EP1260273B1 - Vollmantel-Schneckenzentrifuge - Google Patents

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EP1260273B1
EP1260273B1 EP02009098A EP02009098A EP1260273B1 EP 1260273 B1 EP1260273 B1 EP 1260273B1 EP 02009098 A EP02009098 A EP 02009098A EP 02009098 A EP02009098 A EP 02009098A EP 1260273 B1 EP1260273 B1 EP 1260273B1
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EP
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solid
screw centrifuge
centrifuge according
bowl screw
bowl
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EP02009098A
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French (fr)
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EP1260273A1 (de
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Josef Oberhauser
Benito Castillo Rodriguez
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Hiller GmbH
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Hiller GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B2001/2041—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl with baffles, plates, vanes or discs attached to the conveying screw

Definitions

  • the invention relates to a solid bowl screw centrifuge continuous separation of a multi-phase flowable mixture
  • a multi-phase flowable mixture comprising one of a cylindrical and a conical drum with a composite rotor Discharge openings for the separate phases and one screw conveyor rotatable within the rotor for transport the most difficult phase to the corresponding discharge opening, wherein means for the feed of the mixture to be separated into the Centrifuge are provided and at least on the screw conveyor a baffle plate is attached.
  • Screw centrifuges of this type are mainly used to get the purest possible olive oil from olives, the free of water and cloudy substances.
  • Other uses in the food sector for example Manufacture of fruit and vegetable juices or extraction animal or vegetable oils and fats.
  • IT-PS 675 801 describes a system for the extraction of Olive oil, the hydraulic oil used up to that point Should replace presses that did not allow continuous operation.
  • the solution to this problem is to use a Centrifuge provided in which the solids and on the other hand, that of oil, water and small ones Existing liquid residue is withdrawn, the must then be fed to a separator.
  • the experience has shown, however, that the liquid phase is still high Contained solids content, which is a complex and expensive After treatment required to the liquid phase of free the solid particles contained therein.
  • the invention is therefore based on the object of a device to make available, which enables the share of liquid phase in the solid phase with constructive and economically little effort by a considerable proportion to reduce.
  • the invention has surprisingly shown that one on the one hand compared to the previously used Two-phase systems get drier solid phase while on the other hand, the easier phase is very slight Contains solids, which, if necessary, subsequently can be easily separated.
  • the extracted solid phase has a smaller olive oil Amount of amniotic fluid during the lighter phase there is largely solids-free oil and water and thus is more economically separable.
  • the screw conveyor which is behind the baffle plate in the conveying direction lies, has one or more return openings, finds the liquid or solid separated from the solid Liquid mixture a way to subsequently under the Baffle plate through to the corresponding discharge openings flow back.
  • These usually consist of a radial adjustable weir or an equivalent organ whose Opening width the desired level of the to be separated Liquid determined.
  • the return opening can have any shape that it is the liquid Phase or the liquid phases allowed from the range of Screw conveyor that connects to the baffle plate to flow back there.
  • a window can, for example, by one Section of the screw conveyor is generated, which as Band snail or as deviating from the circular shape Snail part is formed.
  • Another option is there in opening the return port by an interruption in the To produce a spiral gear, for example by moving in Circumferential direction extending gap or in Circumferential discontinuity of the helical gear, the forms an overlap point.
  • a rotor 10 is a solid-bowl screw centrifuge 12 shown by one not shown, known drive is rotated.
  • the rotor 10 consists of a cylindrical drum 14 and an adjoining, conical drum 16.
  • a screw conveyor 18 is rotatably mounted, the Rotary drive is also not shown.
  • the screw conveyor 18 is driven at a different speed than the rotor 10.
  • the screw spiral 20 of the screw conveyor 18 is on one Hollow shaft 22 attached and arranged so that the Direction of conveyance from the cylindrical drum 14 to the conical Drum 16 takes place.
  • the hollow shaft 22 over the entire length of the rotor 10 constant diameter.
  • baffle plate 24 On the hollow shaft 22 is in the region of the transition from the cylindrical Drum 14 in the conical drum 16 a baffle plate 24 attached, the radially outer edge 26 of an annular Leaves passage opening 28 to the inner wall 30 of the rotor 10.
