DE2638292A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von tierfutter-pellets - Google Patents

Description

2638292 Dipl.-Phys. O.E. Weber d.s München 71

Patentanwalt Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber münchen

G 102

CENTRAL SOYA COMPANY, INC.

1300 Fort Wayne National Bank Building

Fort Wayne, Indiana, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tierfutter-Pellets . . - - · - '

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Tierfutter-Pellets und bezieht sich insbesondere auf die Verwendung eines bestimmten Druckes zur Behandlung eines Breis, der zu Tierfutter-Pellets verarbeitet wird.

Über viele Jahre wurden verschiedene Getreidekörner, pflanzliche und tierische Proteine, Füllstoffe, Flüssigkeiten und verschiedene andere Bestandteile zusammengemischt, um einen Brei herzustellen, der einen verhältnismäßig großen Luftgehalt hatte. Der Brei wurde normalerweise von einem Behälter zugeführt, der einen entsprechenden Breivorrat enthielt, indem der Brei über eine veränderbare Förderschnecke einer

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unter atmosphärischem Druck stehenden Konditioniereinrichtung oder einem entsprechenden Kocher zugeführt wurde. Wegen der verschiedenen Bestandteile und der verschiedenen Mengen der einzelnen Zusammensetzungen waren bei einem solchen Tierfutter verschiedene Geschwindigkeiten der Breizuführung und verschiedene Feuchtigkeitsmengen erforderlich. Wenn weiterhin der zur Pelletisierung vorgesehene Brei mit Dampf unter atmosphärischem Druck konditioniert wurde, waren für verschiedene Zusammensetzungen verschiedene Temperaturen im Hinblick auf eine ordnungsgemäße Pelletisierung erforderlich. Somit ergaben sich Temperaturen für den Brei, der aus der Konditioniereinheit ausgetreten ist, die von Zimmertemperatur bis zu 100 G reichten (der maximal erreichbaren Temperatur), und es ergab sich für die zugefügte Feuchtigkeit ein Bereich von 0 bis 10 % (oder eine Gesamtfeuchtigkeit im Brei von 7 % bis 22 °/o). Die ordnungsgemäße Konditionierung des Breis zur Pelletisierung hat daher außerordentlich großes Geschick erfordert, und sie konnte nicht mit wissenschaftlicher Genauigkeit betrieben werden. Außerdem war ein entsprechender Vorgang schwierig zu beherrschen, da die verschiedenen Anforderungen an die Temperatur und die Feuchtigkeit für jede bestimmte Kombination von Zusammensetzungen nur mit großen Schwierigkeiten in der erforderlichen Weise zu steuern waren.

Bisher wurde der Brei nach dem Konditionieren, d.h., nachdem er gekocht und/oder mit Feuchtigkeit behandelt wurde, und zwar bei atmosphärischem Druck, einer Pelletmühle zugeführt. Solche Pelletmühlen haben normalerweise eine rotierende kreisförmige Form oder einen rotierenden kreisförmigen Einsatz verwendet, welchem der Brei in axialer Richtung zugeführt wurde, wonach der Brei der Wirkung von stationären Führungsrollen oder Führungswalzen ausgesetzt wurde, denen der Brei über eine Vielzahl von Öffnungen in der Form oder dem Einsatz zugeführt wurde. Somit war der unter atmosphärischem Druck stehende Brei

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im wesentlichen einer tangentialen Kraft in bezug auf die Bewegung der ringförmigen Form oder des ringförmigen Einsatzes ausgesetzt. Der konditionierte Brei hat sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt, was dazu geführt hat, daß die mit hoher Geschwindigkeit bewegten groben Partikeln des Breis sich an der in Bewegungsrichtung rückwärtigen Seite der Öffnung der Form oder des Einsatzes gesammelt haben, während die sich mit geringer Geschwindigkeit bewegenden feinen Partikeln des Breis sich auf der vorderen Seite angesammelt haben. Die hohe Geschwindigkeit des Breis auf der rückwärtigen Seite hat zu einer schwachen Partikelhaftung geführt, was wiederum Risse und Brüche in den quadratischen oder runden Stäben verursacht hat, wonach das Produkt in Querrichtung geschnitten wurde, um runde oder kubische Pellets zu bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Tierfutter-Pellets der eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, so daß mit möglichst geringem Aufwand an Energie gegen Zerbrechen und/ oder Zerbröckeln besonders widerstandsfähige, hochwertige Pellets hergestellt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Konditioniervorgang oder Kochvorgang des Breis in einer Dampfatmosphäre mit regelbarem Druck erfolgt, der höher liegt als der atmosphärische Druck. Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß das gesamte Herstellungsverfahren auf exakt reproduzierbare Weise ablaufen kann, wobei auch zugleich ein Brei erzeugt wird, der gut entlüftet und wesentlich stärker plastifiziert ist, wodurch es ermöglicht wird, in der Pelletmühle ein besseres Greifen oder Haften zu erreichen, so daß dadurch der Durchsatz der Bestandteile durch die öffnungen

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veränderbar ist. Weiterhin ist gemäß der Erfindung der wesentliche Vorteil erreichbar, daß in einem beliebigen Querschnitt eines Stranges eine im wesentlichen gleichförmige Konsistenz gewährleistet ist, wodurch die bisher unvermeidbaren Risse oder Brüche entlang der in Bewegungsrichtung rückwärtigen Seite der Pelletstränge beseitigt werden.

