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Vorrichtung zum kontinuierlichen Naßschmelzen von fetthaltigem Material
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Naßschmelzen von fetthaltigem
Material durch direkte Dampfeinwirkung in einem an den beiden Enden Öffnungen für
das Zuführen und Abführen des Behandlungsgutes aufweisenden Auspreßzylinder, in
dem eine Rührschaufeln tragende Welle drehbar gelagert ist, wobei dem Auspreßzylinder
eine mit einer Förderschnecke ausgerüstete Zubringereinrichtung vorgeschaltet ist.
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Bislang erfolgt das Naßschmelzen von fetthaltigem Material, wie z.
B. von tierischen Fetten, gewöhnlich in der Weise, daß man das Material erst zermahlt
und zerkleinert und dann das zerkleinerte Material in einen Kessel oder Autoklaven
gibt, der unter Dampf gesetzt wird, um ihn auf die für das Schmelzen des Fettes
erforderliche Temperatur zu bringen. Das so erhaltene Erzeugnis wird aus dem Kessel
entnommen und das flüssige Fett von dem festen Material getrennt. Hierzu ist eine
verhältnismäßig große Anlage erforderlich, und es ist ohne erhebliche Vergrößerung
der Anzahl der Anlagen-Einzelteile nicht möglich, die Arbeitsgänge kontinuierlich
durchzuführen.
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Bei einer bekannten, kontinuierlich arbeitenden Schmelzvorrichtung
ist an Stelle eines Schmelzkessels oder Autoklaven ein horizontal oder schwach geneigt
liegender, langgestreckter, doppelwandiger Auspreßzylinder vorgesehen. Das auszuschmelzende,
fetthaltige Material wird in zerkleinertem Zustand, mit Wasser vermischt, an dem
einen Ende des Auspreßzylinders eingeführt, mit Hilfe einer Transport-und Rührwelle
an der mit Heißwasser beheizten Innenwand des Auspreßzylinders entlang bewegt und
durch direkte Einwirkung von Heißwasser ausgeschmolzen, das am anderen Ende des
Auspreßzylinders eingeführt wird und entgegengesetzt zur Förderrichtung des mit
Wasser vermischten Rohmaterials im Auspreßzylinder fließt. Das Heißwasser tritt
unter Mitnahme des geschmolzenen Fettes an mehreren, an der Oberseite des Auspreßzylinders
gebildeten, siebförmigen Durchbrechungen aus. Die in den einzelnen Zonen gewonnenen
Fette weisen unterschiedlich hohe Schmelzpunkte auf, und zwar haben die Fette, die
an der der Einführungsstelle des Heißwassers zunächst liegenden Durchbrechung austreten,
den höchsten Schmelzpunkt. An der von der Einführstelle des Heißwassers am weitesten
entfernten Stelle werden die Grieben durch ein Schöpfrad abgenommen und unter Zuführung
von Dampf einer Presse zugeleitet, die die noch im Material befindlichen restlichen
Fettmengen auspreßt. Die vorstehend beschriebene Schmelzvorrichtung dient dazu,
aus dem Rohmaterial Fette mit unterschiedlichem Schmelzpunkt zu gewinnen.
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Zur Erzeugung einer gleichmäßigen, homogenen Fettmasse (Feintalg)
ist eine Schmelzvorrichtung bekannt, die ebenfalls aus einem mit Heißwasser beheizten,
doppelwandigen, liegend angeordneten Auspreßzylinder und einer in diesem drehbar
gelagerten, mit Rührfingern ausgerüsteten Welle besteht. Bei dieser Vorrichtung
werden die auszuschmelzenden Fettstücke durch eine Zerkleinerungsvorrichtung, die
mit einer Förderschnecke und mit einem der Schnecke vorgeschalteten Sieb arbeitet
und die an eine Stirnwand des Auspreßzylinders angebaut ist, im trockenen Zustand
in den Auspreßzylinder eingeführt und durch Übertragung der Wärme vom Doppelmantel
des Auspreßzylinders sowie von der gleichfalls mit Heißwasser beheizten Hohlwelle
und den hohl ausgebildeten Rührfingern zum Schmelzen gebracht. Das nicht unmittelbar
mit dem Behandlungsgut in Berührung kommende Heißwasser wird hierbei an der gleichen
Seite des Auspreßzylinders in dessen Doppelmantel und in die Hohlwelle mit den hohlen
Rührfingern eingeleitet, an der das Rohmaterial zugeführt wird. Das geschmolzene,
dünnflüssige Fett gelangt in einen mit einem Kühlmantel versehenen Sammelbehälter,
der an mittlerer Stelle der Unterseite des Auspreßzylinders angebaut ist und von
dem es nach Bedarf in den Klärkessel abgelassen werden kann. Das Schmelzen von fetthaltigem
Material kann mit dieser Vorrichtung nur für eine begrenzte Dauer so lange kontinuierlich
fortgeführt werden, als die sich mehr und mehr ansammelnde Menge der nichtschmelzbaren
Rückstände des Rohmaterials es zuläßt. Sobald sich eine
bestimmte
Menge nichtschmelzbarer Rückstände angesammelt hat, muß die Vorrichtung zum Entfernen
der Rückstände aus dem Auspreßzylinder und zur Innenreinigung des Auspreßzylinders
zeitweilig stillgesetzt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf wirtschaftliche Weise
aus fetthaltigem Material durch direkte Dampfeinwirkung im kontinuierlichen Naßschmelzverfahren
ein hochwertiges Fett zu erzeugen, das weder im Viskositätsgrad noch im Fettgehalt
Unterschiede aufweist. Dies gelingt nur dann, wenn das Rohmaterial während der Behandlung
und vor allem auch schon beim Zerkleinern keiner kräftigen Druckeinwirkung ausgesetzt
wird, weil dies, wie sich gezeigt hat, den Geschmack des geschmolzenen Fettes beeinträchtigt.
