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Extraktor zur Flüssig/Fest-Extraktion von Extraktivstoffen aus natürlichen
Stoffen Die Erfindung betrifft einen Extraktor zur Flüssig/ Fest-Extraktion von
Extraktivstoffen aus natürlichen Stoffen, mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten,
ebenen Filterboden, der einen darüberliegenden Aufnahmeraum für das Extraktionsgut
von einem darunterliegenden Sammelraum für die angereicherte Extraktionsflüssigkeit
trennt.
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Abhängig von der Art des auf einem solchen Extraktor durchzuführenden
Extraktionsverfahrens, vom Extraktionsgut, von dessen Teilchengröße, vom Zweck,
der mit der Extraktion verfolgt wird, und von anderen Parametern, sind vor, nach
oder während der Extraktion in dem Extraktor verschiedene die Extraktionsmasse betreffende
Arbeitsvorgänge durchzuführen, wie z. B. Rühren der Extraktionsmasse, Zustreichen
von sich während der Extraktion bildenden Rissen in der Oberfläche der Extraktionsmasse,
Andrücken von Randablösungen der Extraktionsmasse, Entfernen des Extraktionsrückstandes
usw., um jeweils optimale Verfahrensergebnisse zu erzielen. Um diese Funktionen
möglichst automatisch steuerbar ausführen zu können, soll der gattungsgemäße Extraktor
entsprechend ausgebildet werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß oberhalb des Filterbodens
ein um eine im wesentlichen parallele Achse zum Filterboden verschwenkbares Traggerüst
mit mehreren verschiedenartig auf die Extraktionsmasse einwirkenden, drehbaren Vorrichtungen
angeordnet, die jeweils durch Verschwenken des Traggerüsts aus einer Ruhestellung
in eine Arbeitsstellung und wieder zurück in die Ruhestellung bringbar sind und
die jeweils in ihrer Arbeitsstellung um eine im wesentlichen senkrecht auf dem Filterboden
stehende Achse rotierbar sind.
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Eine der Vorrichtungen kann z. B. ein Rührwerkzeug aufweisen, eine
weitere Vorrichtung kann z. B. ein Zustreichwerkzeug haben, eine dritte Vorrichtung
kann z. B. mit einer Saugdüse zum Absaugen der Extraktionsmasse zwischen den Stufen
eines Gegenstromverfahrens ausgerüstet sein und eine vierte Vorrichtung kann z.
B. eine Saugdüse für den Extraktionsrückstand aufweisen. Mit dem Absaugen der Extraktionsmasse
bzw.
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des -rückstandes wird gleichzeitig der Filterboden von oben her gereinigt,
so daß im weiteren Verlauf des Extraktionsverfahrens ein Zusetzen des Filterbodens
mit Extraktionsmasseteilchen vermieden ist.
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Diese Vorrichtungen sind vorzugsweise von einer gemeinsamen Welle
über ein Schaltgetriebe selektiv antreibbar. Hierbei kann die gemeinsame Antriebswelle
als Saugrohr ausgebildet sein, das mit einer der Saugdüsen über eine ein flexibles
Rohrteil aufweisende Saugwelle ständig verbunden ist, wobei die Antriebswelle und
die den flexiblen Rohrteil aufweisende Saugwelle relativ zueinander verdrehbar sind.
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Das Traggerüst kann mit einer Welle antriebsmäßig verbindbar sein,
die als Saugrohr ausgebildet ist, das über eine ein flexibles Rohrteil aufweisende
Sauqwelle mit der anderen Saugdüse ständig verbunden
ist, wobei
die Saugwelle und die Antriebwelle relativ zueinander verdrehbar sind. Das Traggerüst
mit den verschiedenen Vorrichtungen kann heb- und senkbar sein, so daß die jeweils
in Arbeitsstellung befindliche Vorrichtung aus dem Extraktionsgehäuse herausfahrbar
und die durch Verschwenken des Traggerüsts in Stellung gebrachte andere Vorrichtung
in das Gehäuse des Extraktors hinein absenkbar ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel des Extraktors weist das Rührwerk zwei
Bürstenwalzen auf, die in Arbeitsstellung um ihre im wesentlichen parallel zum Filterboden
verlaufende Achse rotierbar sind. Als Rührwerk könnten auch einfache Rührarme verwendet
werden. Bei dem Ausführungsbeispiel weist das Schaltgetriebe ein an der gemeinsamen
Antriebswelle befestigtes Zahnrad auf, in welches mit der jeweiligen Vorrichtung
antriebsmäßig verbundene Ritzel selektiv einrückbar sind. Hierbei kann jedes Ritzel
mit jeweils einer druckbeaufschlagbaren Kolben/Zylindereinheit verbunden sein, die
zum Ein- bzw. Ausrücken des Ritzels betätigbar ist. Die Betätigung der Kolben/Zylindereinheiten
zum Ein- und Ausrücken der Ritzel für den selektiven Antrieb der Vorrichtungen ist
automatisch steuerbar.
