EP0980713B1 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischer Trennung eines Bruchgutes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischer Trennung eines Bruchgutes Download PDF

Info

Publication number
EP0980713B1
EP0980713B1 EP98121511A EP98121511A EP0980713B1 EP 0980713 B1 EP0980713 B1 EP 0980713B1 EP 98121511 A EP98121511 A EP 98121511A EP 98121511 A EP98121511 A EP 98121511A EP 0980713 B1 EP0980713 B1 EP 0980713B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrodes
broken
particles
broken good
shells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98121511A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0980713A1 (de
Inventor
Joachim Dipl.-Ing. Essig (Fh)
Olaf Dipl.-Ing. Oehmichen (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F B Lehmann Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
F B Lehmann Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F B Lehmann Maschinenfabrik GmbH filed Critical F B Lehmann Maschinenfabrik GmbH
Publication of EP0980713A1 publication Critical patent/EP0980713A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0980713B1 publication Critical patent/EP0980713B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/12—Separators with material falling free

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for electrostatic separation of a broken product consisting of cocoa nibs and cocoa bean shells, according to the preamble of claim 1.
  • cocoa beans are made from a roasting, Sterilization or pre-drying systems are usually combined in one Reflection breaker broken.
  • the resulting fractions at cocoa kernel, the So-called nibs and the shells must then be used for further processing Nibs are separated.
  • the separation accuracy must be as large as possible because of the quality of the finished cocoa mass is decisively influenced. Maximum are after The current regulations allow 2% shells in the nibs. Furthermore, through the lowest possible proportion of shells in the nibs the service life of the downstream Grinding plants significantly improved.
  • the nibs have been separated from the shells by sieving into different ones Fractions and subsequent air separation of the individual fractions.
  • the applicant automatically attaches the cocoa beans upstream Machines placed on a large pre-screen and then for crushing and Classification station promoted.
  • the cocoa beans broken in the rotary double-throw crusher are separated into six fractions on a classifier.
  • the one in a throwing parabola mixture of shells and nibs emerging from the side of the sieve box Fractions separated, in a separate riser.
  • a directional air flow, which on the grain size of each franking is matched, achieved according to the principle of countercurrent sifting a good separation of the specifically heavier nibs from the specifically light ones Peel.
  • the classifying device has five cascades arranged one behind the other Sieves which divide the cocoa fraction from rough to fine into six fractions.
  • the the sieve principle used from coarse to fine results in short paths of the main quantity short contact times and offers microbiological and hygienic advantages.
  • Sighting the individual fractions are carried out in six side-by-side risers. Due to the fine stage Splitting the sighting into six fractions will result in a higher separation effect and a more accurate one Sorting achieved with high throughput.
  • the air speed each The riser is adjustable for optimal separation.
  • the six shell fractions will be then aspirated upwards, separated from the air in six bowl separators and via one shared cup lock discharged. The nibs fall down on one Vibrating discharge chute.
  • the above system leads to very good separation results however, it is relatively complex in terms of design and operation.
  • DE 19 07 880 A discloses a method and a separator for sorting fine-grained materials Batch known by corona field and electrostatic field, which gives the clue deliver that the separation of a broken material of the type mentioned electrostatically in fractionated form in a charging zone between two differently charged Electrodes is to be carried out, the broken material then falling in free fall in one homogeneous electric field is discharged and the individual fractions at least partially separated by differently strong distractions and then carried away.
  • the object of the invention is now the known separation process and the to develop the associated device so that it is for the separation of Cocoa kernel, i.e. nibs, from the cocoa bean shells is suitable and essential for one lower equipment expenditure leads to comparable good separation results and is therefore cheaper.
  • the device according to the invention for carrying out the method which is generally a Charging zone for the electrical charging of the broken material to be separated and an attached to it subsequent deflection zone for the electrical discharge of the charged broken material outdoors Case and an adjoining separation zone for separating the at least partially has discharged fragments, characterized in that the charging zone at least one feed hopper for the broken material to be separated and at least one itself adjoining vibrating trough connected to the hopper has that with differently charged, generating a homogeneous electric field Electrodes are provided, between which the broken material to be separated is conveyed to be charged electrically, the deflection zone is at least two has further electrodes that limit the free fall distance and that the separation zone has at least one adjustable mechanical separator to which a Conveyor system for the separate product flows, consisting of cocoa kernel (nibs) or heavier broken particles and cocoa bean shells or lighter broken core particles, followed.
  • a Conveyor system for the separate product flows consisting of cocoa kernel (nibs) or heavier broken particles and
  • the one of the two electrodes delimiting the deflection zone is expediently one grounded cathode and for diverting deflected cocoa bean husks with several equipped with flaps through openings, behind which there is a shaft is located with the transport system for the removal of the cocoa bean husks, i.e. the lighter broken particles, communicates.
