DE102016001510A1

DE102016001510A1 - Verbesserung der Extraktion von Pflanzenöl

Info

Publication number: DE102016001510A1
Application number: DE102016001510.1A
Authority: DE
Inventors: Marc Kellens; Etienne Le Clef; Timothy G. Kemper
Original assignee: Desmet Ballestra Engineering NV SA
Current assignee: Desmet Belgium NV
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2016-08-25
Anticipated expiration: 2036-02-11
Also published as: GB2535501A; DE102016001510B4; GB2535501B; US10647077B2; US20160243783A1; GB201502759D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und einen Prozess zum Durchführen eines kontinuierlichen Vorpressens an einem ölhaltigen Pflanzenmaterial zum Gewinnen mindestens eines Teils des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial enthaltenen Öls und zum Herstellen eines Kuchens, der ein mindestens teilweise entöltes ölhaltiges Pflanzenmaterial umfasst. Die Vorrichtung umfasst eine mechanische Vorpresse zum mechanischen Komprimieren des ölhaltigen Pflanzenmaterials, wobei die Vorpresse mit einem Kuchenaustritt zum Austreten-Lassen des Kuchens an einen Kühler ausgestattet ist. Der Kühler umfasst Mittel, um den Kuchen einer Abwärtsbewegung zu unterziehen, und Mittel zum Liefern eines Kühlgases, vorzugweise Luft, in einem Gegenstrom zur Abwärtsbewegung des Kuchens zum Zweck des Kühlens des Kuchens.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und einen Prozess für die Extraktion ölhaltigen Pflanzenmaterials, das zuerst durch eine mechanische Extraktion gewonnen wird und an dem nachher eine Lösungsmittelextraktion durchgeführt wird. Insbesondere ermöglichen die Vorrichtung und der Prozess der vorliegenden Erfindung, den Anteil übelriechender Komponenten die von der Vorrichtung an die Atmosphäre abgegeben werden, beträchtlich zu verringern und ferner die Leistung des Lösungsmittelextraktors zu steigern. Insbesondere werden der Mahldefekt und der Restölgehalt des Presskuchens, die aus der mechanischen Extraktion resultieren, beträchtlich verringert.
Hintergrund der Erfindung
Die zwei gebräuchlichsten Prozesse zur Gewinnung verzehrbaren Öls aus ölhaltigen Pflanzenmaterialien, wie zum Beispiel Saaten, Bohnen und Nüssen sind der Vollpress-Extraktionsprozess, bei dem mechanische Schneckenpressen dazu verwendet werden, das Öl zu gewinnen, indem das ölhaltige Pflanzenmaterial unter hohem Druck gepresst wird, und der Lösungsmittelextraktionsprozess, bei dem ein Lösungsmittel mit dem ölhaltigen Pflanzenmaterial vermischt wird, um seinen Ölgehalt zu lösen und zu extrahieren. Die Lösungsmittelextraktion erfordert unweigerlich eine sorgfältige Vorbereitung des ölhaltigen Pflanzenmaterials, so zum Beispiel ein Enthülsen, Erhitzen, Flocken und Kochen. Das Lösungsmittel ist üblicherweise Hexan.
Die Vollpressung findet sich in kleinen Ölmühlen, doch wird durch diesen mechanischen Prozess nur ungefähr 90% des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial enthaltenen Öls gewonnen, was für größere Ölmühlen, die Rohstoffe verarbeiten, nicht akzeptabel ist.
Für ölhaltiges Pflanzenmaterial, das einen hohen Ölanteil aufweist, zum Beispiel ungefähr 40 Gewichtsprozent, wie zum Beispiel Raps- oder Sonnenblumenkerne, ist es vorteilhaft, die Ölextraktion in zwei Schritten durchzuführen: eine teilweise mechanische Extraktion unter der Verwendung einer Vorpresse, gefolgt von einer Lösungsmittelextraktion unter der Verwendung eines Extraktors. Tatsächlich kann die mechanische Extraktion als eine Vorbereitung oder ein Schritt der Vorbereitung angesehen werden, währenddessen ein beträchtlicher Prozentsatz des Öls mit einem kontrollierten mechanischen Prozess extrahiert wird. Für Rapssamen und Sonnenblumenkerne hat es sich zum Beispiel als vorteilhaft herausgestellt, ungefähr zwei Drittel des Öls (66%) mechanisch zu pressen und das verbleibende Öl durch eine Lösungsmittelextraktion zu extrahieren.
Demgemäß erzeugt dann für solche ölhaltigen Pflanzenmaterialien, die einen hohen Anteil von Öl enthalten, der erste Ölextraktionsschritt eine mechanische Extraktion, die eine Vorpresse verwendet, die dann ein Vorpress-Öl und einen Vorpress-Kuchen erzeugt, der von nun an als „Kuchen” bezeichnet wird. Der Kuchen enthält immer noch eine beträchtliche Menge Öl, typischerweise ungefähr 15 bis 25 Gewichtsprozent. Der zweite Schritt ist die Lösungsmittelextraktion des Kuchens, wodurch ein Mahlgut erzeugt wird, das im Wesentlichen frei von Öl ist (idealerweise unter 0,5 Gewichtsprozent) und eine Miscella, die reich an Öl ist. Während des Vorpressschrittes wird das ölhaltige Pflanzenmaterial beträchtlichen Reibungs- und Kompressionskräften ausgesetzt, die eine beträchtliche Zunahme an Wärme bewirken. Folglich verlässt der Kuchen die Vorpresse typischerweise bei einer Temperatur von 105°C bis 115°C. Zur Vollständigkeit sei erwähnt, dass beim Verlassen der Vorpresse eine schnelle Abkühlung aufgrund einer Entspannungsverdampfung eines Prozentsatzes der Feuchtigkeit, die natürlicherweise in dem ölhaltigen Material vorhanden ist, stattfindet und die Kuchentemperatur auf ungefähr 100°C absenkt.
In manchen Ölmühlen wird der warme Kuchen ohne systematisches und kontrolliertes Kühlen in den Lösungsmittelextraktor eingeführt, weshalb seine Temperatur den Siedepunkt des Lösungsmittels (üblicherweise Hexan) übersteigt, das im Lösungsmittelextraktor verwendet wird. Es ergibt sich hieraus jedoch kein Sicherheitsproblem, solange der Extraktor mit einem entsprechend ausgelegten Kondensator ausgerüstet ist, der eventuell verdampftes Lösungsmittel kondensiert.
