DE3229582C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Rühren des Inhalts eines Gärbehälters für Traubenmaische, mit umlaufen­ dem, motorisch angetriebenen Rührwerk und einer Abflußein­ richtung für die Flüssigkeit.

Beim Gären von Traubenmaische in Großbehältern besteht das Problem, daß, wenn nicht gerührt wird, sich die Traubentre­ ster auf dem Saft absetzen und dort eine sehr schwer zu durchdringende Schicht bilden. Dieser Tresterkuchen ist sehr fest und auch erheblich dick. Bei Beginn des Rührens bedarf es erheblicher Kraft, um diesen Tresterkuchen zu durchdrin­ gen, so daß das Rührwerk die Trester in der Flüssigkeit wieder gleichmäßig verteilen kann. Das Rührwerk muß daher sehr viel stabiler ausgebaut werden, als zum Umrühren der in dem Saft gleichmäßig verteilten Trester erforderlich wäre.

Ein ähnliches Problem tritt dann auf, wenn die Flüssigkeit aus dem Großbehälter abgelassen ist und die Trester sich im unteren Teil des Behälters sammeln und durch eine Öffnung an der Frontseite des Behälters herausgeschafft werden sollen. In der DE-GM 81 01 133 wurde bereits vorgeschlagen, bei Gärbehältern am Behälterboden eine Schneckenwelle anzuord­ nen, mit der die Traubentrester zu der hierzu bestimmten Behälteröffnung hinausgeschafft werden. Insbesondere wenn die Traubentrester stark entsaftet werden, schafft die Schneckenwelle die in ihrem Bereich befindlichen Trester zwar heraus, sie läuft sich dann aber in diesem Bereich frei, so daß sich ein Hohlraum bildet, weil die darüber liegenden Trester so verdichtet sind, daß keine Trester in diesen Hohlraum nachfallen. Man muß dann versuchen, von oben her mit einer Stange den Trester in den Bereich der Schnec­ kenwelle von Hand hinunterzustochern. Bei der Anordnung nach der erwähnten DE-GM durfte das Rührwerk jedoch in diesem Augenblick nicht eingeschaltet werden, da ja die Rührwerk­ flügel in dem Tresterkuchen stecken und daher Rührwerk und Rührwerksantrieb zu Schaden kommen würden, sofern man diese nicht um ein Vielfaches stärker dimensioniert als für ein Rührwerk, das nur die Aufgabe hat, dafür zu sorgen, daß die Trester gleichmäßig im Saft verteilt bleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das verhindert, daß auf das Rührwerk und den Rührwerksantrieb zu hohe Drehmomente wirken.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rohrwerk beim Einschalten zunächst eine Pendelbewegung durchführt. Dadurch werden zunächst infolge dem ständigen Wechsel der Bewegungsrichtung des Rührwerks in der unmittel­ baren Umgebung des Rührwerkflügels die Trester gelockert. Diese Lockerung greift dann auf benachbarte Bereiche über, bis die Trester alle in den Bereich der Schneckenwelle eingefallen sind oder bis das Rührwerk sich in der vorge­ sehenen Richtung voll drehen kann.

In vielen Fällen genügt bereits eine Pendelbewegung mit gleichmäßiger Amplitude, um die Trester in einen darunter­ liegenden Hohlraum einfallen zu lassen. Bei einer Ausfüh­ rungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens nimmt jedoch die Amplitude des Pendelschrittes während der Dauer der Pendel­ bewegung zu.

Dies hat den Vorteil, daß zunächst bei kleiner Amplitude in der unmittelbaren Umgebung der Rührwerkflügel die Trester gelockert werden und bei wachsender Amplitude immer größere Bezirke von der Lockerung erfaßt werden bis sich das Rühr­ werk voll drehen kann oder in einen gleichmäßigen von vorn­ herein beabsichtigten Pendelgang übergeht.

