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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Zentrifugal-Trennvorrichtung, die sich besonders zum Einsatz beim Trennen von
Bratöl von gebratenen Lebensmitteln eignet.
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Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 61-181554
offenbart eine Zentrifugal-Ölabscheidevorrichtung, die einen
drehbaren Zylinder mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen
zum Abscheiden von Bratöl umfaßt, sowie ein sich drehendes
Spanaufnahmeelement zur zeitweiligen Aufnahme des Bratöls,
wobei sich das sich drehende Spanaufnahmeelement koaxial zum
Zylinder befindet und eine Mittelaussparung an der
Innenbodenwand desselben enthält. Ölige Späne (zum Beispiel kleine
Abfallstücke, die durch Stanzen erzeugt werden), werden
durch die obere Öffnung desselben in den drehbaren Zylinder
gefüllt und zeitweilig auf dem sich drehenden
Spanaufnahmeelement aufgenommen. Anschließend wird das
Spanaufnahmeelement so gedreht, daß sich die öligen Späne unter der Wirkung
der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des
Spanaufnahmeelementes erzeugt wird, von dem sich drehenden
Spanaufnahmeelement zur Innenwand des drehbaren Zylinders bewegen. Die
öligen Späne, die sich so an die innere Wand des sich
drehenden Zylinders bewegen, werden unter der Wirkung der durch
die Drehung des Zylinders erzeugten Zentrifugalkraft an
diese Innenwand gedrückt. Auf diese Weise kann Öl unter der
Wirkung der Zentrifugalkraft von den öligen Spänen getrennt
werden. Nach Vollendung des Abscheidevorgangs wird die
Drehung des Zylinders unterbrochen. Dadurch fallen die Späne
unter der Wirkung der Schwerkraft von der Innenwand des
Zylinders ab.
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Die japanische Gebrauchsmusteroffenlegung Nr. 60-168558
beschreibt eine Zentrifugal-Trockenschleuder zum Trennen von
Wasser und/oder Öl von verschiedenen industriellen
Materialien
oder Gegenständen, wie beispielsweise Schrauben, Nieten
oder ähnlichem. Die Zentrifugal-Trockenschleuder umfaßt ein
sich drehendes zylindrisches Element, das obere und untere
Öffnungen aufweist, sowie einen Mittelabschnitt, dessen
Durchmesser größer als der des oberen und der des unteren
Abschnitts des Zylinders. Wenn das zylindrische Element
gedreht wird, bewegen sich die darin befindlichen Materialien
oder Gegenstände unter der Wirkung der Zentrifugalkraft von
dem mittleren kegelförmigen Führungselement zur Innenwand
des Mittelabschnitts des zylindrischen Elements. Somit kann
Wasser von den Materialien oder Gegenständen an der
Innenwand des zylindrischen Elementes getrennt werden. Wenn die
Drehung des zylindrischen Elementes unterbrochen wird,
fallen die Materialien oder Gegenstände unter der Wirkung
der Schwerkraft von der Innenwand des zylindrischen
Elementes auf eine Gleitfläche, die sich unterhalb des
zylindrischen Elementes befindet. Die Materialien oder Gegenstände
können an der Gleitfläche aus der
Zentrifugal-Trockenschleuder ausgegeben werden.
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In jedem Fall bewegen die Zentrifugen nach dem Stand der
Technik die öligen Materialien oder Gegenstände schnell von
der mittleren Position in dem sich drehenden Zylinder zur
Innenwand desselben. Dadurch können empfindliche Materialien
oder Gegenstände, wie beispielsweise gebratene Lebensmittel,
leicht beschädigt werden.
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Darüber hinaus können bei den Zentrifugen nach dem Stand der
Technik die Materialien und Gegenstände je nach den
Eigenschaften des abzuscheidenden Öls und der Form und den
Eigenschaften der Materialien oder Gegenstände fest an der
Innenwand des sich drehenden Zylinders angelagert werden. Auch
wenn der Zylinder angehalten wird, fallen die Materialien
oder Gegenstände möglicherweise nicht unter der Wirkung der
Schwerkraft von der Innenwand ab. Insbesondere wenn das
zentrifugal zu behandelnde Material ein vakuumgebratenes
Erzeugnis ist, kann das gebratene Erzeugnis, das an der
Innenwand des Zylinders angelagert ist, zu Zusammenballungen
führen. Wenn das gebratene Erzeugnis, das an der Innenwand
des Zylinders angelagert ist, oft der Zentrifugalkraft
ausgesetzt wird, kann das gebratene Erzeugnis abgekühlt und
zu hart werden, wodurch ein zerbrechliches Erzeugnis
entsteht, das leicht beschädigt werden kann. Derartige
zerbrechliche Erzeugnisse können sich hinsichtlich der darin
enthaltenen Menge Öl erheblich von den anderen Erzeugnissen
unterscheiden.