Das wirkliche Problem besteht jedoch in der Fragilität des Kuchens, wenn dieser heiß ist. Tatsächlich sollte die Vorpressung eine ausgezeichnete Vorbereitung für die Lösungsmittelextraktion sein, da ein Großteil der das Öl enthaltenden Zellen durch die beträchtlichen Reibungs- und Kompressionskräfte aufgeschlossen wird, die in der Vorpresse erzeugt werden. Ferner entspannt sich, wie zuvor erwähnt, das Wasser am Ausgang der Vorpresse, wodurch eine poröse Struktur erzeugt wird, die für eine Lösungsmitteldiffusion innerhalb des Kuchens eigentlich ideal wäre. Diese ideale Struktur geht jedoch verloren, weil der Kuchen heiß über eine große Entfernung von der Vorpresse an den Extraktor transportiert werden muss. Unglücklicherweise ist dieser, wenn er heiß ist, sehr fragil und zerbricht in kleine Stücke und Feinstoffe (Staub) während des langen Transports von der Vorpresse zum Extraktor. Tatsächlich ist typischerweise der Extraktor in einem eigenen Gebäude untergebracht, in dem spezifische Sicherheitsregeln gelten, was an der durch das Hexan gegebenen Explosionsgefahr liegt. Deshalb hat dann typischerweise eine Ölmühlenanlage mehrere Vorpressen, die im Vorbereitungsgebäude untergebracht sind, sowie einen Extraktor, der in einem eigenen Gebäude mit beschränktem Zugang angeordnet ist. Demgemäß entstehen aufgrund des langen Transports des fragilen heißen Kuchens viele Feinstoffe und folglich erfolgt eine schlechte Perkolation, die der Grund einer suboptimalen Lösungsmittelextraktion des Extraktors ist, wie zum Beispiel eine lange Verweildauer und/oder hohes Restöl und/oder eine verringerte Kapazität. Tatsächlich ist es auf dem Gebiet der Lösungsmittelextraktion wohl bekannt, dass das Auftreten von Feinstoffen (in dem einer Lösungsmittelextraktion zu unterziehenden Material) negative Auswirkungen auf die Lösungsmittelperkolation hat, was für die Leistung eines Perkolations-Lösungsmittelextraktor von entscheidender Bedeutung ist.
Deshalb wird zum Beheben der oben beschriebenen Situation bei den meisten Ölmühlen der Kuchen in einem waagrechten Kühltunnel systematisch auf ungefähr 60 bis 80°C gekühlt, bevor er in den Lösungsmittelextraktor eingeführt wird. Der Kuchen wird durch einen Einfülltrichter eingeführt, und während er zum Beispiel auf einem sich bewegenden Band langsam durch den waagrechten Kühltunnel transportiert wird, wird er durch eine Strömung von quer strömender Luft langsam abgekühlt, die dann an die Atmosphäre entweicht. Der gekühlte Kuchen wird dann an den Lösungsmittelextraktor gefördert.
Trotzdem ist die Kuchenkühlung, wie sie derzeit in einem waagrechten Kühltunnel durchgeführt wird, nicht zufriedenstellend. Tatsächlich muss, bevor die tatsächliche Kühlung des Kuchens durchgeführt werden kann, der Kuchen von der Vorpresse an den waagrechten Kühltunnel transportiert werden. Tatsächlich sind Ölmühlen mit mehreren Vorpressen und nur einem waagrechten Kühltunnel ausgestattet, weshalb der Transport des Kuchens mehrere Förderbänder erfordert und relativ lang ist, weshalb der Kuchen schon Zeit gehabt haben wird, in kleine Stücke und Feinstoffe zu zerfallen, bevor er gekühlt und steif wird. Selbst wenn folglich eine begrenzte Verbesserung der Perkolationsrate zu beobachten ist, bleibt die Leistung des Lösungsmittelextraktors hinsichtlich der Verweildauer und/oder der Kapazität und/oder des in dem extrahierten Pflanzenmaterial verbleibenden Restöls suboptimal. Die suboptimale Leistung des Extraktors kommt von den niedrigen Perkolationsraten, die durch zu viele Feinstoffe verursacht werden. Feinstoffe werden durch einen zu langen Transport des heißen, fragilen Kuchens verursacht, bevor dieser gekühlt und steif wird.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit dem waagrechten Kühltunnel, der auf diesem Gebiet für gewöhnlich in Gebrauch ist, besteht darin, dass die in dem Luftkühler eingesetzte Luft an die Atmosphäre entweicht und die Umgebung mit übelriechende Komponenten verschmutzt, insbesondere wenn Rapssamen verarbeitet werden. Es ist technisch möglich, die Luft zu behandeln, um den Großteil der übelriechende Komponenten zu entfernen, zum Beispiel mit einem Biofilter, diese Option ist jedoch ganz besonders kostenintensiv, weil das zu behandelnde Luftvolumen sehr groß ist. Typischerweise wird für einen derzeit verfügbaren waagrechten Kühltunnel 300 m³ Luft pro Tonne Saaten (oder 425 m³ Luft pro Tonne Kuchen) benötigt. Deshalb bedeutet das für eine Ölmühle mit einer Kapazität von 750 Tonnen pro Tag, dass 225.000 m³ täglich an die Umgebung abgegeben werden oder zu hohen Kosten behandelt werden müssen.
Es besteht daher auf diesem Gebiet ein Bedarf nach verbessertem Gerät und einem verbesserten Prozess für den Transport des Kuchens von der mechanischen Vorpresse an die nachfolgende Lösungsmittelextraktion, der es gestattet, die Leistung der nachfolgenden Lösungsmittelextraktion zu verbessern und das entweichen übelriechender Komponenten in die Umgebung zu verringern.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und einen verbesserten Prozess zum Kühlen des Presskuchens, der bei der mechanischen Extraktion des ölhaltigen Pflanzenmaterials entsteht, und zum Transportieren des Kuchens an einen Lösungsmittel-Extraktionsprozess (Extraktor) zum Abschließen der Ölextraktion vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass die Leistung einer Lösungsmittelextraktion eines Presskuchens, der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt wurde oder gemäß dem erfindungsgemäßen Prozess behandelt wurde, verbessert werden kann, und dass das Entweichen übelriechender Komponenten an die Umgebung beträchtlich verringert werden kann. Die vorliegende Erfindung bietet den zusätzlichen Vorteil, dass die Nachteile der Kuchenkühlung und des Transportgeräts sowie des Prozesses des Standes der Technik überwunden werden.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass Geräte und ein Verfahren bereitgestellt werden, die zu einer höheren Perkolationsrate des Lösungsmittels während der Lösungsmittelextraktion im Vergleich mit der bestehenden Praxis führen.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass das Entweichen übelriechender Komponenten im Vergleich mit der bestehenden Praxis verringert wird.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen Prozess und Geräte bereitzustellen, die zu der Verringerung des Restöls führt, das in dem durch Lösungsmittelextraktion behandelten Pflanzenmaterial verbleibt.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Es hat sich herausgestellt, dass die oben genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst wird, mit der ölhaltiges Pflanzenmaterial einer kontinuierlichen Vorpressung zum Gewinnen mindestens eines Teils des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial enthaltenen Öls und zum Herstellen eines Kuchens unterzogen wird, der ein mindestens teilweise entöltes ölhaltiges Pflanzenmaterial umfasst, wobei die Vorrichtung eine mechanische Vorpresse zum mechanischen Komprimieren des ölhaltigen Pflanzenmaterials umfasst, wobei die Vorpresse mit einem Kuchenaustritt zum Austreten-Lassen des Kuchens an einen Kühler ausgestattet ist, wobei der Kühler Mittel aufweist, um den Kuchen einer Abwärtsbewegung zu unterziehen, wobei der Kühler ferner Mittel zum Liefern eines Kühlgases, vorzugsweise Luft, in einem Gegenstrom zur Abwärtsbewegung des Kuchens zum Zweck des Kühlens des Kuchens umfasst.
