Schneckenpresse zum Herstellen von Ölen
Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Herstellen von Ölen, umfassend ein Gehäuse mit kreiszylindrischem Querschnitt, wobei im Bereich eines ersten Endes des Gehäuses eine Einfüllöffnung, an einem zweiten Ende des Gehäuses eine Austrittsöffnung für Feststoff und in einem vorbestimmten Bereich zwischen der Einfüllöffnung und der Austrittsöffnung Olauslassöffnungen angeordnet sind, wobei die Austrittsöffnung in einer Stauscheibe angeordnet ist, und eine Schnecke zum Fördern und Pressen von Pressgut, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist.
Solche Schneckenpressen sind an sich bekannt und werden eingesetzt, um sehr hochwertige Öle aus Ölfrüchten oder Saaten zu pressen. Hierbei soll bei möglichst hoher Ausbeute eine Temperatur des Öls gering gehalten werden.
Eine Schneckenpresse, von der die Erfindung ausgeht, ist in der DE 196 08 379 A1 beschrieben. Diese Schneckenpresse weist ein zylindrisches Gehäuse auf, in dem eine Förderschnecke - auch als Pressspindel bekannt - drehbar gelagert ist. An einem in Förderrichtung gesehen hinteren Ende des Gehäuses ist eine Drossel mit mindestens einer Austrittsdüse für ausgepressten Feststoff angeordnet. Zwischen einer Einfüllöffnung und der Drossel sind in das Gehäuse Olauslassöffnungen eingelassen, die siebartig als durchgehende Bohrungen oder Schlitze ausgebildet sind. Die Schneckenpresse arbeitet weitgehend schonend, da die Temperatur des Öls normalerweise unter 40 °C bleibt (Pressen bei Raumtemperatur von ca. 20 qC), jedoch wäre es besser, wenn die Temperaturerhöhung durch das Pressen noch geringer wäre. Weiterhin kann es bei Saatgut mit kleiner Korngröße zu Verstopfungen der Olauslassöffnungen kommen.
Aus der DE 23 19 388 A ist eine Schneckenpresse (Schraubenpresse) bekannt, die mit einem Seiherkorb ausgestattet ist. Dieser ist aus einer Vielzahl von Stäben gebildet, die in einem Bereich für den Ölaustritt parallel zueinander um die Schraube herum angeordnet sind. Zwischen zwei benachbarten Stäben ist ein Spalt gebildet, durch den das Öl austritt. Der Seiherkorb besteht neben den Gehäusehälften aus vielen Einzelteilen wie Seiherstäben und Abstandsblechen und ist entsprechend aufwendig herzustellen und zu montieren. Der Spalt ist variabel und muss der Ölsaat angepasst werden. Über die Länge des Seiherkorbes sind saatabhängig unterschiedliche Spaltmaße einzusetzen, so dass die Vorbereitungen für den Betrieb entsprechend Zeit und Erfahrung erfordern. Der Seiherkorb neigt je nach Pressgut zu Verstopfungen und muss öfter gereinigt werden, was hier sehr aufwendig ist.
Die DE 102007001 311 A1 beschreibt eine Schneckenpresse (Ölauspressmaschine), beider die Ölauslassöffnungen als über die Länge und den Umfang des Gehäuses verteilte,unterbrochne Schlitze ausgebildet sind. Jeder der Schlitze weist einen konstantenQuerschnittauf und kanndaherleichtverstopfen. Vertiefungen im Rohr, dieeinAuspressendesÖlsbewirken, liegen im BereichderanderWandverteiltenSchlitze. Diesführtzueinemschnellen Verstopfen der Öffnungen, weil während des Betriebs erzeugter Druck imPressgutauchdirektauf dieÖffnungenwirkt. EineReinigungderSchlitzeistschwierig. EinehöhereQualitätdesÖlsistnichtzuerwarten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneckenpresse so zu verbessern, dass die Qualitätdes erzeugten Öls durch geringere Temperaturen während der Herstellung verbessertwirdunddiepraktischnichtzumVerstopfenderÖlauslassöffnungen neigt.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale desAnspruchs 1 gelöst. Die Ölauslassöffnungen sindalsSchlitzeausgebildet,diesichparallelzueinerLängsachsedesGehäuseserstrecken undeinen Querschnitt mit - von innen nach außen gesehen - stufenartig veränderten Weitenaufweisen,wobeieinekleinerederWeiteneinerInnenseitedesGehäuseszugeordnetist.Dasich die Schlitze parallel zur Längsachsedes Gehäuses und somit auch parallel zu derDrehachse sowie der Förderrichtung der Schnecke erstrecken, werden die Schlitze freigespült und neigen praktisch nicht zum Verstopfen. In einem Schlitz befindlicher Feststoffwird durch die den Transport in der Schneckenpresse bewirkenden Kräfte zum - inTransportrichtung (Förderrichtung) gesehen -hinteren Endedes Schlitzestransportiert undschließlich mit dem Feststoff oder mit dem Öl ausgetragen. Damit ist zumindest derüberwiegende Teil der Schlitze immer frei für das Öl durchgängig, während die FeststoffeentsprechendderWeitedesSchlitzeszurückgehaltenwerden.
