DE19706803A1 - Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Trockenextraktion und Zerkleinerung organischer Rohstoffe - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Trockenextraktion und Zerkleinerung organischer RohstoffeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mechanischen
Trockenextraktion und der mechanischen Zerkleinerung organischer Rohstoffe, vorzugsweise
von Ölsaaten und tierischen Knochen.
Aus dem Stand der Technik sind Kaltpressen oder auch Zerkleinerungsanlagen bekannt, die
mit nachgeschalteten Aufbereitungseinrichtungen zusammen wirken, um einmal eine
Zerkleinerung und zum anderen eine Extraktion der aufgegebenen Rohstoffe zu erreichen.
Die nachgeschalteten Aufbereitungseinrichtungen dienen dazu, die Trennung bzw. die
Fraktionierung der zerkleinerten Rohstoffe vorzunehmen.
So kommen chemische Lösungsmittel zum Einsatz, mit denen eine Trennung und
Fraktionierung erreicht werden soll, andererseits sind auch Entbezionierer bekannt, die
Anwendung finden, wenn beispielsweise Ölsaaten zu extrahieren sind.
Die bekannten chemischen Extraktionsverfahren sind geprägt durch den Einsatz von
Lösungsmitteln, beispielsweise Benzin, um eine Extraktion und eine Fraktionierung der
zerkleinerten Rohstoffe vernehmen zu können, denen Waschvorgänge folgen.
Derartige Waschvorgänge, welche vorrangig Heißwasser verwenden, sind energetisch sehr
aufwendig, da einmal das Lösungsmittel aufgeheißt werden muß und zum anderen erhebliche
Mengen an Heißwasser benötigt werden.
Bei den bekannten Verfahren ergeben sich also Prozeßstufen der Zerkleinerung, der
Waschung und der Lösung sowie der Stofftrennung, wobei der Teilprozeß der Stofftrennung
mehrere einzelne Verfahrensstufen notwendig macht. Werden beispielsweise tierische
Knochen zerkleinert, erhält man nach der Zerkleinerung ein Gemisch aus Knochenteilen und
Fett. Dieses Gemisch muß in gesonderten Prozeßstufen weiter behandelt werden, um die aus
der Zerkleinerung gewonnenen flüssigen Fettgemische wiederum aufzuschließen bzw. zu
trennen, damit ein reines und verwendbares Fett zur Verfügung steht. Andererseits bedarf es
der Nachentfettung der groben Knochenbestandteile. Analog müssen auch andere organische
Rohstoffe, welche nach dem bisherigen Zerkleinerungsverfahren zerkleinert wurden,
nachbehandelt werden, um aus den vorliegenden Fett- oder auch Fruchtbreigemischen
verwertbare Produkte extrahieren zu können.
Neben den sehr hohen energieintensiven und insgesamt sehr kostenaufwendigen
Zerkleinerungs- und Extraktionsprozessen kommen noch die Nachteile hinzu, daß
beispielsweise bei der Benzin-Extraktion Explosionsgefährdungen gegeben sind, andererseits
bei Einsatz von Peroxyd Schädigungen der einzelnen Substanzen, insbesondere der Proteine,
eintreten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mechanischen
Trockenextraktion und Zerkleinerung organischer Rohstoffe zu entwickeln, welche
energetisch- und kostengünstig arbeiten, wobei durch eine Verfahrenskombination der
Zerkleinerung, der Pressung und Stofftrennung eine flüssige und feste Phase erreicht werden
soll, dies bei geringem apparativen und bedienarmen Aufwand. Weiterhin sollen während der
Prozeßstufen des Förderns, des Pressens, des Zerkleinerns und der Extraktion, die organischen
Rohstoffe in eine flüssige und eine feste Phase gebracht werden, was in einem Vorgang
kontinuierlich ablaufen soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1
und 5 gelöst.
Besondere Ausgestaltungen und vorteilhafte Lösungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Unter Beachtung der Erkenntnis, daß die Fett-Ölanteile organischer Rohstoffe sich in
Zellen/Fibrillen und Hohlräumen abgeschlossen befinden, bedarf es der Zerstörung dieser
Strukturen, um die in diesen Hohlräumen befindlichen Fettanteile gewinnen und weiter
bearbeiten zu können.
Sowohl die Zerstörung bzw. das Aufbrechen dieser Hohlräume als auch das Auspressen der in
diesen Hohlräumen innewohnenden Fette erfolgt auf der Grundlage einer mechanischen
Zerkleinerung und einer mechanischen Trockenextraktion.