-Zf.-

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-νΓ-

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig.· 1 einen Aufriß einer zur Durchführung der Erfindung verwendeten Vorrichtung in teilweise geschnittener Darstellung,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Innenraums des kreisförmigen Pelletmühlen-Ringes, der im linken unteren Teil der Pig. 1 dargestellt ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Pellets oder eines Stangenabschnittes mit einem Durchmesser von etwa 0,5 cm (11/64·")» und zwar gemäß der Herstellung nach dem bekannten Verfahren,

Fig. 4· eine ähnliche Darstellung wie Fig. 3» wobei jedoch ein Pelletstab veranschaulicht ist, der einen Durchmesser von etwa 0,5 cm (11/64") aufweist und gemäß der Erfindung hergestellt wurde,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Konditionierteils der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6, 7 und 8 jeweils einen Schnitt entlang der Linie 6-6, 7-7 bzw. 8-8 in der Fig. 5 und

Fig. 9 einen Schnitt durch die in der Fig. 5 dargestellte Konditioniereinrichtung.

Gemäß Fig. 1 wird ein Brei durch einen Aufgäbetrichter oder einen Behälter B einer Konditioniereinheit 10 zugeführt, und zwar insbesondere deren mit veränderbarer Geschwindigkeit

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betreibbarem Speiseteil 11. Der Brei wird (gemäß der Darstellung) nach rechts transportiert, wobei er durchgeknetet wird, und zwar mit Hilfe eines Druckdichtungselementes 12. Das Dichtungselement 12 kann vorzugsweise als positionierbares Konuselement ausgebildet sein, wie es im einzelnen in der US-PS 3 24-6 594- näher erläutert ist. Indem der veränderbare Schneckenförderer 11 den Brei gegen die Druckdichtung 12 schiebt, bildet sich ein fester Stopfen aus Brei in dem Dichtungsbereich 13· Das konische Element der Dichtung 12 rotiert und ist mit stiftartigen oder dornartigen Vorsprüngen oder Brecherstäben ausgestattet, welche den Breipfropfen in kleine Partikeln zerkleinern, so daß je&e einzelne Partikel befeuchtet werden kann.

Danach gelangen die Breipartikeln in die Konditionierdruckkammer 14-, und sie werden dort einem überatmosphärischen Druck ausgesetzt, wie es schematisch durch die Einführung von Dampf dargestellt ist. Während dieser Konditionierphase wird der überatmosphärische Druck mit Hilfe einer zweiten Dichtung 15 aufrechterhalten, die am Ende einer weiteren veränderbaren Schneckenzuführungseinrichtung 16 angeordnet ist. Zwischen den Dichtungen 12 und 15 wird der Brei weitertransportiert und mit Hilfe einer Paddelrührer-Fördereinrichtung 17 und der veränderbaren Schneckenfördereinrichtung durchmischt. Ein gesteuertes Entweichen von Luft wird bei 14-a ermöglicht, was dazu führt, daß der Brei im wesentlichen entlüftet wird. Ein einstellbares Ventil (siehe lig.9) oder eine ähnliche regelbare Einrichtung stellt eine Verbindung mit der Atmosphäre her, so daß die Luft, welche aus den Breipartikeln durch den Dampf herausgelöst wird, eine Möglichkeit zum Entweichen hat. Somit wird der Brei vor der Pelletisierung durchgekocht und entlüftet.

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Nachdem der auf diese Weise vorbereitete oder konditionierte Brei über den zweiten abgedichteten Bereich 18 hinaustransportiert wird (der durch das konische Element der Dichtung 15 gebildet ist), wird er erneut durch Brecherstäbe zerkleinert, die auf dem rotierenden konischen Element der Dichtung 15 angeordnet sind, und er strömt dann eine Rutsche oder einen Trichter 19 hinunter, wonach er in eine Paddelrührerkammer 20 gelangt. In der Kammer 20 fördert die Paddelrührer-Fördereinrichtung 20a die Breipartikeln im wesentlichen axial in eine Pelletmühle, die in ihrer Gesamtheit mit 21 bezeichnet ist. Die Rutsche 19 und die Kammer 20 befinden sich auf atmosphärischem Druck, wie es durch den Pfeil 19a dargestellt ist, wobei ein Dampfdruck durch eine Leckage zwischen den sich gegenüberstehenden Flanschen der Rutsche 19 und der Förderkammer 20 reduziert wird·

Aus einem Vergleich des linken unteren Teils der Fig. 1 und der Darstellung in der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die aktiven Elemente der Pelletmühle einen drehbar gelagerten ringförmigen Einsatz 22 haben, der mit einer Mehrzahl von Öffnungen oder Durchgängen 23 ausgestattet ist. Im Inneren des drehbaren Einsatzes 22 sind eine Mehrzahl von Führungsrollen oder Führungswalzen 24 angeordnet, welche durch einen Reibungseingriff mit der Innenseite des ringförmigen Einsatzes 22 in Drehung versetzt werden und dazu dienen, den Brei durch die Öffnungen 23 zu drücken.

