EP0696961A1 - Verfahren zur steuerung oder regelung des pressdruckes einer presse zur fest-/flüssigtrennung - Google Patents

Verfahren zur steuerung oder regelung des pressdruckes einer presse zur fest-/flüssigtrennung

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EP0696961A1
EP0696961A1 EP95907538A EP95907538A EP0696961A1 EP 0696961 A1 EP0696961 A1 EP 0696961A1 EP 95907538 A EP95907538 A EP 95907538A EP 95907538 A EP95907538 A EP 95907538A EP 0696961 A1 EP0696961 A1 EP 0696961A1
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EP
European Patent Office
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press
time
outflow
pressure
limited
Prior art date
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EP95907538A
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EP0696961B1 (de
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Eduard Hartmann
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Bucher Guyer AG
Original Assignee
Bucher Guyer AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP0696961B1 publication Critical patent/EP0696961B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B30B9/22—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 a flexible member, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure
    • 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 or regulating the pressing pressure in the solid-liquid separation of pressed material by means of a press which exerts at least one pressing cycle during a pressing process by means of an increase in pressure.
  • discontinuous batch press filter presses are currently known. They are designed as piston presses, chamber filter presses, tank presses, packing presses, basket presses, etc., the
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for controlling or regulating the pressing pressure of the type specified above, which method
  • this object is achieved in that the outflow of the liquid phase from the press is measured directly or indirectly and that a point in time is determined from the time course of the outflow behavior of this phase at which the further pressure increase is limited to a constant value is, this point in time for each press cycle in a time interval that begins at the beginning of the drain and after
  • Fig. 1 shows a partial section through a horizontal
  • Fig. 2 is a graphical representation of the time course of the discharge behavior of the liquid phase of a press acc. Fig. 1
  • FIG. 3 shows a graphical representation of the time course of the pressing pressure and the liquid pressed off in a single piston return stroke and subsequent piston advance of a press according to FIG. Fig. 1
  • FIG. 7 shows a graphical representation of the time profile of the pressing pressure and the amount of liquid squeezed out in a further example of the method according to the invention
  • 8 shows a graphical representation of the time profile of the pressing pressure and the amount of liquid squeezed out in a further example of the method according to the invention
  • FIG. 9 shows a diagram of a system for carrying out a method according to the invention for controlling or regulating the pressing pressure.
  • FIG. 1 schematically shows a horizontal filter piston press of a known type. It comprises a press jacket 1 which is detachably connected to a pressure plate 2. Opposite the pressure plate 2 is the second pressure plate 3 within the press jacket 1, which is attached to a piston rod 13 via a press piston 6. The piston rod 13 is movably supported in a hydraulic cylinder 12 and carries out the pressing processes via the press piston 6. Between the printing plates 2 and 3 is a closable
  • Filling opening 14 introduced the material to be pressed 7, through which a plurality of drainage elements 5 extends.
  • the drainage elements 5 conduct the liquid phase of the material to be pressed 7 in the collecting chambers 8 and 9 which are arranged behind the pressure plates 2 and 3 during the pressing process.
  • the pressed material can be fruit and the liquid phase can therefore be fruit juice.
  • the liquid phase passes from the material to be pressed 7 via the collecting chambers 8, 9 into drain lines
  • the pressing force is generated in the hydraulic cylinder 12, and there is a non-positive connection, not shown, between the front pressure plate 2 in addition to the pressing jacket 1 and the cylinder 12.
  • the press is emptied by loosening and axially displacing the press jacket 1 from the pressure plate 2.
  • the entire press unit shown in FIG. 1 is rotated about the central axis.
  • the press piston 6 is advanced under pressure.
  • Loosening process - The plunger 6 is withdrawn while rotating the entire pressing unit shown in FIG. 1, the remaining material to be pressed being loosened and torn open.
  • the pressing and loosening process steps are repeated several times as pressing cycles per batch of pressed material until a desired final pressing state is reached.
  • Liquid quantities Ql, Q2 and Q3 per stroke of the plunger 6 for three successive press cycles begins after the end of the previous outflow with the piston return stroke Rl to R3 marked on the time axis t, with tearing and loosening of the pressed material 7, followed by a piston advance VI to V3 with pressing of the liquid quantities Ql to Q3.