Dabei werden die mit einer höheren, pastösen Viskosität behafteten Fettanteile in einen
fließfähigen Zustand gebracht, um bei der mechanischen Druckbelastung aus den organischen
Rohstoffen austreten zu können.
Wesentlich bei diesem Verfahrensschritt ist, daß die Drücke, bei dem ein mechanischer
Aufschluß erfolgt, so gewählt werden, daß die zu behandelnden organischen Rohstoffe
letztlich nur so erschlossen werden, daß das gewonnene Fett auch einer Verwendung
zugeführt werden kann. Die Verfahrenstemperaturen liegen in Temperaturbereichen, die
diesen Vorgang positiv beeinflussen, damit die Proteine in Fetten nicht zerstört bzw.
beschädigt werden.
Das neue Verfahren zeichnet sich demzufolge durch einen kontinuierlichen Verfahrensablauf
der einzelnen Prozeßstufen der Zerkleinerung, der Pressung, der Stofftrennung sowie der
Koordinierung der zu behandelnden organischen Rohstoffe aus.
Die Prozeßstufe bzw. der Verfahrensablauf der Stofftrennung wird so geführt, daß nach der
Stofftrennung Endprodukte zur Verfügung stehen, nämlich einmal reines Fett in
Lebensmittelqualität und einmal zerkleinerte Knochen oder Schalen mit Knochen- bzw.
Schalenbestandteilen, welche auf ein Minimum entfettet sind, um einer weiteren
Verarbeitungsstufe, so beispielsweise zur Verarbeitung zu Knochenleim zugeführt werden
können, oder unmittelbar direkt als Endprodukte, beispielsweise für Tierfutter, Verwertung
finden.
Es gehört auch zur Erfindung, daß die einzelnen Prozeßstufen des Zerkleinerns, des
Aufbrechens, der Pressung und der Stofftrennung kontinuierlich in einer Einrichtung ablaufen,
die als komplette Anlage gestaltet ist und eine nach dem Wolfprinzip arbeitende
Zerkleinerungsmaschine darstellt.
So kann eine derartige Zerkleinerungsmaschine als Großwolf gestaltet sein, dem die
organischen Rohstoffe zugeführt werden und in dem die einzelnen genannte Verfahrensstufen
in kontinuierlicher Folge ablaufen.
Bei der Verarbeitung tierischer Knochen ist das Verfahrensregime dieser Einrichtung so
gestaltet und gesteuert, daß die aufgegebenen tierischen Knochen, welche vorzugsweise auf
Temperaturen von 70 bis 90°C erhitzt werden, derart behandelt werden, daß sie auf
Korngrößen von 2 bis 10 mm zerkleinert werden, Restfettgehalte zwischen 3 bis 6%
aufweisen und in trockener Form aus dem Großwolf austreten.
Das während des Pressvorganges aus den tierischen Knochen ausgepreßte Fett hat eine
derartige Trennung erfahren, daß es fließfähig und in hoher Qualität über besonders
ausgestaltete Rückflußsysteme aus dem Großwolf abfließen bzw. austreten kann.
Das Zerkleinern, Aufbrechen und Pressen sowie das Trennen der tierischen Knochen wird
durch die Ausgestaltung und Bestückung des Großwolfes mit entsprechenden Fördersystemen
und Schneidwerkzeugen, welche als Arbeits- und Transportschnecken, als Messer und
Lochscheiben ausgebildet sind, erreicht. Das Erwärmen der tierischen Knochen unterstützt
diesen Prozeß positiv.
Diese Elemente sind ausschlaggebend für die mechanische Zerkleinerung als auch für die
mechanische Trockenextraktion, da unmittelbar durch die herrschenden Druckverhältnisse in
diesem System eine Trennung in eine flüssige und eine feste Phase erfolgt. Die flüssige Phase
ist durch das flüssige Fett und die feste Phase durch die Knochenbestandteile gekennzeichnet.
Weiterhin gehört zur Erfindung, daß die zerkleinerten Knochenbestandteile einer weiteren
Verfahrensstufe, einer Sieb-Press-Verfahrensstufe, zugeführt werden können, um von noch
anhaftenden Weichstoffen, Fleischresten und Fetten, befreit zu werden.
Dieser Sieb-Press-Verfahrensschritt wird derart realisiert, daß die aus der vorangehenden
Zerkleinerungsstufe austretenden Knochenbestandteile auf ein umlaufendes flexibles Band
verbracht werden und dann auf diesem flexiblen Band einem Siebkorb zugeführt werden,
welcher als zylindrische Trommel ausgeführt ist und an seinem Umfang eine Vielzahl von
Bohrungen aufweist, über die die den zerkleinerten Knochenbestandteilen anhaftenden
Weichstoffe hindurch treten und dann aus der Siebkrone abtransportiert werden können.