Am Ausgang der Vorpresse bewegt sich der Kuchen in einer Abwärtsrichtung, fällt insbesondere durch die Wirkung der Schwerkraft direkt in den Kühler, wo er durch aufsteigendes Kühlgas, insbesondere Luft, gekühlt wird. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass dieses Kühlgerät und Kühlverfahren nicht nur einen Kühleffekt, sondern auch einen Abschreckungs- oder Krustenbildungseffekt am Kuchen hat. Demgemäß wird der Kuchen, insbesondere seine Oberfläche, sehr schnell abgekühlt, sodass sich um jeden Partikel des Kuchens eine Kruste bildet. Die Krustenbildung bewirkt, dass der Kuchen agglomeriert bleibt, sodass seine ursprüngliche Kuchenform beibehalten wird und er nicht in Feinstoffe und kleine lose Partikel zerfällt.
Es wurde beobachtet, dass die Verwendung eines Kühlers, wie er oben beschrieben ist, insbesondere eines Kühlers, der sich in einer aufrechten Richtung erstreckt, insbesondere eines Vertikalkühlers, gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber dem waagrechten Kühltunnel des Standes der Technik für die Leistung der nachgeschalteten Lösungsmittelextraktion vorteilhaft ist. Eine höhere Perkolation des Lösungsmittels, ein höherer Durchsatz und/oder geringere Mengen an Restöl, die in dem extrahierten ölhaltigen Material verbleiben, wurden beobachtet.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass im Vergleich zu dem waagrechten Kühltunnel des Standes der Technik der erfindungsgemäße Kühler es gestattet, das Volumen der zum Kühlen des Kuchens benötigten Luft beträchtlich zu verringern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur ist eine Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung eines Prozesses gemäß der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht durch die Figur, sondern lediglich durch die Ansprüche eingeschränkt.
Definitionen
Vorpresse: Im Zusammenhang der Erfindung bezieht sich eine Vorpresse insbesondere auf ein Gerät für die mechanische teilweise Extraktion des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial, wie zum Beispiel Rapssamen oder Sonnenblumenkernen, enthaltenen Öls. Auf diesem Gebiet wird sie manchmal auch als eine Presse oder als ein Expeller bezeichnet. Beispiele dieses Geräts ist die Vorpresse Sterling 800 von Desmet Rosedown. Harburg-Freudenberger Maschinenbau GmbH ist ein weiterer Hersteller solcher Geräte.
Kuchen: Im Zusammenhang der Erfindung bezieht sich Kuchen insbesondere auf das aus der Vorpresse austretende teilweise entölte Feststoffmaterial, das ein Ergebnis aus der mechanischen Pressung ölhaltigen Pflanzenmaterials ist. Auf diesem Gebiet wird er manchmal auch als ein Presskuchen oder Vorpresskuchen bezeichnet, der Einfachheit halber wird jedoch der Begriff „Kuchen” verwendet.
Extraktor: Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung bezieht sich Extraktor insbesondere auf einen Gegenstrom-Perkolations-Lösungsmittelextraktor. Das Lösungsmittel ist vorzugsweise im Handel erhältliches Hexan. Beispiele solcher Extraktoren sind der LM oder Reflex von Desmet Ballestra, bei denen es sich um Tiefbettextraktoren handelt, oder Extraktoren, die von Crown Iron Works hergestellt werden, die Flachbettextraktoren sind.
Waagrechter Kühltunnel: Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung bezieht sich ein waagrechter Kühltunnel insbesondere auf ein Gerät, bei dem Kuchen durch einen Einfülltrichter eingeführt wird und während eines waagrechten Transports durch ein sich bewegendes Band zum Beispiel durch eine Strömung quer strömender Luft gekühlt wird, die dann an die Atmosphäre entlassen wird. Weil quer strömende Luft verwendet wird, wird ein großes Luftvolumen benötigt, typischerweise 300 m³ Umgebungsluft (20°C, 90% relative Feuchte) pro Tonne Kuchen. Ein Beispiel für einen solchen waagrechten Kühltunnel ist die Serie 900 oder die Serie 1800 oder die Serie 2700, die von Alloco unter dem generischen Namen „Dryer/Cooler” hergestellt wird.
Kühler: Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung bezieht sich Kühler insbesondere auf ein Gerät, in dem der Kuchen durch einen Gegenstrom von Luft gekühlt wird. Die Kühlluft steigt von einem unteren Teil des Kühlers, insbesondere vom Boden, an einen oberen Teil des Kühlers, insbesondere zum Deckel des Kühlers, auf und der Kuchen bewegt sich langsam vom oberen Ende des Kühlers abwärts zum unteren Ende. In dem Kühler bewegen sich sowohl die Luft als auch der Kuchen senkrecht, d. h. in der Höhenrichtung, jedoch in entgegengesetzten Richtungen, weshalb er als ein Vertikalkühler oder ein sich aufrecht erstreckender Kühler oder als ein vertikaler, sich aufrecht erstreckender Kühler bezeichnet werden könnte, zur Einfachheit wird jedoch von nun an der Begriff „Kühler” verwendet.
Detaillierte Beschreibung
Wie in der Figur gezeigt, umfasst der Kühler 1 ein Kühlgefäß 2, das typischerweise ein Metallgefäß, vorzugsweise mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, ist und mit einer oberen Öffnung 3 zum Einführen des heißen Kuchens ausgestattet ist. Der quadratische oder rechteckige Querschnitt ist aus konstruktiven Gründen vorteilhaft, doch ist die Erfindung nicht auf diese Art Querschnitt eingeschränkt und umfasst Kühlgefäße mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt oder auch jedem anderen beliebigen Querschnitt. Die obere Öffnung 3 ist mit dem Kuchenaustritt 4 der Vorpresse 5 verbunden, vorzugsweise wird eine direkte Verbindung hergestellt. Eine oder mehr Lamellen 6 sind am unteren Teil der Seiten, zum Beispiel den sich senkrecht erstreckenden Seiten, des Kühlgefäßes angeordnet, sodass von außen eingeführte Umgebungsluft 7 in das Kühlgefäß eintreten kann, der Kuchen innerhalb des Kühlgefäßes jedoch nicht herausfließen kann. Die Erfindung ist nicht auf Lamellen eingeschränkt, vielmehr kann eine beliebige Öffnung, die von dem Fachmann für geeignet gehalten wird, die einen Luftdurchtritt ermöglicht, jedoch ein Herausfließen des Kuchens verhindert, verwendet werden, so zum Beispiel fällt ein Gitter innerhalb des Umfangs der Erfindung. Der Luftauslass des Kühlers ist unmittelbar oberhalb der Kuchen-Auslasshaube 8 selbst angeordnet, und der Luftauslass ist mit zum Beispiel einem Sauglüfter 9 verbunden. Die Verwendung eines Sauglüfters wird bevorzugt, weil innerhalb des Kühlers ein Unterdruck hergestellt werden kann und ein solcher Unterdruck die Wasserverdunstung und daher auch die Verdunstungskühlung begünstigt. Ein unterer Teil, insbesondere der untere Teil des Kühlgefäßes ist mit einem Austrittssystem 10, typischerweise ein Paar Schnecken mit variabler Drehzahl, die sich zum Transportieren des abgekühlten Kuchens über eine (nicht gezeigte) Fördereinrichtung an den Lösungsmittelextraktor 11 in Gegenrichtung drehen. Dieses Paar Schnecken mit variabler Drehzahl haben den Zweck, den abgekühlten Kuchen heraus zu fördern, während sein Pegel innerhalb des Kühlgefäßes konstant gehalten wird. Große langsame Schnecken werden gegenüber anderen Austragsmechanismen bevorzugt, da diese mit dem abgekühlten Kuchen sanfter umgehen und keine großen Mengen Feinstoffe erzeugen. Es fallen jedoch auch andere Austragsmechanismen in den Umfang der Erfindung, solang sie den abgekühlten Kuchen sanft behandeln und keine großen Mengen Feinstoffe erzeugen. Dem Austragssystem 10 nachgelagert können 2 bis 3 oder mehr zusätzliche Fördereinrichtungen vorgesehen werden, um den abgekühlten Kuchen zur (nicht gezeigten) Lösungsmittelextraktion zu befördern.