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US-A-2932401 offenbart eine
Aufhängungs-Zentrifugalvorrichtung, die zum zentrifugalen Abscheiden von Flüssigkeit von
verschiedenen Materialien eingesetzt wird, insbesondere zum
Entfernen von Waschwasser von relativ leichten, großen
Erzeugnissen, wie beispielsweise Blattgemüse. Die
Vorrichtung besteht aus einem zentrifugal angetriebenen Korb, und
einem vertikal verstellbaren Bodenmechanismus zum Schließen
des Korbes, wobei der Korb und der Bodenmechanismus durch
einen Aufhängungsantrieb getragen werden, der sich um eine
vertikale Achse dreht.
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WO-80/00421 offenbart einen Korb und einen
Bodenventilmechanismus für schwere, zyklische Zentrifugalanlagen der Art,
die eingesetzt werden, um in großtechnischen industriellen
Verfahren, wie beispielsweise bei der Herstellung, dem
Raffinieren und Trocknen von Zucker, Dextrose und anderen
kristallinen oder körnigen Materialien die Flüssigkeit von
Feststoffen zu trennen.
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Andere zentrifugale Trennvorrichtungen sind in FR-A-2384525,
US-A-1903298 und US-A-4406651 offenbart.
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Angesichts der Probleme bei Zentrifugen nach dem Stand der
Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Zentrifugal-Trennvorrichtung zu schaffen, die
der Zentrifugalwirkung ausgesetztes Material in geringerem
Maße beschädigt.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Zentrifugal-Trennvorrichtung zu schaffen, bei
der gebratene Erzeugnisse oder ölige Materialien, die der
Zentrifugalwirkung ausgesetzt gewesen sind, zuverlässig von
der Innenwand des sich drehenden Elementes abfallen können.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine
Zentrifugal-Trennvorrichtung mit durch ein sich hin- und herbewegendes
Bodenverschlußelement gesteuerter Feststoffabgabe, wobei die
Vorrichtung umfaßt:
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ein zylindrisches Element, das sich um eine vertikale Achse
dreht und ein unteres Ende sowie eine mit Löchern versehene
vertikale Seitenwand enthält, wobei die vertikale Seitenwand
eine Innenfläche hat und das zylindrische Element einen
offenen Boden an dem unteren Ende und einen durch die
vertikale Seitenwand begrenzten Innenraum hat; und
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ein Bodenverschlußelement, das um die vertikale Achse
drehbar ist und ein unteres Ende, einen erhabenen
Mittelabschnitt und eine geneigte Seitenwand enthält, die von dem
erhabenen Mittelabschnitt nach unten und nach außen verläuft
und an dem unteren Ende des Bodenverschlußelementes endet,
wobei das Bodenverschlußelement zwischen einer oberen
Stellung, in der das untere Ende des Bodenverschlußelementes mit
dem unteren Ende des zylindrischen Elementes in Kontakt ist
und der erhabene Mittelabschnitt und die geneigte Seitenwand
sich in dem Innenraum des zylindrischen Elementes befinden,
und einer unteren Stellung, in der das untere Ende des
Bodenverschlußelementes von dem unteren Ende des
zylindrischen Elementes beabstandet ist und wenigstens ein Abschnitt
der geneigten Seitenwand aus dem Innenraum des zylindrischen
Elementes zurückgezogen ist, beweglich ist ;
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dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung des weiteren
eine Abstreifeinrichtung zum Abstreifen von an der
Innenfläche der vertikalen Seitenwand des zylindrischen Elementes
angesammelten Erzeugnissen umfaßt, wobei die
Abstreifeinrichtung um die vertikale Achse drehbar ist, und wobei die
Abstreifeinrichtung wenigstens ein spiralförmiges Element
enthält, das im wesentlichen in Kontakt mit der Innenwand
des zylindrischen Elementes ist.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um
zu demonstrieren, wie selbige umgesetzt werden kann, wird im
folgenden als Beispiel auf die beigefügten Zeichnungen Bezug
genommen, wobei:
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Fig.1 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Ausführung
einer Zentrifugal-Trennvorrichtung zeigt, die
erfindungsgemäß gebaut ist;
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Fig. 2 eine Schnittansicht der
Zentrifugal-Trennvorrichtung in Fig. 1 ist;
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Figuren 3A bis 3D die Zentrifugal-Trennvorrichtung in Fig. 1 in
verschiedenen Artbeitsstellungen zeigen;
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Fig. 4 eine Seitenansicht ist, die teilweise im Schnitt
ein Beispiel der Abstreifeinrichtung der
Vorrichtung in Fig. 1 zeigt; und
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Fig. 5 eine Draufsicht auf die in Fig. 4 dargestellte
Abstreifeinrichtung ist.
