WO1996009119A1 - Zentrifuge zur mechanischen gewinnung von pflanzlichem öl - Google Patents

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WO1996009119A1
WO1996009119A1 PCT/EP1995/003510 EP9503510W WO9609119A1 WO 1996009119 A1 WO1996009119 A1 WO 1996009119A1 EP 9503510 W EP9503510 W EP 9503510W WO 9609119 A1 WO9609119 A1 WO 9609119A1
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centrifuge
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outlet
oil
outlet openings
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PCT/EP1995/003510
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Holger Gall
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Holger Gall
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Classifications

    • 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
    • B04B1/02—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles without inserted separating walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/06—Fluid drive
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/02—Pretreatment
    • C11B1/04—Pretreatment of vegetable raw material

Definitions

  • the invention relates to a device with a centrifuge for the mechanical extraction of vegetable oil from oilseeds and / or oil fruits.
  • Screw presses are generally used for pressing.
  • the oilseed is conveyed by a screw thread.
  • the spatial volume of the screw flights is steadily decreasing.
  • the snail is surrounded by a coat that consists of a seier. Due to the constant decrease in volume, a high pressure is created in the material to be pressed and the liquid portion of e.g. Oilseed is pressed outwards by the seier.
  • Various seed preparation steps are necessary before this process, such as seed cleaning, conditioning and rolling. After pressing, the oil must be freed of contaminants that have been pressed out and carried along. The various process steps make the production of a vegetable oil by pressing very complex.
  • the oil from the seeds or the oil fruits is extracted using an extracting agent such as e.g. Washed out petrol.
  • an extracting agent such as e.g. Washed out petrol.
  • the extractant must be recovered from the oil, the grist and the condensate obtained as water.
  • e.g. Gasoline as an extractant Always present fire and explosion hazard, large amounts of environmentally harmful gasoline vapors are released, which means that filters are required.
  • DE-A-19 18 130 discloses a device in which olive oil is to be obtained from a mixture of solid olive particles, water and oil by means of a centrifuge.
  • the disadvantage of this device is that after the mixture has been homogenized, water must be added to the olives crushed and broken in an olive mill in order to achieve this Bring mixture to a concentration level favorable for the subsequent centrifugation. As a result, the centrifugation process is burdened by the required special separation and excretion of water, which complicates the structure and operation of the device.
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning, by means of which the vegetable oil can be removed from oilseeds and / or oilfruits in a simple manner by means of a centrifuge, without the oil obtained being subjected to an expensive aftertreatment or water especially must be removed.
  • the vegetable oil is obtained from the seeds or the oil fruits by means of a very high-speed centrifuge.
  • This takes advantage of the fact that there is a difference in density between the compressed vegetable material and the vegetable oil to be squeezed out, as is used in the known methods for depositing the reed and cloudy on the bottom of a settling container.
  • the oilseed or oil fruits are subjected to cleaning. If necessary, a seed or fruit preparation can be provided in addition to a seed or fruit cleaning.
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a transverse view on the end face
  • 3 shows the device according to FIG. 1 in a cross-sectional view of the stator associated with the discharge of reed and oil
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the outlet section of the centrifuge drum of the device according to FIG. 1 in a side view in FIG.
  • FIG. 5 shows the outlet section according to FIG. 4 in a transverse view and top view, and 6 in section,
  • FIG. 7 shows a further device with a double-flow centrifuge drum in a side view in section
  • FIG. 8 shows a further device with a centrifuge drum with a double jacket in side view in section
  • Fig. 9 shows a further embodiment of a device with a double flow
  • Centrifuge drum with double jacket in a side view in section Centrifuge drum with double jacket in a side view in section.
  • the device 1 for the mechanical extraction of vegetable oil consists of a centrifuge drum 3 which is connected to a drive device 2.
  • the drive device 2 is fastened on a base plate 24 by means of a support bracket 23.
  • the centrifuge drum 3 is generally tubular and has a casing 17 in which an opening 6 is formed which widens evenly from the inlet section 4 for oilseeds or oil crops to the outlet section 5 for vegetable oil and reed.
  • a striking and driving device 10 is provided, which serves to comminute the quantity of oilseed or oil crop introduced into the inlet section 4.
  • two outlet openings 7, 8 are provided for reed and vegetable oil, separated from one another. This is the end section of the jacket 17 is connected to an end piece 9 by means of screws 25.
  • a cross-sectionally widened extension 14 is formed, in which an insert body 12 with an end face 26 is arranged in such a way that the outlet opening 7 for reeds is formed in a ring between the latter and the boundary surface of the circular widening 14 is. Openings 13 are also formed in the insert body 12 and form the outlet openings 8 for vegetable oil.
  • the drive device 2 is designed as a turbine 15.