Deshalb bleibt unter stabilen Betriebsbedingungen die Menge des gekühlt werdenden Kuchens innerhalb des Kühlers konstant. Das Volumen des Kühlgefäßes wird so berechnet, dass eine Verbleibdauer von 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 bis 10 Minuten, noch besser 2 bis 10 Minuten, sogar noch besser 4 bis 8 Minuten, sichergestellt wird. Für die Vorpressverarbeitung von 750 Tonnen Rapssamen pro Tag und zur Erzeugung von 480 Tonnen Kuchen pro Tag hat sich ein Kühlgefäß von ungefähr 4 m³ Größe als ausreichend herausgestellt. Seine Abmessungen können zum Beispiel 2 m × 1 m × 2 m (Länge × Breite × Höhe) betragen. Die Höhe des Materials innerhalb des Kühlgefäßes ist ungefähr 1,5 m, was ein Volumen von ungefähr 3 m³ darstellt, was unter stabilen Betriebsbedingungen einer Verbleibdauer von ungefähr 5 Minuten entspricht. Typischerweise ist der Kühler mit bekannten Mitteln zum Bestimmen des Pegels des innerhalb des Kühlgefäßes geladenen Materials, wie zum Beispiel einem Ultraschall-Pegel-Sensor, ausgestattet. Optional kann zusätzlich ein Sichtfenster 12 an einer oder mehreren Seiten des Kühlgefäßes angebracht werden, damit der Pegel des Kuchens innerhalb 13 des Kühlers einfach durch Sichtprüfung festgestellt werden kann. Es muss darauf hingewiesen werden, dass die Größe und die Form des Kühlers auf eine bestimmte Anlagenkapazität und auf die Anordnung einer bestimmten Anlage angepasst werden können. Optional kann die Wärme, die in der warmen Luft enthalten ist, die aus dem Kühler austritt 14, in einem Wärmetauscher 15 wiedergewonnen werden, bevor sie an die Atmosphäre 16 abgegeben wird, oder optional behandelt werden, um übelriechende Komponenten zu verringern.
Idealerweise ist der Kühler unmittelbar unterhalb und auf der Höhe des Vorpress-Kuchenaustritts angeordnet, weshalb der warme Kuchen 17 unter der Wirkung der Schwerkraft direkt in das Kühlgefäß fällt, wo er durch aufsteigende Luft 18 gekühlt wird. Diese Luft 7 tritt zum Beispiel durch die Lamellen 6 in das Kühlgefäß ein und tritt durch eine oder mehrere Luftauslässe 8 in der Vorpressenhaube aus dem Kühler aus. Die Leistung des Sauglüfters 9 wird so eingestellt, dass die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit der Luft erhalten wird. Eine luftdichte Verbindung zwischen der Vorpresse und dem senkrechten Kühler ist essenziell. Der abgekühlte Kuchen wird durch ein paar Förderschnecken, die am Boden des Kühlgefäßes angebracht sind, aus dem Kühler herausgetragen. Die Geschwindigkeit der Kühlluft wird eingestellt, um bei dem abgekühlten Kuchen eine Zieltemperatur von ungefähr 70 bis 80°C zu erreichen. Es ist nicht empfehlenswert, den Kuchen auf eine Temperatur unterhalb von 70°C abzukühlen. Tatsächlich verringert sich die Kuchentemperatur weiter um ein paar Grad Celsius beim Transport vom Kühler zum Extraktor. Die Kuchentemperatur darf nicht zu niedrig sein, weil sonst ein azeotropes Sieden im Extraktor verhindert würde, das die Oberflächenfeuchtigkeit entfernt, die während des Förderns auftritt.
Es ist jedoch akzeptabel, wenn der Kühler gegenüber dem Kuchenaustritt (am Ausgang der Vorpresse) versetzt ist, solange der Kuchen durch die Wirkung der Schwerkraft in das Kühlgefäß hinein fallen kann. Tatsächlich kann ein solcher Versatz in manchen Fällen, zum Beispiel aufgrund von Platzmangel bei der Nachrüstung bestehender Anlagen, notwendig sein.
Im Kühler geschieht die Kühlung durch einen Gegenstrom von Luft. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass im Vergleich mit dem waagrechten Kühltunnel des Standes der Technik ein moderates Luftvolumen wirksam war, um die Temperatur des Kuchens zu verringern. Tatsächlich hat sich für eine Vorpresse, in der 750 Tonnen Rapssamen pro Tag verarbeitet werden, wodurch 530 Tonnen Kuchen pro Tag anfallen, und für einen Kühler mit einem Kühlgefäß der oben beschriebenen Abmessungen ein Luftvolumen, das 50 bis 200 m³ pro Tonne Kuchen entspricht, als genügend herausgestellt, um die Temperatur des Kuchens von ungefähr 100°C auf ungefähr 80°C abzukühlen (eintretende Luft bei 20°C, relative Feuchte 90%). Auf diese Weise ist das benötigte Luftvolumen mindestens zweimal kleiner als das, das für den waagrechten Kühltunnel benötigt wird, der derzeit in der Industrie verwendet wird (425 m³ Luft pro Tonne Kuchen). Daher wird ein viel geringeres Volumen von Abluft in die Atmosphäre entlassen. Daher ist eine optionale Nachbehandlung der Abluft sparsamer und/oder effizienter, wodurch das Entweichen übelriechender Komponenten an die Umgebung potenziell verringert wird.
Daher besteht der Vorteil dessen, dass der Kühler direkt unter der Vorpresse angeordnet ist, darin, dass die Gefahr verringert wird, dass der Kuchen durch die Förderung zerstört wird, bevor der Kuchen Zeit gehabt hat, kalt und fest zu werden, und dass ein viel kleineres Luftvolumen zur adäquaten Kühlung benötigt wird. Tatsächlich kann der waagrechte Kühltunnel, wie er derzeit diesem Gebiet eingesetzt wird, nicht direkt unter der Vorpresse angeordnet werden. Wie oben erwähnt, sind Ölmühlen mit mehreren Vorpressen und nur einem waagrechten Kühltunnel ausgestattet, weshalb der Transport des Kuchens mehrere Fördereinrichtungen benötigt und auch relativ lang ist, weshalb der Kuchen schon Zeit gehabt haben wird, in kleine Stücke und Feinstoffe zu zerfallen, bevor er durch einen waagrechten Kühltunnel gekühlt und versteift wird. Dieser Anordnungsaspekt ist jedoch nicht der einzige Unterschied zwischen der offenbarten Erfindung und dem derzeit auf diesem Gebiet gebräuchlichen waagrechten Kühltunnel.