Die Energie, welche erforderlich ist, um den Einsatz 22 in Drehung zu versetzen, wird über ein Getriebe 25 von einem (nicht dargestellten) Motor geliefert, während die Energie zur Drehung der Paddelfördereinrichtung durch einen Motor 26 über einen Antriebsriemen 27 geliefert wird. Dieser Teil der Vorrichtung, nämlich der Paddelförderer und die Pellet-

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mühle sind auf dem Markt von einer Anzahl von verschiedenen Herstellern lieferbar, beispielsweise von der Sprout-Waldron & Company, Inc., Muncy, Pennsylvania; California Pellet Mills Company of San Francisco, California und Landers Machine Company of Fort Worth, Texas. Solche Mühlen liefern etwa den doppelten Durchsatz eines mit vergleichbarer Energie betriebenen Extruders, d.h. 7 bis 8 Tonnen gegenüber 3 bis 4- Tonnen bei 100 PS.

Die stangenförmigen oder bandförmigen Stränge, die aus den Öffnungen 23 austreten, werden durch Messer oder ähnliche (nicht dargestellte) Scherelemente quer in Pellets bestimmter Länge unterteilt. Ein Ausführungsbeispiel eines Pellets, welches gemäß der Erfindung hergestellt wurde, ist in der Fig. 4- dargestellt. Aus der Darstellung der Fig. 4- ist ersichtlich, daß das Pellet ordnungsgemäß geformt ist und eine Einheit bildet, so daß keine Brüche oder Risse vorhanden sind, wie sie bei 28 bei dem in der Fig. 3 dargestellten Pellet nach dem Stand der Technik sichtbar sind.

Gemäß den obigen Ausführungen wird bei einer bekannten Einrichtung ein Brei mit einer bestimmten Zusammensetzung einer atmosphärischen Kondition!erkammer mit Hilfe einer veränderbaren Schneckenfördereinrichtung zugeführt, wie sie beispielsweise in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Diese Schneckenfördereinrichtung dient dazu, die gewünschte Breimenge der atmosphärischen Konditioniereinrichtung mit einer veränderbaren Geschwindigkeit zuzuführen, weil jede Zusammensetzung gewöhnlich eine verschiedene Fördergeschwindigkeit erfordert. Die Konditioniereinrichtung besteht dabei aus einem Mischer mit einer konstanten Geschwindigkeit. Die Konditioniereinrichtung dient als Kondensator, in welchem der kalte Brei den Dampf zum Kondensieren gebracht hat, wodurch die Temperatur und der Feuchtig-

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keitsgehalt des Dampfes erhöht werden. Normalerweise wird dabei in den Behälter durch eine Reihe von Dampfdüsen Dampf eingeblasen. Da diese bekannte Konditioniereinrichtung offen ist und nicht etwa abgedichtet, erfolgt die Konditionierung bei atmosphärischem Druck, so daß 100⁰G die höchste erreichbare Temperatur ist. Die i"euchtigkeitszugabe hängt von der Temperatur des Breis ab, der in die Kondition!erkammer eingebracht wird, und sie hängt weiterhin von der Behandlungstemperatur des Breies ab, die für die Pelletisierung erforderlich ist. Somit ist bei der bekannten Einrichtung für jede Breizusammensetzung eine andere Temperatur des Breis von der Konditioniereinrichtung erforderlich, so daß die Breitemperaturen zwischen Raumtemperatur und 100 C schwanken. Dabei schwankt die Feuchtigkeitszugabe zwischen 0 % und 10 % oder die Gesamtfeuchtigkeit im Brei zwischen 7 % und 22 %»

Gemäß den obigen Ausführungen werden bei der bekannten Einrichtung in der Pelletmühle 21 die Walzen oder Rollen 24 durch Reibung mit dem ringförmigen Einsatz 22 in Drehung versetzt. Da die Walzen oder Rollen 24 dicht an der zylindrischen Innenwand des ringförmigen Einsatzes 22 anliegen, um die Rollen oder Walzen 24 in Drehung zu versetzen, tritt ein Effekt auf, durch welchen der konditionierte Brei durch die Öffnungen 23 hindurchgedrückt wird. Da die Rollen oder Walzen 24 an dem ringförmigen Einsatz 22 anliegen, wird einerseits der Brei durch die Öffnungen 23 hindurchgedrückt, um die Pelletbänder zu erzeugen und es wird gleichzeitig eine hin- und hergehende Wirkung erzeugt, d.h., der Brei wird einerseits in die Öffnungen 23 hinein und andererseits aus den Öffnungen 23 heraus bewegt, um einen Abrieb an den Breipartikeln zu bewirken. Normalerweise wird der Einsatz 22 in Drehung versetzt, bei verschiedenen Ausführungsformen sind jedoch verschiedene Drehgeschwindigkeiten erforderlich, was zu dem Ergebnis führt, daß verschiedene Widerstände bei den ver-

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schiedenen Einsätzen auftreten. Die Verhältnisse werden durch, die verschiedenen Formen und Größen der fertiggestellten Pellets noch schwieriger, so daß der normale Geschwindigkeitsbereich zwischen 100 und 4-00 U/min liegt, wodurch die Handhabung eines mit wissenschaftlicher Genauigkeit zu steuernden Vorgangs noch schwieriger wird.

