EP1038583A2 - Process and apparatus for the separation of a fractured product - Google Patents

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EP1038583A2
EP1038583A2 EP00100992A EP00100992A EP1038583A2 EP 1038583 A2 EP1038583 A2 EP 1038583A2 EP 00100992 A EP00100992 A EP 00100992A EP 00100992 A EP00100992 A EP 00100992A EP 1038583 A2 EP1038583 A2 EP 1038583A2
Authority
EP
European Patent Office
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electrodes
broken material
zone
shells
separated
Prior art date
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EP00100992A
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German (de)
French (fr)
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EP1038583B1 (en
EP1038583A3 (en
Inventor
Joachim Dipl.-Ing. Essig
Olaf Oehmichen
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
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Publication date
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Publication of EP1038583A2 publication Critical patent/EP1038583A2/en
Publication of EP1038583A3 publication Critical patent/EP1038583A3/en
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    • 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
    • B03C7/04—Separators with material carriers in the form of trays, troughs, or tables

Definitions

  • the invention relates to a method for separating broken material, consisting of broken grains or beans and their husks, especially for separating Cocoa breakage (nibs) from the cocoa bean husks, by means of electrostatic charging of the Break good.
  • the invention further relates to a device for performing this Procedure.
  • Cocoa beans depending on the type of pretreatment, from a roasting, Sterilization or pre-drying systems are usually combined in one Reflection breaker broken.
  • 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 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's plant automatically switches the cocoa beans upstream Machines placed on a large pre-screen and then for crushing and Classification station promoted.
  • the ha rotary double-breaker broken cocoa beans are separated into six fractions on a classifier.
  • a directional air flow which on the grain size of each franking is coordinated; achieved on the principle of countercurrent sifting a good separation of the specifically heavier nibs from the specifically light ones Peel.
  • the classifying device has five cascaded 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 have a higher separation effect and a more accurate one Sorting achieved with high throughput.
  • the air speed each Rising shaft can be adjusted for optimal separation effect.
  • 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 Vibration discharge chute.
  • the object of the invention is now to the method of the type mentioned and to improve its implementation device so that a much smaller apparatus technology leads to comparable good separation results and thus significant cost savings.
  • the basic idea of the solution is to separate the material to be broken on electrostatic Ways to perform in one or more stages by charging the Debris particles in a homogeneous electric field while subjecting the Broken particles of a vibration movement, which causes the charge transfer from the charged electrodes on the debris in the charging zone is supported.
  • the Strength of the vibration movement can be used to adjust the dwell time of the broken material control the charging zone and thus the charging time.
  • After electrical charging of the Particles are deflected by forces acting in a further field, the are proportional to the specific charge.
  • the well-known fact is to be assumed that the particle size of the particles influences the separation; there with increasing Particle size the ratio of surface to volume is less favorable and therefore the specific charge becomes smaller.
  • the electrical conductivity of the particles also plays a role this context, because it is the physical parameter that the Determines the speed at which the particles take charge. Add to that; that Shells and nibs have approximately the same specific density, so that they are different Distraction for particles of the same size is only to be expected if during charging different amounts of charge flow onto the particles.
  • a process variant has assumed the above physical conditions particularly proven, in which the broken material in free fall following the loading zone one of two other electrodes, which delimit the free-fall path, produced homogeneous electric field is discharged, at least partially by different strengths Deflection of the core fracture is separated from the shells and then by means of a mechanical separator in two separate product streams, consisting essentially of a core fracture current and a shell current is conveyed away.
  • the distraction of the Breakage in the free fall in the direction of the grounded cathode of the two electrodes takes place depending on the size of those recorded in the charging zone Amount of charge.
  • Electrodes a vibrating or vibrating device that closes the individual fragments spreads a single grain layer; because with several superimposed particles their Charging can be hindered because then there is no direct contact between the overhead particles and the metal surface of the device.
  • the device according to the invention for carrying out the method is characterized generally through a charging zone for electrically charging the one to be separated Breakage, an adjoining deflection zone for the electrical discharge of the loaded fragments in free fall and an adjoining separation zone to separate the at least partially unloaded heavier from the lighter ones Fragments and for the removal of the separated fragments.
  • the charging zone in such a way that they have at least one feed hopper for the broken material to be separated and at least an adjoining one and in connection with the hopper conveying connection Has vibrating trough which is provided with differently charged electrodes, between which the broken material to be separated is conveyed through in order to be electrical to be charged while the deflection zone has at least two more electrodes should have, which limit the free fall distance and adjoining this Separation zone should have at least one adjustable mechanical separator which is a conveyor system for the separate product flows, consisting of Cocoa core broke or heavier broken particles and cocoa bean shells or lighter core fragments, connects.
  • 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 located with the transport system for the removal of the cocoa pod shells, 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 them over 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 could be provided with a debris moistening device to set the desired moisture levels in the broken material, since the efficiency of the Charge transfer etc. depends 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.
  • the one Charging zone for electrically charging the broken material to be separated with at least a feed hopper for the broken material to be separated and at least one attached to it subsequent vibrating trough connected to the feed hopper provides, which with differently charged, a homogeneous electric field generating electrodes is provided, between which the broken material to be separated is conveyed through to thereby be electrically charged, and the one deflection zone with a suction device for the shells of the core breakage and shells Breakage and a separation zone for separating the shells from the core break with at least one air classifier.
  • the deflection zone is not a free-fall section characterized, but by a suction device to which the separation zone connects.
  • 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 vibration channel 6 together with the electrodes 7, 8 form the charging zone 1 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 height adjustable, 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 bump-like structures, which serve the mixing of 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 around 20-40 kV and represents the anode, while the directly 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 speed with which the charging takes place depends on the electrical conductivity of the Material that is about the same size for the shells and nibs.
  • the charging zone 1 corresponds to the size of the particles transfer charge to be interpreted 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; that of 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. Due to the on the fragile oaks, i.e.
  • nibs and shells in the Different field forces F acting in free fall are these particles which 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, 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 kernel (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 separation 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. Apart from the transhipment operations to be avoided, this will be mechanical ricocheting of the shells, as already mentioned above, on the surface of the Avoided cathode 10 in that it with the flap-like openings 18th through which the shells are pulled and thus no longer bounce back can.
  • the free fall limiting electrodes generated homogeneous electric field is discharged, but after being charged, the cocoa bean husks are separated as lighter ones Broken particles from the cocoa kernel (nibs) as heavier kernel fragments Aspirating the former and separating the lighter particles separately in an air classifier are used, the device shown schematically in Fig. 2.
  • a vibration channel 6 with a vibration drive in vibration offset to the broken material falling on it through the feed hopper 4 in the form of Convey cocoa core 15 and cocoa shells 16 into the charging zone 1, through two electrodes 7, 8 located opposite one another within the vibrating trough 6, of which the electrode 7 is arranged on the channel bottom and the electrode 8 is in the Area of the ceiling of the vibrating trough is located and is designed as a perforated plate. Both electrodes are also in this embodiment to avoid Transshipment processes covered with an insulating layer.
  • the electrode 7, which is the anode represents, is due to a DC voltage (U +) of about 20-40 kV, while the above located electrode 8 is the grounded cathode. Between these two electrodes the broken material 5 to be separated is passed through and electrically charged.
  • the exhaust pipe 21 opens into the cyclone 20 whose conical inner wall, the cocoa bean pods 16 collect to be in an am lower end of the cyclone arranged to contain receptacle 24.
  • the one from the Exhaust pipe 21 extracted by the suction fan 28 driven by a motor 22 Air is discharged outside as exhaust air 23.
  • 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 from 40 kV to 50 kV.

