EP0696961B1 - 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 Download PDF

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EP0696961B1
EP0696961B1 EP95907538A EP95907538A EP0696961B1 EP 0696961 B1 EP0696961 B1 EP 0696961B1 EP 95907538 A EP95907538 A EP 95907538A EP 95907538 A EP95907538 A EP 95907538A EP 0696961 B1 EP0696961 B1 EP 0696961B1
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EP
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time
discharge
pressure
press
pressing
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EP95907538A
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EP0696961A1 (de
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Eduard Hartmann
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Bucher Guyer AG
Original Assignee
Bucher Guyer AG
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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 control or Regulation of the pressure in the solid-liquid separation of Press material by means of a during a pressing process a pressure increase at least one press cycle exercising press.
  • the material to be pressed is in the form of filled in individual, separate batches and emptied.
  • the presses are therefore considered discontinuous designated.
  • discontinuous, in Batch operation filter presses known. they are as piston presses, chamber filter presses, tank presses, Packing presses, basket presses, etc. executed, the Press pressure build-up via plates, pistons or membranes hydraulic, pneumatic or mechanical pressure media he follows.
  • the invention is therefore based on the object Process for controlling or regulating the pressing pressure of the Specify above type, which of the above Avoids disadvantages.
  • this object is achieved achieved that the outflow of the liquid phase from the Press is measured directly or indirectly and that from the time course of the discharge behavior of this phase
  • the point in time at which the further pressure rise is determined is limited to a constant value, this being Time for each press cycle in a time interval lies, which begins at the beginning of the drain and after The end of a period of time which is the same double the time between the start of the drain and Entry of the maximum mean flow rate of the liquid phase.
  • Fig. 1 shows schematically a horizontal Filter piston press of known type. It comprises one Press jacket 1, which can be released with a pressure plate 2 connected is. The pressure plate 2 is opposite inside the press casing 1, the second pressure plate 3, which via a plunger 6 on a piston rod 13 is attached. The piston rod 13 is in one hydraulic cylinder 12 movably mounted and leads over the plunger 6 from the pressing operations. Between the Printing plates 2 and 3 are lockable Filling opening 14 introduced the material to be pressed 7, through which a plurality of drainage elements 5 extends.
  • the drainage elements 5 guide the during the pressing process liquid phase of the pressed material 7 in collecting chambers 8 and 9, which are arranged behind the pressure plates 2 and 3.
  • the pressed material can be fruit and the liquid phase around fruit juice.
  • the liquid phase comes out of the Press material 7 via the collecting chambers 8, 9 in drain lines 10, 11 outwards.
  • the press force is in the generated hydraulic cylinder 12, being between the front pressure plate 2 together with the press jacket 1 and the Cylinder 12 a non-positive Connection exists. After the pressing process is finished Emptying of the press by loosening and axial displacement of the press casing 1 from the pressure plate 2.
  • Fig. 2 shows for the known known Process sequence the line course of the pressed Liquid quantities Q1, Q2 and Q3 per stroke of the plunger 6 for three consecutive press cycles.
  • everyone shown press cycle begins after the end of previous outflow with that on the time axis t designated piston return stroke R1 to R3 with tearing and Loosen the pressed material 7, followed by one Piston advance V1 to V3 with pressing of the Amounts of liquid Q1 to Q3.
  • Piston advance V1 to V3 with pressing of the Amounts of liquid Q1 to Q3.
  • For better visibility 2 begins in each press cycle Liquid quantity Q1 to Q3 with the value zero, although for add these quantities Q1 to Q3 throughout the pressing process are.
  • Fig. 3 is now known for only one press cycle in addition to the amount of liquid Q squeezed out also the temporal course of the pressing pressure P during a Piston return stroke R and the subsequent piston advance V shown more precisely over the time axis t.
  • Time-delayed sets at time t3, the flow Q of the liquid phase.
  • this example shows the further increase in Pressing pressure P ends when a pressure threshold P4 is reached and limited to the constant value P4 (solid Curve P).
  • the pressing pressure P turned off (see above under "pressing process") and with a Piston return stroke initiated another press cycle (not shown).
  • FIG. 5 also shows how the time profile of the pressing pressure P and the amount of liquid Q squeezed out for a single pressing cycle with pressing stroke.
  • the times t1, t2, t3, t4 have the same meaning as in FIGS. 3 and 4.
  • the time t5 at which the pressure rise in curve P ends and is limited to P3.1 is the same in this process variant by reaching a maximum value of the current drainage capacity dQ / dt ⁇ Qpoint the amount of liquid Q.
  • This process aims for an optimal combination of yield and performance with a low wet sweat content. Compared to the procedure according to 4, this results in 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 t6 and is limited to a value P3.1 as soon as the mean discharge capacity Q / t ⁇ Lm the amount of liquid Q reaches a maximum value.
