EP0304444B1 - Verfahren zur steuerung der entsaftung organischer produkte - Google Patents

Verfahren zur steuerung der entsaftung organischer produkte Download PDF

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EP0304444B1 EP88901780A EP88901780A EP0304444B1 EP 0304444 B1 EP0304444 B1 EP 0304444B1 EP 88901780 A EP88901780 A EP 88901780A EP 88901780 A EP88901780 A EP 88901780A EP 0304444 B1 EP0304444 B1 EP 0304444B1
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press
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/04—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using press rams
    • B30B9/047—Control arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the juicing of organic products according to the preamble of claim 1.
  • the pressing member being predominantly designed as a piston or flexible membrane.
  • the entire pressing process takes place in several pressing cycles, which are carried out in subsequent intervals.
  • the pressing member is first pressed persistently against the mash occurring in the pressing room and then pulled back into a rest position.
  • the mash of fruit, grapes or the like is loosened for example by rotating the press container for a certain time.
  • JP-A-5'588'999 a process for dewatering sewage sludge is known, with which a shorter pressing time and lower process costs are to be achieved by determining a filtered amount of liquid when it changes in a certain time in which the amount of liquid reduced, a control signal is emitted, which initiates a next press cycle.
  • This procedure allows a drainage process to be carried out more efficiently, but not optimally adapted to the different circumstances.
  • the pressing cycle has lasted since the pressing stroke of the previous pressing cycle was interrupted and includes the return stroke of the pressing member as well as any loosening phase and the pressing stroke of this pressing cycle.
  • the application of the method according to the invention affects the first press cycle after the press has been filled, in that it starts the procedural procedure immediately upon reaching the maximum average juice output at the end of this press stroke.
  • the duration of a pressing cycle depends on the maximum average juice output of two subsequent pressing cycles, the average juice output corresponding to the amount of juice obtained in the cycle time used for this as an average value.
  • the start of the next press cycle takes place after the end of the press stroke by initiating the return stroke of the press member.
  • the maximum average juice output LQ of a pressing cycle is calculated from the amount of juice Q obtained per unit of time during a certain time, which increases more at the beginning of the pressing stroke and then reaches the maximum value of the juice output due to the decreasing pressability of the pressed material. At this critical point, optimal economy is achieved with every single press cycle.
  • This general definition takes into account the subsequent press cycle, the maximum average juice output of which is known to be below that of the previous cycle, and reduces the juice output difference of two press cycles in favor of the economy of the process.
  • a further benefit can be achieved if the press stroke of a press cycle does not match the expected maximum average juice output LQ (k) of the the next pressing cycle is ended, whereby the gentle mash treatment is taken into account.
  • Fig. 1 provides a graphic representation of the sequence of the method for controlling the juicing of organic products, primarily fruit, fruits, grapes or the like.
  • Agricultural products by means of a press using a quantity (Q) - / time (T) diagram.
  • T time
  • the press organ moves from the rest position against the mash and remains in the press position until the maximum average juice output LQ from this press cycle has been reached.
  • the juice yield is initially more pronounced and later flattens, the amount of juice Q increasing steadily, while on the other hand the average juice output, ie the average amount of juice reached up to the assumed point in time, decreases after reaching its maximum value.
  • the curve of the current juice output Q increases steeply at the beginning and, after reaching the maximum output, falls with almost the same slope and is asymptotic.
  • Below the vertex of the Q-curve is the change point on the middle juice performance curve, after which the increasing increasing juice performance merges into a section that is flatter towards the vertex and then drops again.
  • the vertex is at the same time the interface of the average juice output LQ and the current juice output Q, which is determined using a flow meter and computer. From this point on, the pressing process should be ended and the next pressing cycle initiated. This begins with the withdrawal of the pressing member and is shown in FIG. 1 within the time interval T.
  • the loosening of the mash for example by rotating the press container, can already start during the withdrawal of the pressing member.
  • the withdrawal of the pressing member is indicated in FIG. 1 by the characters T and the loosening by T.
  • the duration of the individual press cycles depends on the process sequence, it is variable. The current juice output is reduced with increasing pressing cycles.
  • FIG. 2 shows the process sequence according to the invention with the start of the pressing cycle being delayed compared to the procedure of FIG. 1, i.e. the return stroke of the pressing member takes place after the maximum average juice output has been reached. This measure is based on the fact that the juicing performance of the pressing cycles is reduced in the course of the pressing process.