Diese Ausführungsart eignet sich nicht nur dazu, um Trester in einen darunterliegenden Hohlraum einzubringen, sondern auch in den Fällen, in denen Trester in einem Behälter ohne darunter vorhandenen Hohlraum gelockert werden sollen, also in einem Gärbehälter, der keine einen Hohlraum schaffende Schneckenwelle aufweist, sondern die Trester durch die Schräglage des Behälterbodens unter Unterstützung des Rühr­ werkes aus der Entleerungsöffnung fallen, z. B. bei stehen­ den Tanks.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem motorischen Antrieb für das Rührwerk und mit einer Umschaltvorrichtung für die Drehrichtung des Rührwerks. Die Erfindung besteht darin, daß die Amplitude der Pendelbewegung von dem Widerstand ge­ steuert ist, den der Behälterinhalt auf das Rührwerk aus­ übt.

Dies hat den Vorteil, daß ein Überlasten des Rührwerks und seines Antriebes ausgeschlossen sind. Der Rührwerkflügel dringt bei seiner Bewegung stets soweit in den noch nicht gelockerten Teil des Feststoffes bzw. der Tresterschicht ein, bis die vor dem Rührwerksflügel sich verdichtenden Trester dem Rührwerksflügel soviel Widerstand entgegensetzt, daß dessen Antrieb umgeschaltet wird. Bewegt sich dann der Rührwerksflügel zurück, so federt der durch den Rührwerkflü­ gel verdichtete Abschnitt der Trester zurück und ein Teil dieser Trester fällt in den durch den Flügel hinterlassenen Hohlraum und nach unten weg, so daß bei nochmaliger Umkehr der Drehrichtung der Rührwerksachse der Flügel das maximale Drehmoment erst nach dem Durchlaufen eines größeren Drehwin­ kels aufwenden muß.

Die Umschaltvorrichtung kann auf die verschiedenste Weise von dem Widerstand gesteuert sein, den das Rührwerk in dem Rührgut vorfindet. Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das Rührwerk von einem Elektromotor angetrieben ist, kann diese Umschaltvorrichtung durch die Stromaufnahme des Elektromotors gesteuert sein. Erreicht die Stromaufnahme des Elektromotors einen bestimmten Wert, so wird die Drehrich­ tung des Rührwerks umgeschaltet. Bei dieser sehr einfachen Vorrichtung muß lediglich dafür gesorgt werden, daß der Anlaufstrom des Motors die Umschaltvorrichtung nicht betä­ tigt. Die Steuerung der Umschaltvorrichtung kann beispiels­ weise auch über eine Rutschkupplung erfolgen, deren beide Kupplungshälften sich bei Überschreitung eines bestimmten Wertes des übertragenen Drehmomentes gegeneinander verdrehen und dadurch einen Steuerbefehl zur Umsteuerung der Drehrich­ tung des Rührwerks auslösen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Zeitdauer der Pendelbewegung unabhängig von dem Widersand des Mischgutes eingestellt werden, beispielsweise durch Einstellen der Zeitdauer mit Hilfe einer Schaltuhr, so daß nach Ablauf der eingestellten Zeitdauer die Antriebsvorrich­ tung von der pendelnden Bewegung des Rührwerks auf die umlaufende Bewegung des Rührwerks geschaltet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen eignen sich nicht nur für Gärbehälter, die eine Flüssigkeit und einen Feststoff enthalten, der zum Zusammenballen neigt.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines liegenden Großbehälters dargestellt, bei dem die Erfindung verwirk­ licht ist. Sie zeigt die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile nur schematisch.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines liegenden Gärbe­ hälters, teilweise aufgebrochen darstellt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte liegende Großbehälter weist einen im wesentlichen kreiszylindrischen Teil 1 auf, der in seinem unteren Teil in einen im Querschnitt V-förmi­ gen Teil 2 übergeht. An der untersten Stelle des V-förmigen Teiles ist eine Förderschnecke 3 eingebaut, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist und dazu dient, die Traubentre­ ster durch eine Öffnung 4 am Boden des Behälters herauszu­ schaffen, an der ein kurzer Stutzen 5 angeschweißt ist. Das vordere Ende des Stutzens 5 ist durch einen Deckel 6 ver­ schließbar, der in zwei im Querschnitt U-förmigen Schienen 7 und 8 zusammen mit einer Verstärkungsleiste 9 in der Höhe verschiebbar geführt ist und mit Hilfe einer Anpreßvorrich­ tung, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Flügel­ schraube 10 dargestellt ist, gegen die Öffnung des Stutzens 5 gepreßt werden kann. Im Deckel 6 befindet sich eine durch einen Hahn verschließbare Auslaßleitung 11 für den Saft.