  • the course of Lm is shown in FIG. 6 by an interrupted curve.
  • the time t6 of the maximum value of Lm has been measured since the beginning of the return stroke, i.e. from the zero point.
  • the value of Q at time t6 is designated Q3.1, so the maximum value of Lm at time t6 is Q3.1 / t6. Therefore, t6 in FIG. 6 can be determined graphically as the time value of the point of contact of the tangent T from the zero point to the curve Q.
  • FIG. 7 shows the processes in an exemplary embodiment of the pressing method, in which the further pressure rise ends at a time t7 and is limited to a value P3.1 as soon as the mean discharge acceleration Q / (t 2nd ) ⁇ Bm the amount of liquid Q reaches a maximum value.
  • 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 flow rate Q / t.
  • the method according to FIG. 7 leads to an optimal pressing 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. 8 shows the processes.
  • This method has special measurement requirements, since in practice the curves of the quantity of liquid Q (t) often run restlessly and have to be smoothed out to form a differential.
  • the formation of the quantities dQ / dt, Q / t or Q / (t 2 ) required for the further method variants is therefore expediently carried out on corresponding signal functions using means of analog or digital signal processing.
  • Fig. 9 shows a diagram of a plant for performing a the control method according to the invention or Regulation of the pressing pressure.
  • the line 10 outflowing amount of liquid Q is indirectly via the the return chamber of the hydraulic cylinder 12 discharged Hydraulic oil measured using an oil counter 20.
  • the on the pressing material 7, the pressing pressure P exerted by the pressing piston 6 is by means of a pressure sensor 21 for the hydraulic oil in the Hydraulic cylinder 12 measured.
  • the pressing processes are controlled a hydraulic 22 of a known type by means of therein Valves, pumps and oil pan together with one Pressure control valve 23.
  • the output signals from oil meter 20 and pressure sensor 21 are via lines represented by broken lines fed to a process controller 24 together with a pressure controller.
  • Process controllers 24 take place in relation to FIGS. 4 to 8 described required signal processing and Time determinations.
  • control commands for the control or regulation of the Pressing pressure for the hydraulic cylinder 12 generated and on transmit the hydraulics 22.
  • the start of the pressing processes, as well as other automatic The process is an electrical control 25 provided which controls the hydraulics 22.
  • the method according to the invention enables Separation behavior of the pressed material adapted, depending on Objective to achieve optimal pressure limits for a press from Press stroke to press stroke. Except for the chosen tax or Control procedure, no setpoint specifications are required. Disruptive setpoints or empirical values can avoided and product data is not required.
  • the press is in a process of self-optimization at the pressures and times when the pressure increase is to be limited.

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  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

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, Kolben oder Membranen mit hydraulischen, pneumatischen oder 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 0'304'444 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 Nachtei1e:
  • 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 Filterkolbenpresse 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 Flüssigkeitsmenge bei einem einzelnen Kolbenrückhub und anschliessenden 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 erfindungsgemassen 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 Flüssigkeitsnenge 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 wir 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 Fressen 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- Auspresszustand erreicht ist.
  • Entleerungsvorgang:
    • Die Pressrückstände 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 Q1, 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 R1 bis R3 mit Aufreissen und Auflockern des Pressgutes 7, gefolgt von einem Kolbenvorlauf V1 bis V3 mit Abpressvorgang der Flüssigkeitsmengen Q1 bis Q3. Zur besseren Erkennbarkeit beginnt in der Fig. 2 in jedem Presszyklus die Flüssigkeitsmenge Q1 bis Q3 mit dem Wert Null, obwohl für den ganzen Pressvorgang diese Mengen Q1 bis Q3 zu addieren sind.
    In Fig. 3 ist nun für nur einen Presszyklus bekannter Art neben der abgepressten Flüssigkeitmenge Q auch der zeitliche Verlauf des Pressdruckes P während eines Kolbenrückhubes R und des nachfolgenden Kolbenvorlaufes V über der Zeitachse t genauer dargestellt. Nach dem Ende des Rückhubes R zur Zeit t1 beginnt zur Zeit t2 der Druckanstieg P im Pressgut 7. Zeitlich verzögert setzt dann zur Zeit t3 der Ablauf Q der flüssigen Phase ein. Wie ersichtlich wird in diesem Beispiel der weitere Anstieg des Pressdruckes P bei Erreichen einer Druckschwelle P4 beendet und auf den konstanten Wert P4 begrenzt (durchgezogene Kurve P). Zu einer vorgegebenen Zeit t4 wird der Pressdruck P abgestellt (vgl. oben unter "Pressvorgang") und mit einem Kolbenrückhub ein weiterer Presszyklus eingeleitet (nicht dargestellt).
