WO2013131511A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines stein-rüben-gemisches - Google Patents

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WO2013131511A1
WO2013131511A1 PCT/DE2013/000138 DE2013000138W WO2013131511A1 WO 2013131511 A1 WO2013131511 A1 WO 2013131511A1 DE 2013000138 W DE2013000138 W DE 2013000138W WO 2013131511 A1 WO2013131511 A1 WO 2013131511A1
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WO
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roller
separation unit
stones
stone
beets
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PCT/DE2013/000138
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Inventor
Frank Friedhoff
C. Carus VON KARSTEDT
Fokke MÜLLER
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Kws Saat Ag
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
    • A23N12/00—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts
    • A23N12/005—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts for dry-cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B5/00—Reducing the size of material from which sugar is to be extracted
    • C13B5/06—Slicing sugar beet
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D33/00—Accessories for digging harvesters
    • A01D33/04—Stone-separating mechanisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/90—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation

Definitions

  • the invention relates to a method for treating a stone-beet mixture and to an apparatus for carrying out the method.
  • biogas from biosubstrate is of increasing importance in the provision of renewable energy.
  • the predominantly corn (Zea corn) or maize silage is used as a biosubstrate.
  • Root tissue whose lateral roots are fused with the soil.
  • the beet body has a so-called root groove, in which earth remains during the harvesting process. These features lead to a strong Erdanhang of harvested beets. In combination with escaping sugar-containing seepage, this leads to deposits forming on the impact body, which alters the vibration profile of the impact body and impairs stone detection.
  • the beet body is formed by its tapered shape uneven than a potato and thus produces no uniform impact pulse.
  • a second separation unit is designed such that comminution of beets takes place via the second separation unit in addition to a discharge of remaining stones.
  • the inventive method is suitable for the treatment of a stone-beet mixture in which the beets are fresh, ensiled and / or frozen.
  • the method according to the invention can also be used in cold weather
  • Another advantage of the method according to the invention is that the second separation unit simultaneously separates and comminutes. A separate crushing step is no longer necessary. Beets treated according to the invention can therefore be fed directly to a bioreactor.
  • a sound-controlled discharge of stones is in particular the fact that the beets and stones meet a baffle, so that it is set in vibration.
  • the vibrations are then transmitted to a vibration or structure-borne sound sensor, which filters the signals, preferably filtered, i. adjusted for spurious vibrations, then sends in the form of electrical currents to an evaluation unit.
  • a vibration or structure-borne sound sensor a piezoelectric sensor can be used.
  • the evaluation unit compares the vibration profile (amplitude and / or frequency) with stored ones
  • the frequency spectrum between 1 and 3000 Hz, more preferably the frequency spectrum between 250 and 2000 Hz and most preferably the frequency spectrum between 1100 and 1500 Hz is evaluated.
  • stones generate a measurable amplitude in the range between 1 and 3250 Hz, wherein characteristic rashes (local maxima) are generated in the range between 1100 and 1500 Hz.
  • turnips in the frequency range above 500 Hz produce little or no rashes.
  • the baffle body can be configured as a single vibration element (for example baffle plate or roller) or as an arrangement of a plurality of vibration elements (for example a plurality of rollers or a multi-toothed fork). When arranging a plurality of vibration elements, the spacing of the individual vibration elements from each other should be selected such that the supplied beets can not pass between the individual vibration elements.
  • the evaluation unit controls a drive which opens a discharge flap.
  • the discharge flap is connected downstream of the impact body, wherein a chute can be arranged between the impact body and the discharge flap. If a stone hits the baffle, it opens
  • Evaluation unit detects detected stone to the discharge flap. In particular, it will depend on a length and inclination adjustment of the chute. Thereafter, the discharge flap is closed again.
  • the sound-controlled discharge of stones via a Ausschleuseklappe which within 0.2 seconds, in particular within 0.1 seconds, in an open
  • End position can be moved. Such a short opening time allows a substantially continuous treatment process even with temporarily interrupted promotion.
  • the second separation unit serves for the discharge of remaining stones and the comminution of beets at the same time. It has at least one
  • the at least one comminution roller can come to a standstill by blocking. This standstill is detected by a detection sensor.