  • This Electrodes that are assigned to the vibration channel, which can be made of plastic and is lined with metal, are advantageously embedded in the channel so that the one electrode in the channel bottom and the other at a distance above the bottom located so that the broken material to be loaded between the electrodes can be conveyed through.
  • the anode of these electrodes lies on a positive one or negative DC voltage.
  • vibration channel with an adjustable vibrato drive has proven itself to provide and also to make the feed hopper adjustable in height, whereby the Delivery capacity is largely variable.
  • the inner wall of the Vibration trough to provide contours that the mixing of the over it run away particles of the material to be broken, such contours in particular can be hump-like structures.
  • an embodiment of the device is particularly advantageous in which the two Electrodes that limit the free fall distance of the discharge zone, capacitor plates form and are coated with an electrically insulating material layer to To prevent recharging processes when the electrodes come into contact with the debris.
  • the device can also be provided with a debris moistening device to set the desired moisture levels in the broken material, since the efficiency of the charge transfer depends, among other things, on the moisture content.
  • the device with a housing enclose, then in such a housing also multi-stage separation devices can be arranged in series.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of an embodiment of the separation device.
  • the broken material 5 is raw or dried in fractional form dried and steamed or roasted or roasted and steamed in one Input hopper 4 entered, the output end in a vibrating or vibrating trough 6th which flows with differently charged, a homogeneous electric field generating electrodes 7, 8 is provided, between which the broken material to be separated is conveyed through in order to be electrostatically charged. Feed hopper 4 and vibrating channel 6 together with the electrodes 7, 8 form the charging zone of the Separator.
  • the vibration channel 6 is equipped with a vibration drive, not shown, which can be set so that a desired breakage conveyor speed is reached, with the fact that the hopper 4 is adjustable in height, the flow rate the vibratory trough can also be influenced.
  • the vibrating channel is on the outside fully electrically insulated. Your wall is made of plastic material, in which the Electrodes 7, 8 are embedded and is lined with metal.
  • the inner wall of the Vibration trough is also provided with contours in the form of hump-like structures. which serve to mix the fragments 5 passing over them and the Optimization of the electrical to be transferred to the particles using the electrodes Charge. To optimize this transfer, the formation of a single grain layer aimed at on the vibrating channel floor.
  • the bottom-side electrode 7 lies on one DC voltage (U +) of about 20 - 40 kV and represents the anode, while the direct the second metal electrode 8 located above is the grounded cathode and the Charge transfer to the fragments 5 supported.
  • the Debris particles namely the nibs and shells
  • the Charge sits essentially on the surface of these particles, the transferred one
  • the amount of charge is therefore proportional to the size of the particle surface.
  • the rate at which charging occurs depends on the electrical conductivity of the Material.
  • the charging zone 1 corresponds to the size of the particles to transfer charge because of the size of the electrical charge of the particles for the subsequent separation in the one following the charging zone 1
  • Deflection zone 2 is crucial.
  • the deflection zone 2 has a free-fall path 11, which is separated from the two electrodes 9, 10 is limited and into which the fragments 5 to be separated from the vibrating trough 6 be dropped.
  • One electrode 9 is at the same DC voltage (U +) as that Anode 7 of the vibrating trough, while the cathode 10, which is opposite at a distance is grounded.
  • U + DC voltage
  • the cathode 10 which is opposite at a distance is grounded.
  • There is a homogeneous electric field between the two electrodes 9, 10 E in which the deflection of the charged fragments 5 by those acting in the field Forces F is proportional to their specific charge, i.e. to the ratio of Amount of charge to mass.
  • nibs and shells, in the different field forces F acting free fall are these particles that Because of their different electrical conductivity, they also have different sizes Carrying amounts of charge, to different degrees, towards the cathode 10 distracted.
  • this is provided with several flaps 17 Through openings 18 equipped, behind which there is a shaft 19 with a slide 14 is located, which with a transport system 13 for removing the shells 16 in Connection is established.
  • the nibs 15 from the Shells 16 separated and get in the lower region of the free fall section 11 in the Separation zone 3, in which an adjustable, mechanical separator 12 is arranged which the conveyor system 13 for the separate product streams 15, 16, consisting of Cocoa nibs or heavier fragments 15 and cocoa bean shells or lighter fragments 16.
  • the separator 12 shown in the Embodiment has the shape of a flow separating wedge, can be between the Slide electrodes 9, 10 back and forth to ensure the cleanest possible separation of the nibs from to reach the shells. This adjustment process of the separator can be done here Automate facilities not shown.
  • the two electrodes 7 and 8 of the deflection zone 2 have an insulating layer coated, otherwise the charged fragments come into contact with the electrodes Charging takes place and the particles back and forth between the electrodes would jump out.
  • mechanical ricocheting of the shells as already mentioned above, on the surface of the Cathode 10 avoided in that it with the flap-like openings 18th through which the shells are pulled and thus no longer bounce back can.
  • the inventive method shows that the separation of nibs and shells with the help an electrostatic separation device is possible, the forces occurring in electric field of sufficient size and the differences of nibs and shells are sufficient to separate these two fragments.
  • the necessary voltages are in the range of 40 kV to 50 kV.

