DE1126717B

DE1126717B - Pressenanlage zum stufenweisen Entoelen von Kakaomassen

Info

Publication number: DE1126717B
Application number: DEH26794A
Authority: DE
Inventors: Ernst Mueller
Original assignee: Hydraulik GmbH
Current assignee: Hydraulik GmbH
Priority date: 1956-04-17
Filing date: 1956-04-17
Publication date: 1962-03-29

Description

Pressenanlage zum stufenweisen Entölen von Kakaomassen Zur Entölung von Kakaomassen werden im allgemeinen Hochdruck-Mehretagenpressen verwendet, in denen die Preßmassen in einem Arbeitsgang ausgepreßt werden. Bei solchen Pressen ist jedoch der Höchstdruck von 600 atü, für welchen die Pressen ausgelegt sind, nur während eines Bruchteiles der gesamten Auspreßzeit erforderlich, wogegen während der überwiegenden Preßdauer die Presse nur mit einem Druck von 20 bis 30 atü arbeitet und daher nur zu einem geringen Teil ausgenutzt ist.
Wenn beispielsweise die Preßzeit 30 Minuten beträgt, so erfolgt ein Ausfließen von Kakaobutter bei einem Druck von nur etwa 20 bis 30 atü während der Zeitdauer von etwa 25 Minuten. Bis dahin ist aber die Kakaomasse noch nicht ausreichend entölt. Für die letzte Phase des Auspressens, die etwa 5 Minuten dauert, muß der Druck bis zum Höchstdruck gesteigert werden, um den geforderten Auspreßgrad zu erreichen.
Der Grund hierfür liegt darin, daß in der letzten Phase in dem bereits stark verfestigten Preßgut Einschlüsse von ölhaltigen Partikeln vorhanden sind, die nur durch höchsten Druck ausgepreßt werden können.
Da es unwirtschaftlich ist, eine für einen Druck von 600 atü ausgelegte Presse während 800/, der Preßdauer nur mit einem Druck von etwa 20 bis 30 atü zu betreiben, wird eine Anordnung vorgeschlagen, nach der die größte im Mitteldruckgebiet vor sich gehende Phase der Auspressung abgezweigt und auf einer besonderen Preßeinrichtung durchgeführt wird, so daß man die eigentliche Höchstdruckpresse nur mit weitgehend entölter Masse beschickt und stets im Rahmen ihrer Auslegung ausnutzt.
Beim Auspressen von Früchten ist es bereits bekannt, das vollständige Auspressen in vier aufeinanderfolgenden Druckstufen aufzuteilen, wobei das Preßgut in dem gleichen Behälter verbleibt und in aufeinanderfolgenden Preßphasen mittels hintereinander angeordneten, unter zunehmendem Druck stehenden Druckstempeln ausgepreßt wird.
Ein solches Verfahren ist auf das Entölen von Kakao nicht anwendbar, weil die Preßtöpfe zum schnellen Zuleiten der als Schlamm aufbereiteten Kakaomassen unter dem Druck einer Zahnradpumpe an eine feste Leitung angeschlossen und daher auch nicht in der bekannten Weise zerlegbar sind, ganz abgesehen von der Unmöglichkeit, sie in der vorgeschlagenen Weise von Preßstempel zu Preßstempel zu bewegen. Ebenso ist auch ein festes Leitungssystem zum Abführen der Kakaobutter erforderlich, was beim Aufeinanderstellen von Preßtopfringen auf Schwierigkeiten stoßen würde.
Auch ist beim Auspressen von Kakao eine derartige Füllhöhe, wie etwa bei Früchten, nicht anwendbar, woraus weiter hervorgeht, daß das bekannte Verfahren keinen Weg darstellt, die Verfahrensweise zum Entölen von Kakao zu verbessern.
Ferner ist eine Formpresse für ölhaltige Produkte, z. B. Raps, bekannt, in der das lose Samengut zu Kuchen geformt wird. Mittels einer besonderen Hubvorrichtung werden die Kuchen abgehoben und dann der Ölpresse zugeführt. Die Ölgewinnung erfolgt hierbei nur in der Etagenpresse, so daß mit der bekannten Pressenanordnung ein zwei- oder mehrstufiges Entölen der Produkte nicht erzielt werden kann.
Weiterhin ist eine Presse zum Auspressen verschiedenartiger, ölenthaltender Produkte bekannt, bei der die obere und untere Schwenkvorrichtung unterschiedliche Preß- bzw. Entnahmegefäße aufweisen. Diese Pressenkonstruktion ist für wahlweise stärkeres oder schwächeres Pressen der verschiedenartigen Produkte, die verschiedene Preßdrücke bedingen, bei verschieden großen Füllungsinhalten der Gefäße eingerichtet.