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Confectionery (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)

Abstract

The separation device has an electrostatic charge provided via a charging zone (1) with a delivery funnel (4) leading to a vibration channel (6) with opposing electrical field electrodes (7,8), the charged product (5) fed to a deflection zone (2) with a suction device (25,28) for removal of the husks (16) from the seeds or beans (15), with subsequent removal of the husks from the suction stream in a separation zone (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung eines Bruchgutes, bestehend aus gebrochenen Körnern oder Bohnen und ihren Schalen, insbesondere zur Trennung von Kakaobruch (Nibs) von den Kakaobohnenschalen, mittels elektrostatischer Aufladung des Bruchgutes. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for separating broken material, consisting of broken grains or beans and their husks, especially for separating Cocoa breakage (nibs) from the cocoa bean husks, by means of electrostatic charging of the Break good. The invention further relates to a device for performing this Procedure.

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.Cocoa beans, depending on the type of pretreatment, 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 the lowest possible proportion of shells in the nibs the service life of the downstream Grinding plants significantly improved.

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 ha 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.So far, the nibs have been separated from the shells by sieving into different ones Fractions and subsequent air separation of the individual fractions. In a special To this end, the applicant's plant automatically switches the cocoa beans upstream Machines placed on a large pre-screen and then for crushing and Classification station promoted. The ha rotary double-breaker broken cocoa beans 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 coordinated; achieved on the principle of countercurrent sifting a good separation of the specifically heavier nibs from the specifically light ones Peel. The classifying device has five cascaded 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 have a higher separation effect and a more accurate one Sorting achieved with high throughput. The air speed each Rising shaft can be adjusted for optimal separation effect. 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 Vibration discharge chute.

Die obige Anlage führt zwar zu sehr guten Trennergebnissen, ist jedoch in konstruktiver und betriebstechnischer Hinsicht relativ aufwendig.The above system leads to very good separation results, but is constructive and Operationally relatively complex.