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einVerfahren sowie eine Vorrichtung zur elektrostatischen Trennung eines Bruchgutes, bestehend aus Kakaokembruch (Nibs) und Kakaobohnenschalen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kakaobohnen, die in Abhängigkeit von der Art der Vorbehandlung aus einer Röst-, Sterilisations- oder Vortrocknungsanlage kommen, werden üblicherweise in einem Reflexionsbrecher gebrochen. Die dabei entstehenden Fraktionen an Kakaokernbruch, die sogenannten Nibs, sowie die Schalen müssen anschließend für die weitere Verarbeitung der Nibs voneinander getrennt werden. Die Trenngenauigkeit muß möglichst groß sein, da von ihr die Qualität der fertigen Kakaomasse entscheidend beeinflusst wird. Maximal sind nach den geltenden Bestimmungen 2 % Schalen in den Nibs zulässig. Desweiteren wird durch einen möglichst geringen Schalenanteil in den Nibs die Standzeit der nachgeschalteten Mahlanlagen erheblich verbessert.
Bisher erfolgte die Trennung der Nibs von den Schalen durch Sieben in verschiedene Fraktionen und anschließende Windsichtung der einzelnen Fraktionen. In einer speziellen Anlage der Anmelderin werden hierzu die Kakaobohnen automatisch von vorgeschalteten Maschinen auf ein großes Vorsieb aufgegeben und anschließend zur Brech- und Klassierstation gefördert. Die im Rotations-Doppelwurfbrecher gebrochenen Kakaobohnen werden auf einer Klassiereinrichtung in sechs Fraktionen getrennt. Die in einer Wurfparabel seitlich aus dem Siebkasten austretende Mischung aus Schalen und Nibs gelangt, in Fraktionen getrennt, in einen separaten Steigsichter. Eine gerichtete Luftströmung, welche auf die Korngröße jeder Franktion abgestimmt ist, erzielt nach dem Prinzip der Gegenstrom-Sichtung eine gute Trennung der spezifisch schwereren Nibs von den spezifisch leichten Schalen. Die Klassiereinrichtung besitzt fünf kaskadenförmig hintereinander angeordnete Siebe, welche den Kakaobruch von grob nach fein in sechs Fraktionen aufteilen. Das verwendete Siebprinzip von grob nach fein ergibt durch kurze Wege der Hauptmenge auch kurze Kontaktzeiten und bietet mikrobiologische und hygienische Vorteile. Die Sichtung der einzelnen Fraktionen erfolgt in sechs seitlich angeordneten Steigsichtern. Durch die feinstufige Aufteilung der Sichtung in sechs Fraktionen wird ein höherer Trenneffekt und eine genauere Sortierung bei hoher Durchsatzleistung erreicht. Die Luftgeschwindigkeit jedes Steigschachtes ist auf optimale Trennwirkung einstellbar. Die sechs Schalenfraktionen werden dann nach oben abgesaugt, in sechs Schalenabscheidern von der Luft getrennt und über eine gemeinsame Schalenschleuse ausgetragen. Die Nibs fallen nach unten auf eine Vibrationsaustragsrinne. Die obige Anlage führt zwar zu sehr guten Trennergebnissen, ist jedoch in konstruktiver und betriebstechnischer Hinsicht relativ aufwendig.
Aus der DE 19 07 880 A sind ein Verfahren sowie ein Scheider zum Sortieren feinkörniger Gemenge durch Koronafeld und elektrostatisches Feld bekannt, die den Hinweis darauf liefern, dass die Trennung eines Bruchgutes der genannten Art auf elektrostatischem Wege in fraktionierter Form in einer Aufladungszone zwischen zwei unterschiedlich geladenen Elektroden durchzuführen ist, wobei das Bruchgut anschließend im freien Fall in einem homogenen elektrischen Feld entladen wird und die einzelnen Fraktionen wenigstens teilweise durch unteschiedlich starke Ablenkung getrennt und danach weggefördert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, das bekannte Trennverfahren sowie die zugehörige Vorrichtung so weiterzuentwickeln, dass es sich zur Trennung von Kakaokernbruch, also Nibs, von den Kakaobohnenschalen eignet und bei einem wesentlich geringeren apparatetechnischen Aufwand zu vergleichbar guten Trennergebnissen führt und daher kostengünstiger ist.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst, wobei im Anschluss an den Grundgedanken der Trennung auf elektrostatischem Wege in einer oder mehreren Stufen die Verbesserung des Ladungsüberganges von den geladenen Elektroden in der Aufladungszone auf das Bruchgut erreicht wird.
