DE3941580A1

DE3941580A1 - Sepn. of liq. solid mixt. - fruit juice is extracted in pressing chamber with membrane walls to which external pressure or vacuum is applied

Info

Publication number: DE3941580A1
Application number: DE19893941580
Authority: DE
Inventors: Hans Spoerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-16
Filing date: 1989-12-16
Publication date: 1991-06-20

Abstract

Mixt. is placed in a housing and undergoes a kneading process using membranes. The membranes are first simultaneously and then alternating subjected to an external pressure, and the liq. which is pressed out is conducted away through an opening in the housing. The solid material remaining on completion of the pressing procedure is compressed by applying a vacuum to the membranes and rotating the housing, followed by a renewed simultaneous or alternating application of pressure. The membranes may alternatively be subjected to alternating pressure and vacuum so that the liq. is extracted without compressing the remaining solid material. USE/ADVANTAGE - For use in separating the phases of liquid-solid mixts. and esp. extracting fruit juice from the solid parts of the fruit. Complete recovery of the juice is achieved in a quantitatively and qualitatively optimal manner, and a continuous process is used in which ineffficiencies arising from the need to interrupt the process in order to agitate the pressed material are minimised. This is partic. advantageous in the case of the extn. of juice from grapes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen der festen und der flüssigen Phase aus Fest-Flüssiggemischen, insbeson dere zum Trennen von Fruchtsaft und Trester aus Maische, bei dem das Gemisch in einem geschlossenen Gehäuse unter Druck gesetzt und die Flüssigkeit dabei ausgepreßt und ausgeleitet wird.The invention relates to a method for separating the solid and the liquid phase from solid-liquid mixtures, in particular to separate fruit juice and pomace from mash which the mixture in a closed housing under pressure set and the liquid squeezed out and discharged becomes.

Beim Trennen von Fruchtsaft und Trester aus Maische ist be sonders auf ein schonendes Pressen zu achten. Es sind ver schiedene Verfahren bekannt, bei denen durch Anwendung von Druck der Fruchtsaft ausgepreßt wird. Es gibt beispielswei se Vorrichtungen, bei denen ein mit Maische gefüllter Luft balg in einem luftdichten Außengefäß mit Druck beaufschlagt wird. Bei bekannten Schlauchpressen ist ein Schlauch in ei nem mit zu pressendem Gut gefüllten Korbsieb eingesetzt. Durch Aufblasen des Schlauches wird der ausgepreßte Saft aus dem Sieb herausgedrückt. Allen bekannten Verfahren haf ten aber Nachteile an, die sich speziell beim Pressen von Trauben auswirken, die stets in größeren Mengen unter Druck gesetzt werden müssen. Durch das Pressen dichtet sich der dabei gebildete Kuchen immer mehr ab, da die feste Schale der Trauben eine praktisch undurchläßige Haut bildet, so daß die Saftausbeute nur unvollständig ist. Um diesen Nach teil weitmöglichst auszuschalten, wird bei bekannten Pressen intermittierend mit Druck beaufschlagt. Zunächst wird vor sichtig angepreßt und der dabei entstehende Kuchen ent spannt, d. h. der Druck wird unterbrochen. Durch mechani sche Bewegung wird der Kuchen gelockert. Danach beginnt ein neuer Preßvorgang, dem wieder ein Lockerungsvorgang folgt. Diese Preßzyklen, Druckbeaufschlagung und Entspan nung, werden fortgesetzt, bis die Trennung von Fruchtsaft und Trester beendet ist. Ein solches Verfahren ist nicht nur arbeits- und zeitaufwendig, sondern es erfordert auch entsprechenden Energieaufwand.When separating fruit juice and pomace from mash, be pay special attention to gentle pressing. There are ver various processes are known in which by using Pressure of the fruit juice is squeezed out. There are, for example These devices, in which an air filled with mash Bellows pressurized in an airtight outer vessel becomes. In known hose presses, a hose is in egg used with a basket strainer to be pressed. The juice is squeezed out by inflating the tube pushed out of the sieve. All known methods haf However, there were disadvantages, which were particularly evident when pressing Grapes impact, always in large quantities under pressure must be set. The press seals itself cakes formed thereby more and more, since the solid shell the grapes form a practically impervious skin, so that the juice yield is only incomplete. To this after Switching off as much as possible is done with known presses pressurized intermittently. First, before pressed visually and the resulting cake ent spans, d. H. printing is interrupted. By mechani movement is loosened the cake. After that starts a new pressing process, another loosening process follows. These press cycles, pressurization and relaxation tion, continue until the separation of fruit juice and pomace is over. Such a procedure is not just labor and time consuming, it also requires corresponding energy expenditure.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wobei durch vorsichtiges, im wesent lichen nicht unterbrochenes Pressen ein vollständiges Ent saften mit sowohl quantitativ als auch qualitativ optimaler Ausbeute erreicht wird.The object of the invention is a method of the beginning mentioned type, and a device for performing the To create procedure, being careful, essentially uninterrupted pressing a complete ent juice with both quantitative and qualitative optimal Yield is achieved.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genann ten Art dadurch gelöst, daß man das Fest-Flüssiggemisch unter Verwendung von Membranen einer Walkbewegung unter wirft, wobei die Membranen von außen zunächst gleichzei tig und danach wechselseitig mit Druck beaufschlagt und die ausgepreßte Flüssigkeit durch mindestens eine Öffnung im Gehäuse ausgeleitet wird.This task is called by a method of the beginning ten kind solved in that the solid-liquid mixture using membranes under a flexing motion throws, the membranes from the outside at the same time and then alternately pressurized and the squeezed liquid through at least one opening in the Housing is rejected.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem allseitig verschließbaren Ge häuse mindestens zwei einander gegenüberliegende Membranen dichtend befestigt sind, derart, daß sie einen Aufnahme raum für das zu trennende Fest-Flüssiggemisch teilweise be grenzen, die Außenseiten der Membranen durch Druck und/oder Vakuum beaufschlagbar sind, und daß in einer Gehäusewand eine mit einem Deckel verschließbare, in den Aufnahmeraum mündende Einfüllöffnung für das Fest-Flüssiggemisch und min destens eine aus dem Aufnahmeraum führende, durch Filter verschlossene und/oder mit Auslaufkanälen versehene Öffnung zum Ausleiten der ausgepreßten Flüssigkeit aus dem Aufnahme raum vorgesehen ist.This is a device for performing the method characterized in that in a closable Ge housing at least two opposing membranes are sealingly attached such that they have a receptacle space for the solid-liquid mixture to be separated limit the outside of the membranes by pressure and / or Vacuum can be applied, and that in a housing wall a lockable with a lid in the recording room opening filling opening for the solid-liquid mixture and min at least one leading from the recording room through filters closed and / or provided with outlet channels to discharge the squeezed liquid from the receptacle space is provided.

