DE202012013401U1 - Gehäuse für eine Doppelschnecke oder Bereiche einer Doppelschnecke für einen Bioextruder und Bioextruder - Google Patents

Gehäuse für eine Doppelschnecke oder Bereiche einer Doppelschnecke für einen Bioextruder und Bioextruder Download PDF

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Abstract

Bioextruder (10) mit – einer über eine Zufuhreinrichtung (12) für Substrat an eine Antriebseinheit (11) gekoppelten Doppelschnecke (2), wobei mit der Doppelschnecke verbundene Transportschnecken (12) die Zufuhreinrichtung (12) ist und sich die Transportschnecken (12) zwischen Doppelschnecke (2) und Antriebseinheit (11) befinden, und – einem Gehäuse für eine Doppelschnecke (2) oder Bereiche einer Doppelschnecke (2), wobei das Gehäuse für die Schneckenwellen (2) beabstandet zueinander angeordnete Scheiben (3) in einem diese Scheiben (3) umgebenden Mantel (4) aus zwei miteinander verbundenen Schalen aufweist, sich die Schneckenwellen (2) in Durchbrüchen der Scheiben (3) befinden und sich zwischen Scheiben (3) Abstandsstücke (8) befinden oder dass ein Gewindestück (9) gleichzeitig ein Abstandsstück ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft Bioextruder.
  • Doppelschneckenextruder verfügen bekannterweise über verschiedene Baugruppen in Form eines Grundgestells, einer Antriebseinheit, einer Einzugseinheit, einer Funktionseinheit und einer Steuerung für wenigstens eine optimale Drehzahl und für eine Notabschaltung.
  • So ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 33 47 537 A1 ein Gehäuseabschnitt für eine Doppelschneckenwellenmaschine bekannt, wobei das Gehäuse für eine ineinandergreifende Doppelschnecke aus einem Außen- und einem Innengehäuse besteht, die wiederum jeweils aus Teilen zusammengesetzt ist. Insgesamt ummantelt das Innengehäuse die Doppelschnecke.
  • Die Bearbeitung des Substrates aus Biomasse ist eingeschränkt und nur bei relativ eng festgelegten Eigenschaften möglich. So setzt beispielsweise eine zu hohe Feuchte die Leistung und die Qualität des Aufschlusses herab oder verhindert in Folge die Plastifizierung oder die Agglomeration oder zerlegt durch frei werdenden Dampfdruck das Agglomerat.
  • Ein Maß für den Aufschluss kann die Korngrößenverteilung und der Fasergehalt sein. Bei hoher Feuchte verschiebt sich der thermomechanische Effekt und die höhere Feuchte setzt die Reibung herab. Diese ist wichtig für den Transport und damit den Durchsatz pro Zeiteinheit, die Temperaturerhöhung durch die mechanische Energie und die Veränderung des Fließverhaltens. Das Substrat schwimmt nur noch im flüssigen Medium aus der Feuchte des Substrats. Ein Transport findet nicht mehr statt. Das basiert auf der Zerkleinerung und dem Aufschluss, wobei Feuchtigkeit und damit flüssiges Medium an die Substratoberfläche ausgetrieben wird. Dabei erfolgt eine Herabsetzung der Reibung.
  • Die Agglomeration findet in einem Verfahrensfenster statt. Bei zu hoher Substratfeuchte ist das extrudierte Pellet oder Kompaktat zu plastisch, klebt zusammen und ist nicht brauchbar oder zerfällt.
  • Weiterhin kann sich ohne Temperaturführung ein Dampfdruck ausbilden, der das Agglomerat bei Verlassen des Extruders wieder zerschlägt.
  • Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bioextruder mit einem einfachen und verschleißarmen Gehäuse zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
  • Die Bioextruder zeichnen sich insbesondere durch ein einfaches und verschleißfestes Gehäuse aus.
  • Der Bioextruder weisen dazu
    • – eine über eine Zufuhreinrichtung für Substrat an eine Antriebseinheit gekoppelte Doppelschnecke, wobei mit der Doppelschnecke verbundene Transportschnecken die Zufuhreinrichtung ist und sich die Transportschnecken zwischen Doppelschnecke und Antriebseinheit befinden, und
    • – ein Gehäuse für die Doppelschnecke oder Bereiche der Doppelschnecke, wobei das Gehäuse für die Schneckenwellen beabstandet zueinander angeordnete Scheiben in einem diese Scheiben umgebenden Mantel aus zwei miteinander verbundenen Schalen aufweist, sich die Schneckenwellen in Durchbrüchen der Scheiben befinden und sich zwischen Scheiben Abstandsstücke befinden oder dass ein Gewindestück gleichzeitig ein Abstandsstück ist,
    auf.
  • Ein mit einem derartigen Gehäuse realisierter Bioextruder eignet sich besonders günstig sowohl für trockene als auch für wasserhaltige Substrate. Die Abstände führen dabei dazu, dass das Fluid einfach aus dem beabstandet angeordneten Scheiben herausfließen kann.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kanten der Scheiben gleichzeitig als Schnittkanten für Substrat wirken. Damit wird Substrat weiter zerkleinert und dabei weiter aufgeschlossen.
  • Der Mantel besteht aus zwei miteinander verbundenen Schalen. Das sind insbesondere Halbschalen, in die die Scheiben platziert sind. Damit ist ein sehr einfacher Aufbau realisiert.
  • Die Anzahl der beabstandet zueinander angeordneten Scheiben bestimmen die Länge des Bioextruders. Damit können leicht Bioextruder unterschiedlicher Länge entsprechend ihrer Anforderungen realisiert werden.