  • the turbine 15 may be a gas turbine or a steam turbine.
  • Fig. 1 shows the application of a vapor pressure turbine. While the housing of the turbine with the built-in Laval nozzles 19 and guide wheels 21 is fixedly attached to a base plate 24 via the support bracket 23, the centrifuge drum 3 is driven by the impellers 16 in the bearings 22. The blades of the impellers are known Way connected to the centrifuge jacket. The working medium fed through the nozzles 19 of the turbine 15 is discharged at the outlet 20.
  • a toothed gear or traction mechanism gear can also be used as the drive device for driving the centrifuge drum 3.
  • the oil seeds or the oil fruits are usually fed to the inlet section 4 of the centrifuge drum 3 by a feed and metering screw.
  • the oil seeds or the oil fruits are crushed and accelerated to the centrifuge speed.
  • the so brought to centrifuge speed or the oil fruits migrate through the continuously widening opening 6 of the centrifuge drum 3 to its outlet section 5.
  • the continuously widening cross section of the opening 6 in the jacket 17 causes the pressure in the seed or fruit layer to be constant increases and the thinning seed or fruit layer tears open again and again and the oil escapes from the seed or oil fruit.
  • the end face 26 of the insert body 12 of the end piece 9, which serves as a weir, is arranged on the end section 5 of the centrifuge drum 13 where the solid residues, the reeds and the oil are accumulated and can be separated. Due to the accumulation of the leaked oil on the end face 26 of the insert body 12 it is achieved that a higher pressure is exerted on the reed located on the inner surface of the jacket 17. The reeds exit through the outlet openings 7 and the oil outlet through the outlet openings 8.
  • an end piece 9a is shown as an alternative to the end piece 9.
  • the end piece 9a is screwed coaxially to the central axis 11 with the jacket 17.
  • openings 7a are provided which serve as a reed exit.
  • the end piece 9a has an inner bore 27.
  • bores are guided from the outer jacket 29 of the end piece 9a perpendicular to the central axis 11 and serve as outlet openings 8a for oil.
  • the bores are located on the bottom end section 28 of the inner bore 27 which is designed as an annular groove 33.
  • the Schilfer ring which is attached to the jacket 17 in the opening 6 in front of the end piece 9a, exits through the outlet openings 7a.
  • the width of the slots of these outlet openings 7a depends on the throughput and the oilseed.
  • the oil emerging from the oilseed or from the reed forms a liquid ring within the reed ring which forms in front of the end piece 9a in the opening 6 on the jacket 17 of the centrifuge drum 3 and is accumulated by the end face 26a of the end piece 9a as in the end piece 9 .
  • the diameter of this end face 26a depends on the desired thickness of the liquid ring.
  • the oil runs through the inner bore 27 of the end face 12a to the outlet openings 8a and exits from the centrifuge here.
  • the turbine 15 is advantageous to design as a steam turbine, since these can produce high outputs and high speeds in a small space.
  • the centrifuge drum 3 is integrated in the turbine 15.
  • the diameters of the turbine 15 and centrifuge drum 3 must be matched to the speed.
  • a diameter of approx. 200 mm for the turbine wheel and for the centrifuge drum 3 an average jacket diameter of approx. 80 mm at a speed of 50,000 rpm is sought.
  • FIGS. 7 to 9 show further devices 30, 31, 32 by means of which the throughput of the centrifuge and the dwell time of the seed in the centrifuge can be increased in the case of different structural designs.
  • centrifugal drums 3 are connected to one another coaxially to the central axis 11, so that a double-flow device is created.
  • This double-flow device has only one drive, which is formed by a turbine 15.
  • the outlet sections 5 of the centrifuge drums 3 are connected to one another by means of an end piece 9b, in which the outlet openings 7 or 7a for reeders and the outlet openings 8 or 8a for oil are assigned to a centrifuge drum 3.
  • the centrifuge drums 3 are each rotatably supported by bearings 2 in chamber walls 34, 35.
  • the chamber walls 34, 35 are arranged on a base plate 24 and covered with a cover 37 to form a chamber 36.
  • receiving devices for reeds and oil which are assigned to the outlet openings 7 or 7a or 8 or 8a.
  • a device 31 is shown in FIG. 8, in which the centrifuge drum 3 consists of an inner centrifuge tube 38 which has a breakthrough 6, the diameter of which widens uniformly from the inlet section 4 to the tube end 39.
  • the inner centrifuge tube 38 is surrounded by an outer centrifuge tube 40 closed on one side, the bottom 41 of which is arranged at a distance from the tube end 39 of the inner centrifuge tube 38.
  • annular chamber 42 is formed which widens evenly in cross section to the outlet section 5.
  • outlet openings 7a for reeds and outlet openings 8a for oil are arranged.