Diese Aufladungsverbesserung und damit Optimierung der angestrebten Trennung des Bruchgutes in schwere und leichtere Bestandteile in der Aufladungszone wird vor allem dadurch erreicht, dass durch die Vibrationsbewegung, der der Bruchgutstrom unterworfen wird, die einzelnen Bruchgutteilchen zu einer Einkornschicht ausgebreitet werden, so dass ein Übereinanderliegen der Bruchgutteilchen vermieden wird, was die Aufladung behindern kann, weil dann kein direkter Kontakt zwischen den obenliegenden Teilchen und der Metallfläche der Vibrationsrinne besteht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die ganz allgemein eine Aufladungszone zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes und eine sich daran anschließende Ablenkzone zur elektrischen Entladung des aufgeladenen Bruchgutes im freien Fall sowie eine sich daran anschließende Separationszone zur Trennung der wenigstens teilweise entladenen Bruchgutteilchen aufweist, kennzeichnet sich dadurch, dass die Aufladungszone wenigstens einen Aufgabetrichter für das zu trennende Bruchgut und wenigstens eine sich daran anschließende und mit dem Trichter in Förderverbindung stehende Vibrationsrinne aufweist, die mit unterschiedlich geladenen, ein homogenes elektrisches Feld erzeugenden Elektroden versehen ist, zwischen denen das zu trennende Bruchgut hindurchgefördert wird, um dabei elektrisch aufgeladen zu werden, dass die Ablenkzone wenigstens zwei weitere Elektroden aufweist, die die Freifallstrecke begrenzen und dass die Separationszone wenigstens einen einstellbaren mechanischen Separator aufweist, an den sich ein Fördersystem für die getrennten Produktströme, bestehend aus Kakaokernbruch (Nibs) oder schwereren Bruchgutteilchen und Kakaobohnenschalen oder leichteren Kernbruchteilchen, anschließt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die eine der beiden die Ablenkzone begrenzenden Elektroden ist zweckmäßigerweise eine geerdete Kathode und zur Ableitung von abgelenkten Kakaobohnenschalen mit mehreren mit Klappen ausgestatteten Durchgangsöffnungen versehen, hinter denen sich ein Schacht befindet, der mit dem Transportsystem zum Abtransport der Kakaobohnenschalen, also der leichteren Bruchgutteilchen, in Verbindung steht.
Darüber hinaus ist zweckmäßigerweise eine der beiden Elektroden, mit denen die Vibrationsrinne versehen ist, als geerdete Kathode ausgebildet, die den Ladungsübergang auf die Bruchgutteilchen unterstützt, und die Vibrationsrinne ist nach außen vollständig elektrisch isoliert und liegt mit einer der Elektroden an der gleichen Spannung. Diese Elektroden, die der Vibrationsrinne zugeordnet sind, welche aus Kunststoff bestehen kann und mit Metall ausgekleidet ist, sind vorteilhafterweise in die Rinne so eingebettet, daß die eine Elektrode sich im Rinnenboden und die andere mit Abstand oberhalb des Bodens befindet, so daß das zu beladende Bruchgutmaterial zwischen den Elektroden hindurchgefördert werden kann. Die Anode dieser Elektroden liegt dabei an einer positiven oder negativen Gleichspannung.
Desweiteren hat sich bewährt, die Vibrationsrinne mit einem verstellbaren Vibratonsantrieb zu versehen und auch den Aufgabetrichter höhenverstellbar zu machen, wodurch die Förderleistung weitgehend variabel ist.
Darüber hinaus hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Innenwandung der Vibrationsrinne mit Konturen zu versehen, die der Durchmischung der über sie hinweglaufenden Teilchen des Bruchgutes dienen, wobei solche Konturen insbesondere höckerartige Gebilde sein können.