  • the average juice output can be brought to a standstill or a return stroke movement initiated after the maximum value achieved, and this procedure must be based on the probability of empirical values occurring. It should be noted that the time delay K does not fall below the maximum average juice output value to be expected from the next pressing cycle. Alternatively, the pressing stroke of a pressing cycle can be ended when the instantaneous power Q corresponds to the expected maximum average juice output of the next pressing cycle.
  • a press of the known type is used as the device for carrying out the method according to the invention, to whose juice outlet arrangement a flow meter is connected as a transmitter of a processor, which controls the drive elements of the press in a manner adapted to the prevailing conditions.
  • a collecting trough 3 or the like which can be connected to the outlet arrangement 2 of the press 9, is suitable as a quantity meter, which is provided with a wall 4 designed as an overflow.
  • a measuring line 5 opening from below into the collecting trough 3 is provided with a pressure measuring device 6 as a measuring device measures the level changes occurring during the individual pressing cycles and passes them on to a processor 7.
  • a float, ultrasound or a pressure cell on the bottom of the collecting trough 3 could also be used to measure the level changes in the collecting trough 3.
  • a processor 7, 8 is exerted a controlling influence on the drive elements of the press 9.
  • the collecting trough 3 is emptied via a separate line 10, for which purpose a slide valve which can be controlled by the processor 7 or by hand is provided.
  • the collecting trough 3 itself is designed with a bottom part 11 set back upwards, so that the juice can flow into the area of the measuring line 5.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Entsaftung organischer Produkte gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Zu diesem Zwecke werden vornehmlich mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigte Pressen verwendet, wobei das Pressorgan vorwiegend als kolben oder flexible Membran ausgebildet ist. Der gesamte Pressvorgang erfolgt in mehreren Presszyklen, die in sich folgenden Intervallen abgewickelt werden.
    Während eines Presszyklus' wird das Pressorgan vorerst beharrlich gegen die im Pressraum vorkommende Maische gepresst und anschliessend wieder in eine Ruhelage zurückgezogen. Während dieser Rückhubbewegung wird die Maische aus Obst, Trauben oder dgl. Früchten beispielsweise durch Rotation des Pressbehälters während einer gewissen Zeit aufgelockert.
  • Bei dieser diskontinuierlichen Arbeitsweise ist der erforderliche zeitliche Aufwand bei der zu entsaftenden Maischecharge für den wirtschaftlichen Nutzen einer Presse von entscheidender Bedeutung.
    Darunter versteht man eine hohe Saftausbeute bei möglichst kurzer Gesamtverweilzeit für den Prozess unter Vermeidung schädlicher Auswirkungen auf den gewonnenen Saft.
  • Diese Forderung stellt aufgrund ihrer Vielfältigkeit hohe Ansprüche an die Aufgabenstellung.
  • So ist u.a. nach der JP-A-5′588′999 ein Verfahren zur Entwässerung von Klärschlamm bekannt, mit welchem eine kürzere Presszeit und geringere Prozesskosten erzielt werden sollen, indem durch Ermitteln einer filtrierten Flüssigkeitsmenge bei deren Aenderung in einer bestimmten Zeit, in der sich die Flüssigkeitsmenge verringert, ein Steuersignal abgegeben wird, welches einen nächsten Presszyklus einleitet. Durch dieses Vorgehen kann ein Entwässerungsprozess wohl rationeller, jedoch nicht optimal an die unterschiedlichen Gegebenheiten angepasst durchgeführt werden.
  • Es stellt sich somit dem Fachmann die Aufgabe, ein Verfahren zur Steuerung der Entsaftung organischer, vornehmlich landwirtschaflticher Produkte wie Obst, Gemüse, Trauben oder dgl. Früchten mittels einer Presse zu schaffen, mit dem durch eine hohe Saftausbeute bei relativ kurzer Gesamtverweilzeit und ohne Qualitätsverluste ein hoher wirtschaftlicher Nutzen erzielt werden kann. Gleichzeitig soll die zu erbringende Lehre die Durchführung idealer Entsaftungsprozesse und die Einsparung an Energieaufwand und Verschleiss vermitteln.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Der Presszyklus dauert seit dem Unterbruch des Presshubes des vorangegangenen Presszyklusses und schliesst den Rückhub des Pressorganes sowie eine allfällige Auflockerungsphase und den Presshub dieses Presszyklusses ein. Von der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist der nach dem Befüllen der Presse erste Presszyklus insofern betroffen, als dass durch ihn, unmittelbar bei Erreichen der maximalen mittleren Saftleistung mit dem Ende dieses Presshubes das verfahrensmässige Vorgehen gestartet wird.
  • Die Dauer eines Presszyklusses richtet sich nach der maximalen mittleren Saftleistung zweier sich folgender Presszyklen, wobei die mittlere Saftleistung der gewonnenen Saftmenge in der dazu verbrauchten Zykluszeit als Durchschnittswert entspricht.