  • the begins in FIG. 2 in each press cycle Liquid quantity Ql to Q3 with the value zero, although for the whole Pre ⁇ vorgar.g these quantities Ql to Q3 have to be added.
  • a significant improvement in the selection of the suitable limit pressure for a press stroke is achieved here if, according to the invention, a point in time is determined from the time course of the flow behavior Q of the liquid phase at which the further pressure increase is limited to a constant value.
  • An example of execution Such a method is explained with reference to FIG. 4.
  • the outflow start of the liquid phase represented by curve Q at time t3 serves as the control variable here.
  • the pressing pressure is limited to the value P3 reached here and kept constant, as the solid curve P shows.
  • at least a small outflow ⁇ Q has to be measured in order to identify the outflow start t3.
  • the time t5 also shows the time profile of the pressing pressure P and the amount of liquid Q pressed for a single pressing cycle with a pressing stroke.
  • the times t1, t2, t3, t4 have the same meaning as in FIGS. 3 and 4.
  • This method aims at an optimal combination of yield and performance with a low wet matter content. Compared to the procedure according to 4 there is a faster increase in the pressures P3.1.
  • FIG. 6 illustrates the processes in a method according to the invention, in which the further pressure rise ends at a time t ⁇ and to a value
  • P3.1 is limited as soon as the mean discharge capacity Q / t ⁇ Lm of the liquid quantity Q reaches a maximum value.
  • the course of Lm is shown in FIG. 6 by an interrupted curve.
  • the time t ⁇ of the maximum value of Lm must be measured from the beginning of the return stroke, i.e. from the zero point.
  • the value of Q at time t ⁇ is designated Q3.1, so the maximum value of Lm at time t ⁇ is Q3.1 / t6. 6 can therefore be determined graphically as the time value of the contact point of the tangent T from the zero point to the curve Q.
  • the designations illustrated in FIG. 7 result in the maximum value from Bm to Q3.1 / (t7) 2 . Therefore, t7 in FIG. 7 can be determined graphically as the time value of the point of contact of the Tangent T L from the zero point to the curve Lm of the mean discharge line Q / t.
  • the method according to FIG. 7 leads to an optimal press result with regard to yield and performance, since above all the average juice acceleration is characteristic of a rapid, gentle drainage of the juice from the capillaries in the fruit material.
  • FIG. 9 shows a diagram of a plant for carrying out one of the methods according to the invention for control or
  • Hydraulic oil measured using an oil counter 20.
  • the pressing pressure P exerted on the pressing material 7 by the pressing piston 6 is measured by means of a pressure sensor 21 for the hydraulic oil in the hydraulic cylinder 12.
  • the pressing processes are controlled by a hydraulic system 22 of a known type by means of valves, pumps and oil pan contained therein together with a pressure control valve 23.
  • the output signals from oil counter 20 and pressure sensor 21 are A process controller 24 together with a pressure controller are fed via lines represented by broken lines. In the process controller 24, the required signal processing and time determinations described for FIGS. 4 to 8 take place.
  • the control commands for the control or regulation of the press pressure for the hydraulic cylinder 12 according to the invention are also generated here and transmitted to the hydraulic system 22.
  • An electric control 25, which controls the hydraulics 22, is provided for the operation of the press, the start of the pressing processes and further automatic process sequences.
  • the method according to the invention enables optimum pressure limitations in a press from press stroke to press stroke, adapted to the separation behavior of the pressed material, depending on the objective. Apart from the selected control or regulation procedure, no setpoint specifications are required. Disruptive setpoints or experience values can be avoided and product data is not required. In a process of self-optimization, the press leads to the press pressures and times at which the pressure increase has to be limited.