Zweckmäßige Weiterbildungen sowohl des Verfahrens als auch der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate further training of both the method and the device are characterized in the subclaims.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt das Trennen der flüssigen und festen Phase des Fest-Flüssiggemisches schnel ler und effektiver als bei den bekannten Verfahren. Da bei Arbeitsbeginn die gegenüberliegenden Membranen gleichzeitig mit Druck beaufschlagt werden, wird durch diese statische Pressung zunächst ein Kuchen gebildet, der dann durch dyna misches Pressen bewegt wird. Zu diesem Zweck werden die Mem branen wechselseitig mit Druck beaufschlagt und schieben da bei den Kuchen hin und her. Durch diese Bewegung wird der Kuchen gelockert, wobei das Gefüge laufend aufreißt und neue Saftkanäle entstehen, so daß immer wieder Flüssigkeit frei wird und abfließen kann. Da sich kein fester Preßkuchen bil det, setzt sich dem Filtrat - anders als bei bekannten Preß verfahren - kein wesentlicher Durchflußwiderstand entgegen. Dadurch wird die Preßzeit gegenüber herkömmlichen Pressen wesentlich verkürzt. Durch die fortdauernde Walkbewegung und deren Übertragung auf das Preßgut werden bessere Qualitäten des Saftes in Geschmack und Farbe erzielt. Dies gilt insbe sondere auch für Trauben, bei denen die unter der Haut be findlichen Geschmacks- und Farbstoffe schneller und vollstän diger herausgelöst werden.The inventive method separates the liquid and solid phase of the solid-liquid mixture quickly ler and more effective than with the known methods. There with Start working the opposite membranes at the same time be pressurized by this static Pressing first formed a cake, which was then replaced by Dyna mixing pressing is moved. For this purpose the mem branches alternately pressurized and push there back and forth with the cakes. Through this movement the Cakes loosened, the structure tearing open and new ones Juice channels are created so that liquid is always free will and can drain. Since there is no firm press cake bil det, settles on the filtrate - unlike known presses process - no significant flow resistance. This makes the pressing time compared to conventional presses significantly shortened. Due to the continuous walking movement and their transfer to the pressed material will have better qualities of the juice in taste and color. This applies in particular especially for grapes in which the be under the skin sensitive flavors and colors faster and more complete be detached.