Außerdem muß das geschmolzene Fett zu einer vollkommen homogenen Masse verarbeitet
werden.
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Nach der Erfindung ist eine diese Bedingungen erfüllende Vorrichtung
zum kontinuierlichen Naßschmelzen von fetthaltigem Material dadurch geschaffen worden,
daß die in bekannter Weise durch rotierende Messer und durch Gegenmesser zu einer
Zerkleinerungsmaschine ausgebildete Fördereinrichtung mit einem den gleichen oder
annähernd gleichen Durchmesser wie der Auspreßzylinder aufweisenden Gehäuse konzentrisch
an den Auspreßzylinder angeschlossen und die die Rührschaufeln tragende Welle mit
der Förderschnecke der Zerkleinerungsmaschine gekuppelt ist, daß an der Innenwandung
des Auspreßzylinders ortsfeste Schaufeln in einer fortlaufenden Reihe unter Bildung
schaufelfreier Räume am Eintrittsabschnitt und am Austrittsabschnitt angeordnet
und auf der Welle mehrere Gruppen von zwischen den ortsfesten Schaufeln hindurchtretenden
Rührschaufeln angebracht sind und im Bereiche des schaufelfreien Raumes vor den
Schaufeln am Auspreßzylinder ein Eintrittsstutzen für den Dampf und am Austrittsende
des Auspreßzylinders ein Stutzen vorgesehen ist.
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Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Vorrichtung wird das Rohfett
im kalten Zustand durch die rotierenden Messer und die Gegenmesser der Zerkleinerungsmaschine
ohne nennenswerte Druckeinwirkung durch Zerschneiden zerkleinert, und dann wird
die zerkleinerte Masse sofort in den schaufelfreien Raum des Auspreßzylinders eingeführt,
wobei sie den Raum nahezu völlig ausfüllt. In den vom Dampf erhitzten Raum wird
die zerkleinerte Masse unter zunehmender Erwärmung langsam vorgeschoben und erst
am Ende des Raumes wird die Masse unmittelbar vor der ersten Gruppe der rotierenden
Schaufeln und vor den festen Gegenschaufeln der vollen Einwirkung des Dampfes ausgesetzt.
Ganz von Dampf umhüllt und vom Dampf durchdrungen kommt das geschmolzene Material
dann in den Wirkungsbereich der rotierenden Schaufeln und der festen Gegenschaufeln,
die das durch den Auspreßzylinder in Richtung der Dampfströmung weitergeschobene
Fett-Dampf-Gemisch gründlich durcheinander wirbeln und vermischen.
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Auf diese Weise wird das geschmolzene Fett überall gleichmäßig erhitzt,
wodurch alle Voraussetzungen dafür gegeben sind, daß das geschmolzene Fett zu einer
völlig homogenen Schmelzmasse verrührt wird, die ohne Schwierigkeiten von den festen
Rückständen getrennt werden kann, nachdem das aus dem geschmolzenen Fett und den
festen Rückständen bestehende Schmelzerzeugnis über den Stutzen aus der schaufelfreien
Kammer des Auspreßzylinders abgeleitet worden ist, während der Dampf durch einen
anderen Stutzen abströmt.