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Abstract

Bei diskontinuierlich arbeitenden Filterpressen (1) wird ein weiterer Anstieg des Pressdruckes aufgrund des zeitlichen Verlaufes des Abfliessverhaltens der abgepressten Flüssigkeit begrenzt. Die Begrenzungszeitpunkte werden mit einem Prozessregler (24) als solche Zeiten ermittelt, zu welchen momentane oder mittlere Abflussleistungen oder Abflussbeschleunigungen maximale Werte erreichen. Störende Sollwertvorgaben oder Erfahrungswerte können so vermieden werden. Die Presse führt sich in einem Prozess der Selbstoptimierung zu den Pressdrücken und Zeiten, zu welchen der Druckanstieg im Hinblick auf die gerade vorliegenden Prozessparameter und Zielsetzungen zu begrenzen ist.

Description

Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Pressdruckes einer Presse zur Fest- Flüssigtrennung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Pressdruckes bei der Fest- Flüssigtrennung von Pressgut mittels einer während einem Pressvorgang mittels eines Druckanstieges mindestens einen Presszyklus ausübenden Presse.
Bei derartigen Pressen wird dass Pressgut in Form von einzelnen, voneinander getrennten Chargen eingefüllt und entleert. Die Pressen werden daher als diskontinuierlich bezeichnet. Gegenwärtig sind mehrere diskontinuierliche, im Batch- Betrieb arbeitende Filterpressen bekannt. Sie sind als Kolbenpressen, Kammerfilterpressen, Tankpressen, Packpressen, Korbpressen usw. ausgeführt, wobei der
Pressdruckaufbau über Platten, Ka ben oder Membranen mit hydraulischen, pneumatischen öde. mechanischen Druckmitteln erfolgt.
Die auf diesen Pressen verarbeiteten Pressgüter weisen häufig eine sehr unterschiedliche Pressbarkeit auf. Zudem sind sogar aufeinanderfolgende Chargen öfters sehr unterschiedlich pressbar. Diese Umstände machen es sehr schwierig, aufgrund von Erfahrungen Betriebsparameter für den zeitlichen Verlauf des Druckanstieges vorzugeben. Es sind daher gemäss EP-B 0'30 '444 und EP-A 0'485'901 auch schon mehrere Verfahren bekannt, die eine automatisch an das Pressgut anpassende Steuerung oder Regelung des Druckanstieges erlauben. Solche bisher bekannten Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Pressdruckhöhe haben nun folgende Nachteile:
- Es werden immer noch Sollwertvorgaben benötigt, die aufgrund von Erfahrungswerten festgelegt werden müssen. Daher lassen sich die oben angeführten Schwierigkeiten bei stark unterschiedlichen Pressguteigenschaften nicht vermeiden.
- Ein weiterer Nachteil bekannter anpassender Verfahren liegt darin, dass die angestrebte Optimierung in der Praxis nicht erreicht wird und dass bei Vergleichversuchen mit Verfahren mit vorgegebenen Erfahrungs- Parametern mit solchen Verfahren sogar bessere Ergebnisse erzielt werden.
- Schliesslich lassen sich die Optimierungsziele mit den wirtschaftlichen Zielen nicht vereinbaren.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Pressdruckes der oben angegebenen Art anzugeben, welches die genannten
Nachteile vermeidet.
Gemäss der Erfindung wird die Lösung dieser Aufgabe dadurch erreicht, dass der Abfluss der flüssigen Phase aus der Presse direkt oder indirekt gemessen wird und dass aus dem zeitlichen Verlauf des Abfliessverhaltens dieser Phase ein Zeitpunkt ermittelt wird, zu dem der weitere Druckanstieg auf einen konstanten Wert begrenzt wird, wobei dieser Zeitpunkt für jeden Presszyklus in einem Zeitintervall liegt, welches bei Beginn des Abflusses beginnt und nach
Ablauf einer Zeitdauer endet, welche gleich ist der doppelten Zeitdauer zwischen Beginn des Abflusses und Eintritt der maximalen mittleren Flussleistung der flüssigen Phase.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens zur Ermittlung eines solchen Zeitpunktes sowie des Einsatzes dieses Verfahrens sind den Patentansprüchen zu entnehmen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung und den Figuren der Zeichnung näher erläutert Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine horizontale
Filterkolbenpreεse zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung,
Fig. 2 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Abfliessverhaltens der flüssigen Phase einer Presse gem. Fig. 1,
Fig. 3 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Pressdruckes und der abgepressten Flüssigkeitε enge bei einem einzelnen Kolbenrückhub und anschliesεenden Kolbenvorlauf einer Presse gem. Fig. 1,
Fig. 4 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Pressdruckes und der abgepressten Flüssigkeitsmenge bei einem erfindungsgemässen Verfahrensbeispiel,
Fig. 5 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Pressdruckes und der abgepressten Flüssigkeitsmenge bei einem weiteren erfindungsgemässen Verfahrensbeispiel,
Fig. 6 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Pressdruckes und der abgepressten Flüssigkeitsmenge bei einem weiteren erfindungsgemässen Verfahrensbeispiel,
Fig. 7 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Pressdruckes und der abgepressten Flüssigkeitsmenge bei einem weiteren erfindungsgemässen Verfahrensbeispiel, Fig. 8 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Pressdruckes und der abgepressten Flüssigkeitsmenge bei einem weiteren erfindungsgemässen Verfahrensbeispiel,
und
Fig. 9 ein Schema einer Anlage zur Durchführung eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Steuerung oder Regelung des Pressdruckes.
