DE3924834A1 - Zerkleinerungsvorrichtung fuer pflanzliche und tierische biologische stoffe - Google Patents
Zerkleinerungsvorrichtung fuer pflanzliche und tierische biologische stoffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung für
pflanzliche und tierische biologische Stoffe, insbesondere
für Produkte der Nahrungsmittelindustrie.
Es ist bekannt, daß sich pflanzliche und tierische Stoffe
schwer zermahlen bzw. granulieren lassen. Dies gilt
umsomehr, als vielfach gleichzeitig mit dem Zerkleinern
ein Abtöten von Mikroorganismen, wie Salmonellen, Pilzen,
Viren, Bakterien od.dgl. erreicht werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine
Zerkleinerungsvorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe
pflanzliche und tierische Teile schnell und einwandfrei
zerkleinert werden, wobei beispielsweise bei Fleisch, Fisch,
Sojabohnen od. dgl. auch die Zellen erschlossen werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Zerkleinerungsvorrichtung
durch eine Turbine mit mindestens drei Rotoren mit auf
Messernaben feststehenden Schlagmessern gekennzeichnet,
wobei die Wellen der Rotore derart in Form eines
gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind, daß die
Kreisbahn der Schlagmesser von jeweils zwei Rotoren eine
gemeinsame Tangente an ihrer Unterseite haben, daß die
Länge der ineinander kämmenden Schlagmesser etwas kürzer
als der Abstand zweier benachbarter Rotoren ist und daß
mindestens zwei der Rotoren synchron, jedoch mit
entgegengesetzter Drehrichtung laufen.
Vorteilhaft laufen zwei auf einer Mittellinie angeordnete,
gleich große Rotoren derart um, daß ihre Schlagmesser von
oben zur Mittellinie hin rotieren und daß jeweils zwei
gegenüberliegende Schlagmesser mit gleichem Anstellwinkel
gegeneinander gerichtet sind.
Der dritte Rotor ist vorteilhaft kleiner als die beiden
anderen Rotoren und der Anstellwinkel der Schlagmesser
des dritten Rotors ist stärker als der Anstellwinkel des
Schlagmessers der beiden anderen Rotoren.
Der Anstellwinkel der Schlagmesser des dritten Rotors ist
vorteilhaft stufenlos verstellbar und die Drehzahl des
dritten Rotors ist gleich oder höher als die
Rotoraußengeschwindigkeit der beiden anderen Rotoren.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind mindestens
zwei Turbinen axial gegenläufig derart angeordnet, daß
am Wellenstoß eine Kammer gebildet ist, in der eine
Abtastvorrichtung für das Schneidgut nach Verlassen der
ersten Turbine angeordnet ist.
Am Ende jeder Rotorwelle ist vorteilhaft ein Zyklonrotor
angeordnet.
Der Zerkleinerungsvorrichtung sind vorteilhaft ein
Schüttgutsammler und ein Gasabschneider nachgeordnet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der
Schüttgutsammler als zylindrischer Hohlkörper mit
kegelförmigem Boden und Auslaßöffnung ausgebildet, in dem
Schüttgutsammler ist ein einseitig offener Zyklonfilter
angeordnet und der Schüttgutsammler weist eine Ableitung
für den aus der Zerkleinerungsvorrichtung einströmenden
Stickstoff auf, wobei die Ableitung zur
Kälteschockbehandlung mit der Eingangsseite der
Zerkleinerungsvorrichtung verbunden ist.
Vorteilhaft ist vor dem Turbineneinlauf eine
Eintrittsöffnung zum Einspritzen von flüssigem Stickstoff
angeordnet.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Rotoranordnung einer Turbine der
erfindungsgemäßen
Zerkleinerungsvorrichtung in Vorderansicht,
Fig. 2 zwei auf einer Mittelinie angeordnete Rotoren in
Draufsicht,
Fig. 3 die Anordnung der Schlagmesser der beiden Rotoren
nach Fig. 2,
Fig. 4 die Anordnung von Rotoren in Draufsicht, wobei
dem dritten kleineren Rotor ein Stator zugeordnet
ist,
Fig. 5 eine Hohlwelle des dritten kleineren Rotors mit
stufenlos verstellbarer Schubstange,
Fig. 6 zwei axial gegenläufig angeordnete Turbinen mit
am Wellenstoß angeordneter Kammer und Zyklonrotor,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer
Beschickungsanlage mit erfindungsgemäßer
Zerkleinerungsvorrichtung,
Fig. 8 eine schematische Darstellung der der
Zerkleinerungsvorrichtung vorgeordneten
Beschickungsanlage,
Fig. 9 die Anordung nach Fig. 8 in Vorderansicht in
vergrößertem Maßstab.