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Zweckmäßigerweise können die über die Welle verteilten Schaufeln gruppenweise
in verschiedenen Radialebenen zur Welle angeordnet sein, während die an der Innenwandung
des Auspreßzylinders ortsfest angebrachten Schaufeln eine längs einer Erzeugenden
des Mantels des Auspreßzylinders sich erstreckende, fortlaufende Gruppe bilden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schnecke der Zerkleinerungsvorrichtung
mit der die beweglichen Schaufeln tragenden Welle derart lösbar verbunden, daß beide
Teile voneinander getrennt werden können.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt F
i g. 1 die Seitenansicht der vollständigen Vorrichtung, z. T. geschnitten, F i g.
2 die in F i g. 1 linksseitige Stirnansicht der Vorrichtung, F i g. 3 in größerem
Maßstabe einen vertikalen Längsmittelschnitt der teilweise abgebrochen gezeichneten
Vorrichtung, F i g. 4 und 5 Querschnitte nach den Linien IV-IV bzw. V-V der F i
g. 3.
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Die Vorrichtung besteht aus zwei Teilen, die einander ergänzen. Der
erste Teil A ist eine Zerkleinerungsmaschine bekannter Ausführung mit einer Schnecke,
mit der rotierende Messer verbunden sind. Der zweite Teil B ist die Vorrichtung,
in der die Wärmebehandlung und das Auspressen des zu verarbeitenden Materials erfolgt.
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Die Zerkleinerungsmaschine A besteht aus einem zylindrischen Gehäuse
12, das einen Einfülltrichter 10 trägt. Im Innern des zylindrischen Gehäuses
12
ist in bekannter Weise eine Schnecke 14 drehbar gelagert, an deren
in der Förderrichtung hinten liegendem Ende in ebenfalls bekannter Weise ein Flügelmesser
16 angebracht ist. Das mit einem festen Gegenmesser 18 zusammenarbeitende
Flügelmesser 16 umschließt einen Zapfen 20, dessen Ende für den weiter
unten beschriebenen Zweck zu einem Mehrkant 22 ausgestaltet ist. Das Gegenmesser
18 wird am hinteren Ende des zylindrischen Gehäuses 12 mit Hilfe einer
Überwurfmutter 23 befestigt. Die überwurfmutter weist an einer außenseitigen ringförmigen
Erhebung 24 ein Außengewinde auf, mit dem sie in eine Gewindehülse 26 einschraubbar
ist. Die Gewindehülse 26 wird auf einen Auspreßzylinder 28
aufgeschoben
und legt sich beim Zusammenschrauben der Gewindehülse 26 und der überwurfmutter
23 mit einem Innenbund gegen einen am äußersten vorderen Ende des Auspreßzylinders28
gebildeten Bund 30 an. Auf diese Weise kann der Auspreßzylinder
28
leicht lösbar an das hintere Ende des zylindrischen Gehäuses 12 gleichachsig
zu ihm angeschlossen werden.
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Der in zweckentsprechender Länge ausgeführte Auspreßzylinder 28 ist
am entgegengesetzten Ende durch einen Deckel 32 abgeschlossen, der durch Flügelmuttern
am Auspreßzylinder abnehmbar angebracht ist. 1m Innern des Auspreßzylinders 28 ist
konzentrisch zu ihm eine Welle 36 angeordnet. In dem verstärkt ausgeführten Kopfende
38 der Welle ist eine Mehrkantbohrung gebildet, in die der mehrkantige
Endzapfen
22 der die Schnecke 14 tragenden Welle so eingefügt werden kann, daß die
Welle 36 mit der Schnecke 14 auf Mitdrehen gekuppelt ist. Die Welle 36 ist mit ihrem
vorderen Ende in der Nabe 40 von radialen Streben 42, die in den Auspreßzylinder
28 eingebaut sind, und mit ihrem hinteren Ende in einem Deckel 32 angeordneten Lager
44 drehbar gelagert.
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Auf der Welle 36 sind in bestimmten gegenseitigen Abständen Gruppen
von radial stehenden Schaufeln 46 befestigt, die am Umfang der Welle 36 gegeneinander
versetzt angeordnet sind. Jede Schaufel 46 weist eine trapezförmige Querschnittsform
auf, so daß die wirksamen Flächen der Schaufeln 46 in schrägen Ebenen verlaufen.
Zwischen den Schaufeln 46 liegen ortsfeste Schaufeln 48, die an der Innenwandung
des Auspreßzylinders 28 in radialer Anordnung befestigt sind. Die Schaufeln
48 sind längs einer Erzeugenden des Mantels des Auspreßzylinders
28
angeordnet, bilden also eine fortlaufende Gruppe. Die ortsfesten Schaufeln
48 haben eine im wesentlichen viereckige Querschnittsform.
