DE19508334A1 - Centrifuge for recovery of essential oil from citrus fruit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Essenzöl aus Zitrusfrüchten, bei dem das aus einem Extraktor ablaufende Öl-Wasser- Gemisch, das aus ca. 86% Wasser, 10% Schalenresten, Pektinen und Schleimstoffen, 3% Ölemulsion und aus 1% Fettstoffen besteht, durch zentrifugale Behandlung in verschiedene Phasen aufgetrennt wird.The invention relates to a method for extracting essential oil from citrus fruits, in which the oil-water Mixture consisting of approx. 86% water, 10% shell residues, pectins and Mucilage, 3% oil emulsion and 1% fat, consists of centrifugal treatment is separated into different phases.
Es ist ein Verfahren dieser Art bekannt, bei dem zwei Zentrifugen zum Einsatz kommen (Druckschrift der Firma Westfalia Separator AG Nr. 9997-9139-000, "Separatoren, Dekanter und Prozeßlinien für die Citrus- Verarbeitung", Abb. 35, Seite 25).A method of this type is known in which two centrifuges for Are used (printed by Westfalia Separator AG no. 9997-9139-000, "Separators, Decanters and Process Lines for the Citrus Processing ", Fig. 35, page 25).
Bei dem bekannten Verfahren wird das aus dem Extraktor ablaufende Öl- Wasser-Gemisch in einer ersten Zentrifuge in eine wasserhaltige Ölphase mit mindestens 60% Öl und in eine ölhaltige Wasserphase mit Schleimstof fen und Feststoffen aufgetrennt.In the known method, the oil flowing out of the extractor is Water mixture in a first centrifuge in a water-containing oil phase with at least 60% oil and in an oily water phase with mucilage fen and solids separated.
Das aus der Zentrifuge ablaufende Wasser wird zu 60% in den Prozeß zu rückgeführt, um den Wasserverbrauch zu reduzieren. Die restlichen 40% Wasser müssen entsorgt und durch Frischwasser ersetzt werden, was zu einer allgemein bekannten Abwasserproblematik führt. Außerdem enthält dieses Wasser noch Ölanteile, die sich als Ölverluste auswirken. Dadurch wird nur eine Ausbeute von 83 bis 85% Öl erzielt. 60% of the water running out of the centrifuge is added to the process recycled to reduce water consumption. The remaining 40% Water must be disposed of and replaced with fresh water, which leads to a well-known wastewater problem. Also contains this water still contains oil, which has the effect of oil losses. Thereby only a yield of 83 to 85% oil is achieved.
Da das aus der Zentrifuge ablaufende Wasser durch die mechanische Bean spruchung beim Durchlauf durch die Zentrifuge stark mit Feinstoffen und Pektinen emulgiert, läßt sich das Öl auch durch eine Behandlung in einer weiteren Zentrifuge nicht mehr abtrennen.Since the water running out of the centrifuge is separated by the mechanical bean stress when passing through the centrifuge with fine materials and Emulsified pectins, the oil can also be treated in one Do not disconnect another centrifuge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zentrifugale Trennverfahren und die zur Durchführung dieses Trennverfahrens verwendete Zentrifuge so auszubilden, daß die Ölausbeute erhöht und die Abwassermenge verringert wird.The invention has for its object the centrifugal separation process and the centrifuge used to carry out this separation process to train that the oil yield increases and the amount of waste water decreases becomes.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß ausschließlich eine Zentrifuge verwendet wird, mit der eine Auftrennung in drei Phasen, nämlich Öl, Wasser und Schleimstoffe vorgenommen wird und diese Phasen kontinuierlich aus der Schleudertrommel abgezogen werden, während die ferner anfallenden Feststoffe (Pektine und Schalenreste) diskontinuier lich aus der Schleudertrommel abgeschleudert werden.This task is solved procedurally in that only a centrifuge is used with which a separation into three phases, namely oil, water and mucilage is made and these phases continuously withdrawn from the centrifugal drum while the also occurring solids (pectins and shell residues) discontinuously Lich thrown out of the centrifugal drum.
Der separate Abzug der Schleimstoffe (Wasser plus Pektine plus Schalen reste) bewirkt eine erhebliche Reduzierung dieser Stoffe im abgetrennten Wasser, so daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 90% des Wassers in den Prozeß zurückgeführt werden können. Dadurch wird nicht nur der Frischwasserverbrauch reduziert, sondern es wird auch die mit dem Abwas ser abgeschiedene Ölmenge erheblich vermindert und eine Ölausbeute von 95 bis 96% ermöglicht.Separate removal of the mucilage (water plus pectins plus shells residues) causes a considerable reduction of these substances in the separated Water, so that 90% of the water in the process can be traced. This not only makes the Fresh water consumption is reduced, but it also becomes the one with the waste water the amount of oil separated significantly reduced and an oil yield of 95 to 96% enabled.