Die Zerkleinerungsturbine nach Fig. 1 weist drei Rotoren
(1, 2 und 3) auf, deren Wellen (4) derart in Form eines
gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind, daß die
Kreisbahnen (5, 6 und 7) der Schlagmeser zweier Rotoren
eine gemeinsame Tangente (8) an ihrer Unterseite haben.
Die Wellen (4) der Rotoren (1 und 2) sind auf einer
Mittellinie angeordnet. Die Rotoren (1 und 2) sind gleich
groß und laufen derart um, daß ihre Schlagmesser von oben
zur Mittellinie hin rotieren und daß jeweils zwei
gegenüberliegende Schlagmesser mit gleichem Anstellwinkel
gegeneinandergerichtet sind.
Nach Fig. 2 ist die Länge der ineinander kämmenden
Schlagmesser (10) des Rotors (1) und (11) des Rotors (2)
etwas kürzer als der Abstand zwischen ihren Wellen (4).
Die Schlagmesser (10) bzw. (11) sind auf Messernaben (12)
feststehend angeordnet. Die Wellen (4) der Rotoren (1 und
2) drehen sich synchron. Die Messsernaben der Wellen (4)
sind so angebracht, daß sie gegeneinander versetzt sind,
jedoch so dicht wie möglich an die Welle des benachbarten
Rotors heranreichen. Auf jeder Messernabe (12) sind vier
Messer (10) bzw. (11) angeordnet, die im Winkel von 90°
zueinander stehen. Die Messer sind mit einem geringen
Anstellwinkel derart befestigt, daß je zwei
gegenüberliegende Messer im gleichen
Anstellwinkel gegeneinander gerichtet sind. Dadurch wird
erreicht, daß das Schneidgut von einem zum anderen Messer
hin- hertransportiert wird. Durch die Rotationsrichtung
beider Messernaben zur Mittellinie und die daraus
resultierende Kreiselwirkung wird das Schneidgut, das durch
die Fliehkraft immer nach außen befördert wird, zurück
in die Mitte der Rotorkreise gefördert. Durch die sich
überkämmenden Messer wird hier eine besonders hohe
Verwirbelung erreicht, wodurch gewährleistet ist, daß das
Schneidgut wechselseitig von allen Seiten bearbeitet wird.
Weiterhin wird durch das Dividieren beider
Rotorgeschwindigkeiten eine Verdoppelung der
Rotorströmungsgeschwindigkeit erreicht. Dadurch wird in
diesem Bereich eine Druckminderung gegen die Außenbereiche
erzeugt, was zur Folge hat, daß auch leichtere Teile immer
wieder in das Mittelfeld zurückgeführt werden.
Wie Fig. 1 ferner erkennen läßt, ist der Rotor (3) kleiner
als die Rotoren (1 und 2). Die Welle (13) dieses Rotors
ist im Zentrum des geringsten Druckes und der größten
Materialansammlung angeordnet. Der Rotor (3) weist eine
Rotorwele (13) auf, auf der eine Nabe (14) sitzt, die
ebenfalls mit vier Messern (15) bestückt ist. Der
Anstellwinkel ist jedoch stärker als der Anstellwinkel
der Messer der Außenrotoren (1 und 2).
Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist die Kreiselwirkung des Rotors
(3) dadurch kompensiert, daß ein Stator (16) zugeordnet
ist, da auf eine Gegenlaufwelle verzichtet wird. Ein
Messerpaar ist starr montiert, während das zweite Messerpaar
dessen Anstellwinkel dem Anstellwinkel des starren Messers
entgegengerichtet ist, durch eine in der Mitte der als
Hohlkörper ausgebildeten Welle (13) angeordneten Schubstange
(17) stufenlos verstellbar ist. Die Drehzahl des
Förderrotors (3) muß so gewählt werden, daß die
Rotorausgangsgeschwindigkeit der Außengeschwindigkeit der
gegenläufigen Rotoren (1 und 2) mindestens gleich, besser
jedoch höher ist. Das Rotortrio kann auf der gleichen Welle
in beliebiger Anzahl je nach Erfordernis des zu
bearbeitenden Materials beliebig oft angeordnet sein.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Turbinengruppe
nach den Fig. 1 bis 5 in doppelter Ausführung axial
gegenläufig angeordnet. Am Wellenstoß ist eine Kammmer
(19) zwischen der Turbinengruppe (20) und der Trubinengruppe
(21) vorgesehen. In dieser Kammer (19) wird das Schneidgut
der ersten Stufe durch Ultraschall oder durch einen
induktiven Näherungsschalter empirisch auf den erreichten
Zustand abgetastet. Um das zu ermöglichen, ist am Ende
jeder Welle ein Zyklonrotor (22) angeordnet. Dadurch soll
eine optimale Verwirbelung erreicht werden. Durch eine
automatische Regelung der zwei gegenläufigen Förderwellen
wird der gewünschte Zerkleinerungsgrad eingestellt.
Entsprechend der daraus resultierenden Fördergeschwindigkeit
wird die Förderwelle der ersten Stufe so verstellt, daß
in der Wirbelkammer keine Staubildung erfolgt. Dadurch
ändert sich automatisch der Zerkleinerungsgrad des
Schneidgutes am Ende der ersten Stufe. Die zweite Stufe
wird nunmehr dem erreichten Zustand und der Fördermenge
der ersten Stufe anpaßt. Am Ende der zweiten Stufe wird
ebenfalls eine Messung wie vorher beschrieben durchgeführt
und das Ergebnis in die Gesamtprozeßsteuerung kombiniert.
Dadurch ist gewährleistet, daß jedes Schneidgut auf den
gewünschten Zustand verarbeitet werden kann.
Wie Fig. 7 erkennen läßt, ist unmittelbar hinter der
Zerkleinerungsvorrichtung mit den Turbinen (20 und 21)
ein Behälter nachgeordnet, der einerseits als
Schüttgutsammler und andererseits als Gasabschneider
ausgebildet ist. Der Behälter (23) besteht aus einem
zylindrischen Hohlkörper, der an der unteren Seite
kegelförmig ausgebildet ist. Der Kegel endet in einer Röhre
(24), die mit einer Transportschnecke (25) ausgerüstet
ist. Von dort wird der Feststoff in einen Silotank
transportiert.
In dem Teil des Behälters, der über die Turbine herausragt,
ist ein nach oben gerichtetes Rohr (26) angeordnet, das
im oberen Teil des Behälters unterbrochen ist. An dieser
Stelle ist ein einseitig offener Zyklonfilter (27)
angeordnet, der die Feststoffe, sofern sie im Aufsteigen
noch nicht ausgefallen sind, durch seine Zentrifugalwirkung
abscheidet. Das nach unten gerichtete Rohrteil (28) führt
das Gas (Stickstoff) zur Eingangsseite (29) der
Zerkleinerungsvorrichtung, wo es durch ein Axialgebläse
(30) entsprechend dem jeweiligen Mengenbedarf gefördert
wird. Da vor dem Turbineneinlauf über Einlaßsöffnungen (38)
kontinuierlich zur Kälteschockerzeugung flüssiger Stickstoff
eingespritzt wird, dessen Menge sich nach dem Anlaufen
der Turbine und der Korrektureinspritzung, die in der
Wirbelkammer erfolgt, entsprechend dem Restkältegrad des
abgeschiedenen und wiederverwendeten Stickstoffs über ein
Wechselventil vermindert oder vermehrt, entsteht
kontinuierlich ein kalter, gasförmiger Stickstoffüberschuß,
der im Turbinenkreislauf nicht verwertet werden kann. Diese
Überschußmenge wird im Abschneider durch einen Drucksensor
genauestens ermittelt und dementsprechend von dem im
Zyklonfilter (27) nach oben gerichteten Rohr (26) zur
Vorkühlung in eine Förderschnecke (31) der
Beschickungsvorrichtung und Vorzerkleinerung
abtransportiert. Die beim Verdampfen des Flüssigstickstoffes
entstehende Volumenerhöhung wird zur Förderung des
Schneidgutes genutzt und durch die stufenlose
Mengensteuerung des zugeführten Flüssigstickstoffes zur
genauen Einstellung der Fördergeschwindigkeit verwendet.