In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, zur Trennung eines Bruchgutes die Wirkung elektrostatischer Kräfte zu nutzen.In this context, it is also known to separate broken material from the effect to use electrostatic forces.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, das Verfahren der genannten Art sowie die zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung so zu verbessern, daß ein wesentlich geringerer apparatetechnischer Aufwand zu vergleichbar guten Trennergebnissen führt und damit zu einer erheblichen Kostenersparnis.The object of the invention is now to the method of the type mentioned and to improve its implementation device so that a much smaller apparatus technology leads to comparable good separation results and thus significant cost savings.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst, wobei der Grundgedanke der Lösung darin besteht, die Trennung des Bruchgutes auf elektrostatischem Wege in einer oder mehreren Stufen durchzuführen, und zwar durch Aufladung der Bruchgutteilchen in einem homogenen elektrischen Feld bei gleichzeitiger Unterwerfung der Bruchgutteilchen einer Vibrationsbewegung, wodurch der Ladungsübergang von den geladenen Elektroden auf die Bruchgutteilchen in der Aufladungszone unterstützt wird. Die Stärke der Vibrationsbewegung läßt sich zur Einstellung der Verweilzeit des Bruchgutes in der Aufladungszone und damit der Aufladezeit steuern. Nach der elektrischen Aufladung der Teilchen erfolgt deren Ablenkung durch in einem weiteren Feld wirkende Kräfte, die proportional der spezifischen Ladung sind. Dabei ist von der bekannten Tatsache auszugehen, daß die Korngröße der Teilchen auf die Trennung Einfluß hat; da mit zunehmender Teilchengröße das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ungünstiger und damit die spezifische Ladung kleiner wird. Auch die elektrische Leitfähigkeit der Teilchen spielt in diesem Zusammenhang eine Rolle, da sie der physikalische Parameter ist, der die Geschwindigkeit bestimmt, mit der die Teilchen Ladung aufnehmen. Dazu kommt; daß Schalen und Nibs etwa die gleiche spezifische Dichte aufweisen, so daß eine unterschiedliche Ablenkung für gleichgroße Teilchen nur dann zu erwarten ist, wenn während der Aufladung unterschiedlich viel Ladung auf die Teilchen fließt.This object is achieved according to the characterizing part of the main claim, the The basic idea of the solution is to separate the material to be broken on electrostatic Ways to perform in one or more stages by charging the Debris particles in a homogeneous electric field while subjecting the Broken particles of a vibration movement, which causes the charge transfer from the charged electrodes on the debris in the charging zone is supported. The Strength of the vibration movement can be used to adjust the dwell time of the broken material control the charging zone and thus the charging time. After electrical charging of the Particles are deflected by forces acting in a further field, the are proportional to the specific charge. The well-known fact is to be assumed that the particle size of the particles influences the separation; there with increasing Particle size the ratio of surface to volume is less favorable and therefore the specific charge becomes smaller. The electrical conductivity of the particles also plays a role this context, because it is the physical parameter that the Determines the speed at which the particles take charge. Add to that; that Shells and nibs have approximately the same specific density, so that they are different Distraction for particles of the same size is only to be expected if during charging different amounts of charge flow onto the particles.

Die obigen physikalischen Gegebenenheiten vorausgesetzt hat sich eine Verfahrensvariante besonders bewährt, bei der das Bruchgut im Anschluß an die Aufladungszone im freien Fall in einem von zwei anderen, die Freifallstrecke begrenzenden Elektroden erzeugten homogenen elektrischen Feld entladen wird, wobei wenigstens teilweise durch unterschiedlich starke Ablenkung der Kernbruch von den Schalen getrennt wird und danach mittels eines mechanischen Separators in zwei getrennten Produktströmen, bestehend im wesentlichen aus einem Kernbruchstrom und einem Schalenstrom, weggefördert wird. Die Ablenkung des Bruchgutes in der Freifallstrecke in Richtung auf die geerdete Kathode der beiden Elektroden erfolgt in Abhängigkeit von der Größe der in der Aufladungszone aufgenommenen Ladungsmenge.A process variant has assumed the above physical conditions particularly proven, in which the broken material in free fall following the loading zone one of two other electrodes, which delimit the free-fall path, produced homogeneous electric field is discharged, at least partially by different strengths Deflection of the core fracture is separated from the shells and then by means of a mechanical separator in two separate product streams, consisting essentially of a core fracture current and a shell current is conveyed away. The distraction of the Breakage in the free fall in the direction of the grounded cathode of the two electrodes takes place depending on the size of those recorded in the charging zone Amount of charge.

Dabei hat sich besonders bewährt, die leichteren und kleineren Bruchgutteilchen in der Freifallstrecke so stark abzulenken, daß sie durch in der Kathode befindliche Öffnungen hindurchtreten und dahinter über einen Schacht dem Schalenproduktstrom zugeführt werden.The lighter and smaller fragments in the Deflect the free fall path so strongly that it passes through openings in the cathode pass through and are fed to the shell product stream via a shaft.

Darüber hinaus hat es sich bewährt, die Feuchte des Bruchgutstroms vor der Aufladungszone den Erfordernissen der elektrischen Aufladung der Bruchgutteilchen entsprechend einzustellen, da sich die Leitfähigkeit des Materials mit dem Feuchtigkeitsgehalt sehr stark ändern kann.In addition, it has proven itself to be the moisture of the broken material flow before Charging zone the requirements of the electrical charging of the fragments adjust accordingly, since the conductivity of the material with the Moisture content can change very much.

Darüber hinaus dient zur Optimierung der Aufladung und der danach erfolgenden Trennung des Bruchgutes in schwere und leichtere Bestandteile in der Aufladungszone im Bereich der Elektroden eine Vibrations- oder Rütteleinrichtung, die die einzelnen Bruchgutteilchen zu einer Einkornschicht ausbreitet; da bei mehreren übereinanderliegenden Teilchen deren Aufladung behindert werden kann, weil dann kein direkter Kontakt zwischen den obenliegenden Teilchen und der Metallfläche der Einrichtung besteht.It also serves to optimize charging and the subsequent separation of the broken goods into heavy and lighter components in the loading zone in the area of Electrodes a vibrating or vibrating device that closes the individual fragments spreads a single grain layer; because with several superimposed particles their Charging can be hindered because then there is no direct contact between the overhead particles and the metal surface of the device.