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Die Schaufelgruppen 46 und die ortsfesten Schaufeln 48 erstrecken
sich nicht über den vorderen und den hinteren Endabschnitt des Auspreßzylinders
28. Dadurch ist am vorderen Endabschnitt des Auspreßzylinders ein freier Raum 50
gebildet, der die Eintrittskammer für das zu verarbeitende Material darstellt, und
in ähnlicher Weise am hinteren Endabschnitt des Auspreßzylinders 28 eine zweite
Kammer 52 von kleinerer Längenabmessung, in welcher das ausgepreßte Material und
das flüssige Fett gesammelt werden.
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Im Bereiche der Kammer 50, d. h. also vor der ersten Schaufelgruppe
46 und vor den ersten ortsfesten Schaufeln 48 ist an eine Öffnung im Mantel des
Auspreßzylinders 28 ein Rohrstutzen 54 angesetzt, an den eine von einem Dampferzeuger
kommende Dampfleitung angeschlossen ist.
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Am entgegengesetzten hinteren Ende des Auspreßzylinders
28 befindet sich eine Öffnung zur Entnahme des fertig verarbeiteten Materials.
Im gezeichneten Beispiel besteht die Entnahmeöffnung aus einem am Deckel 32 sitzenden
Rohrstutzen 56, der durch eine geeignete Leitung an einen Sammelbehälter anschließbar
ist.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist aus vorstehenden Erläuterungen
ohne weiteres verständlich. Durch die in Drehung versetzte Schnecke 14 wird die
Welle 36 und werden die an ihr befestigten Schaufeln 46 in Umlauf gebracht, wobei
die Schaufeln 46 nacheinander zwischen den ortsfesten Schaufeln 48 hindurchtreten.
Das durch den Einfülltrichter 10 aufgegebene Rohmaterial wird von der Schnecke 14
erfaßt, im zylindrischen Gehäuse 12 den Messern 16,
18 zugeschoben,
von diesen zerkleinert und dann in die Vorkammer 50 weitergefördert. In der Vorkammer
50 wird es dem durch den Rohrstutzen 54 zuströmenden Dampf ausgesetzt, so daß das
im Material enthaltene Fett durch Wärmeeinwirkung schmilzt.
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Während das Material im Auspreßzylinder 28 zu dessen Austrittsende
hin weitergeschoben wird, gelangt es zu wiederholten Malen zwischen die umlaufenden
Schaufeln 46 und die ortsfesten Schaufeln 48, von denen es auf dem Wege von
der Kammer 50
zur Kammer 52 immer wieder zusammengedrückt und ausgepreßt wird.
Das Zusammendrücken und Auspressen wird begünstigt und gesteigert durch die Profilierung
der beweglichen Schaufeln, genauer gesagt durch die Schräglage der wirksamen Oberfläche
dieser Schaufeln. Das Fertigerzeugnis, in dem geschmolzenes Fett und feste Rückstände
durcheinandergemischt vorhanden sind, wird, wie bereits erwähnt, über den Rohrstutzen
56 in einen Sammelbehälter abgeleitet.
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Selbstverständlich sind Änderungen und andere Ausführungen der vorstehend
beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung möglich, ohne daß dadurch
vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise kann der Auspreßzylinder
28 in bekannter Weise eine Ummantelung in solcher Anordnung erhalten, daß unter
der Ummantelung Dampf oder ein Heizgas zur zusätzlichen Beheizung des Auspreßzylinders
von außen her strömen kann.
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Die Schnecke 14 kann auf der Welle 36 sitzen und wenigstens
teilweise mit der Innenwand des Auspreßzylinders 28 zusammenarbeiten. Im
Bereiche der Kammer 52 kann der Auspreßzylinder 28 mit einer weiteren Öffnung zum
Ablassen des flüssigen Fettes versehen sein, während die festen Rückstände getrennt
durch den Rohrstutzen 56 abgeleitet werden. Hierbei ist es dann auch möglich, in
die Kammer 52 eine zweite Schnecke einzubauen, die die festen Rückstände nochmals
auspreßt und sie durch den Rohrstutzen 56 zum Sammelbehälter fördert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, durch die das kontinuierliche Naßschmelzen
von fetthaltigem Material ermöglicht ist, ist, wie aus der vorstehenden Beschreibung
und der Zeichnung hervorgeht, konstruktiv einfach und billig herstellbar. Sie kann
auf bequeme Weise montiert und zu Reinigungs-, Reparatur- oder sonstigen Zwecken
in die Einzelteile zerlegt und abmontiert werden.