  • Die Schneckenwellen sind bekannterweise mit Schneckengängen gleicher und/oder unterschiedlicher Steigung ausgestattet. Die Schneckengänge können auch nur abschnittsweise ausgebildet sein. Die Schnecken der Doppelschnecke können wenigstens bereichsweise ineinander greifen.
  • Die Schneckenwellen durchdringen vorteilhafterweise das Gehäuse, so dass diese gleichzeitig dem Ein- und dem Austrag von Substrat dienen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 5 angegeben.
  • Die Scheibe besitzt nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 2 einen Durchbruch für die Schneckenwellen und Öffnungen für Bolzen oder Gewindestücke. Die Scheiben sind dazu einfach aus einem Metallblech ausschneidbar. Das kann vorteilhafterweise durch Laserschneiden erfolgen, so dass die Scheiben ökonomisch günstig herstellbar sind. Die Öffnungen dienen der Aufnahme von Bolzen, Bolzen mit Abstandshülsen oder Gewindestücken, über die gleichzeitig der Abstand der Scheiben sichergestellt wird.
  • Eine der Schalen weist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 eine Vertiefung für Fluid auf. In dieser sammelt sich aus dem Substrat gepresstes Fluid und kann leicht abgeführt werden.
  • Günstigerweise besteht die Scheibe nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 4 aus einem verschleißfesten Material besteht.
  • Die Antriebseinheit besteht nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 5 aus synchron arbeitenden Elektromotoren. Die Elektromotoren sind über eine aus Kardanwellen bestehenden Übertragseinheit mit den Transportschnecken verbunden, so dass die unterschiedlichen Abmessungen der Antriebseinheit und der Schnecken überbrückt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Gehäuse für eine Doppelschnecke in einer Seitenansicht,
  • 2 ein Gehäuse für eine Doppelschnecke in einer Vorderansicht,
  • 3 eine Scheiben aufweisende Ummantelung für eine Doppelschnecke,
  • 4 eine Schnittdarstellung A-A der Ummantelung,
  • 5 eine Draufsicht der Ummantelung,
  • 6 zwei beabstandet zueinander angeordnete Scheiben,
  • 7 ein Gewindestück zur Verbindung von Scheiben,
  • 8 ein Bioextruder und
  • 9 ein Bioextruder in einer Draufsicht.
  • Ein Bioextruder 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse und zwei Schneckenwellen 2 als Doppelschnecke 2.
  • Dazu zeigen
    die 1 ein Gehäuse für eine Doppelschnecke in einer prinzipiellen Seitenansicht und
    die 2 ein Gehäuse für eine Doppelschnecke in einer prinzipiellen Vorderansicht.
  • Das Gehäuse weist beabstandet zueinander angeordnete Scheiben 3 in einem diese Scheiben 3 umgebenden Mantel 4 auf.
  • Die Scheibe 3 besitzt einen Durchbruch für die Schneckenwellen 2 und Öffnungen für Bolzen 7 oder Gewindestücke 9.
  • Dazu zeigen jeweils in einer prinzipiellen Darstellung
    die 3 eine Scheiben 3 aufweisende Ummantelung für eine Doppelschnecke,
    die 4 eine Schnittdarstellung der Ummantelung und
    die 5 eine Schnittdarstellung der Ummantelung.
  • Die 6 zeigt zwei beabstandet zueinander angeordnete Scheiben 3 in einer prinzipiellen Darstellung.
  • Dazu befinden sich zwischen Scheiben 3 und auf den Bolzen 7 angeordnete Abstandshülsen 8.
  • Die 7 zeigt ein Gewindestück 9 zur Verbindung von Scheiben 3 in einer prinzipiellen Darstellung.
  • In einer Ausführungsform können zur Verbindung der Scheiben 3 Gewindestücke 9 eingesetzt werden. Diese besitzen die Form einer Zylinderschraube mit einem im Kopf eingebrachten Gewinde für ein weiteres Gewindestück. Die Länge des Kopfes bestimmt den Abstand der Scheiben 3.
  • Die Schneckenwellen 2 befinden sich in Durchbrüchen der Scheiben 3.
  • Die Scheiben 3 bestehen aus einem verschleißfesten Material. Das kann insbesondere ein Stahl oder eine Keramik sein.
  • Der Mantel 4 besteht aus zwei miteinander verbundenen Schalen. Die untere Schale kann eine Vertiefung 6 für Fluid aufweisen.
  • In einer Ausführungsform können sich die Scheiben 3 in wenigstens zwei korrespondierend zueinander angeordneten und kammartig ausgebildeten Körpern befinden, wobei die Scheiben 3 zwischen den Zähnen angeordnet sind und die Breite der Zähne die Abstände der Scheiben 3 bestimmen.
  • Dazu können die Schalen auch wenigstens bereichsweise kammartig ausgebildet sein.
  • Die
    8 zeigt einen Bioextruder in einer prinzipiellen Darstellung und die
    9 zeigt einen Bioextruder in einer prinzipiellen Draufsicht.
  • Das Gehäuse ist ein Bestandteil eines Bioextruders 10, wobei die Doppelschnecke 2 über eine Zufuhreinrichtung 12 für Substrat an eine Antriebseinheit 11 gekoppelt ist. Die Zufuhreinrichtung 12 sind mit der Doppelschnecke verbundene Transportschnecken 12, wobei sich die Transportschnecken 12 zwischen Doppelschnecke 2 und Antriebseinheit 11 befinden.
  • Die Bestandteile des Bioextruders befinden sich auf einem Gestell. Die Antriebseinheit 11 besteht aus synchron arbeitenden Elektromotoren, die über eine Übertragseinheit mit den Transportschnecken 12 verbunden sind. Die Übertragungseinheit besteht aus Kardanwellen, so dass die unterschiedlichen Abmessungen der Antriebseinheit und der Schnecken überbrückt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3347537 A1 [0003]