  • the baffle plate 24 can also be on another Place the hollow shaft 22 to be fixed.
  • the spiral path 42 of the screw conveyor 18 has the in the conveying direction according to the arrow 32 behind the Baffle plate 24 is located, return openings 44. It could be found that 44 through these return openings liquid portion in the solid 40, which is already in the range of conical drum 16 is again significantly reduced can be, obviously because the one separated there Liquid 46 a way back via the return openings 44 through the passage opening 28 in the area of the cylindrical Drum 14 takes place.
  • Figure 2 shows a variant of Figure 1, in which the hollow shaft 22 does not have a constant diameter, but also conical in the area of the conical drum 18 is.
  • the liquid phase again separates into a light and a medium phase, for example Oil and water or fruit juice / vegetable juice and water.
  • a medium phase for example Oil and water or fruit juice / vegetable juice and water.
  • the solid 40 that is discharged through the discharge opening 38 can be explained in a subordinate decanter Design to be further treated to the yield of "noble Phase "(oil, fruit juice, etc.) again and the Reduce the liquid content in the solid again.
  • the centrifuge according to the invention can separate all multi-phase products are used.
  • the centrifuge according to the invention can separate all multi-phase products are used.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge zum kontinuierlichen Trennen eines aus mehreren Phasen bestehenden, fließfähigen Gemisches, umfassend einen aus einer zylindrischen und einer konischen Trommel zusammengesetzten Rotor mit Austragsöffnungen für die voneinander getrennten Phasen und eine innerhalb des Rotors drehbare Förderschnecke für den Transport der schwersten Phase zu der entsprechenden Austragsöffnung, wobei Mittel für den Zulauf des zu trennenden Gemisches in die Zentrifuge vorgesehen sind und auf der Förderschnecke wenigstens eine Stauscheibe angebracht ist.
Schneckenzentrifugen dieser Bauart werden vor allem eingesetzt, um aus Oliven möglichst reines Olivenöl zu gewinnen, das frei von Wasser und Trübstoffen sein soll. Weitere Einsatzmöglichkeiten auf dem Lebensmittelsektor sind beispielsweise die Herstellung von Frucht- und Gemüsesäften oder die Gewinnung tierischer oder pflanzlicher Öle und Fette.
Die IT-PS 675 801 beschreibt ein System zur Gewinnung von Olivenöl, das die bis dahin gebräuchlichen, hydraulischen Pressen ablösen sollte, die keinen kontinuierlichen Betrieb ermöglichten. Zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung einer Zentrifuge vorgesehen, in der auf einer Seite die Feststoffe und auf der anderen Seite das aus Öl, Wasser und kleinen Fruchtresten bestehende Flüssigkeitsgemisch abgezogen wird, das anschließend einem Separator zugeführt werden muß. Die Erfahrung hat allerdings gezeigt, daß die flüssige Phase noch einen hohen Anteil an Feststoffen enthielt, was eine aufwendige und teure Nachbehandlung erforderlich machte, um die flüssige Phase von den darin enthaltenen Feststoffpartikeln zu befreien.
Um bei der Gewinnung von Olivenöl die aufgezeigten Probleme zu lösen, hat man daher einen anderen Weg eingeschlagen, wie er etwa in der DE-PS 42 06 006 erläutert ist. Dort wird der aufgeschlossene Fruchtbrei in einer Zweiphasen-Schneckenzentrifuge in Öl und ein Feststoff-Wasser-Gemisch aufgetrennt. Um aus diesem Feststoff-Wasser-Gemisch einen Feststoff zu gewinnen, der einen möglichst geringen Flüssigkeitsanteil hat, ist eine umfangreiche Nachbehandlung bei Extraktion, Trocknung und Transport erforderlich.