Die so nochmals abgepreßten Knochenbestandteile besitzen dann einen noch geringeren
Feuchtigkeitsanteil, so daß sie unmittelbar als Ausgangsprodukt für die
Knochenleimherstellung oder auch Gelatineherstellung verwendet werden können.
Die Einstellbarkeit des Spaltes zwischen dem umlaufenden flexiblem Band zur Siebkrone wird
dadurch realisiert und gewährleistet, daß die Rollen, über die das flexible Band geführt ist,
verstellbar zur Siebkrone ausgebildet sind. Bei Veränderung der Position der Umlenkrollen
wird folglich der Umschlingungswinkel des um die Umlenkrollen laufenden flexiblen Bandes
verändert, was einerseits zur Spaltverringerung bzw. Spaltvergrößerung beiträgt und
andererseits gleichfalls die Haftung zwischen den Umlenkrollen und dem flexiblen Band
erhöht.
Es ist durchaus denkbar und auch erfinderisch, daß einem Großwolf an seiner Austrittsseite,
also nach den Zerkleinerungswerkzeugen, ein gesonderter Vorsatz zugeordnet wird, in dem, je
nach Bedarfs nochmals eine Nachzerkleinerung und Nachentfettung ablaufen kann.
Ein derartiger Vorgang ermöglicht somit einen zusätzlichen Separiervorgang, in welchem die
bereits fein zerkleinerten Knochenbestandteile nochmals einer Pressung unterzogen werden,
somit noch anhaftende Restfette aus den Knochenteilen separiert und über Siebeinrichtungen
ausgetragen werden, während die Knochenteile in Flußrichtung des Großwolfes zentrisch aus
diesem Vorsatz austreten.
Diese Verfahrensweise, der Nachschaltung eines Separiervorsatzes zu einem Großwolf, ist
insbesondere dann von Vorteil, wenn organische Rohstoffe in Form von Ölfruchten,
zerkleinert, gepreßt und entfettet werden sollen, da nach der Behandlung derartiger Ölfrüchte
in einem Großwolf diese in Form fester Bestandteile als auch pastösen Bestandteilen
vorliegen. Die festen Bestandteile sind vorzerkleinerte Schalenteile, die pastösen Bestandteile
stellen im weitesten Sinne ein Fruchtfleischgemisch dar, einen fett-ölhaltigen Brei, der
nachbehandelt werden muß, um wiederum reines Fett und andererseits entfettete
Festbestandteile zur Verfügung zu haben.
Die Erfindung soll mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Die dazu gehörige Zeichnung zeigt in
Fig. 1 prinziphafte Darstellung einer Trockenextraktionspreß- und
Zerkleinerungsanlage,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach Fig. 1,
Fig. 3 einen erfindungsgemäß gestalteten Großwolf,
Fig. 4 einen Großwolf mit nachgeschaltetem Nachentfettungsseparator,
Fig. 5 eine kombinierte Ausführung einer mechanischen Trockenextraktionspreß- und
Zerkleinerungsanlage mit einem Nachentfettungsseparator,
Fig. 6 ein Vorsatzgerät des Nachentfettungsseparators,
Fig. 7 prinziphafte Darstellung der Einrichtung zur weiteren Trocknung und Separierung
zerkleinerter Knochenbestandteile.
Das Gesamtkonzept einer mechanischen Trockenextraktionspreß- und Zerkleinerungsanlage,
nachfolgend MTZ-Anlage 1 genannt, ist in seiner prinzipiellen Ausführung in der Fig. 1
dargestellt.
Aus dieser Zeichnung ergeben sich die Anordnung und das funktionelle Zusammenspiel der
einzelnen Bauelemente, die in ihrem Grundaufbau in einem Großwolf 17 integriert sind und
somit eine komplexe Maschineneinheit ergeben.
Geprägt ist diese MTZ-Anlage 1 durch die in einem Gehäuse 2 angeordnete Arbeits- und
Förderschnecke 3, welche über einen nicht näher dargestellten Antrieb in Dreh- und
Arbeitsbewegung versetzt wird und im Gehäuse 2 sowie im Druckrohr 4 des Großwolfes 17
gelagert ist. Das Druckrohr 4 ist ausgangsseitig als Schneidsatzgehäuse 7 ausgebildet, in dem
ein mehrteiliger Schneidsatz 13 angeordnet werden kann. Ein derartiger Schneidsatz 13
besteht aus Vorschneider, Stützringen, Lochscheiben und Messern, die in den einzelnen
Schneidstufen zueinander gepaart sind.