Claims (5)

  1. Bioextruder (10) mit – einer über eine Zufuhreinrichtung (12) für Substrat an eine Antriebseinheit (11) gekoppelten Doppelschnecke (2), wobei mit der Doppelschnecke verbundene Transportschnecken (12) die Zufuhreinrichtung (12) ist und sich die Transportschnecken (12) zwischen Doppelschnecke (2) und Antriebseinheit (11) befinden, und – einem Gehäuse für eine Doppelschnecke (2) oder Bereiche einer Doppelschnecke (2), wobei das Gehäuse für die Schneckenwellen (2) beabstandet zueinander angeordnete Scheiben (3) in einem diese Scheiben (3) umgebenden Mantel (4) aus zwei miteinander verbundenen Schalen aufweist, sich die Schneckenwellen (2) in Durchbrüchen der Scheiben (3) befinden und sich zwischen Scheiben (3) Abstandsstücke (8) befinden oder dass ein Gewindestück (9) gleichzeitig ein Abstandsstück ist.
  2. Bioextruder nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (3) einen Durchbruch für die Schneckenwellen (2) und Öffnungen für Bolzen (7) oder Gewindestücke (9) besitzt.
  3. Bioextruder nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schalen eine Vertiefung (6) für Fluid aufweist.
  4. Bioextruder nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (3) aus einem verschleißfesten Material besteht.
  5. Bioextruder nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (11) aus synchron arbeitenden Elektromotoren besteht und dass die Elektromotoren über eine aus Kardanwellen bestehenden Übertragseinheit mit den Transportschnecken (12) verbunden sind, so dass die unterschiedlichen Abmessungen der Antriebseinheit und der Schnecken überbrückt werden.
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