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In Fig. 1 ist eine Zentrifugal-Trennvorrichtung 4
dargestellt, die an eine Vakuumbratkammer angeschlossen werden
kann und dazu dient, Bratöl von den gebratenen Erzeugnissen
abzuscheiden.
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Die Zentrifugal-Trennvorrichtung 4 befindet sich unterhalb
einer Einfülleinrichtung 111. Die Einfülleinrichtung 111
wiederum befindet sich unterhalb der Abgabeöffnung der
Vakuumbratkammer. Die Einfülleinrichtung 111 enthält ein
endloses Förderband 112, das aus einem dünnen und
oberflächenbearbeiteten Blech aus rostfreiem Stahl besteht. Das
endlose Band 112 ist zwischen einer unteren und einer oberen
Laufrolle und einer Spanrolle gespannt. Mit dem endlosen
Förderband 112 ist an einer Stelle, an der das Band über die
untere Laufrolle läuft, ein Schabemesser in Kontakt. Die
Einfülleinrichtung 111 enthält am unteren Ende derselben
einen Verschluß.
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Die Zentrifugal-Trennvorrichtung 4 umfaßt, wie aus Fig. 2
ersichtlich ist, eine Zentrifugal-Trenneinrichtung 122 zur
Aufnahme der gebratenen Erzeugnisse aus der
Einfülleinrichtung 111; einen Antrieb 124, der die
Zentrifugal-Trenneinrichtung 122 antreibt; einen Fülltrichter 130, der unterhalb
der Zentrifugal-Trenneinrichtung 122 angeordnet ist, wobei
der Fülltrichter 130 einen luftdichten Verschluß 129 am
unteren Ende desselben aufweist, sowie einen Ölsammelbehälter
31 zum Sammeln des mittels der Zentrifugal-Trenneinrichtung
122 von den Erzeugnissen abgeschiedenen Öls.
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Die Zentrifugal-Trenneinrichtung 122 ist, wie in Fig. 3A bis
3D dargestellt, fest auf einer sich drehenden Antriebswelle
132 angebracht, die ihrerseits mit dem Antrieb 124 verbunden
ist. Die Zentrifugal-Trenneinrichtung 122 umfaßt ein
zylindrisches Element 136, das eine Anzahl kleiner Öffnungen 134
enthält, die durch selbiges hindurch ausgeformt sind; ein
Bodenverschlußelement 138, das zwischen einer Stellung, in
der das Verschlußelement 138 mit dem unteren Endabschnitt
des zylindrischen Elements 136 ohne Spalt in Kontakt ist,
und einer anderen Stellung, in der das Verschlußelement 138
vom unteren Endabschnitt des zylindrischen Elements 136
beabstandet ist und einen Spalt bildet, den die gebratenen
Erzeugnisse passieren können, hin- und herbeweglich ist; sowie
einen Antrieb 140, der das Bodenverschlußelement 138
vertikal zwischen den beiden Stellungen bewegt.
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Das Verschlußelenent 138 hat im wesentlichen Kegelform und
weist einen erhabenen Mittelabschnitt und einen horizontalen
Rand 139 an der Umfangskante desselben auf. Das
Verschlußelement 138 wird unter der Wirkung einer Spiralfeder 144,
die um ein Federkernelement 142 herum angebracht ist, das
sich vom unteren Ende der Drehwelle 132 nach unten
erstreckt, nach oben gespannt. In Grundstellung liegt das
Verschlußelement 138 an der unteren Abschlußfläche des
zylindrischen Elements 136 an und verschließt die Bodenöffnung
desselben.