Dagegen handelt es sich bei der Pressenanlage nach der Erfindung um eine Anordnung, nach der der umfangreichste, im Mitteldruckbereich vorzunehmende Auspreßvorgang abgezweigt und auf einer besonderen Preßeinrichtung durchgeführt wird. Die eigentliche Höchstdruckpresse wird nur mit weitgehend entölter Masse beschickt.
Ausgehend von dem an sich bekannten Gedanken, den Preßprozeß in Druckstufen zu unterteilen, wird hier die Aufgabe, die Höchstdruckpresse stets voll auszunutzen und damit den Wirkungsgrad beträchtlich zu erhöhen, durch eine Pressenanlage gelöst, in der gemäß der Erfindung zwei gleichzeitig betriebene gesonderte Pressen bzw. Pressengruppen für Mitteldruck einerseits und Höchstdruck andererseits, deren Fassungsvermögen für eine Proportionalität zwischen den Füllgewichten von Mitteldruck- und Höchstdruckgruppe einerseits und den zur Erzielung des gewünschten Auspreßgrades in jeder Gruppe benötigten Preßzeiten andererseits ausgelegt sind und die mittels einer absperrbaren Leitung zum Uberführen der unter einem dauernden Preßdruck stehenden vorentölten Masse in die Höchstdruck-Pressengruppe miteinander in Verbindung stehen.
Bezeichnet man das Füllungsgewicht der MD-Presse mit G1, das der HD-Presse mit G2, die Preßzeiten mit t1 und t2, den anfänglichen Fettgehalt einer Masse mit el (0/0) und den des Rückstandes nach der MD-Stufe mit es (0/0), so ist die minutliche Leistung, d. h. der Ausstoß A der MD-Presse an vorentölter Kakaomasse: Die minutliche Schluckfähigkeit S der HD-Presse bei einem gewünschten End-Fettgehalt entsprechend der Auspreßzeit t2 ist: G42 (kg/min). (2) t2 Die Voraussetzung der ständigen Ausnutzung der HD-Presse erfordert, daß der minutliche Ausstoß der MD-Presse an vorentölter Masse, also an Rückstand, gleich oder größer ist als die minutliche Schluckfähigkeit, d. h. die Kapazität, der HD-Presse. Es gilt also folgende Proportionalität: oder G1 ti t1 1 4 G2 t2 1 -Falls die MD-Presse nicht auf Vorrat arbeitet, sondern unmittelbar eine HD-Presse beschickt, ist 1-eR t1= t2, womit ts = 1 wird. 1 ist stets gröBer als 1, woraus sich ergibt, daß G1 stets größer als G2 sein muß.
Hinsichtlich der wirtschaftlichen Ausnutzung wird durch die Erfindung erreicht, daß die besondere Hochdruckpresse unter den ihrer Konstruktion zugrunde liegenden Höchstdruckbedingungen in ständiger Folge der einzelnen Höchstdruckpreßvorgänge zu arbeiten vermag. Zwischen diesen Vorgängen liegen keine langdauernden Mitteldruck-Preßzeiten mehr. Ausgehend von dem Beispiel nach Abb. 1 wird also mit einer gleich großen Hochdruckpresse eine Sfache Steigerung der Tagesleistung erzielt, oder aber es genügt zur Erreichung der gleichen Leistung einer bisherigen Presse jetzt eine Hochdruckpresse mit einem Fünftel der bisherigen Kapazität.
Infolge der damit verbundenen Einsparungen können die zusätzlichen Kosten für die Mitteldruckpresse und gegebenenfalls einen Zwischenbehälter nebst Pumpe in Kauf genommen werden. Bei gleichen Gesamtinvestitionskosten ergibt sich aber in jedem Falle eine wesentlich höhere Tagesleistung, - bedingt durch den pausenlosen Betrieb der Hochdruckpresse.
Nicht ohne Einfluß auf die Investitionskosten ist der Auspreßgrad in der MD-Presse. Je geringer der Fettgehalt der vorentölten Masse ee gegenüber E, ist, um so kleiner wird nach Gleichung (4) das Füllgewicht G2 der HD-Presse und damit die Presse selbst.