Weiterhin können auch die Kosten für das Eindampfen des Abwassers erheb lich verringert werden.Furthermore, the cost of evaporation of the wastewater can also increase Lich be reduced.
Bei dem bekannten Verfahren wurde als erste Zentrifuge, der das aus dem Extraktor ablaufende Öl-Wasser-Gemisch nach diversen Vorbehandlungen zu geführt wurde, mit einer Schleudertrommel ausgerüstet, bei der die Zu führkanäle eines Verteilers in Steigekanäle eines vom Verteiler getrage nen Tellereinsatzes münden. Die Trennzone für das zugeführte Öl-Wasser- Gemisch liegt somit in diesen Steigekanälen. Das abgetrennte wasserhal tige Öl wandert radial einwärts und wird durch in der Nähe der Drehachse liegende Kanäle aus der Schleudertrommel abgeleitet. Das abgetrennte öl haltige Wasser mit den Schleimstoffen wandert radial auswärts und wird durch die vom peripheren Bereich der Schleudertrommel ausgehenden Kanäle abgeleitet. Die Schleimstoffe und Ölbestandteile führen in der Wasser phase zur Bildung einer Emulsion, durch die der Tellereinsatz verstopfen kann. Außerdem muß ein großer Anteil der Wasserphase wegen der hohen Be lastung mit Öl und Schleimstoffen aus dem Prozeß herausgeführt und durch Frischwasser ersetzt werden.In the known method was the first centrifuge that the from Extracting oil-water mixture after various pretreatments was equipped with a centrifugal drum, in which the Zu guide channels of a distributor into risers of one carried by the distributor a plate insert. The separation zone for the supplied oil-water Mixture is therefore in these risers. The separated water Oil migrates radially inward and is near the axis of rotation lying channels derived from the centrifugal drum. The separated oil water containing the mucilage migrates radially outwards and becomes through the channels extending from the peripheral area of the centrifugal drum derived. The mucilage and oil components result in the water phase to form an emulsion that clogs the plate insert can. In addition, a large proportion of the water phase due to the high loading contamination with oil and mucilage from the process and through Fresh water to be replaced.
Wegen der Stoßempfindlichkeit des Öl-Wasser-Gemisches hat sich eine nach trägliche Behandlung der Wasserphase durch einen zweiten Zentrifugalvor gang bei dem bekannten Verfahren als unwirksam herausgestellt. Durch einen zweiten Zentrifugalvorgang ist eine derart hohe Beanspruchung der Wasserphase durch mechanische Einwirkung und Lufteinschlag vorhanden, daß die dadurch bewirkte Emulsionsbildung sich nicht mehr auftrennen läßt.Because of the shock sensitivity of the oil-water mixture, one has changed inert treatment of the water phase by a second centrifugal gear in the known method was found to be ineffective. By a second centrifugal process is such a high load on the Water phase due to mechanical influence and air impact, that the emulsion formation caused thereby no longer separates leaves.
Die einzige Zentrifuge, die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, weist eine Schleudertrommel auf, die sich in ihrem konstruktiven Aufbau erheblich von der Schleudertrommel der Zentrifugen unterscheidet, die beim bekannten Verfahren verwendet wurden.The only centrifuge used in the method according to the invention has a centrifugal drum, which is in its constructive Structure differs significantly from the centrifuge centrifuge, which were used in the known method.
Bei der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist der Trennraum der Schleudertrom mel durch einen Trennteller in eine untere und eine obere Abteilung un terteilt, wobei in der unteren Abteilung ein erster Tellereinsatz vorge sehen ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als die durch die Zuführ kanäle des Verteilers definierte Trennzone. Der zentrale Bereich des er sten Tellereinsatzes steht mit Ableitkanälen für die Ölphase in Verbin dung. Der periphere Bereich des ersten Tellereinsatzes ist über den Um fang des Trenntellers mit dem peripheren Bereich eines zweiten Tellerein satzes in der zweiten Abteilung verbunden, dessen zentraler Bereich mit Ableitkanälen für eine geklärte Wasserphase in Verbindung steht, wobei vom peripheren Bereich des Feststoffraumes Kanäle radial einwärts zur Ableitung der Schleimstoffe führen. In the centrifuge according to the invention, the separation space is the centrifugal flow through a separating plate into a lower and an upper section divided, with a first plate insert in the lower section is seen, whose outer diameter is smaller than that of the feed channels of the distributor defined separation zone. The central area of the he Most plate insert is connected with drainage channels for the oil phase dung. The peripheral area of the first plate insert is over the um catch the separating plate with the peripheral area of a second plate set in the second department, the central area with Discharge channels for a clarified water phase is connected, wherein from the peripheral area of the solid space channels radially inwards to Derive the mucilage.