  • Der Beginn des nächsten Presszyklus' erfolgt nach Beendigung des Presshubes, indem der Rückhub des Pressorganes eingeleitet wird.
  • Die maximale mittlere Saftleistung LQ eines Presszyklusses errechnet sich aus der während einer bestimmten Zeit gewonnenen Saftmenge Q pro Zeiteinheit, die zu Beginn des Presshubes stärker ansteigt und aufgrund der abnehmenden Pressbarkeit des Pressgutes anschliessend den Maximalwert der Saftleistung erreicht. An dieser kritischen Stelle ist eine optimale Wirtschaftlichkeit bei jedem einzelnen Presszyklus erreicht.
  • Eine weitere Verbesserung der Wirtschaflichkeit über mehrere Presszyklen bei der Entsaftung landwirtschaftlicher Produkte, die durch Versuche bestätigt wurde, kann dadurch erreicht werden bzw. tritt dann ein, wenn der Presshub eines Presszyklusses erst nach Erreichen der aus diesem Presszyklus gewonnenen maximalen mittleren Saftleistung LQ (k ...k ) beendet wird. Diese allgemeine Definition nimmt Rücksicht auf den nachfolgenden Presszyklus, dessen maximale mittlere Saftleistung erfahrungsgemäss unter derjenigen des vorausgegangenen Zyklusses liegt, und mindert die Saftleistungsdifferenz zweier Presszyklen zugunsten der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
  • Eine weitere Begünstigung kann dann erzielt werden, wenn der Presshub eines Presszyklusses nicht nach der zu erwartenden maximalen mittleren Saftleistung LQ (k ) des nächstfolgenden Presszyklusses beendet wird, wodurch der schonenden Maischebehandlung Rechnung getragen wird.
  • Optimal erweist es sich, den Presshub eines Presszyklusses zu beenden, wenn die momentane Saftleistung Q die zu erwartende maximale mittlere Saftleitung LQ des nächsten Presszyklusses erreicht, sodass ein Ueberpressen der Maische bei günstigen wirtschaftlichen Bedingungen vermieden werden kann. Diese Vorgehensweisen gründen auf dem Vergleich der momentanen Saftleistung mit der zu erwartenden maximalen mittleren Saftleistung des nächsten Presszyklusses und eignen sich vorzüglich bei der Entsaftung von Obst, Früchten, Trauben oder anderen landwirtschaftlichen Produkten.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anschliessenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Details ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens,
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens in verbesserter Ausführung und
    • Fig. 3 eine schematische Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Fig. 1 vermittelt in zeichnerischer Darstellung den Ablauf des Verfahrens zur Steuerung der Entsaftung organischer Produkte, vornehmlich Obst, Früchte, Trauben oder dgl. landwirtschaftlicher Produkte mittels einer Presse anhand eines Menge (Q) - / Zeit (T) - Diagramms. Während dem ersten Presszyklus innerhalb der Zeit To bewegt sich das Pressorgan aus der Ruhestellung gegen die Maische und verharrt so lange in der Pressstellung, bis die maximale mittlere Saftleistung LQ aus diesem Presszyklus erreicht worden ist. Die Saftausbeute ist anfänglich stärker zunehmend und flacht später ab, wobei die Saftmenge Q sich stetig vergrössert, währenddem andererseits die mittlere Saftleistung, d.h. die bis zum angenommenen Zeitpunkt erreichte durchschnittliche Saftmenge nach Erreichen ihres Maximalwertes sich abnehmend entwickelt. Neben diesen Parametern verläuft die Kurve der momentanen Saftleistung Q am Anfang steil ansteigend und fällt nach Erreichen der maximalen Leistung mit annähernd gleicher Steilheit ab und asymptotisch aus. Unterhalb des Scheitelpunktes der Q-kurve befindet sich der Wechselpunkt auf der mittleren Saftleistungskurve, wonach die zunehmend ansteigende mittlere Saftleistung sich in einen gegen den Scheitelpunkt flacheren Abschnitt übergeht und danach wieder abfällt. Der Scheitelpunkt ist gleichzeitig die Schnittstelle der mittleren Saftleistung LQ und der momentanen Saftleistung Q, die mit einem Durchflussmengenmesser und Rechner festgestellt wird. Ab diesem Zeitpunkt soll der Pressvorgang beendet und der nächste Preszyklus eingeleitet werden. Dieser beginnt mit dem Rückzug des Pressorgans und ist in Fig. 1 innerhalb des Zeitintervalls T dargestellt. Schon während dem Rückzug des Pressorgans kann auch die Auflockerung der Maische, beispielsweise durch Drehen des Pressbehälters einsetzen. Der Rückzug des Pressorgans ist in Fig. 1 durch die Zeichen T und die Auflockerung durch T bezeichnet. Die Dauer der einzelnen Presszyklen richtet sich nach dem Verfahrensablauf, sie ist variabel. Mit zunehmenden Presszyklen reduziert sich die momentane Saftleistung.