Um diesen Nachteil der aufwendigen Nachbehandlung des mit Flüssigkeit vermischten Feststoffaustrages zu vermeiden, hat man daher versucht, in einer Zweiphasen-Trennung einen möglichst trockenen Austrag des Feststoffanteils zu erzielen, was jedoch nur bis zu einem bestimmten Grad möglich war, weil mit sinkendem Flüssigkeitsanteil in der trockenen Phase nicht zu vermeiden war, daß die leichtere, flüssige Phase mit einem unzulässig hohen Feststoffanteil vermischt war.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, den Anteil der flüssigen Phase in der festen Phase mit konstruktiv und wirtschaftlich geringem Aufwand um einen beträchtlichen Anteil zu verringern.
Bei einer Schneckenzentrifuge der eingangs angegebenen Bauart wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der Wendelgänge der Förderschnecke, der in Förderrichtung hinter der Stauscheibe liegt, wenigstens eine Rücklauföffnung für die leichteren Phasen aufweist. Vorzugweise ist die Rücklauföffnung in dem Wendelgang vorgesehen, der unmittelbar hinter der Stauscheibe liegt.
Mit der Erfindung hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß man auf der einen Seite eine gegenüber den bisher eingesetzten Zweiphasen-Systemen trockenere Feststoffphase erhält, während auf der anderen Seite die leichtere Phase sehr geringe Feststoffanteile enthält, die, sofern notwendig, anschließend problemlos separiert werden können. Im Fall der Gewinnung von Olivenöl hat die abgezogene Feststoffphase einen kleineren Anteil an Fruchtwasser, während die leichtere Phase aus weitgehend feststofffreiem Öl und Wasser besteht und damit wirtschaftlicher trennbar ist.
Da bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung einer der Wendelgänge der Förderschnecke, der in Förderrichtung hinter der Stauscheibe liegt, eine oder mehrere Rücklauföffnungen aufweist, findet die vom Feststoff abgetrennte Flüssigkeit bzw. das abgetrennte Flüssigkeitsgemisch einen Weg, um anschließend unter der Stauscheibe hindurch zu den entsprechenden Austragsöffnungen zurückzuströmen. Diese bestehen in aller Regel aus einem radial einstellbaren Wehr oder einem gleichwirkenden Organ, dessen Öffnungsweite das gewünschte Niveau der abzutrennenden Flüssigkeit bestimmt.
Die Rücklauföffnung kann jede Form haben, die es der flüssigen Phase oder den flüssigen Phasen gestattet, aus dem Bereich der Förderschnecke, der sich an die Stauscheibe anschließt, zu dieser hin zurückzufließen. Konstruktiv einfache Lösungen sind Bohrungen oder Fenster im Wendelgang, wobei es günstig sein kann, wenn der radial innere Rand des Fensters oder der Fenster auf der Mantelfläche der Welle liegt, die die Förderschnecke trägt. Ein derartiges Fenster kann beispielsweise von einem Abschnitt der Förderschnecke erzeugt werden, der als Bandschnecke oder als von der Kreisform abweichender Schneckenteil ausgebildet ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Rücklauföffnung durch eine Unterbrechung im Wendelgang herzustellen, etwa durch einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Spalt oder eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Diskontinuität des Wendelgangs, die eine Überlappungsstelle bildet.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:
  • Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Dekantierzentrifuge gemäß der Erfindung,
  • Figur 2 eine Variante der Figur 1 und
  • Figur 3 eine weitere Variante.
    • Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist ein Rotor 10 einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge 12 dargestellt, der durch einen nicht gezeigten, an sich bekannten Antrieb in Drehung versetzt wird. Der Rotor 10 besteht aus einer zylindrischen Trommel 14 und einer sich daran anschließenden, konischen Trommel 16. In dem Rotor 10 ist eine Förderschnecke 18 drehbar gelagert, deren Drehantrieb ebenfalls nicht dargestellt ist. Die Förderschnecke 18 wird mit einer anderen Drehzahl als der Rotor 10 angetrieben. Die Schneckenwendel 20 der Förderschnecke 18 ist auf einer Hohlwelle 22 angebracht und so angeordnet, daß die Förderrichtung von der zylindrischen Trommel 14 zur konischen Trommel 16 hin erfolgt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 hat die Hohlwelle 22 über die gesamte Länge des Rotors 10 einen gleichbleibenden Durchmesser.
