DE2632045C2 - Vorrichtung zur Explosionszerkleinerung von Samen, Früchten oder Pflanzen - Google Patents
Vorrichtung zur Explosionszerkleinerung von Samen, Früchten oder PflanzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Explosionszerkleinerung
von Samen, Früchten oder Pflanzen mit wenigstens einer Druckkammer, einer darunter
angeordneten Entspannungskammer sowie einem Absperrorgan zwischen Druckkammer und Entspannungskammer, wobei der Druckkammer eine Einrichtung zur
Zuführung von Druckgas, insbesondere Druckluft, zugeordnet ist.
Die Zellen von Samen, Früchten oder Pflanzen stehen unter einem den atmosphärischen Verhältnissen entsprechenden
Druck. Wenn diese Früchte oder Samen sich in einem Druckbehälter befinden und ein erhöhter
äußerer Druck auf die Zellwände einwirkt, nimmt auch die Flüssigkeit innerhalb der Zellen diesen Druck an.
Wenn dann der äußere Druck unterbrochen wird, zerreißen die Zellwände von innen nach außen und
geben die darin enthaltene Flüssigkeit frei. Auf diese Weise können die in Samen, Früchten oder Pflanzen
enthaltenen Säfte gewonnen und einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden, ohne daß es erforderlich
ist, die Samen, Früchte oder Pflanzen wie bisher üblich einem mechanischen, hydraulischen oder sonstigen
Druck auszusetzen.
Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung (FR-PS 20 30 019) ist eine Druckkammer
vorhanden, die ständig unter Druck steht. Über einer im unteren Bereich der Druckkammer angeordneten
Zellenradschleuse steht die Druckkammer mit einer Entspannungskammer in Verbindung. Die Entspannungskammer
steht unter Atmosphärendruck. Das Zellenrad der Zellenradschleuse rotiert ständig. Das
über eine ähnliche Zellenradschleuse in die Druckkam-
iü mer eingebrachte Gut wird dort unter Druck gesetzt
und beim Durchtritt durch die untere Zellenradschleuse mehr oder weniger schnell druckentlastet. Da bei der
Explosionszerkleinerung eine einmalige Druckbeaufschlagung mit Druckentlastung im allgemeinen nicht
ι", ausreicht, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, sind
bei der bekannten Vorrichtung mehrere Druckkammern mit nachgeschalteten Entspannungskammern
unter- bzw. nebeneinander angeordnet. Das ist konstruktiv aufwendig, weil eine Mehrzahl von ^leichartigen
und hintereinandergeschalteten Baueinheiten notwendig ist. Die Vorrichtung läßt aber auch funktionell
zu wünschen übrig, weil eine plötzliche Entspannung nicht stattfindet. Tatsächlich läßt sich nämlich eine
Zellenradschleuse nicht so abdichten, daß eine plötzliehe Entspannung erst beim öffnen der betreffenden
Zelle zur Entspannungskammer erfolgt.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE-OS 19 42 642) werden die Samen, Früchte und Pflanzen
bzw. Teile davon in einem geschlossenen Druckgefäß gehalten, das nacheinander mehrfach unter Druck
gesetzt und entlastet wird. Hier wird ausschließlich mit Veränderung des Druckes gearbeitet, und erst wenn das
erzielte Ergebnis erreicht ist, wird die entlastete Druckkammer geöffnet, so daß dann der darin
befindliche Brei entnommen werden kann. Das ist nicht nur umständlich, weil das zu behandelnde Gut die
Druckkammer nicht durchläuft, sondern eingefüllt und wieder herausgenommen werden muß, sondern läßt
auch im Hinblick auf die gewünschte Zerkleinerung zu wünschen übrig, weil die Dnickän^injngen sich jeweils
gleichzeitig auf das gesamte im Druckbehälter befindliche Gut auswirken sollen. Das stößt jedoch dann auf
Schwierigkeiten, wenn das Gut wenigstens teilweise eine breiartige Konsistenz erreicht hat und dieser Brei
die unteren Schichten abschirmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung konstruktiv zu vereinfachen
und funktionell zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei oder
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei oder
so mehrere Druckkammern unter Zwischenschaltung von Absperrorganen übereinander angeordnet sind und daß
die Absperrorgane druckgesteuerte Ventile zur Druckentlastung und Entleerung der jeweils oberen Druckkammer
in die darunter befindliche Druckkammer bzw. Entspannungskammer sind. — Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Druckkammern wechselweise Mnter Druck gesetzt bzw.