Weiterhin werden bei der bekannten Einrichtung verschiedene Komponenten des konditionierten Breis mit verschiedenen Geschwindigkeiten weitertransportiert, und zwar wegen der Wechselwirkung der Rollen oder Walzen 24· mit der zylindrischen Innenwand des ringförmigen Einsatzes 22. Beispielsweise sammeln sich die mit hoher Geschwindigkeit transportierten groben Partikeln des Breis auf der in Bewegungsrichtung rückwärtigen Seite der Öffnungen 23 (wenn jeweils ein vorgegebener Punkt durchlaufen ist), und zwar wegen der Drehung des Einsatzes 22. Andererseits sammeln sich die langsam weitertransportierten feinen Partikeln des Breis auf der in Bewegungsrichtung vorderen Seite jeder Öffnung. Die mit höherer Geschwindigkeit transportierte Breikomponente erzeugt weniger stark haftende Partikeln, was zu den Brüchen 28 führt, welche die Ursache dafür darstellen, daß Pellets zerfallen und feinen Staub bilden. Außerdem besteht die Gefahr, daß grobe Partikeln wie bei 29 im Überschuß vorhanden sind.

Gemäß der Erfindung wird der Brei in einer Kammer konditioniert, in welcher ein höherer Druck als atmosphärischer Druck herrscht, der mit Hilfe der Dichtungen 12 und 15 an den Enden der Kammer aufgebaut wird. Diese konischen Dichtungen dienen dazu, die Strömung des Breis so abzuschliessen, daß sich ein Pfropfen bestimmter Länge (in der Richtung der Breiströmung) bildet, der durch geeignete Vorsprünge auf den rotierenden konischen Dichtungselementen 12 und 15 abgerieben wird.

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Die Konditionierung erfolgt gemäß der Erfindung vorzugsweise mit Hilfe von Dampf, der unter einem Druck steht,

welcher im Bereich von 0,07 kp/cm (1 psi) bis 1,76 kp/

cm (25 psi) liegt. Durch ein derartiges Druckkochen des Breis werden die Breipartikeln im wesentlichen durchgekocht (und entlüftet), und dieser Vorgang läßt sich in einer Zeit von nur etwa 10 Sekunden durchführen, in welcher sich die Partikeln in der Konditioniereinheit zwischen den Dichtungen 12 und 15 aufhalten. Während die unter Druck gekochte konditionierte Breimasse aus der Dichtung 15 austritt und in die unter atmosphärischem Druck stehende Rutsche 19 gelangt, wurde der Brei entlüftet und ist weich, klebrig, heiß und feucht. Während der Brei in den Roll- und Form-Bereich der Pelletmühle eintritt, wird eine bessere Haftung der Breimasse erreicht, und die Tangentialkräfte sind stärker wirksam, den Brei durch die Öffnungen 23 hindurchzudrücken, so daß eine stärker homogene Masse entsteht (oder ein Material, welches über jeden beliebigen Querschnitt eine im wesentlichen gleichförmige Konsistenz aufweist). Dies trifft für einen großen Bereich von Pelletgrößen zu. Normalerweise lassen sich diejenigen Pellets, welche mit Hilfe einer öffnung von quadratischem Querschnitt gebildet werden, als Kuchen bezeichnen, und sie haben üblicherweise eine Seitenabmessung von etwa 19 mm (3/4") bis 31»7 mm (1 1/4")· Xhnliche Durchmesser lassen sich mit Hilfe von kreisförmigen Öffnungen erreichen.

Weiterhin hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Konditionierung von Pellets zu Produkten führt, die weniger zerbrechlich sind, ohne daß Bindemittel verwendet werden. Dies führt zu dem Vorteil, daß die Kosten für Pellets vermindert werden, die zur Fütterung von Tieren dienen, so daß dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, den bisher für -Bindemittel erforderlichen finanziellen Aufwand für nähr-

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haftere Bestandteile verwenden zu können. Weiterhin wird die Energie besser ausgenutzt, welche dazu erforderlich ist, den Brei durch die Konditioniereinrichtung und durch die Pelletmühle zu fördern. Es dürfte ersichtlich sein, daß die zur Drehung des ringförmigen Einsatzes 22 erforderliche Energie eine verhältnismäßig aufwendige Energieform darstellt, nämlich Elektrizität, und zwar im Gegensatz zu der wesentlich preiswerteren Energie, die der Konditioniereinrichtung gemäß der Erfindung in Form von Dampf zugeführt werden kann. Somit ergibt sich der zusätzliche Vorteil für das erfindungsgemäße Verfahren, daß durch die Anwendung des Druckkochens nicht nur ein wesentlich besseres Produkt erzeugt wird, sondern daß auch Kosten eingespart werden können.

Obwohl der bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wirksame Mechanismus noch nicht im einzelnen geklärt ist, besteht Anlaß zu der Vermutung, daß ein nennenswerter Unterschied in der Haftfläche zwischen den Walzen 24 und der zylindrischen Innenfläche des Einsatzes 22 damit im Zusammenhang steht. Bei dem unter atmosphärischem Druck konditionierten Brei wurden nach dem herkömmlichen Verfahren die einzelnen Partikeln hauptsächlich auf der äußeren Oberfläche gekocht, wobei die innere Oberfläche hart geblieben ist und auch Lufteinschlüsse enthielt. Eine solche Partikel konnte nicht leicht zwischen der Walze oder Rolle und dem Einsatz gehalten werden, wodurch der Effekt aufgetreten ist, daß der Brei in die Öffnungen hinein und wieder aus den Öffnungen heraus bewegt wurde, was zu einer Abriebwirkung bei den Bestandteilen geführt hat, die eine zusätzliche Energie verbraucht hat. Diese hin- und hergehende Bewegung wurde mehrmals wiederholt, bis eine echte Haftung eingetreten ist, so daß schließlich auch ein Durchgang durch die Öffnung erfolgen konnte. Wegen der unterschiedlichen Widerstände in verschiedenen Abschnitten der Wände der Öffnungen 23 wurde