Durch entsprechende Einrichtungen bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens können optimale Bedingungen für verschiedenes Preßgut geschaffen werden.By appropriate devices in the device for Carrying out the procedure can create optimal conditions for various pressed goods can be created.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The inventive device for performing the Ver driving is illustrated by one in the drawings Embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Querschnittansicht eines zylindrischen Gehäuses mit schematisch angedeuteten Druckleitungen; Figure 1 is a cross-sectional view of a cylindrical housing with schematically indicated pressure lines.

Fig. 2 eine Schnittansicht des oberen Teils des Gehäuses gemäß Fig. 1 mit druckbeaufschlagten drei Membranen; FIG. 2 shows a sectional view of the upper part of the housing according to FIG. 1 with three diaphragms pressurized;

Fig. 3 eine Schnittansicht des linken Eckbereichs des Gehäu ses gemäß Fig. 1 mit druckbeaufschlagter linker Mem bran; und Fig. 3 is a sectional view of the left corner portion of the hous ses according to Figure 1 with pressurized left Mem bran. and

Fig. 4 eine Längsschnittansicht der zylindrischen Wand des Gehäuses mit schematischer Darstellung von Ausleit öffnungen für ausgepreßte Flüssigkeit. Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the cylindrical wall of the housing with a schematic representation of discharge openings for squeezed liquid.

Die Vorrichtung besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse 4, dessen offene Seiten durch gewölbte Deckel 7 und 14 verschlossen sind. Zwischen dem Rand 7a des Deckels 7 und dem Rand der zylindrischen Wand 4a des Gehäuses 4 ist unter Zwischenlegung eines Filterringes 9 der Randbereich einer Membran 8 festgeklemmt. In entsprechender Weise ist die ge genüberliegende Seite des Gehäuses 4 gestaltet. Zwischen dem Rand 14a des Deckels 14 ist unter Zwischenlegung eines Filter ringes 11 der Randbereich einer Membran 13 festgeklemmt. Es versteht sich von selbst, daß die Klemmungen vollkommen dicht sind. Die Räume zwischen der Innenseite des Deckels 7 und der Außenseite 8a der Membran 8 sowie zwischen der Innenseite des Deckels 14 und der Außenseite 13a der Membran 13 sind Druckkammern 15 bzw. 16. In diese Druckkammern 15 und 16 mün den Druckleitungen L, die unter Zwischenschaltung von Venti len 1 und 6 zu einer Druckquelle (nicht dargestellt) führen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung führt eine weitere, mit einem Ventil 3 versehene Druckleitung L1 durch die zylindrische Wand 4b des Gehäuses 4. Diese wird be nötigt, wenn an der Innenseite dieser Wand 4b eine Membran 5 angelegt ist, wie noch näher beschrieben wird. Ein Druckregel ventil 2 ist zur Steuerung des Druckes in den Leitungen L und L1 vorgesehen.The device consists of a preferably cylindrical housing 4 , the open sides of which are closed by domed covers 7 and 14 . Between the edge 7 a of the cover 7 and the edge of the cylindrical wall 4 a of the housing 4 , the edge region of a membrane 8 is clamped with the interposition of a filter ring 9 . The opposite side of the housing 4 is designed in a corresponding manner. Between the edge 14 a of the lid 14 , the edge region of a membrane 13 is clamped with the interposition of a filter ring 11 . It goes without saying that the clamps are completely tight. The spaces between the inside of the cover 7 and the outside 8 a of the membrane 8 and between the inside of the cover 14 and the outside 13 a of the membrane 13 are pressure chambers 15 and 16 respectively. In these pressure chambers 15 and 16 mün the pressure lines L, the interposition of Venti len 1 and 6 lead to a pressure source (not shown). In the embodiment of the device shown, a further pressure line L 1 provided with a valve 3 leads through the cylindrical wall 4 b of the housing 4 . This will be forces when b on the inner side of this wall 4, a membrane is applied 5, as will be described in detail. A pressure control valve 2 is provided for controlling the pressure in the lines L and L 1 .

