DE19618078C1 - Einrichtung zum Befüllen einer Kakaobutterpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Befüllen einer Kakaobutterpresse, die u. a. aus mehreren, nebeneinander angeordneten und durch hohe Drücke beaufschlagbaren Preß­ kammern besteht. Der Kakaopresse sind ein Kakaomasse-Vorratsbehälter und ein zentrales Masserohr zugeordnet, wobei das Masserohr parallel und oberhalb der Preßkammern ange­ ordnet und jede Preßkammer mit dem Masserohr verbunden ist. Der Vorratsbehälter und das Masserohr sind über eine Druckleitung verbunden, der eine Verdrängerpumpe zugeordnet ist.

Kakaobutterpressen dienen zum Auspressen von Kakaobutter aus Kakaomassen und beste­ hen u. a. aus mehreren nebeneinander angeordneten Preßkammern. Diese Preßkammern werden mit hohen Drücken beaufschlagt, die in der Regel durch hydraulische Mittel aufge­ bracht werden.

Da das Befüllen der Preßkammern nicht nur schnell, sondern auch effektiv erfolgen soll, wer­ den bereits in dieser Phase Drücke erzeugt die zum Absondern von Kakaobutter führen. Die­ se Phase wird als Vorpressen bezeichnet und erfordert ein spezielles Befüllungsregime.

Eine bekannte Lösung schafft das notwendige Befüllungsregime, indem eine Verdränger­ pumpe großer Förderleistung nahezu drucklos das geometrische Volumen all er Preßkammern über eine Druckleitung mit Kakaomasse füllt und, sobald dies erreicht ist, in den Preßkam­ mern einen Druck aufbaut, indem sie den größten Teil der geförderten Kakaomasse über eine enge Bypaßleitung, welche von der Druckleitung abzweigt in den Vorratsbehälter zurück drückt.

Der Druck auf die Kakaomasse bewirkt in den Preßkammern ein Abfließen von Kakaobutter wobei gleichzeitig das abfließende Kakaobuttervolumen durch Kakaomasse ersetzt wird. Da beim Vorpreßvorgang das gesamte Fördervolumen gegen hohen Gegendruck gefördert wird, muß der Antriebsmotor sehr hoch dimensioniert werden.

In der DE 43 14 553 C2 wird eine andere Lösung gezeigt. Hierbei werden zwei Verdränger­ pumpen, eine Niederdruckpumpe und eine Hochdruckpumpe eingesetzt. In einer ersten Pha­ se arbeiten beide Verdrängerpumpen mit einer konstant hohen Gesamtförderleistung, bis das geometrische Volumen der Preßkammern gefüllt ist. Sobald das erreicht ist, schaltet die Nie­ derdruckpumpe ab, und die Hochdruckpumpe setzt das Befüllen mit einer geringen Förder­ leistung fort.

Sie baut dabei den für das Vorpressen erforderlichen Druck in den Preßkammern auf, wo­ durch Kakaobutter abfließt, die gleichzeitig durch Kakaomasse ersetzt wird. Der Druckaufbau ist abhängig von den Preßeigenschaften der Kakaomasse sowie der Förderleistung der Hochdruckpumpe und muß vom Bediener nach Erfahrungswerten eingestellt und verschleiß­ abhängig aktualisiert werden. Danach werden die Füllventile geschlossen und die Kakao­ presse geht zum eigentlichen Preßvorgang über.

Der Nachteil beider Lösung besteht darin, daß dieses Vorpressen mit ungenügender Effektivi­ tät erfolgt. Dies bezieht sich sowohl auf die eingesetzten technischen Mittel wie Überdimen­ sionierung des Antriebsmotors und dessen Betreiben mit schlechtem Wirkungsgrad oder Verwendung zweier Pumpen mit je einem Einzelantrieb als auch den erzielbaren technologi­ schen Effekt wie unbeeinflußbarer, erzwungener Druckaufbau ohne Bezug zur möglichen Ab­ flußgeschwindigkeit der Kakaobutter aus der Kakaomasse, der sog. Preßwilligkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, durch deren Anwen­ dung sich das Befüllen der Preßkammern optimal den massespezifischen Werten der aktuell zu verarbeitenden Kakaomasse an paßt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im 1. Anspruch genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß sich infolge der erfindungsgemäßen An­ wendung eines Druckmotors der Förderstrom der Kakaomasse selbstregelnd dem aktuellen Fülldruck anpaßt. Sein Maximum liegt am Beginn des Druckfüllvorgangs bei noch niedrigen Fülldruck und sinkt mit steigenden Fülldruck. Damit kann eine Überlastung des Systems aus­ geschlossen werden; auf einen für diesen Zweck bestimmten Drucksensor kann verzichtet werden.