  • the current intensity can be measured, for example, in an electrically operated motor.
  • the crushing roller serves equally well for crushing beets and for discharging stones from the second separating unit.
  • such a comminution cylinder is provided, which is segmented, so that individual segments of the comminution cylinder can be rotated independently of one another. As a result, individual segments can be stopped independently of each other in stone contact.
  • the segments can be moved by different drives and can be independently decoupled from the drive.
  • roller projections are pivotally mounted and collapse independently after contact with a stone.
  • Folding in of the roller projections is also detected directly or indirectly by a sensor, so that, as described above, stone removal can also occur in this case. After the stone removal, the roll projections return to their original position in a reversal of the direction of rotation of the crushing roller.
  • the apparatus for carrying out the method according to the invention comprises a first and a second separation unit, wherein the first separation unit has an impact body, a structure-borne sound sensor and a discharge flap and the second separation unit has at least one comminuting cylinder.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention with two separation units
  • FIG. 3 shows a baffle body in the form of a roller
  • FIG. 4 shows a baffle body in the form of two rollers
  • Fig. 5 shows the second separation unit in a schematic side view
  • Fig. 6 shows a crushing roller with roller projections in the form of toothed pulleys
  • Fig. 7 is a baffle in the form of a multi-pronged fork
  • a device 1 in which a stone-beet mixture is presented in a bunker 20. Beets and stones are fed via a conveyor belt 21
  • Ausschleuseklappe 6 follows a sine wave. As a result, high accelerations and decelerations can be achieved even with low drive power. Preferably, the Ausschleuseklappe 6 can be moved within 0.2 seconds in the open end position.
  • the drive is, for example, electric motor, hydraulic or pneumatic.
  • the Ausschleuseklappe 6 consists wholly or partly of carbon fiber, aluminum or titanium. Above all, a discharge flap 6 with a lattice structure has proven itself.
  • the second separation unit 3 is shown here as Bröckler, which is suitable for both
  • Fig. 2 shows the baffle plate 8 formed as impact body 4, with a
  • Structure-borne noise sensor 5 is connected. In addition, one recognizes one
  • Cleaning device 12 with a cleaning spatula 28 for cleaning the baffle plate 8, which is shown here in cleaning position.
  • the cleaning spatula 28 is movable by motor and ensures that located on the baffle plate 8 dirt particles such as earth, seepage or beet tissue are removed so that the baffle plate 8 vibrations are transmitted smoothly.
  • the baffle 4 has the shape of a roller.
  • the roller rotates counterclockwise, so that also here impurities that have accumulated on the roller can be removed by a scraper 29.
  • FIG. 4 shows an impact body 4 in the form of two rollers 30, 31, the roller 30 being associated with a wiper 32 and the roller 31 with a wiper 33.
  • the second separation unit 3 is shown in a schematic side view. It can be seen in this embodiment, a crushing roller 13, on which individual roller projections 9, 10, 11 are formed. If the crushing roller 13 is rotated and wedges a stone between a roller projection 11 and a comb 14, the crushing roller 13 comes to a standstill. The crushing roller 13 then changes its direction of rotation, so that the stone of one of the roller projections 9, 10, 11th can be triggered and conveyed out via a passive flap 15 from the second separation unit 3.
  • Fig. 6 shows in plan view a crushing roller 13 with individual segments 16, 17, which have roller projections in the form of toothed disks 18, 19.
  • the baffle 4 has the shape of a multi-pronged fork 34.
  • the tines are designed as flexible rods of spring steel or carbon-reinforced carbon fibers and can be individually vibrated when beets or stones from the upstream conveyor rollers 22 on this be directed.
  • the fork 34 is connected to the steerer tube or at the transition region to the steerer tube with a structure-borne sound sensor 5. The separation of beets and stones takes place at the downstream

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines Stein-Rüben-Gemisches, wobei (i) in einer ersten Trenneinheit eine schallgesteuerte Ausschleusung von Steinen erfolgt und (ii) eine zweite Trenneinheit derart ausgebildet ist, dass über die zweite Trenneinheit neben einer Ausschleusung verbliebener Steine eine Zerkleinerung von Rüben stattfindet.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BEHANDLUNG EINES STEIN-RÜBENGEMISCHES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Stein-Rüben-Gemisches sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erzeugung von Biogas aus Biosubstrat ist von zunehmender Bedeutung bei der Bereitstellung regenerativer Energie. Dabei wird als Biosubstrat überwiegend Mais (Zea mais) oder Maissilage verwendet.