  • the device 31 also has a chamber 36 which has two chamber walls 34, 35 which are arranged on a base plate 24.
  • the chamber walls 34, 35 are covered by a cover 37.
  • the outer centrifuge tube 40 is rotatably mounted in a bearing 22 by means of a pin.
  • the inner centrifuge tube 38 is also rotatably mounted in the chamber wall 34 by means of a bearing 22.
  • the outer centrifuge tube 40 is connected to the inner centrifuge tube 38 by means of an end piece.
  • the outlet openings 7a, 8a already mentioned are formed in this end piece.
  • the tube end 39 of the inner centrifuge tube 38 is supported centrally by webs 47 distributed over the circumference in the outer centrifuge tube 40.
  • the seed or the reed is guided from the inlet section 4 of the inner centrifuge tube 38 to its tube end 39 and then deflected outwards into the annular chamber 42 and returned in the direction of the inlet section 4 to the outlet openings 7a, 8a.
  • the path of the seed and its dwell time in the centrifuge drum 3 are almost doubled.
  • an outer centrifuge tube 43 is provided, in which two inner centrifuge tubes 38, 45 are arranged.
  • the outer centrifuge tube 43 has two hollow chambers 44 which are open on one side and are separated from one another by means of a crossbar 46.
  • the inner centrifuge tube 38 is inserted into one hollow chamber 44 while the other hollow chamber 44 the inner centrifuge tube 45 receives.
  • Both inner centrifuge tubes 38, 45 have an opening 6 which widens in diameter from the respective inlet section 4 to the respective tube end 39.
  • the bottoms 41 of the hollow chambers 44 are arranged at a distance from these tube ends 39.
  • annular chamber 42 is formed in the hollow chambers 44, the cross section of which extends from the area of the tube ends 39 to the outlet sections 5 expanded.
  • the bilateral outlet sections 5 of the outer centrifuge tube 43 the latter is connected to the inner centrifuge tube 38 and 45 by means of an end piece in each case.
  • the outlet openings 7a for reeders and outlet openings 8a for oil, which have already been described, are formed in these end pieces.
  • the inner centrifuge tube 45 is mounted by means of a bearing 22 in a chamber wall 35 which is connected to a base plate 24.
  • the inner centrifuge tube 38 is mounted by means of a bearing 22.
  • This inner centrifuge tube 38 is connected to a turbine 15 as a drive device.
  • the chamber walls 34, 35 are covered by a cover 37 to form an inner chamber 36.
  • the device 32 is thus double-walled and double-walled, which increases both the processing capacity and the residence time of the seed in the device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Zentrifuge zur mechanischen Gewinnung von pflanzlichem Öl aus Ölsaaten und/oder Ölfrüchten. An einer mit einem Einlaßabschnitt (4) für Ölsaat oder Ölfrüchte versehenen Zentrifugentrommel (3), die mit einer Antriebseinrichtung (2) verbunden ist, ist eine Schlag- und Mitnahmeeinrichtung (10) angeordnet. Die Zentrifugentrommel (3) weist einen Auslaßabschnitt (5) für pflanzliches Öl und Schilfer auf. In der Zentrifugentrommel (3) ist eine sich vom Einlaßabschnitt (4) bis zum Auslaßabschnitt (5) im Durchmesser gleichmäßig erweiternde Durchbrechung (6) ausgebildet. Im Bereich des Auslaßabschnitts (5) weist die Durchbrechung (6) voneinander getrennte Austrittsöffnungen (7, 7a; 8, 8a) für Schilfer und pflanzliches Öl auf.

Description

ZENTRIFUGE ZUR MECHANISCHEN GEWINNUNG VON PFLANLICHEM OL
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Zentrifuge zur mechanischen Gewinnung von pflanzlichem öl aus ölsaaten und/oder Ölfrüchten.
Es ist bekannt pflanzliches öl durch Pressen oder Extrahieren von ölsaaten oder Ölfrüchten zu gewinnen. Zum Pressen werden in der Regel Schneckenpressen verwendet. Die Ölsaat wird durch ein Schneckengewinde gefördert. Das räumliche Volumen der Schneckengänge nimmt stetig ab. Die Schnecke ist von einem Mantel umgeben, der aus einem Seier besteht. Durch die stetige Volumenabnahme entsteht in dem auszupressenden Material ein hoher Druck und der flüssige Anteil der z.B. ölsaat wird durch den Seier nach außen gedrückt. Vor diesem Prozeß sind diverse Saataufbereitungsschritte notwendig, wie die Saatreinigung, das Konditionieren und das Walzen. Nach dem Pressen muß das Öl von mitausgepreßten und mitgerissenen Verunreinigungen befreit werden. Durch die verschiedenen Verfahrensschritte ist die Herstellung eines pflanzlichen Öls durch Pressen somit sehr aufwendig. Bei der Extraktion wird das Öl aus dem Saatgut oder den Ölfrüchten mittels eines Extraktionsmittels wie z.B. Benzin herausgewaschen. Dieses Verfahren ist ebenfalls sehr aufwendig. Neben diversen vorbereitenden Schritten muß das Extraktionsmittel aus dem öl, dem Schrot und dem als Wasser anfallenden Kondensat zurückgewonnen werden. Außer der bei Verwendung von z.B. Benzin als Extraktionsmittel immer gegenwärtigen Brand- und Explosionsgefahr gelangen große Mengen umweltschädlicher Benzindämpfe ins Freie, wodurch Filter erforderlich sind.