Fig. 1 zeigt schematisch eine horizontale Filterkolbenpresse bekannter Art. Sie umfasst einen Pressmantel 1, welcher mit einer Druckplatte 2 lösbar verbunden ist. Der Druckplatte 2 gegenüber befindet sich innerhalb des Pressmantels 1 die zweite Druckplatte 3, welche über einen Presskolben 6 an einer Kolbenstange 13 befestigt ist. Die Kolbenstange 13 ist in einem hydraulischen Zylinder 12 beweglich gelagert und führt über den Presskolben 6 die Pressvorgänge aus. Zwischen die Druckplatten 2 und 3 wird über eine verschliessbare
Einfüllöffnung 14 das Pressgut 7 eingebracht, durch welches sich eine Vielzahl von Drainageelementen 5 erstreckt.
Die Drainageelemente 5 leiten beim Pressvorgang die flüssige Phase des Pressgutes 7 in Sammelkammern 8 und 9, welche hinter den Druckplatten 2 und 3 angeordnet sind. Bei dem Pressgut kann es sich um Obst handeln und bei der flüssigen Phase somit um Obstsaft. Unter der Druckwirkung des Presskolbens 6 gelangt die flüssige Phase aus dem Pressgut 7 über die Sammelkammern 8, 9 in Abflussleitungen
10, 11 nach aussen. Die Presskraft wird in dem hydraulischen Zylinder 12 erzeugt, wobei zwischen der vorderen Druckplatte 2 nebst dem Pressmantel 1 und dem Zylinder 12 eine nicht dargestellte kraftschlüssige Verbindung besteht. Nach beendetem Pressvorgang erfolgt die Entleerung der Presse durch Lösen und axiales Verschieben des Pressmantels 1 von der Druckplatte 2.
Der bekannte Verfahrensablauf des Pressens ist im Normalfall folgender: Füllvorgang:
- Der Pressmantel 1 wird mit der Druckplatte 2 geschlossen,
- Der Presskolben 6 wird zurückgezogen, - Das Pressgut 7 wird über die Öffnung 14 eingefüllt.
Pressvorgang:
- Die ganze in Fig. 1 gezeigte Presseinheit wird um die Mittelachse rotiert, - Der Presskolben 6 wird unter Druck vorgefahren,
- Der Saft wird durch Pressen vom Pressgut abgetrennt,
- Der Pressdruck wird abgestellt.
Auflockerungsvorgang: - Der Presskolben 6 wird unter Rotation der ganzen in Fig. 1 gezeigten Presseinheit zurückgezogen, wobei das zurückgebliebene Pressgut aufgelockert und aufgerissen wird.
Weiterer Pressvorgang:
- Die Verfahrensschritte Pressen und Auflockern werden als Presszyklen pro Charge Pressgut mehrfach wiederholt, bis ein erwünschter End- Auεpresszustand erreicht ist.
Entleerungsvorgang:
- Die Preεsrückstände werden durch Öffnen des Pressmantels 1 von der Druckplatte 2 entleert.