Als Alternative zu Mais für die Erzeugung von Biogas stehen nur wenige andere Pflanzen zur Verfügung, die in der Lage sind, einen vergleichbaren Biomassenertrag zu generieren. Als eine der ertragreichsten Alternativen gilt die Zucker- oder Futterrübe (Beta vulgaris). Hierbei handelt es sich um eine Kulturart, die große Mengen an Saccharose speichert. Saccharose kann in einem Bioreaktor besser umgesetzt werden als längerkettige
Kohlenhydrate.
Bislang ist die Verwendung von Rüben für die Erzeugung von Biogas allerdings nicht weit verbreitet, da die geemteten Rüben in der Regel stark mit Erdanhang behaftet sind, der Steine enthält. Gelangen die Steine in den Bioreaktor, lagern sie sich ab und müssen anschließend aufwendig entfernt werden. Hierdurch erhöhen sich die Betriebskosten.
Zur Entfernung von Steinen nach der Rübenernte werden die Rüben bislang mit Wasser gewaschen (DE 20 2009 014 553 U1 , DE 100 27 781 A1 ). Jedoch sind derartige
Verfahren mit einer Vielzahl von Nachteilen behaftet. So ist die Bereitstellung
entsprechender Mengen Waschwassers mit hohen Kosten und großem Aufwand verbunden. Ferner benötigen die Vorrichtungen und die Waschwasserbereitstellung viel Energie, insbesondere wenn ein aktiver Wasserstrom erzeugt werden muss, so dass der Prozess insgesamt wenig rentabel wird. Darüber hinaus tritt während der Rübenreinigung Rübensickersaft aus den Rüben aus, der in das Waschwasser gelangt. Um ein
unerwünschtes Bakterienwachstum zu verhindern, ist daher eine geregelte und ebenfalls aufwendige Entsorgung des Waschwassers erforderlich. Die Entsorgung kann sogar noch aufwendiger werden, falls dem Waschwasser noch Stoffe wie Salze und dergleichen zugesetzt wurden. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, dass eine wasserbasierte Entsteinung nicht für den Einsatz bei Minustemperaturen geeignet ist. Außerdem müssen die gewaschenen Rüben vor ihrer Verwertung in der Biogasanlage noch zerkleinert werden, was einen zusätzlichen Arbeitsschritt erfordert.
Aus der Kartoffelverarbeitung ist bekannt, dass sich Kartoffeln und Steine durch ihren unterschiedlichen Aufprallimpuls udgl. unterscheiden lassen (DE 25 06 212, DD 207 837). Ein solches Trennprinzip lässt sich jedoch aus folgenden Gründen nicht direkt auf Rüben übertragen: Bei Kartoffeln handelt es sich um Verdickungen eines unterirdischen
Sprosses. Im Gegensatz dazu besteht der größte Teil des Rübenkörpers aus
Wurzelgewebe, dessen Seitenwurzeln mit dem Erdreich verwachsen sind. Zudem verfügt der Rübenkörper über eine sogenannte Wurzelrinne, in welcher beim Ernteprozess Erde verbleibt. Diese Merkmale führen zu einem starken Erdanhang der geernteten Rüben. In Kombination mit austretendem, zuckerhaltigem Sickersaft führt dies dazu, dass sich auf dem Prallkörper Ablagerungen bilden, wodurch das Schwingungsprofil des Prallkörpers verändert und die Steinerkennung beeinträchtigt wird. Daneben ist der Rübenkörper durch seine spitz zulaufende Form ungleichmäßiger geformt als eine Kartoffel und erzeugt demgemäß keinen einheitlichen Aufprallimpuls.