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Der Antrieb 140 umfaßt eine Antriebswelle 146 und ein
C-förmiges Armelement 154, das am vorderen Ende der Antriebswelle
146 angebracht ist und in eine Umfangsnut eingreift, die
durch zwei Ränder 150 und 152 am Federkernelement 142
gebildet wird.
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Die Funktion der Zentrifugal-Trennvorrichtung 4 wird im
folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3A bis 3D beschrieben. Das
Verschlußelement 138 wird, wie in Fig. 3A dargestellt, an
das zylindrische Element 136 gedrückt und verschließt unter
der Druckwirkung der Spiralfeder 144 die Bodenöffnung
desselben. Wenn sich eine bestimmte Menge von Erzeugnissen in
der Einfülleinrichtung 111 angesammelt hat, wird der
Verschluß derselben geöffnet, um die Erzeugnisse in die
Zentrifugal-Trenneinrichtung 122 einzufüllen. Die eingefüllten
Erzeugnisse sammeln sich in dem Raum, der durch das
zylindrische Element 136 und das Verschlußelement 138 an seinem
unteren Abschnitt gebildet wird.
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Anschließend wird, wie in Fig. 3B dargestellt, der
Drehantrieb 124 unter Spannung gesetzt, so daß er das zylindrische
und das Verschlußelelement 136 und 138 über die
Antriebswelle 132 als Einheit dreht. Die Drehgeschwindigkeit kann
beispielsweise auf 300 bis 1500 Umdrehungen pro Minute
festgelegt werden. Auf diese Weise bewegen sich die
Erzeugnisse an der Innenfläche des zylindrischen Elements 136. Da
die Außenwand des Verschlußelementes 138 in ihrer Mitte
erhaben ist und nach außen geneigt ist, sammeln sich die
Erzeugnisse nicht an der Bodenfläche des zylindrischen
Elements 136, sondern verteilen sich über die Innenwand des
zylindrischen Elements 136. So kann das Öl im wesentlichen
gleichmäßig von den Erzeugnissen getrennt werden. Das
abgeschiedene Öl fließt durch die kleinen Öffnungen 134 in dem
zylindrischen Element 136 nach außen und sammelt sich im
Ölsammelbehälter 131. Das gesammelte Öl wird durch eine
Leitung (nicht dargestellt), die eine luftdichte
Verschlußeinrichtung aufweist, zu einem externen Vorratsbehälter
abgeleitet.
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Anschließend wird die gesamte Drehbewegung der sich
drehenden Bauteile unterbrochen. Die Erzeugnisse fallen, wie in
Fig. 3C dargestellt, wieder in den unteren Abschnitt des
Raumes, der durch das zylindrische und das Verschlußelement
136 und 138 gebildet wird.
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Anschließend wird, wie in Fig. 3D dargestellt, der Antrieb
140 unter Spannung gesetzt, so daß er das Verschlußelement
138 gegen die Druckkraft der Spiralfeder 144 nach unten
bewegt. Dadurch entsteht der Spalt zwischen der unteren
Abschlußfläche des zylindrischen Elements 136 und dem
Verschlußelement 138. Die Erzeugnisse fallen durch den Spalt in
den Schütttrichter 130.
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Anschließend wird der Antrieb 140 abgeschaltet, wodurch sich
das Verschlußelement 138 unter der Wirkung der Spiralfeder
144 nach oben bewegen kann. Damit wird die Bodenöffnung des
zylindrischen Elementes 136 durch das Verschlußelement 138
verschlossen, wie dies in Fig. 3A dargestellt ist.
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Der luftdichte Verschluß 129 des Schütttrichters 130 steht
mit einer Erzeugnisabgabekammer 160 in Verbindung, wie dies
in Fig. 1 dargestellt ist. Die Abgabekammer 160 ist an ihrem
unteren Ende mit einem Druckabsperrventil 161 zur Abgabe der
Erzeugnisse versehen. Die Abgabekammer 160 enthält des
weiteren einen Druckregeler 162, der dazu dient, den
Innenraum der Kammer 160 vom Vakuum zum Normaldruck
zurückzuführen. Die Abgabekammer 160 enthält des weiteren vorzugsweise
eine Kühlvorrichtung 163, die die Erzeugnisse abkühlen und
verfestigen kann, so daß wirkungsvoll verhindert wird, daß
die Erzeugnisse bei der Rückkehr der Abgabekammer 160 vom
Vakuum zum Normaldruck verformt werden.