Fig. 2 zeigt für den beschriebenen bekannten Verfahrensablauf den zeilichen Verlauf der abgepressten
Flüssigkeitsmengen Ql, Q2 und Q3 pro Hub des Presskolbens 6 für drei aufeinanderfolgende Presszyklen. Jeder dargestellte Presszyklus beginnt nach Ende des vorhergehenden Abflusses mit dem auf der Zeitachse t bezeichneten Kolbenrückhub Rl bis R3 mit Aufreissen und Auflockern des Pressgutes 7, gefolgt von einem Kolbenvorlauf VI bis V3 mit Abpressvorgang der Flüssigkeitsmengen Ql bis Q3. Zur besseren Erkennbarkeit beginnt in der Fig. 2 in jedem Presszyklus die Flüssigkeitεmenge Ql b s Q3 mit dem Wert Null, obwohl für den ganzen Preεεvorgar.g dieεe Mengen Ql biε Q3 zu addieren sind.
In Fig. 3 ist nun für nur einen Presszyklus bekannter Art neben der abgepresεten Flüssigkeitmenge Q auch der zeitliche Verlauf des Pressdruckes P während eines Kolbenrückhubes R und des nachfolgenden Kolbenvorlaufes V über der Zeitachεe t genauer dargestellt. Nach dem Ende des Rückhubes R zur Zeit tl beginnt zur Zeit t2 der
Druckanstieg P im Presεgut 7. Zeitlich verzögert εetzt dann zur Zeit t3 der Ablauf Q der flüεsigen Phase ein. Wie ersichtlich wird in diesem Beispiel der weitere Anstieg des Preεsdruckeε P bei Erreichen einer Druckεchwelle P4 beendet und auf den konεtanten Wert P4 begrenzt (durchgezogene
Kurve P) . Zu einer vorgegebenen Zeit t4 wird der Preεεdruck P abgestellt (vgl. oben unter "Pressvorgang") und mit einem Kolbenrückhub ein weiterer Presεzyklus eingeleitet (nicht dargestellt) .
Ohne Druckbegrenzung auf einen Wert P4 würde der Pressdruck P gemäsε der unterbrochen dargeεtellten Linie auf einen anlagebedingten Wert Prr.ax anεteigen. Dabei würde sich die abgepresste Flüsεigkeitεmenge Q je nach Zuεtand deε Pressgutes 7 gegenüber dem Vorgang mit konstantem
Pressdruck P4 gemäss der unterbrochenen Kurve Q4.2 erhöhen oder εogar verringern (Kurve Q4.1) . Daraus geht hervor, dass eine feste Vorgabe eines Erfahrungs- Grenzwertes P4 kaum für alle Fälle eine maximale oder optimale Flüssigkeitsmenge Q liefern kann. Es kommt hinzu, dasε für jeden Presshub oder Preεεzyklus ein anderer Grenz- Presεdruck P4 zu einem optimalen Ergebnis führt.
Hier wird nun eine wesentliche Verbesserung bei der Wahl des für einen Presshub passenden Grenzdruckes erreicht, wenn man erfindungsgemäss aus dem zeitlichen Verlauf des Abfliessverhaltens Q der flüssigen Phase einen Zeitpunkt ermittelt, zu dem der weitere Druckanstieg auf einen konstanten Wert begrenzt wird. Ein Ausführungεbeispiel eineε εolchen Verfahrens wird anhand von Fig. 4 erklärt. Als Steuergrösse dient hier der Abfluεsbeginn der durch Kurve Q dargestellten flüssigen Phase zur Zeit t3. Zu dieser Zeit t3 wird der Preεεdruck auf den hier erreichten Wert P3 begrenzt und konstant gehalten, wie die ausgezogene Kurve P zeigt. Aus meεstechniεchen Gründen muεε man zur Erkennung des Abflusεbeginns t3 zumindest einen kleinen Abfluss ΔQ messen.