Die zylindrische Wand 4b des Gehäuses 4 und die Membranen 8 und 13 schließen den Aufnahmeraum 4a für das Preßgut ein. Die durchlässigen Filterringe 9 und 11 verschließen die Aus leitöffnungen für die ausgepreßte Flüssigkeit.The cylindrical wall 4 b of the housing 4 and the membranes 8 and 13 include the receiving space 4 a for the material to be pressed. The permeable filter rings 9 and 11 close the guide openings for the squeezed liquid.

Eine in den Aufnahmeraum 4a führende Einfüllöffnung für das Preßgut ist in der zylindrischen Wand 4b das Gehäuses 4 aus gespart und durch einen Deckel 10 dicht verschließbar.A in the receiving space 4 a filling opening for the material to be pressed is saved in the cylindrical wall 4 b from the housing 4 and can be closed tightly by a cover 10 .

Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung kann das zu ent saftende Fest-Flüssiggemisch von zwei oder von drei Seiten gepreßt werden. Das in dem Aufnahmeraum 4a befindliche Fest- Flüssiggemisch wird zunächst durch gleichzeitige Druckbeauf schlagung der Membranen 8 und 13 und gegebenenfalls auch der Membran 5 zu einem Kuchen gepreßt. Die Membranen 5, 8 und 13 nehmen dann die in Fig. 2 gezeigt Lage ein. Die Pfeile im Preßgut veranschaulichen die Druckrichtung und damit die Druckwirkung. Nach dieser ersten Kuchenbildung folgt das dynamische Pressen, wobei die Membranen 8 und 13 und gegebe nenfalls Membran 5 wechselseitig beaufschlagt werden. Der da bei ständig bewegte Kuchen reißt immer wieder auf und schafft kontinuierlich Austrittskanäle für die Flüssigkeit.In this embodiment of the device, the solid-liquid mixture to be juiced can be pressed from two or from three sides. The solid-liquid mixture located in the receiving space 4 a is first pressed into a cake by simultaneous pressurization of the membranes 8 and 13 and optionally also the membrane 5 . The membranes 5 , 8 and 13 then assume the position shown in FIG. 2. The arrows in the pressed material illustrate the direction of pressure and thus the pressure effect. After this first cake formation follows the dynamic pressing, the membranes 8 and 13 and optionally membrane 5 are acted upon alternately. The cake, which is constantly moving, keeps tearing open and continuously creating outlet channels for the liquid.

Durch die druckbeaufschlagten und sich dabei wölbenden gegen überliegenden Membranen 8 und 13 erhalten die mit Filterringen 9 und 11 versehenen Ausleitöffnungen eine Ventilfunktion, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Durch Aufblasen der Membranen, hier Membran 13, kann die jeweils angrenzende Ausleitöffnung, hier Filterring 11, verschlossen werden, wodurch eine Ventilwirkung auftritt, die sich auf den Preßvorgang vorteilhaft aus wirkt.The discharge openings provided with filter rings 9 and 11 have a valve function as shown in FIG. 3 due to the pressurized and arching diaphragms 8 and 13 . By inflating the membranes, here membrane 13 , the respectively adjacent discharge opening, here filter ring 11 , can be closed, as a result of which a valve effect occurs which has an advantageous effect on the pressing process.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, wird die Membran 5 an der Innenseite der zylindrischen Wand 4b des Gehäuses 4 weggelassen. Dabei können dann auch die mit Filterringen 9 und 11 versehenen Ausleitöffnungen wegfallen, da entsprechen de Austrittskanäle für die ausgepreßte Flüssigkeit in der zylindrischen Wand 4b vorgesehen werden. Zu diesem Zweck sind in der Wand 4b - vorzugsweise auf der gesamten Preßfläche - Rillen 17 eingedreht, in die Filterelemente 18 mit Ablauf nach außen eingesetzt sind.In a modified embodiment of the device, as shown schematically in Fig. 4, the membrane 5 on the inside of the cylindrical wall 4 b of the housing 4 is omitted. In this case also the Ausleitöffnungen provided with filter rings 9 and 11 can then be eliminated, since de corresponding outlet channels are provided b for the extruded fluid in the cylindrical wall. 4 For this purpose, grooves 17 are screwed into wall 4 b, preferably on the entire pressing surface, into which filter elements 18 are inserted with a drain to the outside.

