verfahren unterbrochen, wenn sich nach einer vorgebbaren Zeit keine Übereinstimmung des Istwertes des Reinheitsgrades mit dem Sollwert einstellt.

Claims

Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension (40) in einer Schneckenzentrifuge (10) mit einer umlaufenden Trommel (12) und einer koaxial in dieser gelagerten Förderschnecke (16), für deren Drehantrieb ein Trommelmotor (24) und ein Schneckenmotor (30) vorgesehen sind, wobei für die Zufuhr der Suspension (40) ein Zulaufrohr (36) vorgesehen ist und die Trommel (12) einen Auslauf (52) für das Zentrat (50) hat, wobei zur Feststellung des Reinheitsgrades des Zentrats (50) ein auf das auslaufende Zentrat (50) gerichteter Objektsensor (56) vorgesehen ist, der mit Mitteln zur Feststellung von Grauwerten und/oder Farbwerten und/oder Helligkeitswerten und/oder Kontrasten ausgerüstet und über eine Signalleitung (60) mit einer Recheneinheit (62) verbunden ist, von der Ausgangsleitungen (64, 64') zur Signalübertragung an eine Beschickungspumpe (38) für die zugeführte Suspension (40) und/oder an eine Pumpe (42) für die Zufuhr eines Dosiermittels in die Suspension (40) führen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Objektsensor eine photographische Kamera (56) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (62) über eine Signalleitung (66, 66') mit dem Trommelmotor (24) und/oder mit dem Schneckenmotor (30) verbunden ist.