Wie schon zu Fig. 3 erwähnt, setzt nach Beginn des
Druckanstieges P zur Zeit t2 '.er Abflusε Q verzögert zur Zeit t3 ein. Nach Ablauf einer zunehmenden Anzahl von Preεεhüben in Preεεzyklen des Pressvorganges einer Charge wird die Zeitdauer zwischen t2 ... t3 länger. Das bedeutet, dass bei einem verspäteten Abflusεbeginn zur Zeit t3.1 in einem Presszyklus mit höherer Nummer im Verfahrensbeispiel gem. Fig. 4 der Presεdruck, der unterbrochenen Kurve P folgend, schon auf eine höhere Schwelle P3.1 angestiegen wäre. Be: einem gut p~ 'sbaren Preεsgut 7 wird mit schnell wachsender Zeitdauer ' ... t3 von Preεεhub zu Preεshub die
Druckschwelle P3.1 und damit der konstante Arbeitsdruck sehr schnell ansteigen, bei εchlecht preεεbarem Preεsgut 7 hingegen sehr langsam.
Bei einem Pressvorgang nach dem Verfahrensbeiεpiel gem.
Fig. 4 ergibt εich allgemein ein allmählicher Anεtieg der Preεεdrücke der Zyklen. Dieεeε Verfahren wird eingeεetzt, wenn der Feststoffanteil oder Nasstrubanteil in der abgetrennten flüssigen Phase möglichst klein sein soll, weil sich infolge der geringen Druckbeanspruchung des
Pressgutes weniger Nasstrub ablöst .
Auch in Fig. 5 ist ieder der zeitliche Verlauf von Pressdruck P und ar.gepresster Flüssigkeitsmenge Q für einen einzelnen Presszyklus mit Presshub dargestellt. Hier haben die angegebenen Zeiten tl, t2, t3, t4 die gleiche Bedeutung wie in den Fig. 3 und 4. Die Zeit t5, zu der der Druckanstieg der Kurve P beendet und auf P3.1 begrenzt ist, besimmt sich aber bei dieser Verf hrensvariante durch das Erreichen eines Maximalwertes der momentanen Abflussleistung dQ/dt = QPunkt der Flüssigkeitsmenge Q. Dieses Verfahren zielt auf eine optimale Kombination von Ausbeute und Leistung mit geringem Nasstrubanteil ab. Im Vergleich zum Verfahren gem. Fig. 4 ergibt sich hierbei ein schnellerer Anstieg der Presεdrücke P3.1.
Fig. 6 veranεchaulicht die Vorgänge bei einem erfindungεgemäεεen Verfahren, bei dem der weitere Druckanεtieg zu einer Zeit tβ beendet und auf einen Wert
P3.1 begrenzt wird, εobald die mittlere Abflusεleistung Q/t ≡ Lm der Flüsεigkeitεmenge Q einen Maximalwert erreicht. Der Verlauf von Lm iεt in Fig. 6 durch eine unterbrochene Kurve dargeεtellt. Die Zeit tβ deε Maximalwertes von Lm ist εeit Beginn des Rückhubes, also vom Nullpunkt aus zu messen. Der Wert von Q zur Zeit tβ ist mit Q3.1 bezeichnet, der Maximalwert von Lm zur Zeit t β beträgt also Q3.1/t6. Daher kann man tβ in Fig. 6 graphisch bestimmen als Zeiwert des Berührungspunkteε der Tangente T vom Nullpunkt an die Kurve Q.
Da die Zeit tβ für die Begrenzung des Presεdruckes P gemäsε Fig. 6 gröεser ist als die Begrenzungszeiten t5 gem. Fig. 5 und t3 gem. Fig. 4, ergibt sich gemäss Fig. 6 ein sehr schneller Anstieg der Arbeitsdrücke P3.1 entsprechend dem Ziel einer möglichst hohen Pressenleistung. Für die Erreichung maximaler Ausbeuten ist das Verfahren gem. Fig. 6 weniger geeignet, da hierbei die Struktur des Presεgutes stärker zerstört wird als bei den Verfahren gemäsε Fig. 5 und Fig. 4.