Die Beschickungsanlage arbeitet in der Weise, wie Fig.
8 erkennen läßt, daß das Rohmaterial in einem Muldenbunker
vorgelagert wird. Von dort wird es mittels einer
Förderschnecke (32) zu einem Schredder (33) gefördert.
Zwischen der Schnecke (32) und dem Schredder (33) endet
die Stickstoffüberschußleitung (34) des Gasabschneiders.
Unter dem Doppelschreddermesser (33) ist das Axialgebläse
(30) angeordnet, das durch die Messerspalte aus dem
Zulauftrichter des Schredders ansaugt und in die
Stickstoffabzugsleitung zum Bunker bläst. Am Ende der
Stickstoffzuleitung vor dem Schreddertrichter ist ein
Mengenbegrenzer angebracht, der durch einen Drucksensor
so beeinflußt wird, daß bei zu großer Ansaugleistung des
Axialgebläses ein unerwünschter Unterdruck nicht entstehen
kann.
Das Axialgebläse (30) ist so stark gewählt, daß seine
Saugleistung das zu zerkleinernde Material auf die
Schredderwellen saugt. Wenn die Stickstoffüberschußmenge
nicht ausreicht, wird durch ein vorgespanntes Einwege-Ventil
über der Förderschnecke (32) vom Bunker Außenluft angesaugt.
Um zu vermeiden, daß Schneidgut in das Axialgebläse bzw.
die Stickstoffabzugsleitung gefördert wird, ist das
Axialgebläse zum Kammerinneren mit einem Filtersieb
ausgerüstet. Am tiefsten Punkt des geschlossenen Gehäuses
des Schredders ist die Förderschnecke zur Beschickung des
in einem Gehäuse angeordneten und der
Zerkleinerungsvorrichtung vorgelagerten Kammerrades (35)
gefördert. Das Kammerrad (35) wird ebenfalls aus der
Überschußleitung des Gasabschneiders an mehreren Stellen
mit kaltem Stickstoff beaufschlagt, wodurch eine optimale
Vorkühlung gewährleistet ist. Das Kammerrad ist in einem
passenden Gehäuse, gegen das die Kammerseiten abgedichtet
sind, der Turbine vorgelagert angeordnet.
Nach Fig. 9 endet die Förderschnecke (31) am höchsten Punkt
und gibt für das Fördergut den Weg durch die Füllöffnung
in eine Transportkammer (36) frei, in der sich das Kammerrad
(35) befindet. Beim Drehen des Kammerrades verschließen
sich die Kammern durch die Dichtungen zwischen Kammerwand
und Kammerteilungsblechen (37), wodurch die Turbine und
Vorkammer hinter der Förderschnecke hermetisch abgeriegelt
werden. Auf dem tiefsten Punkt ist der Gehäusemantel des
Kammerrades so durchbrochen, daß das Material durch die
Schwerkraft und durch die Saugwirkung der Turbine in die
Vorkammer und weiter in die Zerkleinerungsvorrichtung
gelangt.
Die gesamte Anlage ist somit vom Lagerbunker des
Rohmaterials bis zum Lagertank des Schneidgutes vollkommen
geschlossen, wodurch gewährleistet ist, daß weder Staub
noch Geruch nach außen gelangen. Des weiteren kann durch
entsprechende Isolierung die durch den flüssigen Stickstoff
erzeugte Kälte optimal genutzt werden. Gleichzeitig wird
hierdurch der Lärm auf ein Minimum begrenzt.