    Auf der Hohlwelle 22 ist im Bereich des Übergangs von der zylindrischen Trommel 14 in die konische Trommel 16 eine Stauscheibe 24 angebracht, deren radial äußerer Rand 26 eine ringförmige Durchtrittsöffnung 28 zur Innenwand 30 des Rotors 10 freiläßt. Selbstverständlich kann die Stauscheibe 24 auch an einer anderen Stelle der Hohlwelle 22 befestigt sein.
    Über nicht weiter dargestellte, an sich bekannte Mittel wird das zu trennende Gemisch 32 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles in die Hohlwelle 22 geleitet, um anschließend durch Aufgabeöffnungen 34 in den Bereich der Schneckenwendel 20 auszutreten. Die Förderschnecke 18 transportiert das Gemisch 32, von dem sich aufgrund der Zentrifugalwirkung allmählich die leichte und ggf. eine mittlere, ebenfalls flüssige Phase 46 abtrennt, in die konische Trommel 16, an deren verjüngtem Ende Austragsöffnungen 38 vorgesehen sind, über welche die schwere Phase als weitgehend trockener Feststoff 40 abgegeben wird.
    Gemäß der Erfindung hat der Wendelgang 42 der Förderschnecke 18, der in Förderrichtung entsprechend dem Pfeil 32 hinter der Stauscheibe 24 liegt, Rücklauföffnungen 44. Es konnte festgestellt werden, daß über diese Rücklauföffnungen 44 der flüssige Anteil im Feststoff 40, der sich bereits im Bereich der konischen Trommel 16 befindet, nochmals merklich verringert werden kann, offensichtlich deshalb, weil die dort abgetrennte Flüssigkeit 46 über die Rücklauföffnungen 44 einen Weg zurück durch die Durchtrittsöffnung 28 in den Bereich der zylindrischen Trommel 14 findet.
    Dabei hat sich herausgestellt, daß aufgrund des über die Rücklauföffnungen 44 und die Stauscheibe 24 zurückströmenden Flüssigkeitsanteils die Ausbeute der zu gewinnenden Flüssigkeit (Öl, Fruchtsaft o. ä.) nochmals gesteigert wird, da das zurückströmende Wasser diese auszutragende Flüssigkeit mitreißt.
    In Figur 1 ist angedeutet, daß im Bereich des Eingabeendes des Rotors 10 in bekannter Weise ein Wehr 48 oder ein ähnliches Organ angebracht ist, dessen radiale Durchtrittsöffnung eingestellt werden kann, um das Niveau der abzutrennenden Flüssigkeit 46 zu bestimmen. Figur 1 zeigt, daß die Rücklauföffnungen 44 auf diesem Niveau 50 liegen.
    Figur 2 zeigt eine Variante der Figur 1, bei der die Hohlwelle 22 keinen durchgehend gleichbleibenden Durchmesser hat, sondern im Bereich der konischen Trommel 18 ebenfalls konisch ausgebildet ist.
    Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist gezeigt, daß bei sonst gleichbleibender Ausbildung der Schneckenzentrifuge 12 die Hohlwelle 22 der Förderschnecke 18 im Bereich der konischen Trommel 16 ebenfalls - wie beim Beispiel der Figur 1 - zylindrisch ausgebildet ist, jedoch einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser der Hohlwelle 22 im Bereich der zylindrischen Trommel 14 ist. Auf diese Weise wird zwischen der Stauscheibe 24 und dem folgenden Wendelgang 42 der Förderschnecke 18 eine Stufe 52 gebildet, die möglicherweise dazu beiträgt, die Rückströmung der Flüssigkeit 46 über die Rücklauföffnungen 44 und durch die Durchtrittsöffnung 28 hindurch nochmals zu verbessern.
    In vielen Fällen empfiehlt es sich, zur Weiterverarbeitung der abgetrennten, leichteren Phasen hinter der Schneckenzentrifuge 12 einen Separator vorzusehen, der die flüssige Phase nochmals in eine leichte und eine mittlere Phase trennt, beispielsweise Öl und Wasser oder Fruchtsaft/Gemüsesaft und Wasser. Alternativ wäre es auch möglich, die Schneckenzentrifuge als Dreiphasendekanter auszubilden, um die flüssigen Phasen getrennt voneinander abzuführen.