An der Innenwandung des Druckrohres 4 sind in bekannter Weise Züge 5 vorgesehen, welche
dem zu zerkleinernden Rohstoff 10 die erforderliche Stützung zum Druckrohr 4 geben.
Gleichfalls im Druckrohr 4, als auch im Gehäuse 2, sind im unteren Bereich von beiden Teile
ein Abflußkanal 6 vorgesehen, über den das separierte flüssige Fett, entgegen der
Förderrichtung der MTZ-Anlage 1, aus dieser austritt.
Dem im Schneidsatzgehäuse 7 angeordneten Schneidsatz 13 kommen mehrere Funktionen zu.
So sind die einzelnen Elemente des Schneidsatzes 13 verantwortlich für einen variablen
Widerstand zur Erzeugung des Pressdruckes, für die Korngröße der zu zerkleinernden
Feststoffe und für das Wirksamwerden einer Gegenschneide zu dem jeweiligen Messer. Als
Gegenschneide fungieren die Kanten der Durchgangslöcher der eingesetzten Lochscheiben. In
diesen Durchgangslöchern wird der Rohstoff gehalten und vom folgenden Messer
abgeschnitten.
Durch die Drehbewegung der Arbeits- und Förderschnecke 3 erfolgt gleichfalls ein
Druckaufbau im Rohstoff 10, welcher gleichzeitig gegen den Schneidsatz 13 gefördert wird.
Es erfolgt somit eine direkte Druckerhöhung in dem zu zerkleinernden Rohstoff 10
unmittelbar während des Fördervorganges. Die Volumenkontraktion liegt bei 30 bis 50% und
führt somit zum Pressen und Aufbrechen des Knochengerüstes. Der notwendige Förderdruck
wird durch die Verspannung des zu zerkleinernden Rohstoffes 10 zum Gehäuse 2 als auch im
Druckrohr 4 zur Arbeits- und Förderschnecke 3 erreicht. Dabei ist die Arbeits- und Förderschnecke 3
so gestaltet, daß sich diese im Druckrohr 4 stark verdickt, die Schneckengänge in
ihrer Steigung kleiner werden und so ihr Aufnahmevolumen um 50% verringert wird. Die im
Druckrohr 4 vorgesehenen Züge 5 sichern, daß sich die zu zerkleinernden organischen
Rohstoffe 10 auf diesen gegen ein ungewolltes Mitdrehen abstützten können und so durch die
Bewegung der Arbeits- und Förderschnecke 3 gefördert und verdichtet werden.
Im Grunde des Druckrohres 4 ist ein Abflußkanal 6 vorgesehen, welcher sich über das
Gehäuse 2 erstreckt, in dem die flüssigen extrahierten Fette über den drucklosen Trichtern 9
rückfließen und von dort über ein Überlaufsystem 16 abgeleitet werden.
Die Fig. 2 verdeutlicht in prinziphafter Darstellung, wie der zu zerkleinernde Rohstoff 10
sich zwischen den Schneckengängen in der Arbeits- und Förderschnecke 3 befindet und bei
Drehbewegung dieser Arbeits- und Förderschnecke 3 verdichtet wird, indem er sich an der
Innenwandung des Gehäuses 2 und des Druckrohres 4 abstützt, was durch die Züge 5
unterstützt wird. Gleichzeitig verhindern die Züge 5 das Mitdrehen des Rohstoffes 10, was zur
Pressung des Rohstoffes 10, nachfolgend zur Zerstörung und zur Zerkleinerung führt.
Aus dieser Darstellung gemäß Fig. 2 kann unmittelbar der Verfahrensablauf der
mechanischen Zerkleinerung und Extraktion nachvollzogen werden. Es ist gezeigt, wie der
Rohstoff 10 in den Schneckengängen der Arbeits- und Förderschnecke 3 eingelagert ist, nach
unten durch die Schneckenwelle 15 und nach oben durch das Druckrohr 4 begrenzt wird. Die
Drehrichtung der Arbeits- und Förderschnecke 3 ist mit 14 bezeichnet, gleichfalls ist eine
Hebevorrichtung 8 dargestellt, welche die Aufgabe hat, bei Drehung der Arbeits- und
Förderschnecke 3 den Rohstoff 10 ständig wieder auf die Arbeitsseite 11 der MTZ-Anlage 1
einzuverbringen. Die linke Hälfte ist als Rückflußseite 12 bezeichnet, somit ergibt sich aus
dieser Darstellung eine bildhafte Wiedergabe der in diesem Arbeitsbereich ablaufenden
Prozesse.