Desweiteren ist eine Ausbildung der Vorrichtung besonders vorteilhaft, bei der die beiden Elektroden, die die Freifallstrecke der Entladungszone begrenzen, Kondensatorplatten bilden und mit einer elektrisch isolierenden Materialschicht überzogen sind, um Umladungsvorgänge beim Kontakt der Elektroden mit den Bruchgutteilchen zu verhindern.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorrichtung auch mit einer Bruchgutbefeuchtungseinrichtung versehen
sein, um gewünschte Feuchtigkeitsgrade im Bruchgut einzustellen, da der Wirkungsgrad der Ladungsübertragung u.a. von dem Feuchtigkeitsgehalt abhängt.
Schließlich hat es sich insbesondere dann bewährt, wenn die gesamte Vorrichtung unter besonderen klimatischen Bedingungen arbeiten soll, die Vorrichtung mit einem Gehäuse zu umschließen, wobei dann in einem solchen Gehäuse auch mehrstufige Trenneinrichtungen hintereinandergeschaltet angeordnet sein können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Ausführungsform der Trennvorrichtung.
Zur Durchführung des Verfahrens zur Trennung eines Bruchgutes, bestehend aus in einem Brecher gebrochenen Körnern oder Nüssen oder Mandeln oder Bohnen und ihren Schalen, insbesondere aber zur Trennung von Kakaokernbruch, den sogenannten Nibs, von den Kakaobohnenschalen, wird das Bruchgut 5 in fraktionierter Form roh oder getrocknet oder getrocknet und dampfbehandelt oder geröstet oder geröstet und dampfbehandelt in einen Aufgabetrichter 4 eingegeben, dessen Ausgangsende in eine Vibrations- oder Rüttelrinne 6 mündet, welche mit unterschiedlich geladenen, ein homogenes elektrisches Feld erzeugenden Elektroden 7, 8 versehen ist, zwischen denen das zu trennende Bruchgut hindurchgefördert wird, um dabei elektrostatisch aufgeladen zu werden. Aufgabetrichter 4 und Vibrationsrinne 6 bilden zusammen mit den Elektroden 7, 8 die Aufladungszone der Trennvorrichtung.
Die Vibrationsrinne 6 ist mit einem nicht dargestellten Vibrationsantrieb ausgestattet, der so eingestellt werden kann, daß eine gewünschte Bruchgutfördergeschwindigkeit erreicht wird, wobei durch die Tatsache, daß der Aufgabetrichter 4 höhenverstellbar ist, die Fördermenge der Vibrationsrinne zusätzlich beeinflusst werden kann. Die Vibrationsrinne ist nach außen vollständig elektrisch isoliert. Ihre Wandung besteht aus Kunststoffmaterial, in das die Elektroden 7, 8 eingebettet sind und ist mit Metall ausgekleidet. Die Innenwandung der Vibrationsrinne ist außerdem mit Konturen in Form von höckerartigen Gebilden versehen. die der Durchmischung der über sie hinweglaufenden Bruchgutteilchen 5 dienen sowie der Optimierung der auf die Teilchen mit Hilfe der Elektroden zu übertragenden elektrischen Ladung. Um diese Übertragung zu optimieren, wird die Ausbildung einer Einkornschicht auf dem Vibrationsrinnenboden angestrebt. Die bodenseitige Elektrode 7 liegt an einer Gleichspannung (U+) von etwa 20 - 40 kV und stellt die Anode dar, während die direkt darüber befindliche zweite Metallelektrode 8 die geerdete Kathode ist und den Ladungsübergang auf die Bruchgutteilchen 5 unterstützt.
Bei ihrer Bewegung zwischen den Elektroden 7 und 8 hindurch werden die Bruchgutteilchen, nämlich die Nibs und Schalen, unterschiedlich stark aufgeladen. Die Ladung sitzt im wesentlichen auf der Oberfläche dieser Teilchen, die übertragene Ladungsmenge ist somit proportional zur Größe der Teilchenoberfläche. Die Geschwindigkeit, mit der die Aufladung erfolgt, hängt von der elektrischen Leitfähigkeit des Materials ab.
Somit ist die Aufladungszone 1 entsprechend der Größe der auf die Teilchen zu übertragenden Ladung auszulegen, da die Größe der elektrischen Aufladung der Teilchen für die nachfolgende Trennung in der sich an die Aufladungszone 1 anschließenden Ablenkzone 2 entscheidend ist.