Tatsächlich ist ein waagrechter Kühltunnel ein Kühler mit einer flachen Bettschicht, da das Kuchenbett typischerweise 0,3 m hoch ist und die Kühlluft quer zum Kuchen strömt. Der Kuchen bewegt sich waagrecht und die Luft strömt senkrecht von oben nach unten. In scharfem Kontrast hierzu ist der Kühler der vorliegenden Erfindung ein Tiefbettkühler, da das Kuchenbett 13 typischerweise eine Höhe von 1,5 m hat und die Kühlluft im Gegenstrom zum Kuchen strömt. Beim erfindungsgemäßen Kühler steigt die Kühlluft von unten nach oben auf und bewegt sich der Kuchen von oben nach unten. Beim Kühler der vorliegenden Erfindung bewegen sich sowohl die Kühlluft als auch der Kuchen senkrecht, jedoch in entgegengesetzten Richtungen.
Diese zahlreichen Unterschiede führen dazu, dass die Kuchenkühlung beim erfindungsgemäßen Kühler viel effizienter erfolgt. Tatsächlich ermöglicht eine Anordnung des Kühlers direkt unter der Presse einen Abschreckungs- oder Krustenbildungseffekt: Die Oberfläche des heißen Kuchens wird direkt gekühlt und verleiht daher jedem Stück des Kuchens einige mechanische Eigenschaften, auch wenn der Kern des einzelnen Stücks des Kuchens wärmer sein kann. Es wird auch davon ausgegangen, dass der Kühler zu einer beträchtlichen Verdunstungskühlung führen kann. Auch wenn dieser Effekt noch nicht vollständig verstanden wird, könnte dieser Mechanismus erklären, dass viel weniger Luft benötigt wird, um die gewünschte Kühlung des Kuchens unter der Verwendung des erfindungsgemäßen Kühlers im Vergleich zum bestehenden waagrechten Kühltunnel, wie er derzeit auf diesem Gebiet in Gebrauch ist, zu erzielen.
Ferner wurde beobachtet, dass die Lösungsmittelextraktion effizienter ist, wenn in ihr ein Kuchen verarbeitet wird, der mit dem beschriebenen Kühler gekühlt wurde. Die Perkolationsrate ist wesentlich verbessert und der Gehalt an Restöl des extrahierten Materials entsprechend verringert. Der Grund für diese Verbesserung liegt höchstwahrscheinlich in der Verringerung an Feinstoffen, von denen in der Industrie bekannt ist, dass sie sich stark auf die Lösungsmittel-Perkolationsrate im Extraktor auswirken. Die Verbesserung der Lösungsmittel-Perkolationsrate kann leicht durch die Fördermenge der Lösungsmittel-Zirkulationspumpen des Extraktors festgestellt werden. Wenn alle Parameter gleich bleiben, ermöglicht die beschriebene Erfindung eine Verringerung des Gehalts an Restöl von mindestens 0,1 bis 0,2%. Auch wenn dies eine bescheidene Verbesserung scheint, so schlägt sie sich doch in einer wesentlichen Verbesserung nieder, da Ölmühlen typischerweise ein großes Volumen von Ölsaaten im Bereich von 1000 Tonnen pro Tag verarbeiten. Wenn demgemäß eine solche Ölmühle 350 Tage pro Jahr aktiv ist, schlägt sich eine Verringerung des Restölgehalts von 0,1% in einem Ölgewinn von fast 190 Tonnen pro Jahr nieder, was einen zusätzlichen Gewinn von ungefähr 130.000 $ bedeutet. Tatsächlich produziert dann eine Ölmühle, in der 1000 Tonnen Sonnenblumenkerne pro Tag verarbeitet werden, ungefähr 880 Tonnen geschälte Samen pro Tag und 120 Tonnen Schalen pro Tag. Danach werden die 880 Tonnen geschälte Sonnenblumenkerne pro Tag mechanisch gepresst und ergeben ungefähr 660 Tonnen Kuchen pro Tag und 220 Tonnen Öl (gepresstes Öl) pro Tag. Folglich ergeben 660 Tonnen Kuchen pro Tag ungefähr 335 Tonnen extrahiertes Mehl pro Tag, zum Beispiel mit einem Restölgehalt von 1% (ROC) und 125 Tonnen Öl pro Tag (lösungsmittelextrahiertes Öl). Wenn folglich der hier beschriebene Kühler dazu fähig ist, den Restölgehalt um 0,1% zu verringern, beträgt der Zugewinn an Öl im Jahr 0,1/100 × 535 Tonnen pro Tag × 350 Tage pro Jahr = 187 Tonnen zusätzliches Öl pro Jahr. Mit einer Preisdifferenz von 700 $ zwischen Sonnenblumenöl und Sonnenblumenmehl schlägt sich dieses zusätzlich gewonnene Öl in einem zusätzlichen Einkommen von 131.000 $ pro Jahr für eine scheinbar bescheidene Restölgehalt-Verringerung von 0,1% nieder.
In der vorliegenden Erfindung ist auch ein Mittel zum weiteren Erhöhen der Kühlrate des Kuchens enthalten, so zum Beispiel die Verwendung gepulster Kühlluft, die durch den Kühler strömt. Für die Luft können Pulsfrequenzen zwischen 0,1 und 100 Hertz, vorzugsweise von 1 bis 20 Hertz, noch besser von 2 bis 5 Hertz geeignet sein. Tatsächlich wird der Fachmann dazu fähig sein, die entsprechende Frequenz und Amplitude auszuwählen, wobei das zu verarbeitende ölhaltige Pflanzenmaterial und die Abmessungen und die Form des Kühlers berücksichtigt werden. Ein besonderer Effekt ist die Resonanz. Die Resonanz ist die Tendenz eines Systems oder Werkstoffs, bei manchen Frequenzen mit einer größeren Amplitude zu schwingen als bei anderen. Frequenzen, bei denen die Antwortamplitude bei einem relativen Maximum ist, werden als die Resonanzfrequenzen des Systems oder Werkstoffs, oder Resonanzfrequenzen bezeichnet. Bei diesen Frequenzen können selbst kleine periodische Antriebskräfte Schwingungen mit großen Amplituden erzeugen, weil der Werkstoff Schwingungsenergie speichert. Die beste Leistung kann bei Resonanzfrequenzen beobachtet werden, dies ist jedoch nicht systematisch. Das Pulsieren der Luft kann unter der Verwendung eines Lüfters mit variabler Drehzahl oder ein Rotationsventil oder durch ein beliebiges anderes geeignetes Mittel, das auf diesem Gebiet bekannt ist, erzeugt werden. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung gepulster Luft zum Kühlen des Kuchens die gleiche Kuchenkühlung mit weniger Luft erreicht werden kann. Typischerweise wird 5 bis 20% weniger Luft pro Tonne Kuchen benötigt, wenn eine gepulste Kühlluft verwendet wird. Es wird davon ausgegangen, dass das Pulsieren den thermischen Austausch zwischen der Luft und dem Kuchen verstärkt und zu einer weiteren Verringerung des zum Kühlen einer bestimmten Kuchenmenge auf eine Zieltemperatur benötigten Luftvolumens und daher zu einem schnelleren Kühlen führt. Ebenfalls wird davon ausgegangen, dass die pulsierende Kühlluft die Luftverteilung zwischen den Kuchenpartikeln und daher die Gleichmäßigkeit oder Homogenität der Kühlung verstärken könnte. Es wird auch angenommen, dass die pulsierende Luft eine Luftkanalisierung verhindern oder verringern könnte, die in dem Kühler auftreten könnte, wenn nicht gepulste Luft verwendet wird.