Dieser Tendenz in der Aufteilung der Auspreßgrade sind aber Grenzen gesetzt durch Schwierigkeiten der Förderung einer zu sehr vorentölten und somit verhärteten Rückstandsmasse. Wird die Auspressung in der MD-Presse nicht zu hoch getrieben, bestehen diese Schwierigkeiten nicht. Die Förderung einer noch zähflüssigen Masse ist durch den Druck von etwa 15 bis 25 atü in der MD-Presse auch bei unmittelbarer Beschickung der HD-Presse im Anschluß an die MD-Presse gesichert.
Die MD-Presse braucht keine Kolbenpresse zu sein, so daß sie sehr einfach aufgebaut sein kann.
Zur Durchführung des Auspreßvorganges im Mitteldruckgebiet wird gemäß der weiteren Erfindung eine intermittierend arbeitende Einrichtung in der Art der Kerzenfilter vorgeschlagen, bestehend aus einer an einer Druckluftquelle angeschlossenen Druckflasche mit einem oberen Einlaß für das aufbereitete Preßgut und einem unteren Auslaß für die teilweise entölte Masse (Rückstand), die zur nachgeschalteten Höchstdruckpresse geleitet wird, wobei die Kerzenfilter an ihrem unteren Ende in einen Sammelraum münden, von wo die Kakaobutter abgezogen wird.
Eine derartige Einrichtung ist einfach und billig herzustellen und bewirkt eine so starke Senkung der Anschaffungskosten,. daß die Einrichtung gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Pressenanlagen außergewöhnliche Kosteneinsparungen mit sich bringt.
Diese leichte und billige Druckflasche ohne schwere, bewegte Teile kann auch in ihrem Fassungsvermögen in gegebenen Grenzen so groß gehalten sein, daß sie mehrere kleine Höchstdruckpressen ständig beliefert.
Das Auspressen unter Höchstdruck kann ununterbrochen aufrechterhalten werden.
Die Leistungsfähigkeit dieser Mitteldruckpresse ist infolge ihrer stark vergrößerten Filteroberfläche ein Vielfaches derjenigen einer bekannten Höchstdruckpresse, die in bisheriger Weise auch im Mitteldruckgebiet arbeitet.
Gemäß der Erfindung werden zur Intensivierung des Auspreßvorganges in der Druckflasche bei konzentrisch angeordneten Filterkerzen Rührarme angeordnet, die das Preßgut dauernd in Bewegung halten. Die Filterkerzen sind vorteilhafterweise als Rohre aus porösem Sinterwerkstoff ausgebildet, die am oberen Ende verschlossen sind und mit dem unteren Ende in den Sammelraum zur Ableitung der Kakaobutter einmünden. An Stelle einzelner Filterkerzen können gemäß der Erfindung auch konzentrische Filterrohre vorgesehen werden, die paarweise, und zwar jeweils ein äußeres mit dem nächstinneren Rohr, durch Verschluß an ihrer Oberseite einen ringförmigen Filter bilden.
Die Erfindung ist schematisch an Hand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigt: Abb. 1 ein Zeit-Druck-Diagramm der bisherigen Arbeitsweise einer Kakaopresse und Abb. 2 und 3 eine Ausführungsform einer Mitteldruckpresse gemäß der Erfindung.
Beim Diagramm nach Abb. 1 ist in waagerechter Richtung die Zeit und in senkrechter Richtung der Druck aufgetragen. Wenn eine Kakaopresse nach der Bauart etwa einer Etagenpresse gefüllt und in Betrieb gesetzt wird, so fließt bei einem Druck von 20 bis 25 atü etwa 25 Minuten lang ständig Kakaobutter aus. Der Rückstand ist dann so verfestigt, daß eine weitere Auspressung nur bei einer sehr erheblichen Steigerung des Druckes auf etwa 600 atü fortgesetzt wird, wobei im Kakaokuchen ein Kakaobuttergehalt von etwa 12 bis 140in verbleibt. Die gesamte Preßzeit von 30 Minuten teilt sich also in eine Mitteldruckphase von 25 Minuten und eine Hochdruckphase von 5 Minuten auf, wobei allein während der letzten 5 Minuten für die Presse eine schwere Bauart nebst der dazugehörigen Preßwasseranlage benötigt wird, die während vier Fünftel der Zeit nicht ausgenutzt ist.
Die Mitteldruck-Preßeinrichtung wird wie folgt beschrieben: An der Druckflasche 1 sind ein Einlaß 2 für die aufbereitete Kakaomasse, ein Auslaß 3 für den vorentölten Rückstand, ein Auslaß 4 für die Kakaobutter und ein Einlaß 5 für die Druckluft von etwa 20 bis 25 atü vorgesehen. An der Außenseite der Druckflasche ist ein Füllstandsanzeiger 6 angeordnet.