Die Einrichtung soll nun an Hand eines nachfolgenden Beispiels näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Wie aus der Figur hervorgeht, ist ein Kakaomasse-Vorwärmbehälter 1 zum Konditionieren der zu verarbeitenden Kakaomasse angeordnet. Dieser ist über eine Saugleitung 2 mit einer Verdrängerpumpe 3 verbunden, die aus dem Kakaomasse-Vorwärmbehälter 1 Kakaomasse abzieht und diese über eine Druckleitung 4 zum Masserohr 5 fördert. Das Masserohr 5 ist über Druckschläuche 6 mit den einzelnen Preßkammern 7 der Kakaopresse verbunden. In den Preßkammern 7 findet der eigentliche Preßvorgang statt. Hier werden mit hydraulischen Mitteln hohe Drücke erzeugt, die den Preßvorgang abschließen. Aufbau und Wirkungsweise der Kakaobutterpresse werden hier nicht näher ausgeführt, da diese nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

Dem Masserohr 5 ist weiterhin ein Überlauf 8 zugeordnet, der mit einem Ventil 9 ausgestattet ist.

Den Antrieb der Verdrängerpumpe 3 besorgen ein Getriebemotor 10 und ein Druckluftmotor 11. Der Getriebemotor 10 treibt die Verdrängerpumpe 3 direkt, der Druckluftmotor 11 indirekt über eine zwischen beiden angeordnete Freilaufkupplung 12. Die Freilaufkupplung 12 über­ trägt das Drehmoment vom Druckluftmotor 11 nur in Richtung Getriebemotor 10, d. h. der Druckluftmotor 11 steht, solange er nicht mit Druckluft beaufschlagt wird. Die Druckluft wird ihm über eine Aufbereitungseinheit 13 mit integriertem Druckregelventil und über ein Wege­ ventil 14 durch die Luftzuleitung 15 zugeführt sowie über das Drosselventil 16 in der Luftrück­ leitung 17 abgeführt. Infolge der Druckbegrenzung für die Druckluft ist die Berstsicherheit des Füllsystems ohne speziellen Drucksensor gewährleistet.

Zur Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung:
In der ersten Füllphase treibt der Getriebemotor 10 die Verdrängerpumpe 3. Diese fördert Ka­ kaomasse aus dem Kakaomasse-Vorwärmbehälter 1 über die Saugleitung 2 und Drucklei­ tung 4 zum Masserohr 5, dessen Überlauf 8 das Ventil 9 sperrt. Dabei werden außer dem Masserohr 5 über die Druckschläuche 6 auch die Preßkammern 7 befüllt. Dieser Vorgang erfolgt mit einer sehr hohen Förderleistung, so daß das geometrische Volumen der Preßkammern 7 schnell gefüllt wird. Da der Druckluftmotor 13 über die Freilaufkupplung 12 mit dem Getrie­ bemotor 10 verbunden ist, und nicht mit Druckluft beaufschlagt wird, steht er bis zum Ende der ersten Füllphase.

Das Ende der ersten Füllphase ist erreicht, wenn eine vorgegebene Menge der Kakaomasse, die dem geometrischen Preßkammervolumen entspricht, in die Preßkammern 7 gepumpt ist.

Zu Beginn der zweiten Füllphase wird der Getriebemotor 10 abgeschaltet und gleichzeitig der Druckluftmotor 11 zugeschaltet, so daß die Verdrängerpumpe 3 vom Druckluftmotor 11 über die gesperrte Freilaufkupplung 12 und den als Übersetzungsgetriebe wirkenden Getrie­ bemotor 10 mit niedriger Drehzahl angetrieben wird. Die Verdrängerpumpe 3 baut dabei den für das Vorpressen erforderlichen Druck in den Preßkammern 7 auf.

Der maximale Förderdruck wird am Druckregelventil der Aufbereitungseinheit 13, der maxima­ le Förderstrom am Drosselventil 16 vorgewählt. Während des Vorpressens stellt sich automa­ tisch ein Gleichgewicht zwischen Förderdruck/Vorpreßdruck und Förderstrom ein. Das pneumatische Vorpressen wird beendet und das hydraulische Hauptpressen begonnen, so­ bald vorgegebene Kriterien, wie das Erreichen einer Gesamtfüllmenge an Kakaomasse oder auch einer Gesamtfüllzeit, erfüllt sind.

Da in jeder Füllphase nur einer der beiden Antriebsmotore arbeitet, können diese für beide Betriebszustände exakt dimensioniert werden.

Claims (3)

1. Einrichtung zum Befüllen einer Kakaobutterpresse, die aus mehreren, nebeneinander an­ geordneten und durch hohe Drücke beaufschlagbaren Preßkammern besteht, mit einem Kakao­ massen-Vorratsbehälter und einem zentralen Masserohr, welche der Kakaopresse zugeordnet sind, wobei das Masserohr parallel der Preßkammern angeordnet ist und jede Preßkam­ mer mit dem Masserohr verbunden ist, und wobei der Vorratsbehälter und das Masserohr über eine Druckleitung verbunden sind, der eine Verdrängerpumpe zugeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Antrieb der Verdrängerpumpe (3) ein Getriebemotor (10) Anwendung findet, der über eine Freilaufkupplung (12) mit einem Druckluftmotor (11) verbunden ist.

2. Einrichtung zum Befüllen einer Kakaobutterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Freilaufkupplung (12) lüfterseitig angeflanscht ist.

3. Einrichtung zum Befüllen einer Kakaobutterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Luftzuleitung (15) zum Druckluftmotor (11) eine Aufbereitungseinheit (13) mit einem integrierten Druckregelventil und in der Luftableitung (17) ein Drosselventil (16) angeordnet sind.