Durch die DE-A-19 18 130 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der Olivenöl mittels einer Zentrifuge aus einem Gemisch aus festen Oliventeilchen, Wasser und öl gewonnen werden soll. Bei dieser Vorrichtung besteht der Nachteil, daß den in einer Olivenmühle zerquetschten und gebrochenen Oliven nach Homogenisierung des Gemisches Wasser zugesetzt werden muß, um das Gemisch auf einen für die nachfolgende Zentrifugierung günstigen Konzentrationsgrad zu bringen. Hierdurch wird der Zentrifugierungsvorgang durch die erforderiiche besondere Abtrennung und Ausscheidung von Wasser belastet, was den Aufbau und Betrieb der Vorrichtung kompliziert gestaltet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der auf einfache Weise das pflanzliche öl aus ölsaaten und/oder Ölfrüchten mittels einer Zentrifuge entfernt werden kann, ohne daß das gewonnene öl einer aufwendigen Nachbehandlung unterzogen oder aber Wasser besonders entfernt werden muß.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Nach der Erfindung wird das pflanzliche öl mittels einer sehr schnell laufenden Zentrifuge aus dem Saatgut oder den Ölfrüchten gewonnen. Hierbei wird ausgenutzt, daß zwischen dem verdichteten pflanzlichen Material und dem auszupressenden pflanzlichen Öl ein Dichteunterschied besteht, wie er bei den bekannten Verfahren zum Absetzen des Schilfers und Trübs auf dem Boden eines Absetzbehälters ausgenutzt wird. Vor dem Eintritt in die Zentrifuge werden die ölsaat bzw. die Ölfrüchte einer Reinigung unterzogen. Sofern erforderlich kann neben einer Saat- oder Fruchtreinigung eine Saat- oder Fruchtaufbereitung vorgesehen werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt,
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Queransicht auf die Stirnseite, Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Queransicht auf das dem Austritt von Schilfer und öl zugeordnete Leitrad im Schnitt,
Fig. 4 eine weitere Ausbildung des Auslaßabschnittes der Zentrifugen- trommel der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Seitenansicht im
Schnitt,
Fig. 5 den Auslaßabschnitt nach Fig. 4 in einer Queransicht und Draufsicht und 6 jeweils im Schnitt,
Fig. 7 eine weitere Vorrichtung mit einer doppelflutigen Zentrifugentrommel in einer Seitenansicht im Schnitt,
Fig. 8 eine weitere Vorrichtung mit einer Zentrifugentrommel mit Doppelmantel in Seitenansicht im Schnitt,
Fig. 9 eine weitere Ausbildung einer Vorrichtung mit einer doppelflutigen
Zentrifugentrommel mit Doppelmantel in einer Seitenansicht im Schnitt.
Die Vorrichtung 1 zur mechanischen Gewinnung von pflanzlichem Öl besteht aus einer Zentrifugentrommel 3, die mit einer Antriebseinrichtung 2 verbunden ist. Die Antriebseinrichtung 2 ist mittels Stützwinkel 23 auf einer Grundplatte 24 befestigt.
Die Zentrifugentrommel 3 ist allgemein rohrartig ausgebildet und weist einen Mantel 17 auf, in dem eine sich vom Einlaßabschnitt 4 für ölsaat oder Ölfrüchte zum Auslaßabschnitt 5 für pflanzliches öl und Schilfer gleichmäßig erweiternde Durchbrechung 6 ausgebildet ist. Im Bereich des Einlaßabschnitts 4 ist eine Schlag- und Mitnahmeeinrichtung 10 vorgesehen, die zur Zerkleinerung der in den Einlaßabschnitt 4 eingebrachten Menge von ölsaat oder Ölfrüchten dient. Im Bereich des Auslaßabschnitts 5 sind voneinandergetrennt zwei Austrittsöffnungen 7, 8 für Schilfer und pflanzliches Öl vorgesehen. Hierzu ist der Endabschnitt des Mantels 17 mittels Schrauben 25 mit einem Endstück 9 verbunden. In dem Endabschnitt 9 ist koaxial zur Mittelachse 11 des Mantels 17 eine im Querschnitt kreisförmige Erweiterung 14 ausgebildet, in der ein Einsatzkörper 12 mit einer Stirnfläche 26 so angeordnet ist, daß zwischen diesem und der Begrenzungsfläche der kreisförmigen Erweiterung 14 kreisringsförmig die Austrittsöffnung 7 für Schilfer ausgebildet ist. In dem Einsatzkörper 12 sind ferner Durchbrechungen 13 ausgebildet, die die Austrittsöffnungen 8 für pflanzliches Öl bilden.