Innerhalb der Druckflasche 1 sind zwei Kränze von filterkerzenartigen Rohren 7 und 8 angeordnet. Die Rohre sind oben verschlossen und münden unten in einen Sammelraum 9 ein. In den zentralen freien Raum greifen Rührarme 10 ein, die von einem gemeinsamen Teller 11 getragen und über die Welle 12 und das Kegelradgetriebe 13 vom Motor 14 angetrieben werden. Der mittlere Rührarm 10a ist exzentrisch angeordnet.
Unter besonderen Umständen kann es auch zweckmäßig sein, Luft und Kakaomasse durch einen Kolben voneinander zu trennen. Dies ist bei Druckwasserspeichern bekannt.
Die Wirkungsweise der Pressenanlage ist folgende: In die druckentlastete Druckflasche 1 wird zunächst über den Einlaß 2 die aufbereitete Kakaomasse bis zum Flüssigkeitsspiegel 15 eingefüllt. Dann wird durch Einleiten von Druckluft über die Leitung 5 das Auspressen eingeleitet, bis die Kakaomasse den niedrigsten Flüssigkeitsspiegel 16 erreicht, der oberhalb des oberen Endes der Filterkerzen bzw. der Rohre liegt. Die ausgepreßte Kakaobutter fließt durch das Innere der Filterrohre 7, 8 über die Leitung 4 ab. Dann wird das Ventil 3a in der Abflußleitung 3 geöffnet und entölter Rückstand abgezogen, der einer oder mehreren Hochdruckkolbenpressen unmittelbar oder mittelbar über einen Zwischenbehälter zugeführt wird. Daraufhin wird wieder neue Kakaomasse durch den Einlaß 2 eingepumpt, wobei die eingespannte Luft wieder verdichtet wird. Die Druckflasche arbeitet demnach ähnlich wie ein Druckwasserspeicher für hydraulische Pressen.
An Stelle eines absatzweisen Abzuges des vorentölten Rückstandes über die Leitung 3 ist es auch denkbar, den Betrieb kontinuierlich und automatisch zu gestalten, z. B. Kakaomasse in einer derartigen Zeitmenge einzupumpen, wie es den ablaufenden Mengen von Kakaobutter zuzüglich Rückstand entspricht.
Dies kann durch Kontaktmanometer oder Kontakt-Flüssigkeitsstandanzeiger gesteuert werden. Hierdurch wird vermieden, daß die oberen Enden der Filterrohre 7, 8 mit der eingespannten Druckluftmenge in Berührung kommen und Druckluft verlorengeht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Pressenanlage zum stufenweisen Entölen von Kakaomassen, gekennzeichnet durch zwei gleichzeitig betriebene gesonderte Pressen bzw. Pressengruppen für Mitteldruck einerseits und Höchstdruck andererseits, deren Fassungsvermögen für eine Proportionalität zwischen den Füllungsgewichten von Mitteldruck- und Höchstdruckgruppe einerseits und den zur Erzielung des gewünschten Auspreßgrades in jeder Gruppe benötigten Preßzeiten andererseits ausgelegt sind und die mittels einer absperrbaren Leitung zur Überführung der unter einem dauernden Preßdruck stehenden vorentölten Masse in die Höchstdruck-Pressengruppe miteinander in Verbindung stehen.
2. Mitteldruckpresse für eine Pressenanlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung in der Art der Kerzenfilter, bestehend aus einer an eine Druckluftquelle angeschlossenen Druckflasche (1) mit einem oberen Einlaß (2) für das z. B. als Schlamm aufbereitete Preßgut und einem unteren Auslaß (3) für die teilweise ausgepreßte Masse (Rückstand), die zur nachgeschalteten Höchstdruckpresse geleitet wird, und Kerzenfiltern (7, 8), die an ihrem unteren Ende in einem Sammelraum (9) münden, von wo aus das Preßprodukt abgezogen wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen (7, 8) konzentrisch angeordnet sind und in der Druckflasche (1) Rührarme (10) vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Filterkerzen Rohre (7, 8) aus porösem Sinterwerkstoff dienen, die am oberen Ende verschlossen sind.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einzelner Filterkerzen konzentrische Filterrohre vorgesehen sind, die paarweise, und zwar jeweils ein äußeres mit einem nächsten inneren Rohr, durch oberen Verschluß einen ringförmigen Filter bilden.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Luft und Kakaomasse durch einen Kolben getrennt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 389 000, 481 718, 515 358; schweizerische Patentschriften Nr. 186 917, 187 497, 272 909.