Fig. 7 zeigt die Vorgänge bei einem Ausführungsbeispiel des Presεverfahrenε, bei welchem der weitere Druckanεtieg zu einer Zeit t7 beendet und auf einen Wert P3.1 begrenzt wird, εobald die mittlere Abfluεεbeεchleunigung Q/ (t2) = Bm der Flüssigkeitsmenge Q einen Maximalwert erreicht. Mit den in Fig. 7 veranschaulichten Bezeichnungen ergibt sich der Maximalwert vom Bm zu Q3.1/(t7)2. Daher kann man t7 in Fig. 7 graphisch bestimmen als Zeiwert des Berührungspunktes der Tangente TL vom Nullpunkt an die Kurve Lm der mittleren Abflusεleiεtung Q/t . Das Verfahren gemäss Fig. 7 führt im Falle der Trennung des Saftes vcn Früchten zu einem optimalen Preεsresultat bezüglich Auεbeute und Leistung, da vorallem die mittlere Saftbeschleunigung für einen schnellen schonenden Abfluss des Saftes auε den Kapillaren im Fruchtgut kennzeichnend iεt.
Für ein Auεführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens, bei welchem der weitere Druckanstieg zu einer Zeit t8 beendet und auf einen Wert P3.1 begrenzt wird, sobald die momentane Abfluεεbeεchleunigung d/dt(Q/(t)) ≡ B der Flüssigkeitsmenge Q einen Maximalwert erreicht, zeigt Fig. 8 die Vorgänge. Dieseε Verfahren stellt besondere mesεtechniεche Anforderungen, da die Kurven der
Flüssigkeitsmenge Q(t) in der Praxiε oft unruhig verlaufen und zur Bildung eineε Differentialeε geglättet werden müεεen. Auch die Bildung der für die weiteren Verfahrenεvarianten erforderlichen Gröεεen dQ/dt, Q/t oder Q/(t2) wird daher zweckmäεεig an entεprechenden
Signalfunktionen mit Mitteln der analogen oder digitalen Signalverarbeitung durchgeführt.
Fig. 9 zeigt ein Schema einer Anlage zur Durchführung eineε der erfindungεgemässen Verfahren zur Steuerung oder
Regelung des Pressdruckes. Die schon zu Fig. 1 eklärte Presεe iεt mit den schon dort erklärten Bezugszeichen vereinfacht dargestellt. Die über die Leitung 10 abfliessende Flüssigkeitsmenge Q wird indirekt über das aus dem Rücklaufräum des Hydraulikzylinderε 12 abgeführte
Hydrauliköl mittels eines Ölzählers 20 gemessen. Der auf das Pressgut 7 vom Presskolben 6 ausgeübte Pressdruck P wird mittels eines Druckfühlers 21 für das Hydrauliköl im Hydraulikzylinder 12 gemessen. Die Pressvorgänge steuert eine Hydraulik 22 bekannter Art mittels darin enthaltener Ventile, Pumpen und Ölwanne zusammen mit einem Druckregelventil 23.
Die Ausgangεεignale von Olzähler 20 und Druckfühler 21 εind über durch unterbrochene Linien dargestellte Leitungen einem Prozessregler 24 nebst Druckregler zugeführt . Im Prozessregler 24 erfolgen die zu den Fig. 4 bis 8 beschriebenen erforderlichen Signalverarbeitungen und Zeitbeεtimmungen. Hier werden auch die Steuerbefehle für die erfindungεgemäεεe Steuerung oder Regelung deε Presεdruckeε für den Hydraulikzylinder 12 erzeugt und an die Hydraulik 22 übertragen. Für die Bedienung der Preεεe, den Start der Pressvorgänge, sowie weitere automatiεche Verfahrensabläufe ist eine elektriεche Steuerung 25 vorgeεehen, welche die Hydraulik 22 ansteuert.
Das erfindungεgemäεεe Verfahren ermöglicht an daε Trennungεverhalten deε Pressgutes angepasεte, je nach Zielsetzung optimale Druckbegrenzungen bei einer Presεe von Presεhub zu Preεεhub. Auεεer der gewählten Steuer- oder Regelprozedur εind keine Sollwertvorgaben erforderlich. Störende Sollwertvorgaben oder Erfahrungεwerte können vermieden werden, und Produktdaten sind nicht erforderlich. Die Presεe führt sich in einem Prozesε der Selbεoptimierung zu den Pressdrücken und Zeiten, zu welchen der Druckanεtieg zu begrenzen iεt .