Die Antriebseinrichtung 2 ist als Turbine 15 ausgebildet. Die Turbine 15 kann eine Gasturbine oder Dampfturbine sein. Fig. 1 zeigt die Anwendung einer Dampfgleichdruckturbine. Während das Gehäuse der Turbine mit den fest eingebauten als Lavaldüsen ausgebildeten Düsen 19 und Leiträdern 21 fest über den Stützwinkel 23 auf einer Grundplatte 24 befestigt ist, läuft die Zentrifugentrommel 3 angetrieben über die Laufräder 16 in den Lagern 22. Die Schaufeln der Laufräder sind in bekannter Weise mit dem Zentrifugenmantel verbunden. Das durch die Düsen 19 der Turbine 15 zugeführte Arbeitsmedium wird am Austritt 20 abgeführt. Statt einer Turbine 15 kann als Antriebseinrichtung für den Antrieb der Zentrifugentrommel 3 auch ein Zahngetriebe oder Zugmittelgetriebe eingesetzt werden.
Die Ölsaat oder die Ölfrüchte werden überlicherweise durch eine Zuführ- und Dosierschnecke dem Einlaßabschnitt 4 der Zentrifugentrommel 3 zugeführt. In der Schlag- und Mitnahmeeinrichtung 10 werden die Ölsaat bzw. die Ölfrüchte zerkleinert und auf die Zentrifugendrehzahl beschleunigt. Die so auf Zentrifugendrehzahl gebrachte ölsaat bzw. die Ölfrüchte wandern durch die sich stetig erweiternde Durchbrechung 6 der Zentrifugentrommel 3 bis zu deren Auslaßabschnitt 5. Der sich ständig erweiternde Querschnitt der Durchbrechung 6 im Mantel 17 bewirkt, daß der Druck in der Saat- oder Fruchtschicht ständig zunimmt und die immer dünner werdende Saat- oder Fruchtschicht immer wieder aufreißt und den Austritt des Öls aus dem Saatgut bzw. Ölfrüchten erleichtert. Am Endabschnitt 5 der Zentrifugentrommel 13 ist die als Wehr dienende Stirnfläche 26 des Einsatzkörpers 12 des Endstücks 9 angeordnet, an dem die festen Rückstände, der Schilfer und das öl aufgestaut werden und sich trennen lassen. Durch das Aufstauen des ausgetretenen Öles an der Stirnfläche 26 des Einsatzkörpers 12 wird erreicht, daß ein höherer Druck auf den an der Innenfläche des Mantels 17 befindlichen Schilfer ausgeübt wird. Der Schilferaustritt erfolgt durch die Austrittsöffnungen 7 und der ölaustritt durch die Austrittsöffnungen 8.
In den Figuren 4 bis 6 ist als Alternative zum Endstück 9 ein Endstück 9a dargestellt. Das Endstück 9a ist koaxial zur Mittelachse 11 mit dem Mantel 17 verschraubt. In den Außenmantel des Endstücks 9a sind als Schlitze ausgebildete Austrittsöffnungen 7a vorgesehen, die als Schilferaustritt dienen. Koaxial zur Mittelachse 11 besitzt das Endstück 9a eine Innenbohrung 27. Zu dieser Innenbohrung 27 sind vom Außenmantel 29 des Endstücks 9a senkrecht zur Mittelachse 11 Bohrungen geführt, die als Austrittsöffnungen 8a für öl dienen. Die Bohrungen befinden sich am bodenseitigen Endabschnitt 28 der Innenbohrung 27 der als Ringnut 33 ausgebildet ist. Der sich vor dem Endstück 9a außen in der Durchbrechung 6 an dem Mantel 17 anlagernde Schilferring tritt durch die Austrittsöffnungen 7a aus. Die Weite der Schlitze dieser Austrittsöffnungen 7a hängt von der Durchsatzmenge und der Ölsaat ab. Das aus der Ölsaat bzw. aus dem Schilfer austretende öl bildet innerhalb des sich vor dem Endstück 9a in der Durchbrechung 6 an dem Mantel 17 der Zentrifugentrommel 3 ausbildenden Schilferringes einen Flüssigkeitsring, der durch die Stirnfläche 26a des Endstücks 9a wie bei dem Endstück 9 aufgestaut wird. Der Durchmesser dieser Stirnfläche 26a hängt von der gewünschten Dicke des Flüssigkeitsringes ab. Das öl läuft durch die Innenbohrung 27 der Stirnfläche 12a zu den Austrittsöffnungen 8a und tritt hier aus Zentrifuge aus.