    Ohne Druckbegrenzung auf einen Wert P4 würde der Pressdruck P gemäss der unterbrochen dargestellten Linie auf einen anlagebedingten Wert Prax ansteigen. Dabei würde sich die abgepresste Flüssigkeitsmenge Q je nach Zustand des Pressgutes 7 gegenüber dem Vorgang mit konstantem Pressdruck P4 gemäss der unterbrochenen Kurve Q4.2 erhöhen oder sogar 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, dass für jeden Presshub oder Presszyklus ein anderer Grenz-Pressdruck 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 Ausführungsbeispiel eines solchen Verfahrens wird anhand von Fig. 4 erklärt. Als Steuergrösse dient hier der Abflussbeginn der durch Kurve 4 dargestellten flüssigen Phase zur Zeit t3. Zu dieser Zeit t3 wird der Pressdruck auf den hier erreichten Wert P3 begrenzt und konstant gehalten, wie die ausgezogene Kurve P zeigt. Aus messtechnischen Gründen muss man zur Erkennung des Abflussbeginns t3 zumindest einen kleinen Abfluss ΔQ messen.
    Wie schon zu Fig. 3 erwähnt, setzt nach Beginn des Druckanstieges P zur Zeit t2 der Abfluss Q verzögert zur Zeit t3 ein. Nach Ablauf einer zunehmenden Anzahl von Presshüben in Presszyklen des Pressvorganges einer Charge wird die Zeitdauer zwischen t2 ... t3 länger. Das bedeutet, dass bei einem verspäteten Abflussbeginn zur Zeit t3.1 in einem Presszyklus mit höherer Nummer im Verfahrensbeispiel gem. Fig. 4 der Pressdruck, der unterbrochenen Kurve P folgend, schon auf eine höhere Schwelle P3.1 angestiegen wäre. Bei einem gut pressbaren Pressgut 7 wird mit schnell wachsender Zeitdauer t2 ... t3 von Presshub zu Presshub die Druckschwelle P3.1 und damit der konstante Arbeitsdruck sehr schnell ansteigen, bei schlecht pressbarem Pressgut 7 hingegen sehr langsam.
    Bei einem Pressvorgang nach dem Verfahrensbeispiel gem. Fig. 4 ergibt sich allgemein ein allmählicher Anstieg der Pressdrücke der Zyklen. Dieses Verfahren wird eingesetzt> 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 wie er der zeitliche Verlauf von Pressdruck P und abgepresster Flüssigkeitsmenge Q für einen einzelnen Presszyklus mit Presshub dargestellt. Hier haben die angegebenen Zeiten t1, 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 Verfahrensvariante 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 Pressdrücke P3.1.
    Fig. 6 veranschaulicht die Vorgänge bei einem erfindungsgemassen Verfahren bei dem der weitere Druckanstieg zu einer Zeit t6 beendet und auf einen Wert P3.1 begrenzt wird sobald die mittlere Abflussleistung Q/t ≡ Lm der Flüssigkeitsmenge Q einen Maximalwert erreicht. Der Verlauf von Lm ist in Fig. 6 durch eine unterbrochene Kurve dargestellt. Die Zeit t6 des Maximalwertes von Lm ist seit Beginn des Rückhubes, also vom Nullpunkt aus zu messen. Der Wert von Q zur Zeit t6 ist mit Q3.1 bezeichnet, der Maximalwert von Lm zur Zeit t6 beträgt also Q3.1/t6. Daher kann man t6 in Fig. 6 graphisch bestimmen als Zeitwert des Berührungspunktes der Tangente T vom Nullpunkt an die Kurve Q.
    Da die Zeit t6 für die Begrenzung des Pressdruckes P gemäss Fig. 6 grösser 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 Pressgutes stärker zerstört wird als bei den Verfahren gemäss Fig. 5 und Fig. 4.
    Fig. 7 zeigt die Vorgänge bei einem Ausführungsbeispiel des Pressverfahrens, bei welchem der weitere Druckanstieg zu einer Zeit t7 beendet und auf einen Wert P3.1 begrenzt wird, sobald die mittlere Abflussbeschleunigung 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 Abflussleistung Q/t. Das Verfahren gemäss Fig. 7 führt im Falle der Trennung des Saftes von Früchten zu einem optimalen Pressresultat bezüglich Ausbeute und Leistung, da vorallem die mittlere Saftbeschleunigung für einen schnellen schonenden Abfluss des Saftes aus den Kapillaren im Fruchtgut kennzeichnend ist.