entlastet. Wird z. B. das untere Ventil der untersten Druckkammer geöffnet, dann strömt das in dieser
Druckkammer befindliche Gut unter der Wirkung des darin herrschenden Druckes mit großer Geschwindigkeit
in die darunter befindliche Entspannungskammer.
t» In der Druckkammer selbst findet keine wesentliche
Entspannung statt. Diese ergibt sich erst beim Durchtritt durch das Ventil bzw. in der Entspannungskammer. Das hat den Vorteil, daß jeweils nur die durch
bzw. aus dem Vci>.I! austretenden Gutteile einer
plötzlichen Druckänderung unterworfen werden, und zwar ohne daß sie einem wesentlichen Gegendruck
durch benachbarte Teilchen oder, sofern das Gut bereiu
einen breiartigen Zustand erreicht hat, dun!* umgeben- ι
de Flüssigkeit ausgesetzt sind. Die Wirkung der plötzlichen Druckänderung auf die einzelnen Teilchen
wird unterstützt durch konvektive Beschleunigungsund
mechanische Wirkungen im Bereich des Ventils.
Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte in
Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigt
Fig. i >i! schottischer Darstellung eine Vorrichtung
zur Explosionszerkleinerung von Samen, Früchten oder Pflanzen,
Fig.2 eine andere Ausfi-hrungsform des Gegenstan- ιί
des nach Fig. 1, insbesondere zur Gewinnung von Most
aus Weintrauben,
Fig.3 einen Aufprallkopf als Teil des Gegenstandes
nach Fig.; oder 2.
Fig. 1 zeigt erfindungsgemäß den Ablauf und Arbeitsvorgang zur Gewinnung von Pflanzenöl aus
ölhaltigen Früchten und Samen wie folg;:
Früchte oder Samen la wird konventionell pereinigt und nach entsprechender Vorbehandlung durch die
Dosiervorrichtung 1 zur Auffangekammer 3 des Druckzylinders 2 eingespeist. Während dieses Vorganges
ist das Ventil 6 offen, so daß das Gut la unbehindert
in die erste Druckkammer 4 des Druckzylinders 2 einfallen kann. Während dieses Füllprozesses ist das
Ventil 7 durch das Regelventil 15, Leitung 16 und m Kompressor 10 angelieferten Luftdruck geschlossen.
Wenn die Kammer 4 mit dem Gut la gefüllt ist, schließt sich automatisch das Ventil 6 durch Luftdruck, der durch
das Ventil 13, Leitung 16 und Kompressor 10 angeliefert wurde. Wenn das Ventil 6 geschlossen ist, öffnet sich das
Luftdruckventil 12, das auch seinen Luftdruck durch Leitung 16 und Kompressor 10 bekommt, und durch das
gelöcherte Rohr 12a verteilt sich der Luftdruck gleichmäßig auf das Gut la, das sich in Kammer 4
befindet. Ist der vorbestimmte Luftdruck in Kammer 4 erreicht, öffnet sich das Ventil 7 und schießt mit großer
Geschwindigkeit das Gut 1 a in die drucklose Kammer 5 deren Ventil 8 geschlossen ist. Die so plötzlich in die
drucklose Kammer 5 einströmenden, unter innerem Druck stehenden Zellen des Gutes la werden durch
diesen inneren Druck von innen nach außen zerrissen und bilden einen Brei. Wenn die ganze Menge des Gutes
la von der Kammer 4 in die Kammer 5 gefallen ist, schließt sich das Ventil 7 durch Druckluft, die durch das
Ventil 15, Leitung 16 und Kompressor 10 zugeführt wird. Gleichzeitig öffnet sich das Ventil 6 und gibt freie
Öffnung zum Einfüllen des nächsten zur Zerkleinerung bestimmten Gutes la. Wenn das Ventil 7 geschlossen
wurde, öffnet sich das Druckventil 14 und durch die Leitung 16, Kompressor 10 und liefert die vorbestimmte
Druckluft durch das gelöcherte Rohr 14a zu dem sich in der Kammer 5 befindenden und schon einmal von der
Kammer 4 in die Kammer 5 zerkleinerten Brei, gleichmäßig verteilt in den Brei. Ist in der Kammer 5 der
vorbestimmte Druck erreicht, öffnet sich das Ventil 8 to
und läßt den unter Druck stehenden Brei la mit großer Geschwindigkeit in die Entspannungskammer 9, wobei
die bisher noch nicht zerkleinerten Zellen auch zerrissen werden.