Vorteilhaft ist es, die Turbine 15 als Dampfturbine auszubilden, da diese auf kleinem Raum hohe Leistungen und hohe Drehzahlen erzeugen können. Die Zentrifugentrommel 3 ist in die Turbine 15 integriert. Aus Gründen der Werkstoffestigkeit müssen die Durchmesser der Turbine 15 und Zentrifugentrommel 3 auf die Drehzahl abgestimmt sein. So kann beim Turbinenrad ein Durchmesser von ca. 200 mm und bei der Zentrifugentrommel 3 ein mittlerer Manteldurchmesser von ca. 80 mm bei einer Drehzahl von 50.000 1/min angestrebt werden. Aus diesen Randbedingungen ergibt sich folgendes: Die Zentrifugalkraft F2 eines Saatgutteilchens von 1 cm3 ist auf einer Umlaufbahn von 3,5 cm Radius, einer Masse von 0,0095 kg und einer Winkelgeschwindigkeit von ω = 2 x π x n = 50.000 x 2 π x 1/60 = 5236 1/s gleich m x r x ω* = 911 N.
Bei einer Auflagefläche von 1 cm2 würde somit ein Druck von 91 bar an der Begrenzungsfläche der Durchbrechung 6 in dem Mantel 17 der Zentrifugentrommel 3 entstehen. Wenn der feste Bestandteil der ölsaat zum öl nur einen Dichteunterschied von 1% besitzt, würde das öl mit einem Druck von ca. 0,9 bar aus den festen Bestandteilen heraustreten.
In den Figuren 7 bis 9 sind weitere Vorrichtungen 30, 31, 32 dargestellt, mittels derer bei unterschiedlicher konstruktiver Ausgestaltung die Durchsatzleistung des Zentrifuge und die Verweilzeit des Saatgutes in der Zentrifuge erhöht werden kann.
Bei der Vorrichtung 30 (Fig. 7) sind zwei Zentrifugaltrommeln 3 koaxial zur Mittelachse 11 miteinander verbunden, so daß eine doppelflutige Vorrichtung entsteht. Diese doppelflutige Vorrichtung besitzt nur einen Antrieb, der durch eine Turbine 15 gebildet ist. Es sind zwei ölsaateintritte und zwei Öl- und Schilferaustritte vorhanden. Hierdurch wird die Verarbeitungskapazität verdoppelt. Die Auslaßabschnitte 5 der Zentrifugentrommeln 3 sind mittels eines Endstücks 9b miteinander verbunden, in dem die jeweils einer Zentrifugentrommel 3 zugeordneten Austrittsöffnungen 7 oder 7a für Schilfer und die Austrittsöffnungen 8 oder 8a für öl ausgebildet sind. Die Zentrifugentrommeln 3 sind jeweils mitteils Lagern 2 in Kammerwänden 34, 35 drehbar gelagert. Die Kammerwände 34, 35 sind auf einer Grundplatte 24 angeordnet und zur Ausbildung einer Kammer 36 mit Deckel 37 abgedeckt. In der Kammer 36 sind nicht näher dargestellte Aufnahmeeinrichtungen für Schilfer und öl vorgesehen, die den Austrittsöffnungen 7 oder 7a bzw. 8 oder 8a zugeordnet sind. ln Fig. 8 ist eine Vorrichtung 31 dargestellt, bei der die Zentrifugentrommel 3 aus einem inneren Zentrifugenrohr 38 besteht, das eine Durchbrechnung 6 aufweist deren Durchmesser sich gleichmäßig vom Einlaßabschnitt 4 bis zum Rohrende 39 erweitert. Das innere Zentrifugenrohr 38 ist von einem äußeren einseitig geschlossenen Zentrifugenrohr 40 umgeben, dessen Boden 41 in Abstand vom Rohrende 39 des inneren Zentrifugenrohrs 38 angeordnet ist. Zwischen dem inneren Zentrifugenrohr 38 und dem äußeren Zentrifugenrohr 40 ist eine sich im Querschnitt zum Auslaßabschnitt 5 gleichmäßig erweiternde Ringkammer 42 ausgebildet. An deren Auslaßabschnitt 5 sind Austrittsöffnungen 7a für Schilfer und Austrittsöffnungen 8a für Öl angeordnet. Die Vorrichtung 31 weist ebenfalls eine Kammer 36 auf, die zwei Kammerwände 34, 35 aufweist, welche auf einer Grundplatte 24 angeordnet sind. Die Kammerwände 34, 35 sind mittels eines Deckels 37 abgedeckt. In der Kammerwand 35 ist das äußere Zentrifugenrohr 40 mittels eines Zapfens in einem Lager 22 drehbar gelagert. In der Kammerwand 34 ist das innere Zentrifugenrohr 38 ebenfalls mittels eines Lagers 22 drehbar gelagert. Im Bereich des Auslaßabschnitts 5 ist das äußere Zentrifugenrohr 40 mittels eines Endstücks mit dem inneren Zentrifugenrohr 38 verbunden. In diesem Endstück