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Eine bevorzugte Anwendung findet der Extraktor nach der Erfindung
bei einem Extraktionsverfahren nach unserer parallelen Patentanmeldung P . Insbesondere
kann der Extraktor zur Extraktion von Kaffee eingesetzt werden. Er kann aber auch
mit Erfolg zur Extraktion von Heilkräutern und -pflanzen, Tees,Hop£endolden, Früchten
und zur Herstellung von Fisch- und Fleichextrakten verwendet werden. Je nach Einsatz
sind mehr oder weniger verschiedene Arbeitsvorrichtungen an dem Extraktor vorgesehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen
Fig 1. einen Extraktor
nach der Erfindung, teilweise in Schnittdarstellung, mit einem Rührwerk in Arbeitsstellung
und den übrigen Vorrichtungen in Ruhestellung, wobei von den übrigen Vorrichtungen
eine Saugvorrichtung zum Absaugen des Extraktionsrückstandes ersichtlich ist, Fig.
2 das Traggerüst des in Fig. 1 dargestellten Extraktors, teilweise in einer Schnittdarstellung,
in einer anderen als in Fig. 1 dargestellten Winkelstellung, wobei eine Zustreichvorrichtung
in Arbeitsstellung und die übrigen drei Vorrichtungen in Ruhestellung sind, von
denen lediglich eine weitere Absaugvorrichtung für die Extraktionsmasse ersichtlich
ist, Fig. 3 einen Schnitt A-A durch die in Fig. 2 dargestellte Zustreichvorrichtung
und Fig. 4 eine vereinfachte Endansicht des Traggerüsts in Richtung des in Fig.
2 eingezeichneten Pfeiles B, wobei alle vier Vorrichtungen ersichtlich sind.
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Ein Extraktor nach der Erfindung weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem
ein feinstporöser Filterboden 2 angeordnet ist, der im wesentlichen aus einem feinstmaschigen
monofilen Gewebe besteht, das auf einem Stützrost angeordnet ist. Der Filterboden
2 trennt einen oberhalb angeordneten Aufnahmeraum 3 für die Extraktionsmasse von
einem Sammelraum 4 für die angereicherte Extraktionsflüssigkeit. Am unteren Ende
des Sammelraums 4
befindet sich ein Absaugrohr 5 für die angereicherte
Extraktionsflüssigkeit.
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Oberhalb des Filterbodens 2 befindet sich ein Traggerüst 6 für ein
Rührwerk 7, eine Absaugvorrichtung 8 für den Extraktionstückstand, eine weitere
Absaugvorrichtung 9 für die Extraktionsmasse und eine Zustreichvorrichtung 10 zum
Zustreichen von in der Oberfläche der Extraktionsmasse sich bildenden Rissen. Das
Traggerüst 6 ist auf Stützen 11 gelagert, die mittels Hydraulikvorrichtungen 12
relativ zum Extraktorgehäuse 1 heb- und senkbar sind.
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Das Traggerüst 6 besteht im wesentlichen aus einem langgestreckten,
querangeordneten Gehäuse, das in den Stützen 11 um eine im wesentlichen parallel
zum Filterboden 2 verlaufende Achse drehbar gelagert ist. Für die Drehung des Traggerüsts
6 ist ein Antriebsmotor 13 vorgesehen, der mit einer Welle 14 antriebsmäßig verbunden
ist, die über ein druckluftgesteuertes Schaltgetriebe 15 mit dem Traggerüst verbindbar
ist. Die Antriebswelle 14 ist hohl und ragt in das Traggerüst 6 an einem Ende hinein.
Do#t ist sie an ein Saugrohr 16 der Saugvorrichtung 8 angeschlossen. Das Saugrohr
16 weist an seinem Anschluß mit der Antriebswelle 14 ein flexibles Rohrstück 17
auf, das innerhalb des Traggerüsts 6 um 900 umgelenkt ist und an ein starres Rohrstück
18, das aus dem Traggerüst wieder herausführt, angeschlossen ist. Das Rohrstück
18 ist in dem Rohrstück 17 am Anschluß drehbar gelagert.
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Außerhalb des Traggerüsts 6 ist das Rohrstück 18 um 900 umgelenkt
und an einen waagrechten Rohrarm 19
angeschlossen, der an seinem
äußeren Ende eine Saugdüse 20 trägt.
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An seinem anderen Ende ist das Traggegerüst 6 auf einer Welle 21 abgestützt,
die in ei ner der Stützen 11 drehbar gelagert ist. Durch die Welle 21 führt koaxial
eine hohle Antriebswelle 22 von außen in das Traggerüst 6 hinein.
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Dort ist sie antriebsmäßig selektiv mit den vier Vorrichtungen 7,
8, 9 und 10 verbindbar. Die Welle 22 ist von einem Motor 23 aus antreibbar.