Die Ablenkzone 2 weist eine Freifallstrecke 11 auf, die von den beiden Elektroden 9, 10 begrenzt wird und in die die zu trennenden Bruchgutteilchen 5 von der Vibrationsrinne 6 abgeworfen werden. Die eine Elektrode 9 liegt an derselben Gleichspannung (U+) wie die Anode 7 der Vibrationsrinne, während die mit Abstand gegenüberliegende Kathode 10 geerdet ist. Zwischen den beiden Elektroden 9, 10 besteht ein homogenes elektrisches Feld E, in dem die Ablenkung der aufgeladenen Bruchgutteilchen 5 durch die im Feld wirkenden Kräfte F proportional zu ihrer spezifischen Ladung ist, also zu dem Verhältnis von Ladungsmenge zu Masse. Durch die auf die Bruchgutteilchen, also Nibs und Schalen, im freien Fall einwirkenden unterschiedlichen Feldkräfte F werden diese Teilchen, die auf Grund ihrer unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit auch unterschiedlich große Ladungsmengen tragen, in unterschiedlichem Maße in Richtung auf die Kathode 10 abgelenkt. Um zu verhindern, daß die Schalen als leichtere Teilchen dabei auf die Oberfläche der Kathode auftreffen, ist diese mit mehreren mit Klappen 17 versehenen Durchgangsöffnungen 18 ausgestattet, hinter denen sich ein Schacht 19 mit einer Rutsche 14 befindet, der mit einem Transportsystem 13 zum Abtransport der Schalen 16 in Verbindung steht.
Durch die unterschiedliche Ablenkung in der Ablenkzone 2 werden die Nibs 15 von den Schalen 16 getrennt und gelangen im unteren Bereich der Freifallstrecke 11 in die Separationszone 3, in der ein einstellbarer, mechanischer Separator 12 angeordnet ist, an den sich das Fördersystem 13 für die getrennten Produktströme 15, 16, bestehend aus Kakaokembruch (Nibs) bzw. schwereren Bruchgutteilchen 15 und Kakaobohnenschalen bzw. leichteren Bruchgutteilchen 16, anschließt. Der Separator 12, der bei der dargestellten Ausführungsform die Gestalt eines Strömungstrennkeils aufweist, läßt sich zwischen den Elektroden 9, 10 hin- und herschieben, um eine möglichst saubere Trennung der Nibs von den Schalen zu erreichen. Dieser Einstellvorgang des Separators läßt sich mit Hilfe hier nicht dargestellter Einrichtungen automatisieren.
Die beiden Elektroden 7 und 8 der Ablenkzone 2 sind mit einer isolierenden Schicht überzogen, da anderenfalls bei Kontakt der geladenen Bruchgutteilchen mit den Elektroden Umladungsvorgänge stattfinden und die Teilchen zwischen den Elektroden hin- und herspringen würden. Abgesehen von den zu vermeidenden Umladungsvorgängen wird das mechanische Abprallen der Schalen, wie oben bereits erwähnt, an der Oberfläche der Kathode 10 dadurch vermieden, daß diese mit den klappenartigen Öffnungen 18 ausgestattet ist, durch die die Schalen gezogen werden und somit nicht mehr zurückprallen können.
Für den Aufladungs- und Entladungsvorgang der Bruchgutteilchen und damit den Trennvorgang ist auch die Feuchtigkeit des Bruchgutes eine wesentliche Einflußgröße, da sich die Leitfähigkeit des Materials mit dem Feuchtigkeitsgehalt stark ändert. Es können daher hier nicht dargestellte Einrichtungen zur Bruchgutbefeuchtung vorgesehen werden sowie zur Klimatisierung der gesamten Anlage, die zu diesem Zweck von einem ebenfalls nicht dargestellten Gehäuse umschlossen werden kann.
Darüber hinaus ist eine mehrstufige Ausführung der dargestellten Trennvorrichtung möglich, falls dies der gewünschte Wirkungsgrad der Anlage erfordern sollte.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt, daß die Trennung von Nibs und Schalen mit Hilfe einer elektrostatischen Trennvorrichtung möglich ist, wobei die auftretenden Kräfte im elektrischen Feld von ausreichender Größe und die Unterschiede von Nibs und Schalen ausreichend sind, um diese beiden Bruchgutbestandteile voneinander zu trennen. Die notwendigen Spannungen liegen im Bereich von 40 kV bis 50 kV. Durch geeignete Fraktionierung des in den Aufgabetrichter 4 gelangenden Bruchgutes 5 können besonders große Teilchen vorher abgetrennt werden, wenn die Vorrichtung für sie keine optimale Trennleistung bietet. Im übrigen lassen sich die Trennergebnisse durch eine Variation des Elektrodenabstandes, der angelegten Spannung, der Polarität der Spannung sowie der Fördermenge und des Feuchtigkeitsgrades der Nibs und Schalen optimieren.