Weitere aus dem Stand der Technik bekannte Trennprinzipien basierend auf optischer Erkennung oder der Abtastung durch elektromagnetische Strahlung sind bei der Trennung von Rüben und Steinen ebenfalls nicht zielführend. Dies ist dadurch begründet, dass erdbedeckte Rüben optisch kaum von erdbedeckten Steinen zu unterscheiden sind und das Eindringen von elektromagnetischen Wellen in den Rüben- oder Steinkörper durch den Erdanhang gestört wird.
Bekannt sind weiterhin Maschinen, die Rüben im Rahmen der Zuckererzeugung mithilfe von Messern in Stücke definierter Größe zerschneiden und über einen
Schutzmechanismus verfügen, der die Anlage bei Eintritt von Fremdkörpern wie Steinen abschaltet, so dass der Fremdkörper entnommen werden kann (DE 37 24 173 C2). Diese Maschinen haben jedoch den Nachteil, dass der Zerkleinerungsprozess bei hohem Steinanteil sehr häufig und jeweils für längere Zeit unterbrochen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wodurch sich Steine von Rüben ohne den Einsatz von Wasser kosteneffizient trennen lassen. Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe dadurch, dass (i) in einer ersten Trenneinheit eine schallgesteuerte Ausschleusung von Steinen erfolgt und
(ii) eine zweite Trenneinheit derart ausgebildet ist, dass über die zweite Trenneinheit neben einer Ausschleusung verbliebener Steine eine Zerkleinerung von Rüben stattfindet.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bei Anwendung dieses Verfahrens eine sehr gründliche Trennung von Steinen und Rüben erfolgt und auf den kostspieligen Einsatz von Wasser verzichtet werden kann. Insofern eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung eines Stein-Rüben- Gemisches, bei dem die Rüben frisch, siliert und/oder gefroren sind.
Ebenso lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei kalter Witterung
durchführen, bei der wasserbasierte Verfahren nicht oder nur unter erheblichem
Energieaufwand einsetzbar sind.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die zweite Trenneinheit zugleich trennt und zerkleinert. Ein separater Zerkleinerungsschritt ist nicht mehr notwendig. Erfindungsgemäß behandelte Rüben können daher einem Bioreaktor direkt zugeführt werden.
Eine schallgesteuerte Ausschleusung von Steinen erfolgt insbesondere dadurch, dass die Rüben und Steine auf einen Prallkörper treffen, so dass dieser in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungen werden dann auf einen Schwingungs- oder Körperschallsensor übertragen, der die Signale, bevorzugt gefiltert, d.h. bereinigt um Störschwingungen, dann in Form elektrischer Ströme an eine Auswerteeinheit sendet. Als Schwingungs- oder Körperschallsensor kann ein Piezo-Sensor verwendet werden. Die Auswerteeinheit vergleicht das Schwingungsprofil (Amplitude und/oder Frequenz) mit hinterlegten
Referenzprofilen und signalisiert, ob es sich um eine Rübe oder einen Stein handelt. Bevorzugt wird hierbei das Frequenzspektrum zwischen 1 und 3000 Hz, besonders bevorzugt das Frequenzspektrum zwischen 250 und 2000 Hz und ganz besonders bevorzugt das Frequenzspektrum zwischen 1100 und 1500 Hz ausgewertet. Hierbei gilt, dass Steine eine messbare Amplitude im Bereich zwischen 1 und 3250 Hz erzeugen, wobei im Bereich zwischen 1100 und 1500 Hz charakteristische Ausschläge (lokale Maxima) erzeugt werden. Demgegenüber erzeugen Rüben im Frequenzbereich oberhalb 500 Hz keine oder kaum Ausschläge. Der Prallkörper kann als einzelnes Schwingungselement (beispielsweise Prallplatte oder Walze) oder als Anordnung von mehreren Schwingungselementen (beispielsweise mehrere Walzen oder eine mehrzinkige Gabel) ausgestaltet sein. Bei der Anordnung mehrerer Schwingungselemente ist der Abstand der individuellen Schwingungselemente zueinander so zu wählen, dass die zugeführten Rüben nicht zwischen den individuellen Schwingungselementen hindurchtreten können.