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Wenn sich eine vorgegebene Menge Erzeugnisse in dem
Schütttrichter 130 angesammelt hat, wird der luftdichte Verschluß
129 geöffnet, wodurch die Erzeugnisse in die Abgabekammer
160 fallen. Anschließend wird der luftdichte Verschluß 129
geschlossen. Die Kühlvorrichtung 163 wird anschließend unter
Spannung gesetzt und kühlt die Erzeugnisse auf eine
vorgegebene Temperatur ab. Anschließend wird der Durckregeler 162
unter Spannung gesetzt und führt den Innendruck der
Abgabekammer 160 vom Vakuum zum Normaldruck zurück. Abschließend
wird das Druckabsperrventil 161 geöffnet, so daß die
Erzeugnisse entnommen werden können.
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Die Zentrifugal-Trenneinrichtung 122 enthält des weiteren
ein Abstreifelement 204 mit Rippen 200, und Abstreifteile
202, die jeweils am äußeren Ende einer der Rippen 200
angebracht sind. Das Abstreifelement 204 ist am Verschlußelement
138 angebracht und dreht sich mit selbigem. Wenn das
Verschlußelement 138 nach Beendigung des Ölabscheidevorgangs
nach unten bewegt und dabei gedreht wird, wird auch das
Abstreifelement 204 mit dem Abstreifteilen 202 desselben
gedreht, wodurch es gleitend an der Innenwand des
zylindrischen Elements 136 bewegt wird. Dadurch können an der
Innenwand des zylindrischen Elements 136 angelagerte Erzeugnisse
zuverlässig von selbiger abgestreift werden und abfallen.
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Die Abstreifteile 202 sind spiralförmige Teile.
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Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführung das
Abstreifelement an dem Verschlußelement 138 angebracht ist, ist bei
der in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführung das
Abstreifelement 204 an der sich drehenden Antriebswelle 132
angebracht. Nach Beendigung der Zentrifugal-Ölabscheidung wird
das Abstreifelement in einer horizontalen Ebene gedreht und
streift die Produkte von der Innnenwand des zylindrischen
Elements 136 ab.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann wenigstens entweder das zylindrische
oder das Verschlußelement 136 bzw. 138 unabhängig gedreht
werden. Nach Beendigung der Zentrifugal-Ölabscheidung können
die Erzeugnisse von der Innenwand des zylindrischen Elements
136 abgestreift werden, indem das zylindrische Element 136
oder das Verschlußelement 138 unabhängig gedreht werden.
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Der Antrieb 124, der die Zentrifugal-Trennvorrichtung 4
dreht, kann eine Hochleistungsbremsvorrichtung (nicht
dargestellt) enthalten. Nach Beendigung der
Zentrifugal-Ölabscheidung können das zylindrische und das Verschlußelement
136 und 138 durch die Bremseinrichtung ruckartig angehalten
werden. Dadurch können die hauptsächlich am zylindrischen
Element 136 und teilweise am Verschlußelement 138
angelagerten Produkte aufgrund der Trägheit von selbigem getrennt
werden. Auch wenn die Erzeugnisse nicht vollständig von dem
zylindrischen und/oder dem Verschlußelement getrennt werden,
können sie leichter manuell von selbigem entfernt werden.
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Der Aufbau kann dahingehend abgewandelt werden, daß nur
entweder das zylindrische oder das Verschlußelement 136 bzw.
138 plötzlich angehalten wird.
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Bei einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
kann das Verschlußelement 138 mit einer höheren
Geschwindigkeit wieder nach oben bewegt werden und stoßartig mit der
unteren Abschlußfläche des zylindrischen Elements 136 in
Kontakt kommen, nachdem das Verschlußelement 138 nach unten
bewegt worden ist, um die angelagerten Erzeugnisse in den
Schütttrichter 130 abzustreifen . Anschließend wird das
Verschlußelement 138 wieder nach unten bewegt. Auf diese Weise
können die an dem zylindrischen und dem Verschlußelement 136
und 138 verbliebenen Erzeugnissen von selbigen getrennt
werden und in den Schütttrichter 130 fallen.
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Bei einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
kann der Antrieb 134 einen Vibrator (nicht dargestellt)
enthalten. Nach Beendigung der Zentrifugal-Ölabscheidung und
der Abwärtsbewegung des Verschlußelementes 138 können das
zylindrische und das Verschlußelement 136 und 138 vibriert
werden, so daß die daran verbliebenen Erzeugnisse leichter
abgelöst werden und in den Schütttrichter 130 fallen.