Eine Verstopfung des Tellereinsatzes durch Schleimstoffe wird unterbun den, weil die Trennzone in der ersten Abteilung außerhalb des Tellerein satzes vorgesehen ist, so daß die Schleimstoffe den Tellereinsatz nicht durchströmen.Blockage of the plate insert by mucilage is prevented because the separation zone in the first section is outside the plate Set is provided so that the mucilage does not use the plate flow through.
Die separate Ableitung der Schleimstoffe und die Klärung der Wasserphase in dem Tellereinsatz der zweiten Abteilung führen zu einer wesentlich geringer belasteten Wasserphase, die zu 90% in den Prozeß zurückgeführt werden kann.Separate discharge of the mucilage and clarification of the water phase in the plate insert of the second department lead to an essential less polluted water phase, which is 90% returned to the process can be.
Durch die Trennung der drei Phasen Öl, Wasser und Schleimstoffe in aus schließlich einem zentrifugalen Trennvorgang wird die mechanische Bean spruchung des Produktes und die damit verbundene Emulsionsbildung gering gehalten.By separating the three phases oil, water and mucilage in from finally a centrifugal separation process becomes the mechanical bean stress on the product and the associated emulsion formation low held.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen.Further refinements of the invention result from the subclaims chen.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleudertrommel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.An embodiment of the centrifugal drum according to the invention is in shown in the drawing and is described below.
Die um eine vertikale Achse 1 drehbar gelagerte Schleudertrommel 2 weist einen Einlaufraum 3 für ein Öl-Wasser-Gemisch auf, der über Kanäle 4 mit einem Trennraum 5 in Verbindung steht.The centrifugal drum 2 , which is rotatably mounted about a vertical axis 1, has an inlet space 3 for an oil-water mixture, which is connected to a separation space 5 via channels 4 .
Der Trennraum 5 der Schleudertrommel wird durch einen Trennteller 6 in eine obere Abteilung 7 und in eine untere Abteilung 8 unterteilt.The separating space 5 of the centrifugal drum is divided into an upper section 7 and a lower section 8 by a separating plate 6 .
In der unteren Abteilung 8 ist ein erster Tellereinsatz 9 vorhanden, der von einem Verteiler 10 getragen wird und dessen Außendurchmesser kleiner ist als die Trennzone 11, die durch den unteren konischen Teil des Ver teilers 10 bestimmt wird.In the lower section 8 , a first plate insert 9 is provided, which is carried by a distributor 10 and whose outer diameter is smaller than the separation zone 11 , which is determined by the lower conical part of the distributor 10 .
Der zentrale Bereich des ersten Tellereinsatzes 9 steht mit Ableitkanälen 12 für die Ölphase in Verbindung, die über eine Schälscheibe 13 aus einer Schälkammer 14 kontinuierlich abgezogen wird.The central area of the first plate insert 9 is connected to discharge channels 12 for the oil phase, which is continuously withdrawn from a peeling chamber 14 via a peeling disc 13 .
An der Peripherie des ersten Tellereinsatzes 9 sind zur besseren Mitnahme der abgetrennten Wasserphase Rippen 15 vorgesehen, die sich von der Un terseite des den ersten Tellereinsatz 9 überragenden Teils des Trenntel lers 6 nach unten erstrecken, in Richtung auf einen Kolbenschieber 16, durch den im Trommelmantel vorgesehene Austragöffnungen 17 für die sich in einem Konzentratraum 18 sammelnden Feststoffe geschlossen und für eine Entleerung des Konzentratraumes geöffnet werden können.Ribs 15 are provided for a better entrainment of the separated water phase at the periphery of the first plate insert 9, the underside from the Un of the first disc stack coupler 6 extend 9 superior part of the Trenntel downward toward a spool 16 through which the drum casing provided discharge openings 17 for the solids collecting in a concentrate chamber 18 can be closed and opened for emptying the concentrate chamber.