Etwa in der Achse des zylinderförmigen Teiles 1 ist in dem Behälter eine Rührwerkswelle 12 drehbar gelagert, die an ihrem hinteren Ende außerhalb des Behälters ein Antriebsrad 13 oder ein Getriebe trägt. Auf der Welle 12 sind etwa plattenförmige Rührwerksflügel 14 befestigt, die längs der Welle 12 jeweils um einen bestimmten Winkel, beispielsweise 45°, gegeneinander versetzt sind. Die Schneckenwelle 3 wird durch einen Motor 15 angetrieben. Das Antriebsrad 13 ist über Treibriemen 16 oder Ketten mit einem Treibriemenrad 17 oder Kettenrad verbunden, das über eine Rutschkupplung 18 von einem Elektromotor 19 angetrieben wird. Übersteigt das durch die Rutschkupplung 18 übertragene Drehmoment einen bestimmten Wert, so verdrehen sich die beiden Kupplungshälf­ ten der Rutschkupplung relativ zueinander. Bei einer Rela­ tivdrehung der beiden Kupplungshälften wird über bekannte Einrichtungen ein Steuerbefehl erzeugt, der den Motor 19 abschaltet und mit entgegengesetzter Drehrichtung wieder einschaltet.

Der Behälter stützt sich über eine Tragkonstruktion am Fußboden ab, von der nur die Träger 20 gezeichnet sind. Zur Verwendung als Gärbehälter für Traubenmaische weist der Behälter an der Außenwand des V-förmigen Teiles angeschweiß­ te Saftkammern 21 auf, die an ihrer tiefsten Stelle einen Saftablauf 22 und an ihrer höchsten Stelle einen Entlüf­ tungsstutzen 23 aufweist.

Der Behälter wird durch die Einfüllöffnung 25 mit Trauben­ maische gefüllt, die während ihrer Gärung durch das Rührwerk 12, 14 mit geringer Geschwindigkeit durchmischt wird. In einem bestimmten Stadium des Gärvorganges haben die Trester die Tendenz, nach oben zu steigen. Wird dann aus irgendeinem Grunde das Rührwerk abgeschaltet, so setzen sich die Trester oben auf dem Saft zu einem festen Tresterkuchen zusammen, der nur schwer zu durchstoßen ist. Wird nun der Motor 19 eingeschaltet, so haben die Rührwerksflügel 14 nicht die Kraft, den Tresterkuchen zu durchschlagen. Die Rührwerkswel­ le 12 wird sich daher nur um einen kleinen Drehwinkel dre­ hen, dann übersteigt das zur Weiterdrehung der Welle 12 erforderliche Drehmoment das von der Rutschkupplung 18 übertragene Drehmoment, so daß die Kupplungshälften der Rutschkupplung sich relativ zueinander drehen und die Dreh­ richtung des Motors 19 umgesteuert wird. Die Welle 12 dreht sich dann in der entgegengesetzten Richtung, wobei sich die Rührwerksflügel 14 zunächst in der Spur zurückbewegen, die sie bei der vorhergehenden Drehung hinterlassen haben und dann ein Stück weit in der anderen Drehrichtung in den zunächst federnden Tresterkuchen eindringen, bis wiederum das Drehmoment soweit ansteigt, daß die Drehrichtung des Motors 19 umgesteuert wird. Die Welle 12 führt daher solange Pendelbewegungen aus, bis der Tresterkuchen durchstoßen ist und den Rührwerksflügel 14 nur noch einen Widerstand entge­ gensetzt, der kleiner ist, als das von der Rutschkupplung 18 maximal übertragene Drehmoment. Von nun an dreht sich das Rührwerk stets in der gleichen Drehrichtung, sofern nicht durch ein besonderes Programm die Drehrichtung des Rührwerks in bestimmten Zeiten umgeschaltet wird.