  • Fig. 2 stellt den erfindungsgemässen Verfahrensablauf mit gegenüber der Vorgehensweise von Fig. 1 verzögertem Presszyklenbeginn dar, d.h. der Rückhub des Pressorgans erfolgt nach erreichter maximaler mittlerer Saftleistung. Diese Massnahme beruht auf der Tatsache, dass im Verlauf des Pressvorganges die Saftleistungen der Presszyklen sich reduzieren.
  • Zur Vermeidung eines hohen, die Wirtschaftlichkeit des Pressvorganges beeinträchtigenden Saftleistungsgefälles, kann durch eine nach dem erzielten Maximalwert eingeleitete Stillegung oder Rückhubbewegung der mittleren Saftleistung an den nächstfolgende Presszyklus erzielt werden, wobei sich diese Vorgehensweise auf die Wahrscheinlichkeit eintretender Erfahrungswerte stützen muss. Dabei ist zu beachten, dass durch die zeitliche Verzögerung K der aus dem nächstfolgenden Presszyklus zu erwartende maximale mittlere Saftleistungswert nicht unterschritten wird. Alternativ kann der Presshub eines Presszyklusses dann beendet werden, wenn die momentane Leistung Q mit der zu erwartenden maximalen mittleren Saftleistung des nächsten Presszyklusses übereinstimmt.
  • Als Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient eine Presse der bekannten Art, an deren Saftauslassanordnung ein Mengenmesser als Geber eines Prozessors angeschlossen ist, welcher die Antriebsorgane der Presse an die herrschenden Verhältnisse angepasst steuert.
  • Als Mengenmesser eignet sich gemäss Fig. 3 u.a. eine an die Auslassanordnung 2 der Prese 9 anschliessbare Auffangwanne 3 oder dgl. Behälter, die mit einer als Ueberlauf ausgebildeten Wand 4 versehen ist. Eine von unten in die Auffangwanne 3 mündende Messleitung 5 ist mit einer Druckmessvorrichtung 6 als Messgeber versehen, der die während den einzelnen Presszyklen eintretenden Niveauänderungen misst und an einen Prozessor 7 weitergibt.
  • Selbstverständlich könnte auch ein Schwimmer, Ultraschall oder eine Druckdose am Boden der Auffangwanne 3 zur Messung der Niveauänderungen in der Auffangwanne 3 verwendet werden. Aufgrund der von einem Prozessor 7 registrierten Werte, wird auf die Antriebsorgane der Presse 9 steuernd 8 Einfluss genommen. Am Ende jedes Presszyklusses wird die Auffangwanne 3 über eine separate Leitung 10 entleert, wobei dazu ein von dem Prozessor 7 oder von Hand ansteuerbarer Schieber vorgesehen ist. Die Auffangwanne 3 selbst ist mit einem nach oben zurückversetzten Bodenteil 11 ausgebildet, sodass der Saft in den Bereich der Messleitung 5 nachfliessen kann.

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung der Entsaftung organischer Produkte mittels einer während einem Pressvorgang mehrere Presszyklen ausübenden Presse, dadurch gekennzeichnet, dass der Presshub eines in einem eine Drainageeinrichtung aufweisenden Pressraum antreibbaren Pressorgans während eines Presszyklusses frühestens bei Erreichen der während diesem Presszyklus gewonnenen maximalen mittleren Saftleistung (LQ) beendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach Beendigung des ersten Presszyklusses beginnt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer eines Presszyklusses durch die maximale mittlere Saftleistung von zwei einander folgenden Presszyklen bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Presshubes der Rückhub des Pressorgans bzw. der nächste Presszyklus eingeleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Presshub eines Presszyklusses nach Erreichen der aus diesem Presszyklus gewonnenen maximalen mittleren Saftleitstung beendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Presshub eines Presszyklusses nicht nach der aufgrund der vorangegangenen Werte der mittleren Saftleistung zu erwartenden maximalen mittleren Saftleistung des nächstfolgenden Presszyklusses beendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Presshub eines Presszyklusses bei Erreichen der durch die zu erwartende maximale mittlere Saftleistung bestimmte momentane Saftleistung beendet wird.
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