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der Brei mit verschiedenen Geschwindigkeiten gefördert, und dadurch wurde die kompakte Anordnung und die Haftwirkung entlang dem Pelletband und an verschiedenen Stellen des Pellefbandes unterschiedlich ausgebildet. Dies führt zu einer ungleichförmigen Qualität und zu der Tendenz, daß Brüche und pulvriges Material erzeugt wurden·

Andererseits wird gemäß der Erfindung der Vorteil erreicht, daß durch das Kochen unter einem höheren Druck als atmosphärischem Druck Bindemittel überflüssig werden, die bisher als notwendig angesehen wurden, so daß dafür so wesentliche Bestandteile wie Fett, Harnstoff und andere wichtige Nahrungsstoffe verwendet werden können. Außerdem können diese vorteilhaften Bestandteile aufgrund des stärker plastifizierten Zustandes des entlüfteten Breis, der sich aus dem Druckkochen ergibt, in die Oberfläche der Breipartikeln eindringen und können die Stelle der entwichenen Luft einnehmen.

Bei dem bisher angewandten Verfahren, bei welchem bei atmosphärischem Druck gekocht wurde, war es erforderlich, die verschiedenen Zusammensetzungen des Breis bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenem Feuchtigkeitsgehalt zu verarbeiten. Für jede bestimmte Zusammensetzung war eine bestimmte Feuchtigkeit vorgeschrieben, und es mußte mittels Dampf eine bestimmte Wärme zugeführt werden, welche zu einem Verklumpen . geführt hat, wenn etwas zuviel Wärme zugeführt wurde. Wenn jedoch zu wenig Dampf zugeführt wurde, war in der Pelletmühle eine erhöhte Energie erforderlich oder es wurde ein verminderter Ausstoß erreicht. Gemäß der Erfindung ist es jedoch möglich, jede Zusammensetzung mit demselben Dampfdruck zu pelletisieren, was zu einem Brei von gleichförmiger Konsistenz führt, unabhängig von der Zusammensetzung, und dies wird gemäß der Erfindung durch die Kombination des Druckkochens mit einer entsprechenden Entlüftung erreicht. Dadurch wird gemäß der Erfindung der

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Betrieb leichter zu automatisieren, so daß die Notwendigkeit stark vermindert wird, Spezialkräfte und entsprechende Kenntnisse einzusetzen.

Die Konditioniereinheit 10 ist in den Fig. 5 bis 9 im einzelnen näher veranschaulicht. Gemäß den Fig. 5 und 9 ist die Einheit insgesamt S-förmig aufgebaut, und zwar von vorne gesehen. Diese S-förmige Anordnung ermöglicht es, die Antriebseinrichtungen für die Fördereinrichtungen entlang einer Seite wie bei 30, 31 und 32 anzuordnen (siehe den linken Teil der Fig. 5)· ΪΏ· entsprechender Weise können die Einrichtungen 33 und 34- zur Betätigung der Druckdichtungen 12 und 15 0"eweils auf der anderen Seite angeordnet werden (siehe den rechten Teil der Fig. 5)· Der Schneckenförderteil 11 (wie er oben anhand der Fig. 1 bereits erläutert wurde) weist ein rohrförmiges Gehäuse 35 auf, welches an seinem Antriebsende mit einer Flanschöffnung 36 ausgestattet ist, um eine Verbindung mit dem Behälter B herzustellen (vgl. Fig. 1 und 5)· Das Gehäuse 35 ist trogförmig ausgebildet, wie es bei 37 dargestellt ist (siehe Fig. 6). Stromabwärts von der Öffnung 36 ist das Gehäuse 35 zylindrisch ausgebildet, wie es bei 38 dargestellt ist (siehe Fig. 7)· In dem Gehäuse 35 ist eine sich verjüngende Förderschnecke 39 angeordnet (siehe Fig.9). Gemäß der Darstellung hat der zylindrische Teil 38 des Gehäuses 35 einen Nenndurchmesser von 25 cm (10") und besteht aus einem rostfreien Stahlrohr. Die Schnecke 39 hat bei 40 einen sich verjüngenden Teil (unter der Öffnung 36) und einen Teil 41 mit gleichförmigem Durchmesser innerhalb des zylindrischen Teils 38. Aus der Fig. 9 ist ersichtlich, daß die Schnecke 39 kurz vor der konischen Dichtung 12 endet, um einen bestimmten Raum 42 freizulassen. Somit ist die Dichtung 12 unabhängig von der Schnecke 39 zu betreiben.