Weitere Steigerungen der Kühlungsrate des Kuchens können durch die Verwendung eines zusätzlichen Kühlmittels, wie zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser, Alkohol, hierauf jedoch nicht eingeschränkt, erzielt werden. Das zusätzliche Kühlmittel kann in fester, flüssiger oder gasförmiger Form vorliegen. Zum Beispiel kann ein zusätzliches Kühlmittel in die Vorpresse selbst oder an dem Kuchenaustritt der Vorpresse eingeführt werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlers besteht darin, dass er beträchtlich weniger Luft ausstößt als der derzeit in der Industrie benutzte waagrechte Kühltunnel, doch ist diese Luft aufgrund der Gegenströme der Luft und des Kuchens beträchtlich heißer und feuchter. Im Vergleich mit dem waagrechten Kühltunnel des Standes der Technik wird die durch den Kühler strömende Luft heißer und trägt daher mehr Feuchtigkeit. Daher ist ihre Energiedichte wesentlich höher, und diese heiße, feuchte Luft ist ganz besonders geeignet zur Energiewiedergewinnung, wie in US 2014/0186504 A1 beschrieben. Diese Anmeldung beschreibt die Verwendung eines Rohrkondensators, in dem feuchte, heiße Luft und/oder heiße Dämpfe innerhalb der Rohre des Rohrkondensator kondensieren und daher einen Strom heißen Wassers erzeugen, der rückgeführt wird, um die Rapssamen während des Saatenaufbereitungsteils des Extraktionsprozesses vorzuwärmen. Während der Kondensation der feuchten, heißen Luft und/oder der heißen Dämpfe kondensiert ein Teil der übelriechenden Komponenten ebenfalls und wird daher nicht in die Atmosphäre entlassen, was besonders vorteilhaft ist. Der Lüfter (oder andere Luftansaugvorrichtungen), welche die Luft durch den Kühler ziehen, kann zwischen dem Kühler und dem Rohrkondensator oder am Ausgang des Rohrkondensator angeordnet werden. Alternativ können auch zwei Lüfter (oder andere Luftansaugvorrichtungen) verwendet werden: eine zwischen dem Kühler und dem Rohrkondensator und eine zweite am Ausgang des Rohrkondensators.
Der oben beschriebene Kühler erzeugt einen gekühlten Kuchen, und seine Verwendung ist besonders vorteilhaft, wenn er im Zusammenhang mit einer Vorpresse eingesetzt wird. Deshalb kann sich die vorliegende Erfindung spezifisch auf die Verwendung eines Kühlers, wir oben beschrieben ist, im Zusammenhang mit einer Vorpresse wie oben beschrieben, beziehen. Insbesondere umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines kontinuierlichen Vorpressens an einem ölhaltigen Pflanzenmaterial, um mindestens einen Teil des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial enthaltenen Öls zu gewinnen, und zur Herstellung eines Kuchens, der mindestens teilweise entöltes ölhaltiges Pflanzenmaterial enthält, wobei die Vorrichtung eine mechanische Vorpresse zum mechanischen Komprimieren des ölhaltigen Pflanzenmaterials umfasst, wobei die Vorpresse mit einem Kuchenaustritt zum Austreten-Lassen des Kuchens an einen Kühler ausgestattet ist, wobei der Kühler Mittel aufweist, um den Kuchen einer Abwärtsbewegung zu unterziehen, wobei der Kühler ferner Mittel zum Liefern eines Kühlgases, vorzugsweise Luft, in einem Gegenstrom zur Abwärtsbewegung des Kuchens zum Zweck des Kühlers des Kuchens umfasst.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Kühler in einer Position unterhalb der Kuchenentladung der Vorpresse angeordnet ist, um es dem aus der Vorpresse austretenden Kuchen zu erlauben, frei durch die Wirkung der Schwerkraft innerhalb des Kühlers herunterzufallen.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Kühler ein Gefäß, d. h. ein Kühlgefäß umfasst, das einen Eingang für das Einführen des Kuchens innerhalb des Kühlgefäßes umfasst, wobei der Eingang im Wesentlichen oben an dem senkrechten Kühler angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Kühler ein Kühlgefäß umfasst, das einen Ausgang zur Herausnahme des gekühlten Kuchens aus dem Kühlgefäß umfasst, wobei der Ausgang am Boden des Kühlgefäßes angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Kühler ferner mindestens eine erste Öffnung umfasst, die einen Lufteintritt in den Kühler erlaubt, und mindestens eine zweite Öffnung, die mit einer Luftansaugvorrichtung verbunden ist.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei die mindestens erste Öffnung eine Luftlamelle ist, die im Wesentlichen im Boden des Kühlers, jedoch oberhalb des Ausgangs zur Entnahme des abgekühlten Kuchens, angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Ausgang zur Entnahme des abgekühlten Kuchens mindestens eine Förderschnecke umfasst.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Ausgang zur Entnahme des abgekühlten Kuchens mindestens ein sich bewegendes Band umfasst.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Kühler dazu fähig ist, die Temperatur des aus der Vorpresse austretenden Kuchens um mindestens 20°C zu verringern.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei die Verbleibdauer innerhalb des Kühlers mindestens eine (1) Minute, jedoch nicht mehr als zehn (10) Minuten beträgt.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Kuchen durch eine Strömung von Umgebungsluft gekühlt wird.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei die Temperatur der in den Kühler eintretenden Umgebungsluft mindestens zehn (10)°C, jedoch nicht mehr als dreißig (30)°C beträgt.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei das Volumen von durch den Kühler strömender Luft mindestens 50 m³ pro Tonne gekühlter Kuchen beträgt.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei das Volumen der durch den Kühler strömender Luft 200 m³ pro Tonne gekühlter Kuchen nicht überschreitet.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Luftausgang des Kühlers mit einer Wärmetauschervorrichtung verbunden ist.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Luftausgang des Kühlers mit einem Rohrkondensator verbunden ist.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei der Luftausgang des Kühlers mit einem Rohrkondensator verbunden ist und die aus dem Kühler austretende Luft in die Rohre des Rohrkondensators strömt.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei die durch den Kühler strömende Luft gepulst ist.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei ein zusätzliches Kühlmittel, wie zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser, Alkohol, entweder in gasförmiger, flüssiger oder fester Form, in der Vorpresse oder an dem Kuchenaustritt der Vorpresse hinzugefügt wird.