Wie bereits weiter oben ausgeführt, tritt das flüssige extrahierte Fett über den Abflußkanal 6
aus der MTZ-Anlage 1 aus und kann bei Bedarf und Notwendigkeit in einer gesonderten
Maschine zentrifugiert werden, um noch eventuell vorhandene Knochenbestandteile aus dem
flüssigen Fett zu entfernen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als eine MTZ-Anlage 1 ausgeführt sein und ist in der
Fig. 3 dargestellt, deren Grundmaschine ein Großwolf 17 ist, der in bekannter Weise mit
einer Arbeits- und Förderschnecke 3 ausgebildet, einen Schneidsatz mit Stützlagern 18 besitzt
und dessen hintere Verschlußmutter 19 so ausgebildet ist, daß ein Separatorsystem 20 über
diese Verschlußmutter 19 mit dem Großwolf 17 angekoppelt werden kann.
Das Separatorsystem 20 selbst besteht aus einem Gehäuse 28, mit dem der gesamte
Separatorvorsatz über die hintere Verschlußmutter 19 mit dem Großwolf 17 verbunden wird.
Zwischengeschaltet ist ein Reibradgetriebe 21, welches stufenlos regelbar ausgeführt ist.
Im Separatorsystem 20 ist eine Förderschnecke 22 angeordnet, die von einem Sieb 23
umgeben wird und über ein Verschlußteil 24 abgeschlossen wird. Unmittelbar im Verschlußteil
24 ist eine zentrische Austrittsöffnung vorgesehen, über die die separierten festen organischen
Bestandteile des aufgegebenen Rohstoffes 10 austreten und über eine Ablautrinne 26 aus dem
gesamten System abgeführt werden können.
Eine vorgesehene Druckeinstellvorrichtung 25 ist so ausgebildet, daß durch Verstellung dieser
Druckeinstellvorrichtung 25 der erforderliche Gegendruck zum Förderdruck des Rohstoffes
10 eingestellt werden kann. Diese Druckeinstellvorrichtung 25 ist dabei stufenlos einstellbar
und kann je nach Konsistenz der austretenden extrahierten Stoffe durch seine Verstellung zur
Druckerhöhung oder Druckverringerung genutzt werden und nimmt somit unmittelbar auf die
Stoffqualität Einfluß.
Die Förderschnecke 22 ist von einem Sieb 23 umschlossen, welches sich über Stützleisten zum
Gehäuse 28 abstützt. Im unteren Bereich des Gehäuses 28 befindet sich eine Austrittsöffnung
27 für die flüssigen Bestandteile, während die festen Bestandteile des zerkleinerten und
extrahierten Rohstoffes 10 über die zentrische Austrittsbohrung des Verschlußteiles 24
austreten und über eine Ablaufrinne 26 abgeführt werden können.
Diese Maschinenkonfiguration wird sinnvoll, wenn Ölsaaten mit harten Schalen zerkleinert
und extrahiert werden sollen. Der Rohstoff 10 wird über den Trichter 9 des Großwolfes 17
aufgegeben und in diesem gefördert, gepreßt und auf Korngrößen von 2 bis 10 mm
zerkleinert. Es entsteht ein Schalen/Fruchtgemisch, welches über die Förderschnecke 22 zum
Schneidsatz 18 gefördert wird und dort nochmals eine Zerkleinerung erhält. Das aus dem
Schneidsatz 18 austretende Gemisch gelangt in den Arbeitsbereich der Förderschnecke 22,
wird von dieser weitertransportiert, verdichtet und nachfolgend werden die
Weichkomponenten des Schalen/Fruchtgemisches über das Sieb 23 aus dem Gemisch
extrahiert, welche als Fett bzw. Öl über die Austrittsöffnungen 27 austreten. Die festen
Bestandteile, die Schalenteile, werden weitergefördert und treten über die zentrische Öffnung
des Verschlußteiles 24 aus dem Separatorsystem 20 aus. Sie gelangen auf die Ablaufrinne 26
und können in Sammelbehältern aufgefangen und abtransportiert werden.