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Die konische Dichtung 12 ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt und hat um ihre konische Oberfläche herum eine Mehrzahl von Reihen aus stiftähnlichen Vorsprüngen oder Brecherstangenelementen 43· Wenn das Dichtungselement 12 in der geöffneten Position ist (strichpunktiert dargestellt und mit dem Bezugszeichen 12" bezeichnet), kann es mit Hilfe eines Hydraulikmotors 44 in Drehung versetzt werden, während es in axialer Richtung in die geschlossene Stellung bewegbar ist, welche in einer durchgezogenen Linie dargestellt ist; was mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 45 geschieht. Die Kombination aus Druck auf dem Dichtungselement 12¹ und einer Rotation dieses Dichtungselementes bewirkt, daß die Elemente 43 den Breipfropfen abreiben, und dadurch wird schließlich die Möglichkeit geschaffen, daß der Pfropfen 12 an den austauschbaren ringförmigen Sitz 46 zur Anlage kommt. Der Sitz 46 ist ein Ring aus rostfreiem Stahl, welcher mit Hilfe von Schrauben 47 (siehe auch Fig. 7) an die Kammer 14 angeschraubt ist.

Um die Dichtung 12 zu betätigen, ist das Gehäuse 14 mit einem Lagerbock 48 ausgestattet (siehe Fig. 8), welcher den Hydraulikzylinder 45 trägt. Die Kolbenstange 49 des Zylinders 45 erstreckt sich durch eine Dichtungspackung 5° hindurch, die um eine Öffnung im Gehäuse 14 herum angeordnet ist und die wie bei 51 schwenkbar an dem Hydraulikmotor angebracht ist. Die Abtriebswelle 52 des Hydraulikmotors ist mit einer Zahnradkupplung 53 verbunden, welche ihrerseits mit dem Element 12 verbunden ist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die üblichen flexiblen Hydraulikleitungen zu dem Motor 44 und dem Zylinder 45 nicht dargestellt.

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Wie oben bereits ausgeführt wurde, ermöglicht die Dichtung 12 für den Einlaß 54 eine Isolation der Kammer 14 gegen den stromaufwartigen Teil des Systems, so daß dadurch verhindert wird, daß Dampf in das Zuführungsgehäuse 35 oder gar in den Behälter B gelangen kann. Das Vorhandensein von Feuchtigkeit kann dazu führen, daß sich Brei auf der Schnecke 39 aufbaut und auf den Innenwänden des Gehäuses 35ι so daß eine ungleichmäßige Zuführung zu der unter Druck stehenden Konditioniereinrichtung 14 erfolgt. Falls die Zuführung ungleichmäßig ist, treten die Reifenschwierigkeiten bei der Handhabung eines Breies zur Pelletisierung auf. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, bei einer vorgegebenen Einstellung der Zuführungseinrichtung eine gewünschte Zuführungsmenge einzuhalten. Durch die Dichtung 12 im Einlaß 54 wird auch gewährleistet, daß die Gefahr unterbunden wird, daß sich das Zuführungsgehäuse 35 völlig verstopft, wodurch eine Zerlegung und Reinigung usw. erforderlich würde.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung, bei welcher die Dichtung 12 unabhängig von der Schnecke 39 -betätigbar ist, ist es möglich, die Einrichtung abzustellen, während zugleich Dampfdruck in der Konditioniereinheit 14 aufrechterhalten wird. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße System den Vorgang einer in vorteilhafter Weise automatisierten Pelletisierung. Weiterhin ist zu bemerken, daß es ohne die Unabhängigkeit des Betriebes der Dichtung 12 von dem Betrieb der Schnecke 39 erforderlich wäre, sich darauf zu verlassen, daß ein ringförmiger Pfropfen aus Brei die Dichtung bewirkt, anstatt den vorteilhaften Metall-Metall-Kontakt (zwischen dem Dichtungselement 12 und dem Sitz 4-6) ausnutzen zu können, da von dem Augenblick an, in welchem die Schnecke 39 angehalten wird, die Dichtung 12 auch angehalten würde, so daß dadurch keine Möglichkeit bestünde, den erforderlichen ringförmigen Abrieb herbeizuführen, der notwendig ist, um den Metall-Metall-Kontakt zu der Dichtung herbeizuführen.

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Gemäß der Erfindung ist die Dichtung 12 in veränderbarer Weise antreibbar, was eine Flexibilität mit sich bringt, wenn unterschiedliche Produktionsraten und veränderbare Materialdichten auftreten. Weiterhin ist es gemäß der Erfindung möglich, die Druckkonditionierung auch bei Pelletmühlen anzuwenden, welche häufig in Betrieb gesetzt und wieder abgestellt werden, wie es erforderlich ist, wenn eine Vielfalt von unterschiedlichen Zusammensetzungen verwendet werden. Weiterhin werden gemäß der Erfindung schmale Öffnungsdurchgänge ermöglicht, welche erwünscht sind, um den Produktpfropfen an der Dichtung in seiner Größe auf ein Minimum zu bringen. Diese Öffnung läßt sich einstellen, indem die Drehgeschwindigkeit des Dichtungsstopfens oder des Elementes 12 verändert wird.