Die Erfindung umfasst ferner die wie oben beschriebene Vorrichtung, wobei das ölhaltige Pflanzenmaterial, das enthülst sein kann, aus der Gruppe der botanischen Familien der Compositae (zum Beispiel Sonnenblume), Cruciferae (zum Beispiel Raps), Malvaceae (zum Beispiel Baumwolle), Rosaceae (zum Beispiel Mandelbaum und Haselbusch), Pedaliaceae (zum Beispiel Sesam), Vitaceae (zum Beispiel Traubenkerne), Juglandaceae (zum Beispiel Nussbaum), Linaceae (zum Beispiel Lein), Cucurbitaceae (zum Beispiel Kürbiskerne), Eufobiaceae (zum Beispiel tropischer Wunderbaum), Solanaceae (zum Beispiel Tomatenkerne und Tabakkerne) und Arachis Hypogaea (zum Beispiel Erdnüsse) ausgewählt ist.
Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich für den Prozess der kontinuierlichen Extraktion ölhaltigen Pflanzenmaterials und bietet die zuvor beschriebenen Vorteile.
Deshalb umfasst die Erfindung ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, umfassend die folgenden Schritte

a) Unterziehen eines ölhaltigen Pflanzenmaterials einer mechanischen Vorpressung in einer Vorpresse zum Gewinnen mindestens eines Teils des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial enthaltenen Öls, insbesondere mindestens 30%, und Komprimieren des ölhaltigen Pflanzenmaterials zum Erzeugen eines Pflanzenöls und eines teilweise entölten Kuchens aus ölhaltigem Pflanzenmaterial,
b) Kühlen des Kuchens durch Unterziehen des Kuchens einer Abwärtsbewegung und durch Kontaktieren des Kuchens mit einem aufsteigenden Gegenstrom eines Kühlgases, insbesondere Luft.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, umfassend die folgenden Schritte:

a) Vorpressen eines ölhaltigen Pflanzenmaterials zum Gewinnen mindestens 30% seines Ölgehalts mit einer Vorpresse, die mit mindestens einer Schnecke ausgestattet ist, die dazu fähig ist, das ölhaltige Pflanzenmaterial zu komprimieren, um ein Pflanzenöl und ein teilweise entöltes ölhaltiges Pflanzenmaterial in der Form eines Kuchens zu erzeugen, der an dem Kuchenaustritt der Vorpresse mit einer Temperatur von ungefähr 85°C bis ungefähr 115°C austritt,
b) und Kühlen des Kuchens in einem senkrechten Kühler, der mit dem Kuchenaustritt der Vorpresse verbunden ist, wobei der Kuchen in einem senkrechten Kühler durch eine Strömung von Luft gekühlt wird, die im Gegenstrom zu dem Kuchen aufsteigt, um einen gekühlten Kuchen zu erzeugen.

Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der senkrechte Kühler unterhalb des Kuchenaustritts der Vorpresse angeordnet ist, um dem aus der Vorpresse austretenden Kuchen zu gestatten, frei durch die Wirkung der Schwerkraft in den senkrechten Kühler hineinzufallen.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der senkrechte Kühler ein Gefäß ist, das einen Eingang zum Einführen des Kuchens in den senkrechten Kühler umfasst, wobei der Eingang im Wesentlichen oben an dem senkrechten Kühler angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der senkrechte Kühler ein Gefäß, d. h. ein Kühlgefäß, umfasst, das einen Ausgang zur Entnahme des gekühlten Kuchens umfasst, wobei der Ausgang im Wesentlichen am Boden des Kühlgefäßes angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, bei der Kühler ferner mindestens eine erste Öffnung umfasst, um einen Lufteintritt innerhalb des senkrechten Kühlers zu erlauben, sowie mindestens eine zweite Öffnung, die mit einer Luftansaugvorrichtung verbunden ist.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei die mindestens erste Öffnung eine Luftlamelle ist, die im Wesentlichen im Boden des Kühlers, jedoch oberhalb des Ausgangs zur Entnahme des gekühlten Kuchens, angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der Ausgang zur Entnahme des gekühlten Kuchens mindestens eine Förderschnecke umfasst.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der Ausgang zur Entnahme des gekühlten Kuchens mindestens ein sich bewegendes Band umfasst.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der Kühler dazu fähig ist, die Temperatur des aus der Vorpresse austretenden Kuchens um mindestens 20°C zu verringern.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei die Verweildauer innerhalb des Kühlers mindestens eine (1) Minute, jedoch nicht mehr als zehn (10) Minuten beträgt.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der Kuchen durch eine Strömung von Umgebungsluft gekühlt wird.
Die Erfindung umfasst ferner dem Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei die Temperatur der Umgebungsluft, die in den Kühler eintritt, mindestens zehn (10)°C, jedoch nicht mehr als dreißig (30)°C beträgt.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei das Volumen der durch den Kühler strömenden Luft mindestens 50 m³ pro Tonne gekühlter Kuchen beträgt.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei das Volumen durch den Kühler strömender Luft 200 m³ pro Tonne gekühlter Kuchen nicht überschreitet.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der Luftausgang des Kühlers mit einer Wärmetauschervorrichtung verbunden ist.
Die Erfindung umfasst ferner dem Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der Luftausgang des Kühlers mit einem Rohrkondensator verbunden ist.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der Luftausgang des senkrechten Kühlers mit einem Rohrkondensator verbunden ist und die aus dem Kühler austretende Luft in die Rohre des Rohrkondensators strömt.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei der gekühlte Kuchen, der aus dem Kühler austritt, kontinuierlich an einen Lösungsmittelextraktor gefördert wird.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei die durch den Kühler strömende Luft gepulst ist.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei ein zusätzliches Kühlmittel, wie zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser, Alkohol, entweder in gasförmiger, flüssiger oder fester Form, in der Vorpresse oder am Kuchenaustritt der Vorpresse hinzugefügt wird.
Die Erfindung umfasst ferner dem Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei das ölhaltigen Pflanzenmaterial ungefähr 40% Öl enthält.