Claims

PATENTANSPRUECHE
1. Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Presεdruckeε bei der Fest- Flüssigtrennung von Pressgut (7) mittels einer während .einem Preεεvorgang mittels eines Druckanstieges mindestens einen Presεzykluε ausübenden Presse (1, 2, 6) , dadurch gekennzeichnet, dasε der Abfluεε (Q) der flüssigen Phase aus der Presse (1) direkt oder indirekt gemessen wird und dasε aus dem zeitlichen Verlauf des Abfliessverhaltens (Q) dieser Phase ein Zeitpunkt (t3, t5, tβ , tl , t8) ermittelt wird, zu dem der weitere Druckanstieg (P) auf einen konstanten Wert (P3, P3.1, P4) begrenzt wird, wobei dieser Zeitpunkt für jeden Presεzykluε in einem Zeitintervall liegt, welches bei Beginn des Abflusses (Q) beginnt und nach Ablauf einer Zeitdauer endet, welche gleich iεt der doppelten Zeitdauer zwiεchen Beginn deε Abfluεseε (t3) und Eintritt (t6) der maximalen mittleren Fluεεleiεtung ((Q/t)max) der flüssigen Phaεe.
2. Verfahren nach Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daεs die Presszyklen der Presse Perioden mit und ohne Abfluss der flüssigen Phase aufweisen und dasε als Zeitpunkt, zu dem der weitere Druckanstieg auf einen konstanten Wert (P3.1) begrenzt wird, ein Moment (t6) gewählt wird, zu dem die während der Zeit (t) seit Ende des vorhergehenden Abflusses gemessene mittlere Abflussleistung (Q/t) einen maximalen Wert erreicht, wobei Q die in der Zeit t abgeflossene Menge bezeichnet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zeitpunkt, zu dem der weitere Druckanstieg auf einen konstanten Wert (P3.1) begrenzt wird, ein Moment (t5) gewählt wird, zu dem die momentan gemeεεene
Abflussleistung (dQ/dt) einen maximalen Wert erreicht, wobei Q die in der Zeit t abgeflossene Menge bezeichnet .
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszyklen der Presse Perioden mit und ohne Abfluss der flüsεigen Phaεe aufweisen und dasε als Zeitpunkt, zu dem der weitere Druckanεtieg auf einen konεtanten Wert (P3.1) begrenzt wird, ein Moment (t7) gewählt wird, zu dem die während der Zeit (t) seit Ende des vorhergehenden Abflusεeε gemeεεene mittlere Abflussbeεchleunigung (Q/(t)2) einen maximalen Wert erreicht, wobei Q die in der Zeit t abgeflossene Menge bezeichnet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszyklen der Presse Perioden mit und ohne Abfluss der flüssigen Phase aufweisen und dasε alε Zeitpunkt, zu dem der weitere Druckanstieg auf einen konεtanten Wert (P3.1) begrenzt wird, ein Moment (t8) gewählt wird, zu dem die während der Zeit (t) εeit Ende deε vorhergehenden Abfluεses gemesεene momentane Abfluεsbeschleunigung (d/dt(Q/t)) einen maximalen Wert erreicht, wobei Q die in der Zeit t abgefloεεene Menge bezeichnet.
6. Verfahren nach einem der Anεprüche 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Momente (t5, tδ) , zu denen die momentanen Abflusεleiεtungen oder Abfluεsbeschleunigungen ihre maximalen Werte erreichen, mittels Bildung der Differentiale dQ/dt oder d/dt(Q/t) an der abgeflossenen Menge Q oder der mittleren Abflusεleiεtung Q/t entsprechenden Signalfunktionen ermittelt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszyklen der Presse Perioden mit und ohne Abfluss der flüssigen Phase aufweisen, dass der weitere Druckanstieg für mindestens einen Presεzyklus auf einen Wert begrenzt wird, welcher nicht durch einen aus dem Abfliesεverhalten innerhalb dieses Presεzyklus ermittelten Zeitpunkt bestimmt ist und dass der weitere Druckanstieg erst für nachfolgende Presεzyklen auf Werte begrenzt wird, welche durch auε dem Abflieεεverhalten innerhalb dieεer nachfolgenden Preεεzyklen ermittelten Zeitpunkte beεtimmt sind.
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