Für eine vorgegebene Fördergeschwindigkeit oder Fördermenge und eine vorgegebene Breizusammensetzung bietet die Produktion keinerlei Schwierigkeiten mehr. Durch eine Positionsanzeigeeinrichtung 55 auf der Kolbenstange 4-9 (siehe den oberen rechten Teil der Fig. 9) und mittels einer Skala läßt sich die genaue Positionierung der Dichtung 12 in bezug auf den Sitz 4-6 rasch überprüfen. Sobald die optimale Einstellung der Dichtung festgelegt ist (in Verbindung mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit), und zwar als Funktion des Hydraulikdrucks zum Motor 4-4-, können weitere laufe leicht unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden. Die Positionierungsanzeigeeinrichtung, d.h. die Elemente 55 und 56, zeigt nicht nur die Positionierung der Dichtung 12 zu allen Zeiten (da die Dichtung innerhalb der Kammer 14· nicht sichtbar ist), sondern liefert auch eine Information für das Bedienungspersonal, wann ein Lauf abgeschlossen ist, wenn die Dichtung 12 sich in die geschlossene Position bewegt.

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Bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Brei, welcher beim Durchgang durch den Ringraum zwischen der Dichtung 12 und dem Sitz 4-6 komprimiert wurde, einem Dampfdruck ausgesetzt, wobei der Dampf vorteilhafterweise durch ein Rohr 57 (siehe Fig. 5) eingeführt wird, welches mit dem Innenraum des Gehäuses 58 in Verbindung steht, welches den mittleren Zweig der oben angesprochenen S-Konfiguration darstellt. Der Dampfdruck innerhalb der Kammer 14- ermöglicht, daß luft aus dem Brei abgelassen wird, wobei die Luft vorteilhafterweise durch die Entlüftung 14-a austritt, die vorzugsweise mit Hilfe eines entsprechenden Ventils 59 steuerbar ist (siehe den oberen rechten Teil der Fig. 5)· Innerhalb des Gehäuses 58 wird der Brei mit Hilfe eines Paddelrührers 17 durchmischt und fällt dann in das Ausgabegehäuse 59. Sowohl die Gehäuse 39 "und 59 als auch das Gehäuse 58 sind mit geeigneten Zugangsöffnungen wie bei 60, 61 bzw. 62 ausgestattet (siehe Fig. 6).

Der Brei im Ausgabegehäuse 59 wird mit Hilfe der Austragschnecke 63 (siehe Fig. 9) in Richtung auf die Dichtung 18 gefördert. Die Austrittsdichtung 18 ermöglicht es, den überatmosphärischen Druck innerhalb der Konditionierkammer 14-aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise wird eine gesteuerte automatisierte Produktion eines Breis zur Pelletisierung ermöglicht. Die Dichtung 18 verwendet dasselbe Element für den Betrieb, wie es bei der Dichtung 12 der Fall ist. Beispielsweise verwendet die Betätigungseinrichtung 34- (siehe Fig. 5) ebenfalls einen Hydraulikzylinder wie bei 4-5'· Weiterhin ist aus der Fig. 9 ersichtlich, daß die Betätigungseinrichtung für die Dichtung 18 einen Hydraulikmotor 4-4-' aufweist, welcher das konische Element 18 in Drehung versetzt, wenn dieses unter der Wirkung des Zylinders 4-5' von der Position 18' in die geschlossene Stellung bewegt wird, wobei es mit dem ringförmigen Sitz 4-6' zum Eingriff kommt.

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Die Austrittsdiclitung 18 ist unabhängig von der Austragschnecke 63 betätigbar, und zwar praktisch in derselben Weise, wie es bei der Einlaßdichtung 12 der Fall ist, die unabhängig von der Zuführungsschnecke 39 betätigbar ist. Somit kann die Einrichtung abgestellt werden, und zwar im Hinblick auf den Breidurchsatz, während die Dichtungen weiterhin wirksam sind (und schließen bzw. abdichten). Dadurch wird das Abblasen von Dampf verhindert, was für die Sicherheit des Bedienungspersonals von Bedeutung ist. Diese Betriebsunabhängigkeit liefert auch eine veränderbare Austrittsöffnung, so daß die Vorrichtung Veränderungen im Druck und in der Produktionsmenge angepaßt werden kann, was durch Veränderungen in der Zusammensetzung, der Dichte, usw. notwendig werden könnte.

- Patentansprüche -

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Claims (11)

1. Patentansprüche

   ' Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Tierfutter-Pellets, wobei eine Einrichtung vorhanden ist, um einen kontinuierlichen Strömungsweg für einen Brei zu bilden, wobei weiterhin in dem Strömungsweg eine Konditioniereinrichtung vorhanden ist, wobei weiterhin in dem Strömungsweg eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, um den Brei in tangentialer Richtung durch Öffnungen eines rotierenden Einsatzes hindurchzufördern, um entlüftete Stangen aus einem Produkt mit im wesentlichen gleichförmiger Konsistenz in beliebigen Querschnittsebenen zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, in der Konditionierkammer einen höheren Druck als atmosphärischen Druck zu erzeugen, und daß weiterhin in dem Strömungsweg eine Trenneinrichtung angeordnet ist, um das Band in Querrichtung zu schneiden, so daß Pellets gebildet werden, wobei auf der in Bewegungsrichtung rückwärtigen Seite des Bandes keine Risse oder Brüche auftreten.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditioniereinrichtung derart aufgebaut und angeordnet ist, daß der Brei in einer Dampfatmosphäre im Bereich von etwa 0,07 kp/cm (1 psi) bis etwa 1,76 kp/ cm (25 psi) behandelt wird.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditioniereinrichtung eine Kammer aufweist, welche mit einer Einrichtung ausgestattet ist, die dazu dient, den Brei entlang dem Strömungsweg zu fördern, daß die Kammer einen Einlaß und einen Auslaß aufweist und daß eine Druckdichtungseinrichtung sowohl für den Einlaß als auch für den Auslaß vorgesehen ist, um den überatmosphärischen Druck zu erzeugen.