    Für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens, bei welchem der weitere Druckanstieg zu einer Zeit t8 beendet und auf einen Wert P3.1 begrenzt wird, sobald die momentane Abflussbeschleunigung d/dt(Q/(t)) ≡ B der Flüssigkeitsmenge Q einen Maximalwert erreicht, zeigt Fig. 8 die Vorgänge. Dieses Verfahren stellt besondere messtechnische Anforderungen, da die Kurven der Flüssigkeitsmenge Q(t) in der Praxis oft unruhig verlaufen und zur Bildung eines Differentiales geglättet werden müssen. Auch die Bildung der für die weiteren Verfahrensvarianten erforderlichen Grössen dQ/dt, Q/t oder Q/(t2) wird daher zweckmässig an entsprechenden Signalfunktionen mit Mitteln der analogen oder digitalen Signalverarbeitung durchgeführt.
    Fig. 9 zeigt ein Schema einer Anlage zur Durchführung eines der erfindungsgemässen Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Pressdruckes. Die schon zu Fig. 1 eklärte Presse ist mit den schon dort erklärten Bezugszeichen vereinfacht dargestellt. Die über die Leitung 10 abfliessende Flüssigkeitsmenge Q wird indirekt über das aus dem Rücklaufraum des Hydraulikzylinders 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 Ausgangssignale von Ölzähler 20 und Druckfühler 21 sind 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 Zeitbestimmungen. Hier werden auch die Steuerbefehle für die erfindungsgemässe Steuerung oder Regelung des Pressdruckes für den Hydraulikzylinder 12 erzeugt und an die Hydraulik 22 übertragen. Für die Bedienung der Presse, den Start der Pressvorgänge, sowie weitere automatische Verfahrensabläufe ist eine elektrische Steuerung 25 vorgesehen, welche die Hydraulik 22 ansteuert.
    Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht an das Trennungsverhalten des Pressgutes angepasste, je nach Zielsetzung optimale Druckbegrenzungen bei einer Presse von Presshub zu Presshub. Ausser der gewählten Steuer- oder Regelprozedur sind keine Sollwertvorgaben erforderlich. Störende Sollwertvorgaben oder Erfahrungswerte können vermieden werden, und Produktdaten sind nicht erforderlich. Die Presse führt sich in einem Prozess der Selbsoptimierung zu den Pressdrücken und Zeiten, zu welchen der Druckanstieg zu begrenzen ist.

    Claims (6)

    1. Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Pressdruckes bei der Fest- Flüssigtrennung von Pressgut (7) mittels einer während einem Pressvorgang mittels eines Druckanstieges mindestens einen Presszyklus ausübenden Presse (1, 2, 6), dadurch gekennzeichnet, dass der Abfluss (Q) der flüssigen Phase aus der Presse (1) direkt oder indirekt gemessen wird und dass aus dem zeitlichen Verlauf des Abfliessverhaltens (Q) dieser Phase ein Zeitpunkt (t3, t5, t6, t7, t8) ermittelt wird, zu dem der weitere Druckanstieg (P) auf einen konstanten Wert (P3, P3.1) begrenzt wird, wobei dieser Zeitpunkt für jeden Presszyklus in einem Zeitintervall liegt, welches bei Beginn des Abflusses (Q) beginnt und nach Ablauf einer Zeitdauer endet, welche gleich ist der doppelten Zeitdauer zwischen Beginn des Abflusses (t3) und Eintritt (t6) der maximalen mittleren Flussleistung ((Q/t)max) der flüssigen Phase.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszyklen der Presse Perioden mit und ohne Abfluss der flüssigen Phase aufweisen und dass 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 gemessene 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 flüssigen Phase aufweisen und dass als Zeitpunkt, zu dem der weitere Druckanstieg auf einen konstanten Wert (P3.1) begrenzt wird, ein Moment (t7) gewählt wird, zu dem die während der Zeit (t) seit Ende des vorhergehenden Abflusses gemessene mittlere Abflussbeschleunigung (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 dass als Zeitpunkt, zu dem der weitere Druckanstieg auf einen konstanten Wert (P3.1) begrenzt wird, ein Moment (t8) gewählt wird, zu dem die während der Zeit (t) seit Ende des vorhergehenden Abflusses gemessene momentane Abflussbeschleunigung (d/dt(Q/t)) einen maximalen Wert erreicht, wobei Q die in der Zeit t abgeflossene Menge bezeichnet.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 5,dadurch gekennzeichnet, dass die Momente (t5, t8), zu denen die momentanen Abflussleistungen oder Abflussbeschleunigungen ihre maximalen Werte erreichen, mittels Bildung der Differentiale dQ/dt oder d/dt(Q/t) an der abgeflossenen Menge Q oder der mittleren Abflussleistung Q/t entsprechenden Signalfunktionen ermittelt werden.
    EP95907538A 1994-02-18 1995-02-15 Verfahren zur steuerung oder regelung des pressdruckes einer presse zur fest-/flüssigtrennung Expired - Lifetime EP0696961B1 (de)

    Applications Claiming Priority (4)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    CH491/94 1994-02-18
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