Die Kombination bzw. die Zuordnung des Separatorsystems 20 zum Großwolf 17 ist
nochmals in der Fig. 4 dargestellt, wobei diese Darstellung zeigt, wie das Separatorsystem
20, speziell die Förderschnecke 22, zum Antrieb des Großwolfes 17 gekoppelt und von diesem
angetrieben wird. Dies erfolgt über die formschlüssige Verbindung des Zapfens 30 der
Förderschnecke 22, welcher in die entsprechende Aussparung der Antriebswelle eingreift.
Eine weitere Ausführung der Erfindung ist in der Fig. 5 dargestellt, aus welcher sich der
unmittelbare Gesamtaufbau einer MTZ-Anlage 1 ergibt, als auch die Kombination bzw.
Zuordnung des Separatorsystemes 20 zum Großwolf 17. Zu einer kompletten MTZ-Anlage 1
gehört auch ein Aufgabewagen 31, welcher über entsprechende Hebeeinrichtungen zum
Großwolf 17 positioniert und mittels dieser über den Einfülltrichter 9 verbracht werden kann.
Die Arbeits- und Förderschnecke 3 des Großwolfes 17 kann dabei in bevorzugter Weise als
eine zweigeteilte Förderschnecke ausgeführt sein und zwar in der Form, daß diese Arbeits-
und Förderschnecke 3 eine Schneckenwelle 15 besitzt, die aus einem metallischen Werkstoffe
vorzugsweise aus Stahl ausgeführt ist, der ein Schneckenkörper 32 zugeordnet ist. Die
Verbindung zwischen der Schneckenwelle 15 und dem Schneckenkörper 32 wird
vorzugsweise über eine Querstiftverbindung realisiert, somit ist eine formschlüssige
Verbindung zwischen diesen beiden Teilen gegeben, die gleichfalls die Austauschbarkeit des
Schneckenkörpers 32 zur Schneckenwelle 15 gewährleistet.
Der Aufbau und die Ausbildung eines speziellen Separatorvorsatzes ist in der Fig. 6 gezeigt.
Dieser Separatorvorsatz ist über das Befestigungselement 33 und der hinteren
Verschlußmutter 19 mit dem Großwolf 17 verbunden und besitzt eine Preßschnecke 34,
welche unmittelbar im Wirkzusammenhang mit dem Schneidsatz 18 steht. Der Preßschnecke
33 schließt sich eine Separierschnecke 34 an, welche an ihrem Umfang Stützleisten 36
aufweist. Die Separierschnecke 34 geht dann in eine Auslaufschnecke 35 über, welche zum
Gehäuse 28 einen ringförmigen Auslauf besitzt, welcher in seiner Größe veränderbar ist, was
über die Druckeinstellvorrichtung 25 erfolgt. Durch die Verstellung der
Druckeinstellvorrichtung 25 wird einmal der Ringspalt vergrößert oder verkleinert und
gleichzeitig die Einstellung des Gegendruckes realisiert. Auch hier wirkt die
Druckeinstellungsvorrichtung 25 so auf den Extraktionsprozeß, daß die separierten festen
Bestandteile des Rohstoffes 10 lediglich noch einen Fettanteil von 3 bis 6% aufweisen,
während die separierten Fette oder Öle in Lebensmittelqualität gewonnen werden.
Das Sieb 23 umschließt die Separierschnecke 34 und stützt sich umfangsseitig an
Stützelementen 37 ab. Das als Stützzylinder ausgebildete Sieb 23 besitzt gleichfalls Öffnungen,
wodurch das Bombieren des Siebes 23 bei einem Druckaufbau in der Separierzone verhindert
wird.
Die auf der Separierschnecke 34 vorgesehenen Stützleisten 36 sind wendelförmig auf der
Separierschnecke 34 angeordnet und führen den zu extrahierenden Rohstoff 10 bei ständiger
Umwälzung und unter Druckaufbau am Sieb 23 entlang. Die Bohrungen des Siebes 23 wirken
dabei als Gegenmesser zu den Stützleisten 36 und der weiche Rohstoff, das Fett, tritt über die
Siebbohrungen des Siebes 23 aus, während die festen Rohstoffbestandteile zur
Austrittsöffnung 27 transportiert werden.
In der Fig. 7 ist prinziphaft eine Einrichtung dargestellt, mit der die Verfahrensstufe des
Sieb-Pressens der bereits zerkleinerten Knochenbestandteile realisiert werden kann.
Diese Einrichtung besteht aus den Hauptbestandteilen der Siebtrommel 38, dem flexiblen
umlaufenden Band 39 und den Umlenkrollen 40.