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4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit einer Entlüftungseinrichtung ausgestaltet ist.
5. 5· Vorrichtung nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammereinlaß eine Öffnung aufweist, um welche herum ein ringförmiger Sitz angeordnet ist, daß weiterhin ein Speisegehäuse oder Zuführungsgehäuse mit der Kammer verbunden ist, daß in dem Zuführungsgehäuse eine Förderschnecke angeordnet ist, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Förderschnecke in Drehung zu versetzen, um den Brei durch die Einlaßöffnung zu fördern, daß die Einlaßdruckdichtungseinrichtung ein im wesentlichen konisches Element aufweist, welches in der Kammer in bezug auf den Sitz axial hin- und herbewegbar angeordnet ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche der Kammer zugeordnet ist, um das konische Element unabhängig von der Einrichtung zu drehen, welche zur Drehung der Zufuhrungsförderschnecke dient.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das konische Element mit einer Einrichtung ausgestattet ist, um dieses Element in axialer Richtung zu bewegen, und daß eine Positionsanzeigeeinrichtung vorgesehen ist, welche betrieblich mit der axialen Bewegungseinrichtung verbunden ist, um die Position des konischen Elementes in bezug auf den ringförmigen Sitz anzuzeigen.
7. 7- Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerauslaß ebenfalls eine Öffnung aufweist, um welche herum ein konischer Sitz angeordnet ist, daß weiterhin eine Austragschnecke vorgesehen ist, welche in der Kammer angeordnet ist, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Austrageinrichtung in Drehung zu versetzen, so daß Brei durch die Auslaßöffnung hindurchgefördert wird, daß die Auslaß-

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   -ν"

   Druckdichtung ein im wesentlichen konisches Element mit Ansätzen aufweist, und zwar außerhalb der Kammer, welches in bezug auf den Auslaßsitz in axialer Sichtung bewegbar ist, und daß eine Einrichtung vorhanden ist, welche betrieblich der Kammer zugeordnet ist, um das konische Auslaß-Dichtungselement unabhängig von der Einrichtung zum Drehen der Austragschnecke in Drehung zu versetzen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditioniereinrichtung eine allgemein S-förmige Konditioniereinheit aufweist, welche im wesentlichen zueinander parallel angeordnete Zweige hat, nämlich einen oberen, einen mittleren und einen unteren Zweig, daß der obere Zweig ein Zuführgehäuse bildet und eine Breieinlaßöffnung benachbart zu einem Ende sowie eine drehbare Dichtung an seinem anderen Ende aufweist, wobei das andere Ende des oberen Zweiges mit einem Ende des mittleren Zweiges verbunden ist, daß weiterhin eine Zuführschnecke in dem Zuführgehäuse angeordnet ist, um Brei von der Einlaßöffnung in Richtung auf die drehbare Dichtung zu fördern, daß das andere Ende des mittleren Zweiges mit einem Ende des unteren Zweiges verbunden ist, daß weiterhin eine Fördereinrichtung für Brei in dem mittleren Zweig angeordnet ist, daß eine zweite drehbare Dichtung an dem anderen Ende des unteren Zweiges angeordnet ist, daß weiterhin eine Austragschnecke in dem unteren Zweig vorhanden ist, um den Brei in Richtung auf die zweite rotierende Dichtung zu fördern, daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, um dem mittleren Zweig Dampf zuzuführen, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, um aus der Konditioniereinheit Luft an einem Punkt zwischen der drehbaren Dichtung abzulassen, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Zuführungsschnecke und die Austragschnecke in Drehung zu versetzen, und daß schließlich eine Einrichtung vorhanden

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   ist, um die drehbaren' Dichtungen unabhängig voneinander und unabhängig von der Einrichtung zum Drehen der Förderschnecken in Drehung zu versetzen.
9. 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche zur Drehung der Schnecken dient, an einem Ende der Vorrichtung angeordnet ist, und daß die Einrichtung, welche zur Betätigung der drehbaren Dichtungen dient, an dem anderen Ende der Vorrichtung angeordnet ist.
10. 10. Verfahren zum Herstellen von Tierfutter-Pellets, dadurch gekennzeichnet, daß gekochter Brei durch eine Form hindurchgeführt wird, daß der Brei unter einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck gekocht wird, daß anschließend der Druck, welchem der Brei ausgesetzt ist, auf atmosphärischen Druck vermindert wird, daß der Brei in radialer Richtung durch Öffnungen einer sich drehenden Form hindurchgedrückt wird, um entlüftete Stangen von im wesentlichen gleichförmiger Konsistenz in einem beliebigen Querschnitt herzustellen, so daß die Stangen auf der in Bewegungsrichtung rückwärtigen Seite jeweils im wesentlichen frei von Rissen sind, und daß die Stangen in Querrichtung durchgeschnitten werden, um die Pellets zu bilden.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kochvorgang dadurch ausgeführt wird, daß der Brei einer Dampfatmosphäre mit einem Überdruck zwischen

    ρ ρ

    etwa 0,07 kp/cm und etwa 1 kp/cm ausgesetzt wird.

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