Die stufenartig veränderten Weiten der Schlitze unterstützen einerseits denverstopfungsfreien Betrieb. Andererseits wird die äußere Oberfläche des Gehäuseswesentlich vergrößert, so dass durch das Pressen entstehende Wärme besser abgeleitetwerden kann. Das Öl, das mit der erfindungsgemäßen Schneckenpresse gewonnen wird,weistdaherbei sonstgleichen Bedingungen eineum biszu 10OgeringereTemperaturaufals bei der Verwendung der bekannten Pressen. Das Öl wird also thermisch geringerbelastetundweisteineentsprechendbessereQualitätauf.
WeiterhinweistdasausderSchneckenpresseÖlablaufendeÖlwenigerTrub, alsowenigerFeststoffeauf. EsistalsomitwenigerAufwandzufiltern.
Die Schneckenpresse ist insgesamt besonders gut auch für Kleinsaaten, also ölhaltige Saaten mit feiner Körnung geeignet.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer Ausgestaltung erstreckt sich jeder der Schlitze über die gesamte Länge des Bereichs. Die Schneckenpresse neigt so noch weniger zu Verstopfungen. Falls während des Betriebs wider Erwarten einer oder mehrere Schlitze verstopfen sollten, z.B. bei Saaten mit besonders feiner Körnung, so sind diese einfach mit Hilfe eines dünnen Bleches zu reinigen, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass dieses in den Gang der Schnecke gerät.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Schlitze gleichmäßig über den Umfang des Gehäuses verteilt. Hierdurch werden die Pressung und die Kühlung vergleichmäßigt.
In einer weiteren Ausgestaltung beträgt die kleinere Weite 0,5 mm bis 1 ,5 mm. Hier ergibt sich ein günstiges Verhältnis zwischen Betriebssicherheit, Öl- Ausbeute und Trub.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Schneckenpresse,
Figur 2 einen Längsschnitt durch ein Gehäuseteil als Detail und
Figur 3 einen Querschnitt durch das Gehäuseteil.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich umfasst eine Schneckenpresse ein Gehäuse 1 mit einem (zumindest innen) kreiszylindrischen Querschnitt und eine darin drehbar gelagerte Schnecke 2, die sich über die gesamte innere Länge des Gehäuses 1 erstreckt.
Das Gehäuse 1 ist aus einem Gehäusefu ß 1 a und einem Gehäuseteil 1 b zusammengesetzt. Der Gehäusefuß 1 a ist zur Befestigung an einem nur angedeuteten Getriebe 3 oder Getriebemotor ausgebildet, wobei ein Abtrieb des Getriebes 3 und die Schnecke 2 coaxial ausgerichtet sind. Der Gehäusefu ß 1 a weist eine Einfüllöffnung 4 auf, in der hier ein Trichter 5 befestigt ist.
An einem dem Getriebe 3 abgewandten Ende des Gehäusefußes 1 a ist ein rohrartiges Gehäuseteil 1 b befestigt, das in den Figuren 2 und 3 besonders gut zu erkennen ist. In einem Bereich B, der von dem Gehäusefu ß 1 a aus gesehen bei knapp der Hälfte der Länge des Gehäuseteils 1 b beginnt und sich über eine Länge kleiner als ein Durchmesser der Schnecke 2 erstreckt, sind radial, über den Umfang gleichmäßig verteilt, eine Vielzahl Olauslassöffnungen in Form von länglichen Schlitzen 6 eingelassen. Diese sind parallel zur Längsachse des Gehäuseteils 1 b und somit auch parallel zur Längsachse der Schnecke 2 angeordnet. Jeder der von innen nach au ßen durchgehenden Schlitze 6 erstreckt sich über
die gesamte Länge des Bereichs B und weist einen Querschnitt mit zwei stufenartig veränderten Weiten auf. Eine kleinere der Weiten beträgt 0,5 mm bis 1 ,5 mm, vorzugsweise 0,7 mm, beginnt an der Innenseite des Gehäuseteils 1 b und erstreckt sich radial über 1 mm bis 3 mm. Nach außen schließt sich die größere Weite an, so dass der Schlitz 6 insgesamt durchgängig von innen nach außen ist. Die größere Weite beträgt 3 mm bis 5 mm.