Weitere vorteilhafte Verfährensvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Further advantageous procedural variants of the invention are in the subclaims featured.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich ganz allgemein durch eine Aufladungszone zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes, eine sich daran anschließende Ablenkzone zur elektrischen Entladung des aufgeladenen Bruchgutes im freien Fall und eine sich daran anschließende Separationszone zur Trennung der wenigstens teilweise entladenen schwereren von den leichteren Bruchgutteilchen sowie zum Abtransport des getrennten Bruchgutes.The device according to the invention for carrying out the method is characterized generally through a charging zone for electrically charging the one to be separated Breakage, an adjoining deflection zone for the electrical discharge of the loaded fragments in free fall and an adjoining separation zone to separate the at least partially unloaded heavier from the lighter ones Fragments and for the removal of the separated fragments.

In diesem Zusammenhang hat sich besonders bewährt, die Aufladungszone so auszubilden, daß sie 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 Elektroden versehen ist, zwischen denen das zu trennende Bruchgut hindurchgefördert wird, um dabei elektrisch aufgeladen zu werden, während die Ablenkzone wenigstens zwei weitere Elektroden aufweisen sollte, die die Freifallstrecke begrenzen und die sich an diese anschließende Separationszone wenigstens einen einstellbaren mechanischen Separator aufweisen sollte, an den sich ein Fördersystem für die getrennten Produktströme, bestehend aus Kakaokernbrach oder schwereren Bruchgutteilchen und Kakaobohnenschalen oder leichteren Kernbruchteilchen, anschließt.In this context, it has proven particularly useful to design the charging zone in such a way that that they have at least one feed hopper for the broken material to be separated and at least an adjoining one and in connection with the hopper conveying connection Has vibrating trough which is provided with differently charged electrodes, between which the broken material to be separated is conveyed through in order to be electrical to be charged while the deflection zone has at least two more electrodes should have, which limit the free fall distance and adjoining this Separation zone should have at least one adjustable mechanical separator which is a conveyor system for the separate product flows, consisting of Cocoa core broke or heavier broken particles and cocoa bean shells or lighter core fragments, connects.

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 Kakaobobnenschalen, also der leichteren Bruchgutteilchen, in Verbindung steht.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 located with the transport system for the removal of the cocoa pod shells, i.e. the lighter broken particles, communicates.

Darüber hinaus ist zweckmäßigerweise einer 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. In addition, one of the two electrodes with which the Vibration trough is provided as a grounded cathode, which is the charge transfer supported on the debris, and the vibrating trough is complete to the outside electrically isolated and is at the same voltage with one of the electrodes. 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.

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.Furthermore, the 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.

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.In addition, the inner wall of the Vibration trough to provide contours that the mixing of them over run away particles of the material to be broken, such contours in particular can be hump-like structures.

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.Furthermore, 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.

Wie bereits bei den verfahrensmäßigen Ausgestaltungen des Erfindungsvorschlags angedeutet, könnte die Vorrichtung mit einer Bruchgutbefeuchtungseinrichtung versehenn sein, um gewünschte Feuchtigkeitsgrade im Bruchgut einzustellen, da der Wirkungsgrad der Ladungsübertragung u.a. von dem Feuchtigkeitsgehalt abhängt.As with the procedural designs of the proposed invention indicated, the device could be provided with a debris moistening device to set the desired moisture levels in the broken material, since the efficiency of the Charge transfer etc. depends on the moisture content.

Auch 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.It has also proven particularly useful when the entire device is under special climatic conditions, the device with a housing enclose, then in such a housing also multi-stage separation devices can be arranged in series.

Darüber hinaus hat sich eine Vorrichtungsvariante besonders bewährt, die eine Aufladungszone zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes mit wenigstens einem Aufgabetrichter für das zu trennende Bruchgut und wenigstens eine sich daran anschließende und mit dem Aufgabetrichter in Förderverbindung stehende Vibrationsrinne vorsieht, welche 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, und die eine Ablenkzone mit einer Absaugvorrichtung für die Schalen des aus Kernbruch und Schalen bestehenden Bruchgutes sowie eine Separationszone zur Abtrennung der Schalen von dem Kernbruch mit wenigstens einem Windsichter aufweist.In addition, one device variant has proven particularly useful, the one Charging zone for electrically charging the broken material to be separated with at least a feed hopper for the broken material to be separated and at least one attached to it subsequent vibrating trough connected to the feed hopper provides, which with differently charged, a homogeneous electric field generating electrodes is provided, between which the broken material to be separated is conveyed through to thereby be electrically charged, and the one deflection zone with a suction device for the shells of the core breakage and shells Breakage and a separation zone for separating the shells from the core break with at least one air classifier.

Bei dieser Vorrichtungsvariante, von der weitere vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen zu entnehmen sind, ist die Ablenkzone nicht durch eine Freifallstrecke gekennzeichnet, sondern durch eine Absaugvorrichtung, an die sich die Separationszone anschließt.In this variant of the device, from which further advantageous embodiments of the The deflection zone is not a free-fall section characterized, but by a suction device to which the separation zone connects.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführugsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1
den schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform der Trennvorrichtung und
Fig. 2
den schematischen Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Trennvorrichtung.
The invention is explained in more detail below with the aid of the exemplary embodiments shown in the drawing. The drawing shows:
Fig. 1
the schematic structure of a first embodiment of the separation device and
Fig. 2
the schematic structure of a second embodiment of the separating device.

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 1 der Trennvorrichtung.To carry out the process for separating a broken material, consisting of in one Crusher broken grains or nuts or almonds or beans and their shells, but especially for the separation of cocoa nibs, the so-called nibs Cocoa bean husks, 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 vibration channel 6 together with the electrodes 7, 8 form the charging zone 1 of the Separator.