Claims (17)

  1. Verfahren zur elektrostatischen Trennung eines Bruchgutes, bestehend aus Kakaokernbruch (Nibs) und Kakaobohnenschalen, wobei das Bruchgut in fraktionierter Form in einer Aufladungszone zwischen zwei unterschiedlich geladenen Elektroden elektrisch aufgeladen und anschließend im freien Fall in einem homogenen elektrischen Feld entladen wird und wobei wenigstens teilweise durch unterschiedlich starke Ablenkung der Kernbruch von den Schalen getrennt und danach weggefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungsübergang von den geladenen Elektroden in der Aufladungszone auf das Bruchgut dadurch unterstützt wird, dass der Bruchgutstrom bei seiner Förderung zur Freifallstrecke einer Vibrationsbewegung unterworfen wird, deren Stärke zur Einstellung der Verweilzeit des Bruchgutes in der Aufladungszone und damit der Aufladezeit gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leichteren Kernbruchteilchen durch Elektroden in der Freifallstrecke so stark abgelenkt werden, dass sie durch in der Kathode befindliche Öffnungen hindurchtreten und dahinter über einen Schacht dem Schalenproduktstrom zugeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bruchgut in der Aufladungszone im Bereich der Elektroden mittels einer Vibrations- oder Rütteleinrichtung zur Erreichung einer optimalen elektrischen Aufladung der einzelnen Bruchgutteilchen zu einer Einkornschicht ausgebreitet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennergebnisse durch Änderung des Elektrodenabstandes optimiert werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennergebnisse durch Änderung der an die Elektroden angelegten Spannung optimiert werden.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 5, mit einer Aufladungszone (1) zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes, einer sich daran anschließenden Ablenkzone (2) zur elektrischen Entladung des aufgeladenen Bruchgutes im freien Fall und einer sich daran anschließenden Separationszone (3) zur Trennung der wenigstens teilweise entladenen schweren von den leichteren Bruchgutteilchen sowie zum Abtransport des Bruchgutes, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladungszone (1) wenigstens einen Aufgabetrichter (4) für das zu trennende Bruchgut (5) und wenigstens eine sich daran anschließende und mit dem Trichter in Förderverbindung stehende, mit einem verstellbaren Vibrationsantrieb versehene Vibrationsrinne (6) aufweist, die mit unterschiedlich geladenen, ein homogenes elektrisches Feld erzeugenden Elektroden (7, 8) versehen ist, zwischen denen das zu trennende Bruchgut hindurchgefördert wird, um dabei elektrisch aufgeladen zu werden, dass die Ablenkzone (2) wenigstens zwei weitere Elektroden (9, 10) aufweist, die die Freifallstrecke (11) begrenzen und dass die Separationszone (3) wenigstens einen einstellbaren mechanischen Separator (12) aufweist, an den sich ein Fördersystem (13) für die getrennten Produktströme (15, 16), bestehend aus Kakaokembruch (Nibs) oder schwereren Bruchgutteilchen (15) und Kakaobohnenschalen oder leichteren Kernbruchteilchen (16), anschließt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden die Ablenkzone (2) begrenzenden Elektroden (9, 10) eine geerdete Kathode ist und zur Ableitung von abgelenkten Kakaobohnenschalen (16) mehrere mit Klappen (17) versehene Durchgangsöffnungen (18) aufweist, hinter denen sich ein Schacht (19) befindet, der mit dem Transportsystem (13) zum Abtransport der Kakaobohnenschalen (16) in Verbindung steht.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Elektroden (7, 8), mit denen die Vibrationsrinne (6) versehen ist, als geerdete Kathode ausgebildet ist, die den Ladungsübergang auf die Bruchgutteilchen unterstützt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabetrichter (4) höhenverstellbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsrinne (6) nach außen vollständig elektrisch isoliert ist und mit einer der Elektroden (7,8) an der gleichen Spannung liegt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (7, 8), die der Vibrationsrinne (6) zugeordnet sind, in die aus Kunststoff bestehende und mit Metall ausgekleidete Rinne eingebettet sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung der Vibrationsrinne (6) mit Konturen versehen ist, die der Durchmischung der über sie hinweglaufenden Teilchen (5) des Bruchguts dienen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen höckerartige Gebilde sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden (9, 10), die die Freifallstrecke der Ablenkzone (2) begrenzen, Kondensatorplatten bilden und mit einer elektrisch isolierenden Materialschicht überzogen sind, um Umladungsvorgänge beim Kontakt mit den Bruchgutteilchen zu verhindern.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Bruchgutbefeuchtungseinrichtung versehen ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie von einem Gehäuse umschlossen ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere derartige Vorrichtungen zur Bildung einer mehrstufigen Trenneinrichtung hintereinandergeschaltet sind oder zur Trennung verschiedener Teilchenfraktionen parallelgeschaltet sind.
EP98121511A 1998-08-19 1998-11-13 Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischer Trennung eines Bruchgutes Expired - Lifetime EP0980713B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19837635 1998-08-19
DE19837635 1998-08-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0980713A1 EP0980713A1 (de) 2000-02-23
EP0980713B1 true EP0980713B1 (de) 2003-01-02