Der gleiche Vorgang findet statt, wenn über den Saftauslaß 22 der sich in den durch Siebbleche vom Behälterinnern abgetrennten Saftkammern 21 gesammelte Saft abgelassen wird. Dann bleibt zwar der Saft im untersten Teil des Behälters stehen, der unterhalb einer waagrechten Ebene liegt, die durch die Mündung der Saftauslaßleitung 22 in die Saftkammer 21 gelegt ist. Die Schneckenwelle 3 schafft bei hochgescho­ benem Deckel 6, also bei geöffneter Öffnung 4, die in dem Bereich der Schneckenwelle 3 befindlichen, durch den restlichen Saft gelockerten Trester durch die Öffnung 4 aus dem Behälter heraus. Wenn aber die Trester längere Zeit nach dem Ablassen des Saftes durch die Leitung 22 im Behälter stehen, so setzen sich diese Trester zu einer sehr festen Masse zusammen, so daß, wenn die Schneckenwelle 3 die in ihrem Bereich durch den noch stehenden Saft gelockerten Trester aus dem Behälter ausgetragen hat, im Bereich der Schneckenwelle 3 im Hohlraum verbleibt, in den die darüber­ liegenden trockenen Trester in der Regel nicht einfallen, weil sie sich schon zu stark verdichtet haben. Wird nun das Rührwerk 12, 14 eingeschaltet, so führen die Rührwerksflügel wiederum zunächst nur eine verhältnismäßig kleine Drehbewe­ gung aus, die möglicherweise nur durch das Zurückfedern der durch die Rührwerksflügel 14 zusammengedrückten Trester bestimmt ist. Wird nun wegen Überschreiten des maximal übertragenen Drehmomentes der Rutschkupplung 18 die An­ triebsrichtung des Motors 19 umgesteuert, so bewegen sich die Rührwerksflügel 14 in die entgegengesetzte Richtung. Durch diese Hin- und Herbewegung werden die Trester soweit aufgelockert, daß sie in den darunterliegenden, durch die Schneckenwelle 3 geschaffenen Hohlraum einfallen, von der Schneckenwelle 3 erfaßt und aus dem Behälter transportiert werden.

Der Antrieb des Rührwerks z. B. ein Bremsmotor kann so ge­ steuert sein, daß es stets dann abgeschaltet ist, wenn einer der Rührwerksflügel 14 in senkrechter Stellung steht, weil dann der Abstand von der Flügelspitze 24 zu dem von dem Schneckengang 3 geschaffenen Hohlraum am geringsten ist und dann der von dieser Flügelspitze 24 gelockerte Trester als erster in den Hohlraum einfällt, wonach dann die benachbar­ ten Bereiche nachstürzen. Das Abschalten des Rührwerks in einer Stellung, in der ein Rührwerksflügel senkrecht nach unten steht, ist um so wichtiger, je weniger um einen Winkel gegeneinander versetzte Rührwerksflügel 14 auf der Rühr­ werkswelle 12 angeordnet sind.