Inzwischen ist auch schon die Kammer 4 wieder ·>■>
gefüllt und der Prozeß wiederholt sich alternativ zwischen Kammer 4 und 5.
Das zerkleinerte breiartige Gut la wird durch die
Schneckenpumpe lh, Jje durch das Verbindungsstück 17 mit der Kammer 9 »'--«rbundon ist und durch dai
Regelventil 19, Leitung :.:j. Einlaüfuicbt.·,- ti du erster
Trenn- und Waschvorrichtung 22 zugeführt.
ϊιί dieser Vorrichtung 22 werden durch Zentrifugalkraft
die Feststoffteile von den flüssigen Teilen getrennt, vnjbiii gleichzeitig durch die Leitung 40, Dreivvogciiahn
26 das zugeführte Öl-Wassergemisch ausgewaschen wird. Diese mit öl aufkonzentrierte Mischung wird
durch die öffnung 35 der Vorrichtung 22 und Leitung 36 in den Sammelbehälter 37 geleitet. Die durch die
Zentrifugalkraft von öl und anderen flüssigen Teilen befreiten Feststoffe 38 gehen durch den Auslauftrichter
23 in den Einlauftrichter 24 der zweiten Trenn- und Waschvorrichtung 25 ein. Hier wiederholt sich der
obenerwähnte Trenn- und Waschvorgang mit dem Unterschied, daß die Trenn- und Waschvorrichtung 25
im Innern in drei Abteilungen getrennt ist. Die Abteilung 53 und 54 dienen zur zweistufigen Trennung
und Auswaschung des Gutes la und die Abteilung 55 zur
Auslieferung der Feststoffrückstände.
Der Trenn- und Waschprozeß läuft in 'folgender Form
ab:
Die in 22 getrennten Feststoffteile fallen durch Auslauftrichter 23 und Einlauftrichter 24 in die zweite
Vorrichtung 25. Während des Eintretens der Feststoffteile wird durch die Leitung 28, Abzweigung 32 und das
Ventil 30 frisches Wasser in die Abteilung 54 eingeführt, das die in diese Abteilung fallenden Feststoffteile
auswäscht und mit dem restlichen Ölanteil angereichert, durch die Öffnung 41, Leitung 42 und Dreiwegehahn 29
in die Abteilung 53 tritt, wo es sich mit dem vom Einlauftrichter 24 einfallenden Gut la trifft. Hier
werden nochmal die Feststoffrückstände ausgewaschen und angereichert mit Öl wird das Gemisch durch die
Öffnung 39, Leitung 40 und Dreiwegehahn 26 in die erste Trennvorrichtung rückgeführt.
Die so mit Öl angereicherte Waschflüssigkeit vermischt sich beim Waschprozeß mit der Hauptmenge
des Öles und wird als konzentrierte Öl-Wassermischung durch die Öffnung 35, Leitung 36 in den Sammelbehälter
37 geschickt. Die so ausgewaschenen und von allen Ölresten befreiten Feststoffrückstände fallen durch die
Abteilung 55, Auslauftrichter 41 aus der Trennvorrichtung 25 auf ein Fördersystem 44.