Family

ID=7878033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98121511A Expired - Lifetime EP0980713B1 (de) 1998-08-19 1998-11-13 Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischer Trennung eines Bruchgutes

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0980713B1 (de)
JP (1) JP2000061359A (de)
AT (1) ATE230307T1 (de)
DE (1) DE19912462A1 (de)
DK (1) DK0980713T3 (de)
ES (1) ES2190031T3 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29905061U1 (de) * 1999-03-19 1999-06-02 Lehmann Maschf F B Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes
DE10154462A1 (de) 2001-11-08 2003-05-22 Buehler Ag Verfahren zum Isolieren von Aleuronteilchen
JP2010119911A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Mitsubishi Electric Corp 静電選別方法および静電選別装置
FR2943561B1 (fr) 2009-03-27 2011-05-20 Apr2 Procede de separation electrostatique d'un melange de granules de materiaux differents et dispositif de mise en oeuvre
CN105028200A (zh) * 2015-07-09 2015-11-11 武汉轻工大学 一种植物人工种子生产装置及方法
WO2019046234A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-07 Separation Technologies Llc METHOD FOR SEPARATING DRY FOOD AND FOOD MATERIALS USING A TRIBOELECTROSTATIC SEPARATOR DEVICE
CN112718521A (zh) * 2020-11-24 2021-04-30 国家粮食和物资储备局科学研究院 一种物料分离系统及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2135716A (en) * 1937-02-27 1938-11-08 Ritter Products Corp Method and apparatus for separating foodstuff of the nature of cocoa beans
US2803344A (en) * 1954-11-18 1957-08-20 Creighton H Morrison Middlings separator
DE1907880C3 (de) * 1968-11-11 1974-05-09 Akademie Der Wissenschaften Der Ddr, X 1199 Berlin Verfahren und Scheider zum Sortieren feinkörniger Gemenge durch Koronafeld und elektrostatisches Feld

Also Published As

Publication number Publication date
DE19912462A1 (de) 2000-02-24
JP2000061359A (ja) 2000-02-29
ATE230307T1 (de) 2003-01-15
ES2190031T3 (es) 2003-07-16
DK0980713T3 (da) 2003-03-31
EP0980713A1 (de) 2000-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0325770B1 (de) Mahlverfahren sowie Mahlanlage
EP2704838B1 (de) Vorrichtung zur prallzerkleinerung und ausbringung von materialien, insbesondere von holz, in mehreren fraktionen
EP0460490B1 (de) Sichter
DE10392403T5 (de) Elektrostatischer Hochspannungsklassierer und Separator und damit verbundenes Verfahren
EP0250921B1 (de) Sichter
DE2712666A1 (de) Sortierverfahren und -vorrichtung
EP0980713B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischer Trennung eines Bruchgutes
EP0427305A1 (de) Sortierverfahren und -vorrichtung
DE19726105A1 (de) Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Elektronik-Schrott und zur Anreicherung verwertbarer, insbesondere Edelmetalle enthaltender Bestandteile
DE3342765C2 (de)
EP1038583B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes
DE19510923B4 (de) Verfahren und Einrichtung zum Trennen eines bei der Aufarbeitung von Verbundwerkstoffteilen anfallenden Partikelgemisches in mindestens zwei Partikelfraktionen
EP0482683A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines Schüttgutstromes in Fraktionen mit unterschiedlicher Korngrösse
DE3804190C2 (de)
EP3305424B1 (de) Siebmaschine mit mehreren siebdecks unter ein ander installiert
US6359246B1 (en) Process and device for separating broken beans and shells
EP1080789A1 (de) Pulverrückgewinnungseinheit
DE3527179C1 (de) Verfahren zur trockenen Auftrennung von Steinkohlenflugstäuben und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP0081087A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dichtetrennung eines Schüttgutgemisches
DE19847939A1 (de) Aufgabevorrichtung für eine Sortiermaschine
DE3152018C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufbereitung von kohlehaltigen Berge-(Abraum-)halden
DE4401352C2 (de) Aufbereitungsanlage für verunreinigten Bauschutt und Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigtem Bauschutt
EP0686436B1 (de) Vorrichtung zum Separieren fliessfähiger Schüttgüter
DE829281C (de) Einrichtung zur elektrostatischen Aufbereitung von staubfoermigen Zwei- oder Mehrstoffgemengen
AT274987B (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Oberflächenbeschichten mit pulverförmigen Stoffen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DK ES FR GB IT LI NL

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20000202

AKX Designation fees paid

Free format text: AT BE CH DK ES FR GB IT LI NL

17Q First examination report despatched

Effective date: 20011022

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DK ES FR GB IT LI NL

REF Corresponds to:

Ref document number: 230307

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20030115

Kind code of ref document: T

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: 20030102:NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: ABATRON-PATENTBUERO AG

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20030331

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2190031

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20031003

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20041026

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20041101

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20041104

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20041109

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20041116

Year of fee payment: 7

Ref country code: DK

Payment date: 20041116

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 20041119

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20041126

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051113

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051113

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051113

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051114

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051130

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051130

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051130

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060601

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EBP

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20051113

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060731

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20060601

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20060731

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20051114

BERE Be: lapsed

Owner name: F.B. *LEHMANN MASCHINENFABRIK G.M.B.H.

Effective date: 20051130