Der erfindungsgemäße Gegenstand eignet sich auch für Rühr­ werke in anderen Behältern, beispielsweise bei stehenden Behältern mit konischem Boden, wenn beispielsweise das Rührwerk auch in dem konischen Teil angeordnet ist. Die erfindungsgemäßen Behälter können auch bei Saft- oder Alkoholherstellung durch Gärung oder in der Brauerei mit Vorteil verwendet werden.

Auch eignet sich der erfindungsgemäße Gegenstand nicht nur zum Durcharbeiten eines auf dem Saft schwimmenden Trester­ kuchens, sondern beispielsweise auch für die Anwendung von Rührwerken in stehenden Behältern, in denen das Rührwerk sich um eine senkrechte Achse dreht und daher beim Anlaufen einen zu hohen Widerstand erfahren würde, der durch die Pendelbewegung verringert wird, z. B. beim Entleeren von Weiswein-Maische oder Rotwein-Maische mit hohem Feststoff­ anteil.

Bei liegenden Behältern kann eine Ausführungsform der Erfin­ dung günstig sein, bei denen die Rührwerksflügel längs der waagrechten Rührwerksachse um 180° gegeneinander versetzt sind, so daß in der Abschaltstellung die eine Gruppe von Rührwerksflügeln senkrecht nach unten ragt, die andere Gruppe der Rührwerksflügel senkrecht nach oben. In dieser Stellung greift meist die eine Gruppe in einen wenig dichten Inhalt und die andere Gruppe der Rührwerksflügel in einen dichteren Behälterinhalt ein, also beispielsweise greifen die nach unten gerichteten Rührwerksflügel in den Saft und die nach oben gerichteten Rührwerksflügel in den darauf schwimmenden Tresterkuchen ein, so daß dann immer nur die eine Gruppe der Rührwerksflügel stark belastet ist. Bei der Entleerung des Behälters ragt die eine Gruppe nach oben in den freien Behälterraum, wogegen die andere Gruppe der Rührwerksflügel in die möglicherweise fest abgesetzten Trester eingreift.

Bei derjenigen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zeitdauer der Pendelbewegung unabhängig vom Widerstand der Trester ist, kann die Größe der Pendelbewegung, also der Schwenkwinkel, den die Rührwerksflügel während der Pendel­ bewegung überstreichen, mit Hilfe von Endschaltern einge­ stellt werden, die beispielsweise von mit der Rührwerkswelle umlaufenden Schaltgliedern betätigt werden und bei Betä­ tigung den Antrieb des Rührwerks umkehren.

Auch bei Ausführungsformen, bei denen die Größe der Pendel­ bewegung vom Widerstand der Trester gesteuert ist, kann die maximale Größe der Pendelbewegung durch Endschalter einge­ stellt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Rühren des Inhalts eines Gärbehälters für Traubenmaische, mit einem umlaufenden, motorisch angetriebenen Rührwerk und einer Abflußeinrichtung für die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zusammenballungen des Feststoffes das Rührwerk (12, 14) beim Einschalten zunächst eine Pendelbewegung durch­ führt und erst danach eine Umlaufbewegung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (12, 14) eine Pendelbewegung mit zuneh­ mender Amplitude durchführt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (9) des Rührwerks eine Umschaltvorrichtung für die Drehrichtung des Rührwerks (12, 14) und eine Vorrichtung zum Einstellen der Zeitdauer der Pendelbe­ wegung aufweist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (19) des Rührwerks eine Umschaltvorrichtung für die Drehrichtung des Rührwerks (12, 14) aufweist, die von dem Widerstand des Rührwerks gesteuert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung von der Stromaufnahme des elektrischen Antriebs (19) gesteuert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung eine Rutschkupplung (18) aufweist, die bei einer Relativdrehung ihrer Kupp­ lungshälften gegeneinander einen Steuerbefehl erzeugt, die die Drehrichtung des Antriebs (19) des Rührwerks (12, 14) umschaltet.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Größe der Pendelbewegung mit Endschalter einstellbar ist.