In die Innenwandung des Gehäuseteils 1 b sind hinter dem Bereich B, also in Transportrichtung hinter den Schlitzen 6, eine Vielzahl von Vertiefungen 10 eingelassen. Diese erstrecken sich bis zu einem hinteren Ende des Gehäuseteils 1 b und erweitern sich stetig in Transportrichtung in Form eines spitzwinkligen Dreiecks. Ein im Drehsinn der Schnecke 2 hinterer Schenkel des Dreiecks ist parallel zu der Längsachse des Gehäuseteils 1 b. Ein Querschnitt der Vertiefungen 10 ist ebenfalls dreieckförmig, wobei deren Tiefe stetig im Drehsinn der Schnecke 2 und zusätzlich auch mit der Transportrichtung zunimmt. Die größte Tiefe jeder Vertiefung 10 befindet sich also an dem hinteren Schenkel am Ende des Gehäuseteils 1 b.
Die Schnecke 2 erstreckt sich über die Länge des Gehäuses 1 und weist über ihre gesamte Länge eine konstante Steigung auf. Ein Durchmesser der Umhüllenden der Schnecke 2 entspricht dem Innendurchmesser des Gehäuses 1 abzüglich eines geringen vorbestimmten Spiels. Dieses Spiel kann gezielt in einem hinteren Bereich der Schnecke 2 größer sein, der z.B. bei den Schlitzen 6 beginnt; hierfür ist der Durchmesser der Umhüllenden hier etwas kleiner als im vorderen Bereich der Schnecke 2. Eine in Transportrichtung hintere Stirnseite der Schnecke 2 ist konvex gewölbt.
An einem hinteren Ende des Gehäuseteils 1 b ist ein Staukopf 7 mit einer Auslassöffnung 8 befestigt. Die Auslassöffnung 8 ist in einem auswechselbaren Düsenkörper 9 so ausgebildet, dass sich ihr Querschnitt in Transportrichtung auf einen vorbestimmten Wert zunächst verkleinert, um dann nach einer kurzen Strecke wieder größer zu werden.
Im Betrieb wird die Schnecke 2 so angetrieben, dass ölhaltiges Pressgut, das in den Trichter 5 eingefüllt wird, in dem Gehäuse 1 von der Einfüllöffnung 4 zu der Auslassöffnung transportiert wird. Da im Staukopf 7 der Austritt des Pressguts durch Querschnittsverengung behindert wird, baut sich in der Schneckenpresse besonders im Bereich der Vertiefungen 10 ein in Transportrichtung ansteigender Druck in dem Pressgut auf; gleichzeitig bewirken die Vertiefungen 10 Scherkräfte in dem Pressgut. Hierdurch wird die in dem Pressgut vorhandene Flüssigkeit, die zumindest überwiegend aus Öl besteht, aus dem Feststoff ausgepresst und mit einem geringen Anteil von Trub, also feinen Feststoffteilchen, durch die
Schlitze 6 aus der Schneckenpresse herausgedrückt und aufgefangen. Hierbei fließt das Öl entgegen der Transportrichtung in dem Spalt, der durch das Spiel zwischen dem Gehäuse 1 und der Schnecke 2 gebildet ist, zu den Schlitzen 6. Der überwiegende Anteil des Feststoffs verbleibt bis zu der Auslassöffnung 8 in der Schneckenpresse.
Der Feststoff des Pressguts wird in dem Staukopf 7 stark komprimiert und tritt als fester, außen weitgehend glatter Strang aus der Auslassöffnung 8 aus und kann zu Pellets geteilt werden. Er weist einen geringen Restgehalt an Öl auf.
Dadurch dass ständig Pressgut längs der Schlitze 6 gefördert wird, werden Feststoffteilchen, die dazu neigen, sich in den Schlitzen 6 anzusammeln, fast vollständig mit dem Pressgut von den Schlitzen 6 weg transportiert. Diese bleiben daher weitestgehend offen, so dass die Schneckenpresse lange Standzeiten aufweist. Eine Reinigung der Schlitze 6 ist nur selten erforderlich, die während des laufenden Betriebs mit einem dünnen Blech erfolgen kann. Das Blech wird in den zu reinigenden Schlitz 6 gedrückt, bis es auf die Schnecke 2 trifft. Bei entsprechender Länge des Blechs sitzt dieses auf mindestens zwei Wendeln der Schnecke 2 auf, so dass es sich nicht in den Gängen verhaken kann.
Das gewonnene Öl wird gegebenenfalls mit einem Filter weiter von Feststoffen befreit.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Schnecke
3 Getriebe
4 Einfüllöffnung
5 Trichter
6 Schlitz
7 Stau köpf
8 Auslassöffnung
9 Düsenkörper
10 Vertiefung B Bereich