Das sich im Sammelbehälter 37 befindende Öl-Wassergemisch wird durch die Pumpe 56, Leitung 45 zum
Einlaufstutzen 46 des Spezialseparalors 47 geleitet und durch das Ventil 48, Leitung 49, Hauptventil 33
Steuerwasser zugeführt. Der Separator 47 trennt das ganze Fruchtwasser und feine Feststoffpartikel ab und
läßt durch die Öffnung 52 reines wasserfreies Öl in die Lagertanks fließen. Durch die öffnung 50 wird das
Fruchtwasser der Wasserkammer des Separators 47 im Kreislauf zurückgeführt, während durch die Öffnung 51
das schlammhaltige Fruchtwasserkonzentrat aus den Düsen der Separatortrommel 47 ausfließt.
Fig. 2 erläutert durch ein Beispiel die Gewinnung von Most aus Weintrauben, wobei die Druckzerkleinerungsphase
den gleichen Funktionsvorgang behält wie bei Fig. 1 nur unter der Bezeichnung Gut la wird
Traubenbrei verstanden.
Nach dem Eintritt des unter Druck zerkltinerten Traubenbreies Xa in die Entspannungskammer 9 wird
durch die Schneckenpumpe 18, Regelventil 19. Leitung dci TrauScnbrsi -j dem Einlauftrichter 2\ der
Trennvorrichtung zugeleitet. Der O-eiwegehahn ?.r·
bleibt geschlossen und die Flüssigkeit (Most) wird durch
clic Zentrifugalkraft von den Fcststoffteilcn getrennt
und fließt durch die Öffnung 35, Leitung 36 in den Sammelbehälter 37. Die von allen Flüssigkeiten
getrennten Feststoffteile 38 werden durch den Auslauftrichter 23, Öffnung 41 auf das Fördersystem 44 fallen
und wegbefördert. Aus dem Sammelbehälter 37 wird der Most mit der Pumpe 56 durch Leitung 45 zum
Separator 47 geleitet, der den reinen von allen Verunreinigungen befreiten Most durch die Öffnung 52
zur weiteren Verarbeitung fördert, während die Feststoffteile durch die öffnung 51 ausgestoßen werden.
F.rfinclungsgemäß kann dieser Ablauf und Arbeitsvorgang auch zur Gewinnung von /.ucker aus zuckerhaltigen
Früchten oder Pflanzen verwendet werden.
Die auf übliche Art gereinigten Früchte und Pflanzen werden in einer Reib- oder .Schnitzelvorrichtung
vorzerkleincrt. Das ausfallende vorzerklcinertc (int 1.7
wird gemäß F i g. 1 durch die Dosiervorrichtung 1 zur Auffangekammer 3 des Druckzylinders 2 eingeführt.
Von jct/.t »η liiuft der Zerkleincpjn^nro·"^ m'' drm
gleichen Funktionsvorgang ab, nur unter der Bezeichnung 1,-j wird zuckerhaltige Früchte oder Samen
\ erstanden.
Das in die Lntspannungskammer 9 fallende Gut I;) wird durch die Schneckenpumpe 18. Regelventil 19 und
Leitung 20 zur weiteren Verarbeitung in eine oder mehrere mehrstufige Auswasch- und Trennvorrichtung
22, 25 im GegcriMiomprinzip ausgewaschen und die
Feststoffteile von den Flüssigkeiten getrennt, wobei eier flüssige Teil in dem Sammelbehälter 27 aufgefangen
wird.
Die getrennten und vom Zucker befreiten Feststoffteile fallen auf ein Fördersystem 44 das diese aus der
Anlage hinaus fördert. Aus der so gewonnenen zuckerhaltigen Flüssigkeit kann auf verschiedene Art
und Weise der Zucker hergestellt werden.