Die Siebtrommel 38 besitzt an ihrem Umfang Durchtrittsöffnungen 41 und ist zu dem flexiblen
Band 39 zu positioniert, daß die Siebtrommel 38 durch das flexible umlaufende Band 39
segmentartig umschlossen wird.
Die Umlenkrollen 40 sind dabei radial zur Siebtrommel 38 verstellbar, so daß infolge der
Verstellung der Umlenkrollen 40 sich der Spalt zwischen dem Umfang der Siebtrommel 38
und dem flexiblen Band 39 verändert bzw. der Anpressdruck des flexiblen Bandes 39 zur
Siebtrommel variiert werden kann. Die bereits vorzerkleinerten Knochenbestandteile werden
in den Spalt zwischen der Siebtrommel 38 und dem flexiblen Band 39 aufgegeben. Die
Pfeilrichtung 42 verdeutlicht die Aufgaberichtung. Die Siebtrommel 38 und das flexible Band
39 besitzen die gleiche Geschwindigkeit und Drehrichtung, so daß die aufgegebenen
Knochenbestandteile zwischen dem äußeren Umfang der Siebtrommel 38 und dem flexiblen
Band 39 gelangen und durch diesen Spalt transportiert werden. Während des Durchlaufes
durch diesen Spalt, werden die Knochenbestandteile gepreßt, was zur Folge hat, daß die
Weichteile, Fleischreste, Fett und sehr feine Knochen über die Durchtrittsöffnungen 41 in den
Innenraum der Siebtrommel 38 gelangen. Die größeren Knochenbestandteile verlassen diese
Einrichtung über die andere Öffnung von Siebtrommel 38 und Umlenkrolle 40.
Die Vorteile der neuen Lösung liegen darin, daß die Zerkleinerung und die Trockenextraktion
auf mechanischem Wege von organischen Rohstoffen in einem kontinuierlichen Verfahren und
in einer Anlage ablaufen und über ein kostengünstiges Einmaschinensystem realisiert werden
kann.
Die Zerkleinerung, das Pressen und das Extrahieren von organischen Rohstoffen erfolgt
ausschließlich auf mechanischem Wege, andere Hilfsmittel, beispielsweise Chemikalien oder
andere Lösungsmittel, sind nicht erforderlich, was eine Qualitätserhöhung der Teilprodukte
bewirkt. Die Verfahrensvorteile liegen in einfachen, leicht steuerbaren Verfahrensparametern
ohne Abproduktanfall, wodurch eine Abproduktbearbeitung entfällt und die aus der
Zerkleinerung und Extraktion gewonnenen Endprodukte bedürfen keiner weiteren
zusätzlichen Behandlung, so daß diese unmittelbar einer weiteren Verwendung zugeführt
werden können.
Claims (18)
1. Verfahren zur mechanischen Trockenextraktion und Zerkleinerung organischer Rohstoffe,
vorzugsweise von Ölsaaten und tierischen Knochen, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die organischen Rohstoffe kontinuierlich in einer Anlage mechanisch zerkleinert, gepreßt und extrahiert werden,
- - nach der Extraktion feste und flüssige Rohstoffraktionen anliegen,
- - die festen Rohstoffanteile einen Fettgehalt von ca. 2 bis 6% aufweisen, die flüssigen Rohstoffanteile, das extrahierte Fett, Lebensmittelqualität besitzt,
- - die organischen Rohstoffe, insbesondere die tierischen Rohstoffe, vor der mechanischen Zerkleinerung auf eine Temperatur von 70 bis 90% erwärmt werden,
- - das aus dem tierischen Knochen extrahierte Fett entgegen der Förder- und Arbeits richtung druckfrei abfließt und
- - die festen Rohstoffanteile in Korngrößen von 2 bis 10 mm zentrisch aus der Anlage austreten und direkt einer Verwertung zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das aus der Zerkleinerung und Pressung von Ölsaaten anfallende Schalen/Fruchtfleisch
gemisch einer nachfolgenden Separierstufe zugeführt wird und nach dieser Prozeßstufe
die extrahierten festen und flüssigen Rohstoffanteile in Endproduktqualität anliegen.
3. Verfähren nach einem Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das extrahierte Fett wahlweise zusätzlich gefiltert, zentrifugiert oder nochmals gepreßt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu behandelnden organischen Rohstoffe innerhalb einer Arbeits- und
Förderschnecke 2 bis 5 mal einen Rohstoffumlauf bzw. eine Rohstoffumwälzung
erfahren.