An der Innenseite der Wand 4b des Gehäuses 4 können noch Gummi-Noppen (nicht dargestellt) angeordnet werden. Solche Noppen legen sich bei Druckbeaufschlagung um und stehen bei Entlastung wieder auf. Damit wird ein weiteres Aufscheitern des Preßkuchens zwischen den gegenläufigen Preßzyklen be wirkt.Rubber knobs (not shown) can also be arranged on the inside of the wall 4 b of the housing 4 . Such knobs fold over when pressurized and stand up again when the pressure is released. This causes a further failure of the press cake between the opposing press cycles.

Zur weiteren Unterstützung des Aufscheiterns des Kuchens können die Membranen 5, 8, 13 während des Arbeitsprozesses mit Vakuum beaufschlagt und dabei gegebenenfalls auch das Gehäuse 4 gedreht werden. Eine solche Maßnahme empfiehlt sich insbesondere bei großen Mengen und/oder schwierigem Preßgut, um einen optimalen Trennungsgrad zu erreichen.To further support the failure of the cake, the membranes 5 , 8 , 13 can be subjected to a vacuum during the working process and, if necessary, the housing 4 can also be rotated. Such a measure is particularly recommended for large quantities and / or difficult pressed material in order to achieve an optimal degree of separation.

Claims

1. A method for separating the solid and the liquid phase from solid-liquid mixtures, in particular for separating fruit juice and pulp from mash, wherein the mixture placed in a sealed enclosure under pressure and the liquid is pressed out thereby, and discharged, characterized in that that the solid-liquid mixture is subjected to a flexing movement using membranes, the membranes being pressurized from the outside initially at the same time and then alternately, and the liquid which is squeezed out is discharged through at least one opening in the housing.

2. The method according to claim 1, characterized in that one a residue from Beaufschla Open the membrane with a vacuum and turn the housing tert, then again alternately or simultaneously with pressure pressurized while pressing further.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one alternates a membrane or the membranes with pressure and Vacuum applied such that the solid-liquid mixture or the press cake is mixed and optimal juicing is achieved without forming a firm press cake.

4. Device for performing the method according to claims 1 to 3, characterized in that in a closable housing ( 4 ) at least two mutually opposite membranes ( 8 , 13 ) are sealingly attached, the type that they have a receiving space ( 4 a) partially limit the solid-liquid mixture to be separated, the outer sides ( 8 a, 13 a) of the membranes ( 8 , 13 ) can be impacted by pressure and / or vacuum, and that in a housing wall one with a cover ( 10 ) closable, into the receiving space ( 4 a) opening filler opening for the solid-liquid mixture and at least one from the receiving space ( 4 a) leading by filter ver closed and / or provided with outlet channels for discharging the squeezed liquid from the receiving space ( 4 a) is provided.

5. The device according to claim 4, characterized in that the housing ( 4 ) is cylindrical and its opposite open sides are closed ver by domed lid ( 7 , 14 ), the membranes ( 8 , 13 ) between the edge ( 7 a or 14 a) of the respective cover ( 7 , 14 ) and the respective adjacent edge of the cylindrical wall ( 4 b) of the housing ( 4 ) are tightly clamped, the space ( 15 and 16 ) between the inner sides of the cover ( 7 and . 14 ) and the outer sides ( 8 a and 13 a) of the membranes ( 8 and 13 ) can be acted upon by pressure or vacuum, and the filling opening in the cylindrical wall ( 4 b) of the housing ( 4 ) is arranged.

6. Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that between the edge ( 7 a and 14 a) of the respective cover ( 7 , 14 ) and the respectively adjacent edge of the cylindrical wall ( 4 b) of the housing ( 4 ) openings provided for the discharge of the pressed liquid and are closed by interposing a filter ring ( 9 or 11 ).

7. Apparatus according to claim 4, 5 and 6, characterized in that the inside of the cylindrical wall ( 4 b) of the housing ( 4 ) is covered with a membrane ( 5 ) which can be acted upon from the outside with pressure or vacuum.

8. Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that for discharging the squeezed liquid, the cylindrical wall ( 4 b) of the housing ( 4 ) with screwed grooves ( 17 ) is provided, are used in the filter elements ( 18 ) allow the liquid to drain outwards.

9. The device according to claim 8, characterized in that the cylindrical wall ( 4 b) of the housing ( 4 ) is provided with rubber knobs.