Die Erfindung umfasst ferner den Prozess zum kontinuierlichen Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, wie oben beschrieben, wobei das in die Vorpresse eintretende ölhaltige Pflanzenmaterial, das enthülst sein kann, aus der Gruppe der botanischen Familien der Compositae (zum Beispiel Sonnenblume), Cruciferae (zum Beispiel Raps), Malvaceae (zum Beispiel Baumwolle), Rosaceae (zum Beispiel Mandelbaum und Haselbusch), Pedaliaceae (zum Beispiel Sesam), Vitaceae (zum Beispiel Traubenkerne), Juglandaceae (zum Beispiel Nussbaum), Linaceae (zum Beispiel Lein), Cucurbitaceae (zum Beispiel Kürbiskerne), Eufobiaceae (zum Beispiel tropischer Wunderbaum), Solanaceae (zum Beispiel Tomatenkerne und Tabakkerne) und Arachis Hypogaea (zum Beispiel Erdnüsse) ausgewählt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2014/0186504 A1 [0039]

Claims

Vorrichtung zum Durchführen eines kontinuierlichen Vorpressens an einem ölhaltigen Pflanzenmaterial zum Gewinnen mindestens eines Teils des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial enthaltenen Öls und Herstellen eines Kuchens, der ein mindestens teilweise entöltes ölhaltiges Pflanzenmaterial umfasst, wobei die Vorrichtung eine mechanische Vorpresse zum mechanischen Komprimieren des ölhaltigen Pflanzenmaterials umfasst, wobei die Vorpresse mit einem Kuchenaustritt zum Austreten-Lassen des Kuchens an einen Kühler ausgestattet ist, wobei der Kühler Mittel aufweist, um den Kuchen einer Abwärtsbewegung zu unterziehen, wobei der Kühler ferner Mittel zum Liefern eines Kühlgases, vorzugweise Luft, in einem Gegenstrom zur Abwärtsbewegung des Kuchens zum Zweck des Kühlens des Kuchens umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Kühler ein Kühlgefäß mit einem Inneren und einem Eingang zum Liefern des Kuchens an das Innere umfasst, wobei der Eingang in einem oberen Teil des Kühlers angeordnet ist, um es einem Kuchen, der durch den Eingang geliefert wird, zu gestatten, unter der Wirkung der Schwerkraft von dem oberen Teil zur unteren Seite des Kühlgefäßes herunterzufallen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühler in einer Position unterhalb der Kuchenentladung der Vorpresse angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühler, insbesondere das Kühlgefäß, sich in einer aufrechten Richtung erstreckt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Kühlgefäß einen Ausgang zur Herausnahme des gekühlten Kuchens aus dem Kühlgefäß umfasst, wobei oder Ausgang in einem unteren Teil des Kühlgefäßes, insbesondere im Boden des Kühlgefäßes angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in einem unteren Teil des Kühlers mindestens eine erste Öffnung, um Umgebungsluft an das Innere des Kühlgefäßes zu liefern, und mindestens eine zweite Öffnung in einem oberen Teil des Kühlgefäßes vorgesehen ist, die mit einer Vorrichtung zum Vorsehen einer Zwangsabsaugung von Luft aus dem Inneren des Kühlgefäßes, insbesondere eine Luftansaugvorrichtung, verbunden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die mindestens erste Öffnung eine Luftlamelle ist, die im Wesentlichen im Boden des Kühlers an einer Position oberhalb des Ausgangs zur Entnahme des gekühlten Kuchens angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlgasversorgung Mittel zum Vorsehen eines gepulsten Gasstroms, insbesondere eines gepulsten Luftstroms, umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Ausgang für die Entnahme des gekühlten Kuchens mindestens eine Förderschnecke oder mindestens ein sich bewegendes Band oder eine Kombination davon umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die zweite Öffnung zum Entzug von Luft aus dem Kühlgefäß mit einer Wärmetauschervorrichtung verbunden ist, um Luft von dem Kühlgefäß an den Wärmetauscher zu liefern und die Luft einer Kühlung zu unterziehen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die zweite Öffnung zum Entzug von Luft aus dem Kühlgefäß mit einem Rohrkondensator, der eine Vielzahl von Rohren umfasst, verbunden ist und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Luft zum Strömen durch die Rohre des Rohrkondensators zu leiten.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Mittel vorgesehen sind, um ein zusätzliches Kühlmittel, insbesondere Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser, Alkohol, an die Vorpresse oder den Kuchenaustritt der Vorpresse zu liefern, wobei das zusätzliche Kühlmittel entweder ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein kann.
Prozess für das kontinuierliche Vorpressen ölhaltigen Pflanzenmaterials, umfassend die folgenden Schritte: Unterziehen eines ölhaltigen Pflanzenmaterials einer mechanischen Vorpressung in einer Vorpresse zum Gewinnen mindestens eines Teils des in dem ölhaltigen Pflanzenmaterial enthaltenen Öls, insbesondere mindestens 30%, zum Komprimieren des ölhaltigen Pflanzenmaterials zum Herstellen eines Pflanzenöls und eines teilweise entölten Kuchens aus einem ölhaltigen Pflanzenmaterial, Kühlen des Kuchens durch Unterziehen des Kuchens einer Abwärtsbewegung und durch Kontaktieren des Kuchens mit einem aufsteigenden Gegenstrom eines Kühlgases, insbesondere Luft.
Prozess gemäß Anspruch 13, wobei der Kuchen an einen Kühler geliefert wird, der unterhalb einer Austrittsöffnung der Vorpresse angeordnet ist, und dem Kuchen gestattet wird, sich durch die Wirkung der Schwerkraft innerhalb des Kühlers frei nach unten zu bewegen.
Prozess gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei Luft an einen unteren Teil des Kühlers geliefert wird und zwangsweise von einem oberen Teil des Kühlers abgesaugt wird, vorzugsweise durch eine Luftansaugvorrichtung.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das durch den Kühler strömende Kühlgas ein gepulster Gasstrom ist.
Prozess gemäß Anspruch 16, wobei Luft an eine Position oberhalb einer Austrittsposition, entlang der der gekühlte Kuchen aus dem Kühler austritt, geliefert wird.
Prozess gemäß Anspruch 17, wobei der Kuchen durch mindestens eine Förderschnecke oder mindestens ein sich bewegendes Band oder eine Kombination davon aus dem Kühler entnommen wird.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die Verbleibdauer des Kuchens innerhalb des Kühlers mindestens 1,0 Minute ist, jedoch 10 Minuten nicht überschreitet.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei der die Vorpresse verlassende und an den Kühler gelieferte Kuchen eine Temperatur zwischen 85 und 115°C hat.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei als ein Kühlgas Umgebungsluft genutzt wird, die bei ihrer Lieferung an den Kühler eine Temperatur von mindestens 10°C, jedoch nicht mehr als 30°C hat.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei das Volumen der durch den Kühler strömenden Luft mindestens 50 m³ pro Tonne Kuchen beträgt und 200 m³ pro Tonne Kuchen nicht überschreitet.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei die den Kühler verlassende Luft an eine Wärmetauschervorrichtung, insbesondere einen Rohrkondensator, geleitet und einer Kühlung unterzogen wird.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei der gekühlte Kuchen, der den Kühler verlässt, in einer kontinuierlichen Weise an eine Lösungsmittelextraktionseinrichtung gefördert wird.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 24, wobei ein zusätzliches Kühlmittel an die mechanische Vorpresse oder an die Ausgangsposition geliefert wird, an der der Kuchen die Vorpresse verlässt, insbesondere Kühlmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser, Alkohol, entweder in gasförmiger, flüssiger oder fester Form, enthält.
Prozess gemäß einem der Ansprüche 13 bis 25, wobei das ölhaltige Pflanzenmaterial, das enthülst sein kann, aus der Gruppe der botanischen Familien der Compositae (zum Beispiel Sonnenblume), Cruciferae (zum Beispiel Raps), Malvaceae (zum Beispiel Baumwolle), Rosaceae (zum Beispiel Mandelbaum und Haselbusch), Pedaliaceae (zum Beispiel Sesam), Vitaceae (zum Beispiel Traubenkerne), Juglandaceae (zum Beispiel Nussbaum), Linaceae (zum Beispiel Lein), Cucurbitaceae (zum Beispiel Kürbiskerne), Eufobiaceae (zum Beispiel tropischer Wunderbaum), Solanaceae (zum Beispiel Tomatenkerne und Tabakkerne) und Arachis Hypogaea (zum Beispiel Erdnüsse) und Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Materialien ausgewählt ist.