    Der Feststoff 40, der über die Austragsöffnung 38 abgegeben wird, kann in einem nachgeordneten Dekanter der erläuterten Bauart weiter behandelt werden, um die Ausbeute der "edlen Phase" (Öl, Fruchtsaft etc.) nochmals zu erhöhen und den Flüssigkeitsanteil im Feststoff nochmals zu verringern.
    Versuche mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Dekantierzentrifuge haben ergeben, daß aufgrund der Rücklauföffnungen 44 der ausgetragene Feststoff 40 so trocken ist, daß die anschließende Trocknung wesentlich wirtschaftlicher durchgeführt werden kann, was sich vorteilhaft auf die aufzubringende Heizenergie und auf die Betriebskosten (Transportkosten etc.) auswirkt. Wesentlich bei diesem Ergebnis ist es auch, daß die Ausbeute an der "edlen Phase" sehr groß ist.
    Die Zentrifuge gemäß der Erfindung kann zur Trennung aller mehrphasigen Produkte verwendet werden. Neben der bereits angesprochenen Lebensmittelindustrie ist ein Einsatz auch möglich in der Chemie, Pharmazie, Altölaufbereitung, Biotreibstoffproduktion u.v.m.

    Claims (9)

    1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge zum kontinuierlichen Trennen eines aus mehreren Phasen bestehenden, fließfähigen Gemisches, insbesondere eines Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches, umfassend einen aus einer zylindrischen und einer konischen Trommel (14, 16) zusammengesetzten Rotor (10) mit Austragsöffnungen für die voneinander getrennten Phasen und eine innerhalb des Rotors drehbare Förderschnecke (18) für den Transport der schwersten Phase zu der entsprechenden Austragsöffnung (38), wobei Mittel für den Zulauf des zu trennenden Gemisches in die Zentrifuge vorgesehen sind und auf der Förderschnecke (18) wenigstens eine Stauscheibe (24) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wendelgänge (42) der Förderschnecke (18), der in Förderrichtung hinter der Stauscheibe (24) liegt, wenigstens eine Rücklauföffnung (44) für die leichteren Phasen (46) aufweist.
    2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Rücklauföffnung (44) in dem Wendelgang (42) vorgesehen ist, der unmittelbar hinter der Stauscheibe (24) liegt.
    3. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklauföffnung (44) aus einem Fenster besteht.
    4. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Rand des Fensters auf der Mantelfläche der die Förderschnecke (18) tragenden Welle (22) liegt.
    5. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklauföffnung (44) aus einer Unterbrechung des Wendelgangs (42) besteht.
    6. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung durch einen sich in Umfangsrichtung der Förderschnecke (18) erstreckenden Spalt gebildet wird.
    7. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Unterbrechung im Wendelgang (42) eine in Umfangsrichtung verlaufende Überlappung gebildet wird.
    8. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (18) eine Welle (22) mit zwei unterschiedlichen Durchmessern hat, wobei die Stauscheibe (24) auf dem Abschnitt der Welle (22) mit größerem Durchmesser befestigt ist, während der die Rücklauföffnung (44) aufweisende Wendelgang (42) wenigstens teilweise auf dem sich daran über eine Stufe (52) anschließenden Abschnitt der Welle (22) mit kleinerem Durchmesser sitzt.
    9. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragsöffnung für die leichteren Phasen (46) ein Separator nachgeschaltet ist.
    EP02009098A 2001-05-23 2002-04-24 Vollmantel-Schneckenzentrifuge Expired - Lifetime EP1260273B1 (de)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE10125096 2001-05-23
    DE10125096A DE10125096A1 (de) 2001-05-23 2001-05-23 Dekantierzentrifuge

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    Publication Number Publication Date
    EP1260273A1 EP1260273A1 (de) 2002-11-27
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    EP (1) EP1260273B1 (de)
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