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. 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 height adjustable, 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 bump-like structures, which serve the mixing of 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 around 20-40 kV and represents the anode, while the directly the second metal electrode 8 located above is the grounded cathode and the Charge transfer to the fragments 5 supported.

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 der Größe der Teilchenoberfläche. Die Geschwindigkeit mit der die Aufladung erfolgt, hängt von der elektrischen Leitfähigkeit des Materials ab, die bei den Schalen und Nibs etwa gleich groß ist.When moving between the electrodes 7 and 8, the Debris particles, namely the nibs and shells, are charged to different extents. 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 The speed with which the charging takes place depends on the electrical conductivity of the Material that is about the same size for the shells and nibs.

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.Thus, the charging zone 1 corresponds to the size of the particles transfer charge to be interpreted 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.

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 Bruchguttelichen, 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.The deflection zone 2 has a free fall path 11; that of 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. 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. Due to the on the fragile oaks, i.e. nibs and shells, in the Different field forces F acting in free fall are these particles which Because of their different electrical conductivity, they also have different sizes Carrying amounts of charge, to different degrees, towards the cathode 10 distracted. To prevent the shells from being lighter particles on the surface meet the cathode, this is provided with several flaps 17 Through openings 18 equipped, behind which there is a shaft 19 with a slide 14 is located, with a transport system 13 for removing the shells 16 in Connection is established.

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 Kakaokernbruch (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 Einsteilvorgang des Separators läßt sich mit Hilfe hier nicht dargestellter Einrichtungen automatisieren.Due to the different deflection in the deflection zone 2, 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 kernel (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 separation process of the separator can be done here Automate facilities not shown.

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.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. Apart from the transhipment operations to be avoided, this will be mechanical ricocheting of the shells, as already mentioned above, on the surface of the Avoided cathode 10 in that it with the flap-like openings 18th through which the shells are pulled and thus no longer bounce back can.

Zur Durchführung der Verfahrensvariante, bei der das Bruchgut im Anschluß an die Aufladungszone nicht im freien Fall in einem von zwei anderen, die Freifallstrecke begrenzenden Elektroden erzeugten homogenen elektrischen Feld entladen wird, sondern nach seiner Aufladung dadurch getrennt wird, daß die Kakaobohnenschalen als leichtere Bruchgutteilchen von dem Kakaokernbruch (Nibs) als schwerere Kernbruchteilchen durch Absaugen ersterer und Abscheidung der leichteren Teilchen in einem Windsichter getrennt werden, dient die in Fig. 2 schematisch dargestellt Vorrichtung. Bei dieser Vorrichtung wird eine Vibrationsrinne 6 mit einem nicht dargestellten Vibrationsantrieb in Schwingung versetzt, um das durch den Aufgabetrichter 4 auf sie fallende Bruchgut in Form von Kakaokernbruch 15 und Kakaoschalen 16 in die Aufladungszone 1 befördern, die durch zwei innerhalb der Vibrationsrinne 6 gegenüberliegende Elektroden 7, 8 gekennzeichnet ist, von denen die Elektrode 7 am Rinnenboden angeordnet ist und die Elektrode 8 sich im Bereich der Decke der Vibrationsrinne befindet und als perforierte Platte ausgebildet ist. Beide Elektroden sind auch bei dieser Ausführungsform zur Vermeidung von Umladungsvorgängen mit einer Isolierschicht ummantelt. Die Elektrode 7, die die Anode darstellt, liegt an einer Gleichspannung (U+) von etwa 20-40 kV, während die darüber befindliche Elektrode 8 die geerdete Kathode ist. Zwischen diesen beiden Elektroden wird das zu trennende Bruchgut 5 hindurchgeführt und dabei elektrisch aufgeladen.To carry out the process variant in which the broken material following the Charge zone not in free fall in one of two others, the free fall limiting electrodes generated homogeneous electric field is discharged, but after being charged, the cocoa bean husks are separated as lighter ones Broken particles from the cocoa kernel (nibs) as heavier kernel fragments Aspirating the former and separating the lighter particles separately in an air classifier are used, the device shown schematically in Fig. 2. With this device a vibration channel 6 with a vibration drive, not shown, in vibration offset to the broken material falling on it through the feed hopper 4 in the form of Convey cocoa core 15 and cocoa shells 16 into the charging zone 1, through two electrodes 7, 8 located opposite one another within the vibrating trough 6, of which the electrode 7 is arranged on the channel bottom and the electrode 8 is in the Area of the ceiling of the vibrating trough is located and is designed as a perforated plate. Both electrodes are also in this embodiment to avoid Transshipment processes covered with an insulating layer. The electrode 7, which is the anode represents, is due to a DC voltage (U +) of about 20-40 kV, while the above located electrode 8 is the grounded cathode. Between these two electrodes the broken material 5 to be separated is passed through and electrically charged.