Der Außendurchmesser des Trenntellers 6 und des auf dem Trennteller 6 lagernden zweiten Tellereinsatzes 19 sind wesentlich größer als der Außendurchmesser des ersten Tellereinsatzes. Hierdurch wird eine effizien tere Klärung der Wasserphase erreicht.The outer diameter of the separating plate 6 and of the second plate insert 19 mounted on the separating plate 6 are considerably larger than the outer diameter of the first plate insert. This achieves a more efficient clarification of the water phase.
Der Außendurchmesser des zweiten Tellereinsatzes 19 bzw. des Trenntellers 6 kann das 1,5-fache bis 2-fache des Außendurchmessers des ersten Teller einsatzes 9 sein. Der periphere Bereich des ersten Tellereinsatzes 9 ist über den Umfang des Trenntellers 6 oder über Steigekanäle 20, die in un mittelbarer Nachbarschaft des Außenumfanges des Trenntellers 6 bzw. des zweiten Tellerpakets 19 liegen mit dem peripheren Bereich des zweiten Tellereinsatzes 19 in der zweiten Abteilung 7 verbunden. Der zentrale Bereich des zweiten Tellereinsatzes 19 steht mit Ableitkanälen 21 für eine geklärte Wasserphase in Verbindung. Diese geklärte Wasserphase ge langt durch die Kanäle 21 in eine Schälkammer 22, aus der sie mittels einer Schälscheibe 23 aus der Schleudertrommel abgezogen wird.The outer diameter of the second plate insert 19 or the separating plate 6 can be 1.5 times to 2 times the outer diameter of the first plate insert 9 . The peripheral area of the first plate insert 9 is connected to the peripheral area of the second plate insert 19 in the second section 7 via the circumference of the separating plate 6 or via risers 20 which are in the immediate vicinity of the outer circumference of the separating plate 6 or the second plate package 19 . The central area of the second plate insert 19 is connected to discharge channels 21 for a clarified water phase. This clarified water phase ge reaches through the channels 21 into a peeling chamber 22 , from which it is drawn off from the centrifugal drum by means of a peeling disk 23 .
Zum kontinuierlichen Abzug der Schleimstoffe aus dem Konzentratraum 18 ist ein Ableitteller 24 vorgesehen, der mit dem Trommeldeckel 25 Kanä le 26 bildet, die seitlich durch zwischen dem Trommeldeckel 25 und dem Ableitteller 24 vorgesehene Rippen begrenzt werden. Die dem Konzentrat raum 18 zugewandten Öffnungen 27 dieser Kanäle liegen gegenüber den Aus tragöffnungen 17 der Schleudertrommel nach oben und radial nach innen versetzt. For the continuous removal of the mucus from the concentrate chamber 18 , a discharge plate 24 is provided, which forms 25 channels 26 with the drum cover, which are laterally delimited by ribs provided between the drum cover 25 and the discharge plate 24 . The concentrate chamber 18 facing openings 27 of these channels are opposite the openings 17 from the centrifugal drum upwards and radially inward.
An den Austragöffnungen der Kanäle 26 für die Schleimstoffe sind zur Ein stellung der Austragsmenge Düsen 28 vorgesehen.At the discharge openings of the channels 26 for the mucilage nozzles 28 are provided for setting the discharge amount.
Der Trommeldeckel 25 ist mittels eines Verschlußringes 29 gegenüber dem Trommelunterteil 30 festgelegt.The drum cover 25 is fixed by means of a locking ring 29 relative to the lower drum part 30 .
BezugszeichenlisteReference list
1 Achse
2 Schleudertrommel
3 Einlaufraum
4 Kanal
5 Trennraum
6 Trennteller
7 Abteilung
8 Abteilung
9 Tellereinsatz
10 Verteiler
11 Trennzone
12 Ableitkanal
13 Schälscheibe
14 Schälkammer
15 Rippe
16 Kolbenschieber
17 Austragöffnung
18 Konzentratraum
19 Tellereinsatz
20 Steigekanal
21 Ableitkanal
22 Schälkammer
23 Schälscheibe
24 Ableitteller
25 Trommeldeckel
26 Kanal
27 Öffnung
28 Düse
29 Verschlußring
30 Trommelunterteil 1 axis
2 centrifugal drums
3 inlet area
4 channel
5 separation room
6 separating plates
7 department
8 department
9 plate insert
10 distributors
11 separation zone
12 discharge channel
13 peeling disc
14 peeling chamber
15 rib
16 spool
17 discharge opening
18 concentrate room
19 plate insert
20 ascending channel
21 discharge channel
22 peeling chamber
23 peeling disc
24 deflection plates
25 drum lids
26 channel
27 opening
28 nozzle
29 locking ring
30 lower drum part
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