5. Vorrichtung zur mechanischen Trockenextraktion und Zerkleinerung organischer
Rohstoffe (10) in einer MTZ-Anlage (1), die aus einem Großwolf (17) mit einem
kombinierten Separatorsystem (20) besteht, welches über ein stufenlos regelbares
Reibradgetriebe (21) mit dem Großwolf (17) verbunden ist und der Großwolf (17) ein
Stützsystem besitzt, das aus einer in einem Druckrohr (4) geführten und gelagerten
Arbeits- und -Förderschnecke (3) sowie den im Inneren des Druckrohres (4) vorgesehenen
Zügen (5) besteht, wobei die Schneckenwelle (15) in diesem Bereich eine Hebevorrichtung
(8) besitzt und der Großwolf (17) einen als Abflußkanal (6) ausgebildeten Fettrücklauf
aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
im Großwolf (17) oberhalb der Arbeits- und Förderschnecke (3) ein Trichter (9) zur
Aufnahme der zu behandelnden organischen Rohstoffe (10) vergesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Separatorsystem (20) über eine hintere Verschlußmutter (19) mit dem Großwolf
(17) verbunden ist und aus einem Gehäuse (28) besteht, in dem eine Förderschnecke
(22) gelagert und von einem Sieb (23) umfangseitig umschlossen ist, das
Druckgehäuse (28) eine Austrittsöffnung (27) aufweist und auslaufseitig mit einem
Verschlußteil (24) verschlossen ist, dem eine Druckeinstellvorrichtung (25) zugeordnet
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschlußteil (24) eine zentrische Austrittsöffnung für die festen Rohstoffanteile
besitzt und unterhalb dieser Austrittsöffnung eine Abflußrinne (26) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
im Druckrohr (4), der Arbeits- und Förderschnecke (3) nachgeordnet, ein
Schneidsatz (13) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Förderschnecke (22) über einen Schneidsatz mit Stützlagern (18) in
Wirkzusammenhang steht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
sich innerhalb des Druckrohres (4), während der mechanischen Verkleinerung,
Pressung und Extraktion, eine Arbeitsseite (11) und eine Rückflußseite (12) ausbilden,
wobei im Bereich der Arbeitsseite (11) die zu behandelnden organischen Rohstoffe
(10) zwischen den Schneckengängen der Arbeits- und Förderschnecke (3) und der
Innenwandung des Druckrohres (4), sich abstützend an den Zügen (5), eingespannt
sind und eine Hebevorrichtung (8) die organischen Rohstoffe (10) mehrfach umwälzt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Förderschnecke (22) über einen Zapfen (30) formschlüssig mit der Antriebswelle
des Großwolfes (17) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zapfen (30) formschlüssig in der Aussparung der Arbeits- und Förderschnecke (3)
zum Anliegen kommt und die Arbeits- und Förderschnecke (3) aus einer in Metall
aufgeführten Schneckenwelle (15) mit einem zugeordneten Schneckenkörper (32)
aus Kunststoff ausgeführt sein kann.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die MTZ-Anlage (1) mit einem über eine Hebeeinrichtung heb- und senkbaren
Aufgabewagen (31) verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Separatorsystem (20) aus einem Separiervorsatz besteht, der über ein
Befestigungselement (33) mit der hinteren Verschlußmutter (19) des Großwolfes (17)
verbunden ist, einen Schneckenkörper (38) aufweist, der mit dem Schneidsatz mit
Stützlager (18) in Wirkverbindung steht und weiterhin dieser Separiervorsatz aus einer
zylindrischen Separierschnecke (34) und einer kegelförmigen Auslaufschnecke (35)
besteht.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Separierschnecke (34) umfangsseitig und wendelförmig verlaufende Stützleisten
(36) besitzt, von einem Sieb (23) umschlossen ist, welches sich gegen Stützelemente
(37) umfangsseitig abstützt.
17. Vorrichtung nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Separatorsystem (20) eine aus einer Siebtrommel (38), einem flexiblen Band (39)
und verstellbaren Umlenkrollen (40) bestehende Sieb-Press-Einrichtung zugeordnet ist,
wobei die Umlenkrollen (40) radial zur Siebtrommel (38) verstellt werden können und
die Siebtrommel (38) umfangsseitig mit Durchtrittsöffnungen (41) ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Siebtrommel (38) und das umlaufende flexible Band (39) mit der gleichen
Drehgeschwindigkeit und der gleichen Drehrichtung umlaufen und bei radialer
Verstellung der Umlenkrollen (40) die Umschlingungswinkel des flexiblen Bandes (39)
zu der jeweiligen Umlenkrolle (40) variiert werden können.
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