Über der Elektrode 8 befindet sich eine Absaugvorrichtung 25, bestehend aus einer Haube 24 und einem sich an ihr anschließenden Absaugrohr 26, das mit einem als Zyklon 20 ausgebildeten Windsichter 27 in Verbindung steht, der seinerseits über ein Abluftrohr 21 mit einem Sauggebläse 28 verbunden ist Das Abluftrohr 21 mündet in den Zyklon 20, auf dessen konischer Innenwandung sich die Kakaobohnenschalen 16 sammeln, um in einen am unteren Ende des Zyklons angeordneten Aufnahmebehälter 24 zu fallen. Die aus dem Abluftrohr 21 mit Hilfe des von einem Motor 22 angetriebenen Sauggebläses 28 abgesaugte Luft gelangt als Abluft 23 ins Freie.A suction device 25, consisting of a hood, is located above the electrode 8 24 and a suction pipe 26 connected to it, which is connected to a cyclone 20 trained air classifier 27 is connected, which in turn with an exhaust pipe 21 is connected to a suction fan 28. The exhaust pipe 21 opens into the cyclone 20 whose conical inner wall, the cocoa bean pods 16 collect to be in an am lower end of the cyclone arranged to contain receptacle 24. The one from the Exhaust pipe 21 extracted by the suction fan 28 driven by a motor 22 Air is discharged outside as exhaust air 23.

Dadurch, daß sich die leichteren Bruchgutbestandteile, also die Kakaobohnenschalen 16, bei der elektrischen Aufladung des Bruchgutes zwischen den Elektroden 7 und 8 von den schwereren Kernbruchteilchen (Nibs) abheben, wie in Fig. 2 gezeigt, gelangen sie an die Elektrode 8, werden dort entladen und treten durch deren Lochplatte hindurch in die Haube 24 der Absaugeinrichtung 25 und damit aus dem Förderbereich der Vibrationsrinne 6, so daß diese an ihrem Ende 29 nur die Kakaokernbruchteilchen 15 abwirft, die in ein Fördersystem 13 gelangen, das sie abtransportiert.The fact that the lighter fragments, so the cocoa bean husks 16, at the electrical charging of the broken material between the electrodes 7 and 8 of the lifting heavier core fragments (nibs), as shown in Fig. 2, they reach the Electrode 8 are discharged there and enter the hood through their perforated plate 24 of the suction device 25 and thus from the conveying area of the vibrating trough 6, see above that this at its end 29 throws only the cocoa kernel fragments 15, which in one Conveyor system 13 arrive, which transports them away.

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.For the loading and unloading process of the fragments and thus the Separation process is also the moisture of the broken material an important influencing variable, because the conductivity of the material changes significantly with the moisture content. It can therefore devices for moistening the fragments not shown are provided as well as for the air conditioning of the entire system, which is also done by one for this purpose housing, not shown, can be enclosed.

Darüber hinaus ist eine mehrstufige Ausführung der dargestellten Trennvorrichtung möglich, falls dies der gewünschte Wirkungsgrad der Anlage erfordern sollte.In addition, a multi-stage version of the separation device shown possible if this is required by the desired efficiency of the system.

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.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 from 40 kV to 50 kV. By suitable Fractionation of the broken material 5 entering the hopper 4 can be particularly good large particles are separated beforehand if the device is not optimal for them Separation performance offers. The separation results can also be varied by varying the Electrode distance, the applied voltage, the polarity of the voltage and the Optimize the delivery rate and the moisture level of the nibs and shells.

Claims (31)