sind die bereits erwähnten Austrittsöffnungen 7a, 8a ausgebildet. Das Rohrende 39 des inneren Zentrifugenrohrs 38 ist durch über den Umfang verteilt angeordnete Stege 47 im äußeren Zentrifugenrohr 40 zentrisch abgestützt. Bei dieser Vorrichtung 31 wird das Saatgut bzw. der Schilfer von Einlaßabschnitt 4 des inneren Zentrifugenrohrs 38 bis zu dessen Rohrende 39 geführt und dann in die Ringkammer 42 nach außen umgelenkt und in Richtung des Einlaßabschnitts 4 bis zu den Austrittsöffnungen 7a, 8a zurückgeführt. Hierdurch verdoppelt sich nahezu die Wegstrecke des Saatgutes und dessen Verweilzeit in der Zentrifugentrommel 3.
Bei der Vorrichtung 32 (Fig. 9) ist ein äußeres Zentrifugenrohr 43 vorgesehen, in dem zwei innere Zentrifugenrohre 38, 45 angeordnet sind. Das äußere Zentrifugenrohr 43 weist zwei einseitig offene Hohlkammem 44 auf, die mittels eines Querstegs 46 voneinander getrennt sind. In die eine Hohlkammer 44 ist das innere Zentrifugenrohr 38 eingeführt während die andere Hohlkammer 44 das innere Zentrifugenrohr 45 aufnimmt. Beide inneren Zentrifugenrohre 38, 45 weisen eine sich vom jeweiligen Einlaßabschnitt 4 bis zum jeweiligen Rohrende 39 im Durchmesser gleichmäßig erweiternde Durchbrechung 6 auf. Die Böden 41 der Hohlkammern 44 sind im Abstand von diesen Rohrenden 39 angeordnet Zwischen den inneren Zentrifugenrohren 38, 45 und dem äußeren Zentrifugenrohr 43 wird in den Hohlkammern 44 jeweils eine Ringkammer 42 ausgebildet, deren Querschnitt sich vom Bereich der Rohrenden 39 bis zu den Auslaßabschnitten 5 erweitert. An den beiderseitigen Auslaßabschnitten 5 des äußeren Zentrifugenrohrs 43 ist dieses mittels jeweils eines Endstücks mit dem inneren Zentrifugenrohr 38 bzw. 45 verbunden. In diesen Endstücken sind die bereits beschriebenen Austrittsöffnungen 7a für Schilfer und Austrittsöffnungen 8a für öl ausgebildet. Das innere Zentrifugenrohr 45 ist mittels eines Lagers 22 in einer Kammerwand 35 gelagert, die mit einer Grundplatte 24 verbunden ist. Auf der Grundplatte 24 befindet sich eine weitere Kammerwand 34, in der mittels eines Lagers 22 das innere Zentrifugenrohr 38 gelagert ist. Dieses innere Zentrifugenrohr 38 ist mit einer Turbine 15 als Antriebseinrichtung verbunden. Die Kammerwände 34, 35 sind mittels eines Deckels 37 zur Ausbildung einer inneren Kammer 36 abgedeckt. Auch in dieser Kammer 36 sind nicht näher dargestellte Einrichtungen vorgesehen, die den Austrittsöffnungen 7a für Schilfer und Austrittsöffnungen 8a für öl zugeordnet sind und zur Aufnahme von Schilfer bzw. Öl dienen. Die Vorrichtung 32 ist somit doppelflutig und doppelmantelig ausgebildet, wodurch sowohl die Verarbeitungskapazität wie auch die Verweilzeit des Saatgutes in der Vorrichtung erhöht wird.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Vorrichtung mit einer Zentrifuge zur mechanischen Gewinnung von pflanzlichem öl aus ölsaaten und/oder Ölfrüchten, gekennzeichnet durch eine mit einer Antriebseinrichtung (2) verbundene Zentrifugentrommel (3) mit einem Einlaßabschnitt (4) für ölsaat oder Ölfrüchte, an dem eine Schlag- und Mitnahmeeinrichtung (10) angeordnet ist, und einem Auslaßabschnitt (5) für pflanzliches öl und Schilfer, in der eine sich vom Einlaßabschnitt (4) zum Auslaßabschnitt (5) im Durchmesser gleichmäßig erweiternde Durchbrechung (6) ausgebildet ist, die im Bereich des Auslaßabschnitts (5) voneinander getrennt Austrittsöffnungen (7, 7a; 8, 8a) für Schilfer und pflanzliches öl aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlaßabschnitt (4) eine mit der Vorrichtung (1) verbundene Saat- oder Fruchtreinigungseinrichtung angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlaßabschnitt (4) der Vorrichtung (1) eine Saat- oder
Fruchtaufbereitungseinrichtung angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaßabschnitt
(5) die Durchbrechung (6) eine im Querschnitt kreisförmige Erweiterung (14) aufweist, in der unter Ausbildung einer
Austrittsöffnung (7) für Schilfer koaxial zur Mittelachse (11) der Zentrifugentrommel (3) ein Einsatzkörper (12) angeordnet ist, in dem mindestens eine Durchbrechung (13) als Austrittsöffnung (8) für pflanzliches Öl ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung in einem Endstück (9) ausgebildet ist, das mit der Zentrifugentrommel (3) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaßabschnitt (5) vor der Durchbrechung (6) ein Endstück (9a) mit am Umfang angeordneten durch schlitzförmige Ausnehmungen gebildeten
Austrittsöffnungen (7a) für den Schilfer und einer Stirnfläche (26a) angeordnet ist, wobei in der Stirnfläche (26a) eine als Sackloch ausgebildete koaxial als Mittelachse (11) ausgerichtete Innenbohrung (27) ausgebildet ist, an deren bodenseitigem Endabschnitt (28) radial zur Mittelachse (11) sich bis zum Außenmantel (29) des Endstücks (9a) erstreckende Bohrungen als Austrittsöffnungen (8a) für pflanzliches öl angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bodenseitige Endabschnitt (27) als Ringnut (33) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei koaxial zur Mittelachse (11) angeordnete Zentrifugentrommeln (3), deren Endabschnitte (5) einander zugewandt mit einem Endstück (9b) verbunden sind, in dem jeweils einer Zentrifugentrommel (3) zugeordnete
Austrittsöffnungen (7) oder (7a) für Schilfer und Austrittsöffnungen (8) oder (8a) für öl ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugentrommeln (3) aus einem inneren Zentrifugenrohr (38) mit sich vom Einlaßabschnitt (4) bis zum Rohrende (39) im Durchmesser gleichmäßig erweiternder Durchbrechung (6) und einem äußeren einseitig geschlossenen Zentrifugenrohr (40) besteht, daß über dem inneren Zentrifugenrohr (38) angeordnet ist, wobei der Boden (41) des äußeren Zentrifugenrohrs (40) im Abstand vom Rohrende (39) angeordnet und zwischen dem inneren Zentrifugenrohr (38) und dem äußeren Zentrifugenrohr (40) eine sich im Querschnitt zum Auslaßabschnitt (5) gleichmäßig erweiternde Ringkammer (42) ausgebildet ist, der am Austrittsöffnungen (8a) für öl zugeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugentrommel (3) aus einem äußeren Zentrifugenrohr (43) mit zwei einseitig offenen Hohlkammern (44) und zwei inneren Zentrifugenrohren
(38, 45) mit sich vom Einlaßabschnitt (4) bis zum jeweiligen Rohrende (39) im Durchmesser gleichmäßig erweiternden Durchbrechungen (6) besteht, die jeweils in eine Hohlkammer (44) unter Aufrechterhaltung eines Abstands vom Boden (41) der Hohlkammern (44) eingeführt sind, wobei zwischen den inneren Zentrifugenrohren (38, 45) und dem äußeren
Zentrifugenrohr (43) eine sich im Querschnitt zum jeweiligen Auslaßabschnitt (5) erweiternde Ringkammer (42) ausgebildet ist, der am Auslaßabschnitt (5) Austrittsöffnungen (7a) für Schilfer und Austrittsöffnungen (8a) für Öl zugeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Austrittsöffnungen (7, 7a; 8, 8a) der Zentrifugentrommeln (3) Aufnahmeeinrichtungen für Schilfer und öl zugeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (2) mittels eines Riementriebs oder eines Getriebes mit der Zentrifugentrommel (3) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (2) aus mindestens einer Turbine (15) besteht, die die
Zentrifugentrommel (3) umgibt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (15) als Gasturbine oder Dampfturbine ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die das mindestens eine Laufrad (16) der Turbine (15) bildenden Schaufeln mit dem Mantel (17) der Zentrifugentrommel (3) verbunden sind.
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