Die Vorrichtung dient vornehmlich zur Zerkleinerung von
pflanzlichen oder tierischen biologischen Stoffen. Sie
ist jedoch auch einsetzbar zum Zerkleinern von Kunststoff,
Gummi, Kork oder ähnlichen Feststoffen.
Claims (10)
1. Zerkleinerungsvorrichtung für pflanzliche und tierische
biologische Stoffe, insbesondere Produkte der
Nahrungsmittelindustrie, gekennzeichnet durch eine Turbine
mit mindestens drei Rotoren (1, 2, 3) mit auf Messernaben
(12, 14) feststehenden Schlagmessern (10, 11, 15), wobei
die Wellen (4, 13) der Rotoren derart in Form eines
gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind, daß die
Kreisbahn (5, 6, 7) der Schlagmesser von jeweils zwei
Rotoren eine gemeinsame Tangente an ihrer Unterseite haben,
daß die Länge der ineinander kämmenden Schlagmesser (10,
11) etwas kürzer als der Abstand zweier benachbarter Rotoren
ist und daß mindestens zwei der Rotoren synchron, jedoch
mit entgegengesetzter Drehrichtung laufen.
2. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei auf einer Mittellinie angeordnete,
gleich große Rotoren (1, 2) derart umlaufen, daß ihre
Schlagmesser (10, 11) von oben zur Mittellinie hin rotieren
und daß jeweils zwei gegnüberliegende Schlagmesser mit
gleichem Anstellwinkel gegeneinander gerichtet sind.
3. Zerkleinerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Rotor (3) kleiner
als die beiden anderen Rotoren (1, 2) ist und daß der
Anstellwinkel der Schlagmesser (14) des dritten Rotors
stärker als der Anstellwinkel des Schlagmessers (10, 11)
der beiden anderen Rotoren ist.
4. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der
Schlagmesser (14) des dritten Rotors (3) stufenlos
verstellbar ist.
5. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des dritten
Rotors (3) gleich oder höher als die
Rotoraußengeschwindigkeit der beiden anderen Rotoren (1,
2) ist.
6. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens zwei Turbinengruppen (20,
21) axial gegenläufig derart angeordnet sind, daß am
Wellenstoß (18) eine Kammer (19) gebildet ist, in der eine
Abtastvorrichtung für das Schneidgut nach Verlassen der
ersten Turbine angeordnet ist.
7. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß am Ende jeder Rotorwelle ein Zyklonrotor
(22) angeordnet ist.
8. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zerkleinerungsvorrichtung ein
Schüttgutsammler (23) und ein Gasabschneider (27)
nachgeordnet sind.
9. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schüttgutsammler (23) als
zylindrischer Hohlkörper mit kegelförmigem Boden und
Auslaßöffnung ausgebildet ist, daß in dem Schüttgutsammler
ein einseitig offener Zyklonfilter (27) angeordnet ist
und daß der Schüttgutsammler eine Ableitung (28) für den
aus der Zerkleinerungsvorrichtung einströmenden Stickstoff
aufweist, wobei die Ableitung zur Kälteschockbehandlung
mit der Eingangsseite (29) der Zerkleinerungsvorrichtung
verbunden ist.
10. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Turbineneinlauf eine
Eintrittsöffnung (38) zum Einspritzen von flüssigem
Stickstoff angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893924834 DE3924834A1 (de) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | Zerkleinerungsvorrichtung fuer pflanzliche und tierische biologische stoffe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893924834 DE3924834A1 (de) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | Zerkleinerungsvorrichtung fuer pflanzliche und tierische biologische stoffe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3924834A1 true DE3924834A1 (de) | 1991-02-07 |
Family
ID=6385944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893924834 Withdrawn DE3924834A1 (de) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | Zerkleinerungsvorrichtung fuer pflanzliche und tierische biologische stoffe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3924834A1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1310527A (en) * | 1969-06-13 | 1973-03-21 | Fisons Ltd | Comminuting apparatus |
-
1989
- 1989-07-27 DE DE19893924834 patent/DE3924834A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1310527A (en) * | 1969-06-13 | 1973-03-21 | Fisons Ltd | Comminuting apparatus |
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