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Innerhalb des Traggerüsts 6 ist die Welle 22 an ein Saugrohr 23 der
Vorrichtung 9 angeschlossen, wobei die Welle 22 und das Saugrohr 23 an ihrem Anschluß
relativ zueinander drehbar sind.
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Das Saugrohr 23 ist an die Welle 22 mit einem flexiblen Rohrstück
24 angeschlossen, das innerhalb des Traggerüsts 6 um 900 umgelenkt ist und mit einem
starren Rohrstück 25 verbunden ist.
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Das Rohrstück 25 führt aus dem Traggerüst heraus und ist außerhalb
des Traggerüsts mit einem waagrechten Rohrarm 26 verbunden, der an seinem äußeren
Ende eine Saugdüse 27 trägt.
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In der Nähe der Anschlußstelle ist auf der Welle 22 ein Kegelrad 28
angeordnet, in welches jeweils eines von vier schwenkbar gelagerten Antriebsritzeln
29 für den Antrieb der einzelnen Vorrichtungen einrückbar ist. Die Ritzel 29 sind
jeweils mit druckluftbeaufschlagten Kolben/Zylindereinheiten 30 verbunden, die bei
Betätigung die Ritzel 29 verschwenken, wodurch sie ein-bzw. ausgerückt werden.
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Eines der Ritzel 29 ist antriebsmäßig mit der Riillrvorrif tung 7
verbunden llnd ist in Fig. 1
im eingerückten Zustand dargestellt.
Das andere in Fig. 1 dargestellte Ritzel ist ausgerückt und antriebsmäßig mit dem
starren Rohrstück 18 des Saugrohres 16 der Vorrichtung 8 verbunden. Ein weiteres
Ritzel 29 ist antriebsmäßig mit der Zustreichvorrichtung 10 verbunden und in Fig.
2 im eingerückten Zustand dargestellt. Das andere in Fig. 2 dargestellte Ritzel
ist ausgerückt und antriebsmäßig mit dem starren Rohrstück 25 des Saugrohres 23
der Vorrichtung 9 verbunden.
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Beim Einrücken eines der beiden mit den Saugvorrichtungen 8 und 9
verbundenen Ritzel 29 in das Kegelrad 28 wird das jeweilige starre Rohrstück 18
bzw. 25 der Saugrohre 16 bzw. 23 um seine Achse gedreht, wodurch die jeweilige Düse
20 bzw. 27 eine Kreisbewegung um diese Achse ausführt. In Arbeitsstellung wird das
abgesaugte Gut durch die Rohre 23 und 22 hzw.
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durch die Rohre 16 und 14 abgeführt.
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Die Rührvorrichtung 7 besteht im wesentlichen aus zwei drehbaren Bürstenwalzen,
die gemeinsam auf einer im Traggerüst 6 gelagerten drehbaren Welle 31 befestigt
sind, die mit einem der Ritzel 29 antriebsmäßig verbunden ist.
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Die Zustreichvorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem Winkelarm
32, dessen eines Teilstück ein federnd gelagertes Messer 33 trägt und dessen anderes
Teilstück im Traggerüst 6 drehbar gelagert ist. Mit dem drehbar gelagerten Teilstück
ist das entsprechende Ritzel 29 antriebsmäßig verbunden.
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Jede der vier Vorrichtungen 7, 8, 9 und 10 kann
durch
Verschwenken des Traggerüsts 6 von einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung undwieder
zurück in die Ruhestellung gebracht werden. In Fig. 1 ist die Rührvorrichtung in
der Arbeitsstellung dargestellt. Um eine andere Vorrichtung in die Arbeitsstellung
zu bringen, wird das Traggerüst angehoben und soweit verschwenkt, bis die andere
Vorrichtung oberhalb des Filterbodens ist. Danach wird das Traggerüst 6 wieder abgesenkt
und die in die Arbeitsstellung gebrachte Vorrichtung kann durch Einrücken des entsprechenden
Ritzels 29 in Drehbewegung versetzt werden.
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Die Bewegungsabläufe des Traggerüsts und der einzelnen Vorrichtungen
sind automatisch steuerbar.
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Für einen großindustriellen Einsatz kann der Extraktor einen Durchmesser
von z. B. 80 m haben.
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Um bei einem Extraktor dieser Größe sicherzur stellen, daß die verschiedenen
Arbeitsvorrichtungen auf ebenen Kreisbahnen mit gleichbleibendem Abstand zu dem
Filtermedium rotieren können, werden die Arbeitsvorrichtungen fest mit dem Traggerüst
verbunden und das Traggerüst auf dem Rand des Extraktionsgehäuses drehbar gelagert.
Das Traggerüst muß auch entsprechend steif ausgebildet sein, um eine Durchbiegung
zu vermeiden.
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