Verfähren zur Trennung eines Bruchgutes, bestehend aus gebrochenen Körnern oder Bohnen und ihren Schalen, insbesondere zur Trennung von Kakaokernbruch (Nibs) von den Kakaobohnenschalen, mittels elektrostatischer Kräfte, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchgut in fraktionierter Form in einer Aufladungszone zwischen zwei unterschiedlich geladenen Elektroden elektrisch aufgeladen und gleichzeitig einer Vibrationsbewegung unterworfen wird, deren Stärke zur Einstellung der Verweilzeit des Bruchgutes in der Aufladezone und damit der Aufladezeit für die Bruchgutfraktionen, insbesondere Kakaokernbruch und Kakaobohnenschalen, gesteuert wird.Method for separating a broken material consisting of broken grains or beans and their shells, in particular for separating broken cocoa nibs from the cocoa bean shells, by means of electrostatic forces, characterized in that the broken material is electrically in a charging zone between two differently charged electrodes is charged and at the same time subjected to a vibration movement, the strength of which is controlled to adjust the dwell time of the broken material in the loading zone and thus the loading time for the broken material fractions, in particular cocoa kernel break and cocoa bean husks. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchgut im Anschluß an die Aufladungszone im freien Fall in einem von zwei anderen, die Freifallstrecke begrenzenden Elektroden erzeugten homogenen elektrischen Feld entladen, wobei wenigstens teilweise durch unterschiedlich starke Ablenkung der Kernbruch von den Schalen getrennt wird und danach mittels eines mechanischen Separators in zwei getrennten Produktströmen, bestehend im wesentlichen aus einem Kernbruchstrom und einem Schalenstrom, weggefördert wird.A method according to claim 1, characterized in that, following the charging zone , the material to be broken discharges in free fall in one of two other electrodes which produce a free-fall path and which is at least partially separated from the shells by different degrees of deflection, and is then conveyed away by means of a mechanical separator in two separate product streams, consisting essentially of a core fracture stream and a shell stream. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchgut entsprechend der Größe der in der Aufladungszone aufgenommenen Ladungsmenge in der Freifallstrecke in Richtung auf die geerdete Kathode der beiden Elektroden abgelenkt wird.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the broken material is deflected in the free-fall distance in the direction of the grounded cathode of the two electrodes in accordance with the size of the amount of charge received in the charging zone. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der leichteren und kleineren Bruchgutteilchen in der Freifallstrecke so stark abgelenkt wird, daß er durch in der Kathode befindliche Öffnungen hindurchtritt und dahinter über einen Schacht dem Schalenproduktstrom zugeführt wird.A method according to claim 3, characterized in that a part of the lighter and smaller fragments in the free-fall section is deflected so strongly that it passes through openings in the cathode and is fed behind it to the shell product stream via a shaft. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bruchgutstrom in der Aufladungszone mengenmäßig gesteuert wird.Method according to one of claims 1-4, characterized in that the quantity of broken material in the charging zone is controlled in terms of quantity. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchte des Bruchgutstroms vor der Aufladungszone den Erfordernissen der elektrischen Aufladung der Bruchgutteilchen entsprechend eingestellt wird.Method according to one of claims 1-5, characterized in that the moisture content of the broken material flow upstream of the charging zone is adjusted according to the requirements for electrical charging of the broken material particles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, 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.Method according to one of claims 1-6, characterized in that the broken material in the charging zone in the region of the electrodes is spread out to form a single-grain layer by means of a vibration or vibrating device in order to achieve optimal electrical charging of the individual broken material particles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennergebnisse durch Änderung des Elektrodenabstandes optimiert werden.Method according to one of claims 1-7, characterized in that the separation results are optimized by changing the electrode spacing. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennergebnisse durch Änderung der an die Elektroden angelegten Spannung optimiert werden.Method according to one of claims 1-8, characterized in that the separation results are optimized by changing the voltage applied to the electrodes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fraktionierte, elektrisch aufgeladene Bruchgut während seiner Vibrationsbewegung mit Hilfe eines einwirkenden Saugluftstroms separiert wird derart, daß die Schalen abgesaugt und in einem Zyklonabscheider von der Luft getrennt werden, während der Kernbruch als separater Produktstrom weggefördert wird.A method according to claim 1, characterized in that the fractionated, electrically charged broken material is separated during its vibration movement with the aid of an acting suction air stream in such a way that the shells are suctioned off and separated from the air in a cyclone separator, while the core break is conveyed away as a separate product stream. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung der Schalen durch eine perforierte Platte erfolgt, die die Kathode der beiden Elektroden bildet. A method according to claim 10, characterized in that the suction of the shells takes place through a perforated plate which forms the cathode of the two electrodes. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchgut in der Aufladungszone im Bereich der Elektroden mittels einer Vibrations- oder Rütteleinrichtung elektrisch so aufgeladen wird, daß die Schalen über dem Boden der Vibrations- oder Rütteleinrichtung in einen Schwebezustand versetzt werden, wo sie mit Hilfe einer Absaugeinrichtung abgesaugt werden, während der Kernbruch im wesentlichen auf dem Boden der besagten Einrichtung verbleibt und sich aufgrund der Vibrationsbewegung bis zum Austrittsende dieser Einrichtung weiterbewegt.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the broken material in the charging zone in the region of the electrodes is electrically charged by means of a vibrating or vibrating device in such a way that the shells are brought into a floating state above the bottom of the vibrating or vibrating device, where they can be suctioned off with the aid of a suction device, while the core fracture remains essentially on the bottom of said device and continues to move to the outlet end of this device due to the vibration movement. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 9, gekennzeichnet durch eine Aufladungszone (1) zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes, eine sich daran anschließende Ablenkzone (2) zur elektrischen Entladung des aufgeladenen Bruchgutes im freien Fall und eine sich daran anschließende Separationszone (3) zur Trennung der wenigstens teilweise entladenen schwereren von den leichteren Bruchgutteilchen sowie zum Abtransport des getrennten Bruchgutes.Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, characterized by a charging zone (1) for electrically charging the broken material to be separated, a subsequent deflection zone (2) for electrically discharging the charged broken material in free fall and a subsequent one Separation zone (3) for separating the at least partially unloaded, heavier from the lighter fragments and for removing the separated fragments. Vorrichtung nach Anspruch 13, 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 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 Eletroden (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 Kakaokernbruch (Nibs) oder schwereren Kornbruchteilchen (15) und Kakaobohnenschalen (16) oder leichteren Kernbruchteilchen, anschließt.Apparatus according to claim 13, characterized in that the charging zone (1) has at least one feed hopper (4) for the broken material (5) to be separated and at least one vibrating trough (6) which adjoins it and is in conveying connection with the hopper and which is different 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 electrically charged, that the deflection zone (2) has at least two further electrodes (9, 10) which limit the free fall distance (11) and that the separation zone (3) has at least one adjustable mechanical separator (12) to which a conveyor system (13) for the separate product streams (15, 16), consisting of cocoa kernel fragments (nibs) or heavier grain fragments (15) and cocoa bean shells (16) or lighter core fragments. Vorrichtung nach Anspruch 14, 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. Apparatus according to claim 14, characterized in that one of the two electrodes (9, 10) delimiting the deflection zone (2) is a grounded cathode and has a plurality of through openings (18) provided with flaps (17) for the deflection of deflected cocoa bean shells (16) , behind which there is a shaft (19) which is connected to the transport system (13) for the removal of the cocoa bean shells (16). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 15, 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 Bruchgutteilehen unterstützt.Device according to one of claims 13 - 15, characterized in that one of the two electrodes (7, 8) with which the vibration channel (6) is provided is designed as a grounded cathode which supports the charge transfer to the fragments. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsrinne (6) mit einem verstellbaren Vibrationsantrieb versehen ist.Device according to one of claims 13 - 16, characterized in that the vibration channel (6) is provided with an adjustable vibration drive. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgabetrichter (4) höhenverstellbar ist.Device according to one of claims 13 - 17, characterized in that the feed hopper (4) is adjustable in height. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsrinne (6) nach außen vollständig elektrisch isoliert ist und mit einer der Elektroden (7,8) an der gleichen Spannung liegt.Device according to one of claims 13 - 18, characterized in that the vibrating trough (6) is completely electrically insulated from the outside and is connected to the same voltage with one of the electrodes (7, 8). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 19, 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.Device according to one of claims 13-19, characterized in that the electrodes (7, 8), which are assigned to the vibrating channel (6), are embedded in the channel consisting of plastic and lined with metal. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Vibrationsrinne (6) mit Konturen versehen ist, die der Durchmischung der über sie hinweglaufenden Teilchen (5) des Bruchguts dienen.Device according to one of claims 13 - 20, characterized in that the inner wall of the vibrating trough (6) is provided with contours which serve to mix the particles (5) of the broken material running over it. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturen höckerartige Gebilde sind.Apparatus according to claim 21, characterized in that the contours are bump-like structures. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anoden (7, 9) der beiden Elektrodensätze (7, 8 und 9, 10) entweder an einer positiven oder einer negativen Gleichspannung liegen.Device according to one of claims 13 - 22, characterized in that the two anodes (7, 9) of the two electrode sets (7, 8 and 9, 10) are either at a positive or a negative DC voltage. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (9, 10), die die Freifällstrecke der Ablenkzone (2) begrenzen, Kondensatorplatten bilden und mit einer elektrisch isolierenden Materialschicht überzogen sind, um Umladungsvorgänge beim Kontakt mit den Bruchgutteilchen zu verhindern. Device according to one of Claims 13-23, characterized in that the two electrodes (9, 10) which delimit the free fall distance of the deflection zone (2) form capacitor plates and are coated with an electrically insulating material layer in order to reload processes when they come into contact with the fragments to prevent. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Bruchgutbefeuchtungseinrichtung versehen ist.Device according to one of claims 13-24, characterized in that it is provided with a wetting device for broken goods. Vorrichtung nach einem der Ansprüäche 13 - 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem Gehäuse umschlossen ist.Device according to one of claims 13-25, characterized in that it is enclosed by a housing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 26, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere derartige Vorrichtungen zur Bildung einer mehrstufigen Trenneinrichtung hintereinandergeschaltet sind oder zur Trennung verschiedener Teilchenfraktionen parallelgeschaltet sind.Device according to one of claims 13 - 26, characterized in that several such devices are connected in series to form a multi-stage separating device or are connected in parallel for separating different particle fractions. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse klimatisiert ist.Apparatus according to claim 26 or 27, characterized in that the housing is air-conditioned. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Aufladungszone (1) zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes (5) mit wenigstens einem Aufgabetrichter (4) für das zu trennende Bruchgut und wenigstens eine sich daran anschließende und mit dem Aufgabetrichter in Förderverbindung stehende Vibrationsrinne (6), 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, ferner durch eine Ablenkzone (2) mit einer Absaugvorrichtung (25, 28) für die Schalen (16) des aus Kernbruch (15) und Schalen (15) bestehenden Bruchgutes (5) und durch eine Separationszone (3) zur Abtrennung der Schalen (16) von dem Kernbruch (15) mit wenigstens einem Windsichter (27).Device for carrying out the method according to one of claims 10 to 12, characterized by a charging zone (1) for electrically charging the broken material (5) to be separated with at least one feed hopper (4) for the broken material to be separated and at least one adjoining and with it vibrating channel (6) connected to the feed hopper, which is provided with differently charged electrodes (7, 8) generating a homogeneous electric field, between which the broken material to be separated is conveyed through in order to be electrically charged, further through a deflection zone ( 2) with a suction device (25, 28) for the shells (16) of the broken material (5) consisting of core breakage (15) and shells (15) and through a separation zone (3) for separating the shells (16) from the core breakage ( 15) with at least one wind classifier (27). Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (25, 28) wenigstens eine Haube (24) aufweist, die über einer als perforierte Platte ausgebildeten Kathode (8) im Bereich der Decke der Vibrationsrinne (6) angeordnet ist und durch ein Absaugrohr (26) mit einem als Zyklon (20) ausgebildeten Windsichter (27) in Verbindung steht, der seinerseits über ein Abluftrohr (21) mit einem Sauggebläse (28) verbunden ist und an seinem unteren Ende einen Aufnahmebehälter (24) für die abgeschiedenen Schalen (16) besitzt. Apparatus according to claim 29, characterized in that the suction device (25, 28) has at least one hood (24) which is arranged above a cathode (8) designed as a perforated plate in the region of the ceiling of the vibrating trough (6) and through a suction pipe (26) is connected to a wind sifter (27) designed as a cyclone (20), which in turn is connected via an exhaust pipe (21) to a suction fan (28) and at its lower end a receptacle (24) for the separated shells ( 16) has. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Austragsende (29) der Vibrationsrinne (6) ein Fördersystem (13) für den Abtransport des Kernbruchs (Nibs) angeordnet ist.Apparatus according to claim 29 or 30, characterized in that a conveyor system (13) for the removal of the core break (nibs) is arranged under the discharge end (29) of the vibrating trough (6).
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