Bei der Verarbeitung von harten Samen, Schalen oder zur Frhöhung des Zerklcinerungseffekles kann man
eine dem zu verarbeitenden Gut entsprechende Prallvorrichtung 57 anschließen. Diese Prallvorrichtung
kann unter einer oder mehreren Druckkammern unter dem Austrittsventil 7 angebracht werden.
F' i g. J zeigt erfindungsgemiiH die Prallvorrichtung 57
bestehend aus dem Verbindungsstück 59, das die Prallvorrichtung 57 mit dem Auslriitsventil 7 der
gewählten Kammer 2 durch die Flansche 58 verbindet. Dieses Verbindungsstück weist in seinem Innern eine
dem zu verarbeitenden Gut entsprechende mehr oder weniger konische Trichterform 60 auf. Der breitere
Durchmesser hl der trichterförmigen konischen Aushöhlung
entspricht dem inneren Durchmesser des gewählten Austrittsventiles 7 tier Druckkammer 2. Die
Alislauföffnung 62 ties Verbindiingssiüekcs 59 hat einen
dem zu verarbeitenden Gut entsprechenden kleinen Durchmesser und bewirkt einen Düseneffekt dadurch,
daß das ausströmende zerkleinerte Gut \;i gebündelt auf den Prallkopf 63 mit noch höherer Geschwindigkeit
aufprallt. Der Prallkopf 63 ist ein mit Außengewinde
versehener Stahlzylinder, der in eine Fassung eingeschraubt
ist. Die Fassung 64 wird in der trichterförmigen Umhüllung 65 durch Querverbindung 66 befestigt. Auf
dem einen F.nde des Prallkopfes 63 ist mittig eine unter bestimmtem Winkel angefertigte Vertiefung 63;/ zur
Veränderung des Aufpralhvinkeis eingearbeitet. Am gegenseitigen Fndc hat der Prallkopf 63 eine Regelschei!)'
67 mit großem Durchmesser. Der Prallkopf 63 kann in seiner Fassung 64 beliebig auf und abgedreht
werden und so die F.ntfernung zwischen Austrittsdiisc 62 und Pr.illkopf 63 regeln. Ist eine flache Aufprallflächc
gewünscht, kann der Prallkopf 63 aus der Fassung 64
herausgeschraubt werden und umgekehrt wieder eingedreht werden, so daß die Regelscheibe 67
gegenüber der Düscnöffnunp 62 liegt und so einen anderen Aufpraiieifeki bew;: -.:.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Explosionszerkleinerung von Samen, Früchten oder Pflanzen mit wenigstens einer
Druckkammer, einer darunter angeordneten Entspannungskammer sowie einem Absperrorgan zwischen
Druckkammer und Entspannungskammer, wobei der Druckkammer eine Einrichtung zur Zuführung von Druckgas, insbesondere Druckluft,
zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Druckkammern (2, 5) unter
Zwischenschaltung von Absperrorganen (7) übereinander angeordnet sind und daß die Absperrorgane
druckgesteuerte Ventile (7, 8) zur Druckentlastung und Druckentleerung der jeweils oberen Druckkammer
(2, 5) in die darunter befindliche Druckkammer (5) bzw. die Entspannungskammer (9) sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter jeder Entspannungskammer (9)
eine mit Verbindungsstück (17) versehene Förderpumpe (18) angebracht ist, die das zerkleinerte und
entspannte Gut zur weiteren Verarbeitung fördert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsöffnung der
Ventile (7, 8) der einzelnen Druckkammern jeweils ein Aufprallkopf (63) nachgeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufprallkopf in Richtung auf das zugeordnete Ventil (7, 8) verstellbar angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufprallkopf
(63) mittig ü.i Querverstrebungen (66) gehalten und in eine Gewindefassu.ng (64) eingeschraubt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufprallkoni (63) von beiden
Seiten in die Gewindefassung (64) einschraubbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3—6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Aufprallkopf (63) an einem Ende eine zentrierte Vertiefung (63a^und
auf der anderen Seite eine Regelscheibe (67) mit großem Durchmesser aufweist.
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