Wird von der Auswerteeinheit ein Stein erkannt, steuert die Auswerteeinheit einen Antrieb an, welcher eine Ausschleuseklappe öffnet. Die Ausschleuseklappe ist dem Prallkörper nachgeschaltet, wobei zwischen Prallkörper und Ausschleuseklappe eine Rutsche angeordnet sein kann. Trifft ein Stein auf den Prallkörper, öffnet sich die
Ausschleuseklappe, so dass der Stein aussortiert wird und auf einen separaten
Produktweg gelangt. Durch die Anordnung und Ausgestaltung der Rutsche wird sichergestellt, dass die Ausschleuseklappe geöffnet ist, wenn ein über die
Auswerteeinheit erkannter Stein zur Ausschleuseklappe gelangt. Insbesondere wird es hierbei auf eine Längen- und Neigungsanpassung der Rutsche ankommen. Danach wird die Ausschleuseklappe wieder geschlossen.
Insbesondere hat es sich bewährt, wenn eine Förderung des Stein-Rüben-Gemisches unterbrochen wird, solange die Ausschleuseklappe geöffnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass es zu keiner ungewollten Ausschleusung von Rüben kommt.
Nach einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die schallgesteuerte Ausschleusung von Steinen über eine Ausschleuseklappe, die innerhalb von 0,2 Sekunden, insbesondere innerhalb von 0,1 Sekunden, in eine geöffnete
Endstellung bewegt werden kann. Eine derart kurze Öffnungszeit ermöglicht einen im Wesentlichen kontinuierlich ablaufenden Behandlungsprozess selbst bei zeitweilig unterbrochener Förderung.
Steine, die in der ersten Trenneinheit nicht aussortiert werden, gelangen zur zweiten Trenneinheit. Die zweite Trenneinheit dient der Ausschleusung verbliebener Steine und der Zerkleinerung von Rüben zugleich. Sie verfügt über mindestens eine
Zerkleinerungswalze. An der Zerkleinerungswalze sind Walzenvorsprünge zur
Zerkleinerung der Rüben angebracht. Derartige Trenneinheiten sind grundsätzlich bekannt. Sind Steine in die zweite Trenneinheit gelangt, kann die mindestens eine Zerkleinerungswalze durch Blockierung zum Stillstand kommen. Dieser Stillstand wird von einer Erkennungssensorik erfasst. Hierzu kann beispielsweise bei einem elektrisch betriebenen Motor die Stromstärke gemessen werden. Nach Erkennen des
Walzenstillstandes wird die weitere Zufuhr von Rüben in die zweite Trenneinheit unterbrochen. In der Folge wird eine automatische Steinausschleusung eingeleitet. Hierzu wird die Drehrichtung der Zerkleinerungswalze geändert, so dass die Walzenvorsprünge der Zerkleinerungswalze die Steine derart anstoßen können, dass die Steine aus der Vorrichtung ausgeworfen werden. Hierzu kann die zweite Trenneinheit auch gekippt werden. Nach erfolgter Steinentfernung wird die Zufuhr von Rüben in die zweite
Trenneinheit wieder fortgesetzt. Somit dient die Zerkleinerungswalze zum Zerkleinern von Rüben und zum Ausschleusen von Steinen aus der zweiten Trenneinheit gleichermaßen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine solche Zerkleinerungswalze vorgesehen, die segmentiert ist, so dass einzelne Segmente der Zerkleinerungswalze unabhängig voneinander drehbar sind. Hierdurch können einzelne Segmente bei Steinkontakt unabhängig voneinander angehalten werden. Die Segmente können über unterschiedliche Antriebe bewegt werden und sind unabhängig voneinander vom Antrieb entkoppelbar.
Stellt eines der Segmente seine Drehbewegung ein, weil es von einem Stein blockiert ist, drehen sich die übrigen Segmente weiter. Dabei wird der Stillstand des angehaltenen Segmentes direkt oder indirekt von einem Sensor erfasst, so dass über eine Steuerung die Zufuhr weiterer Rüben unterbrochen wird. In der zweiten Trenneinheit noch befindliche Rüben werden allerdings noch zerkleinert und ausgeschleust. Anschließend wird auch hier die Drehrichtung der Zerkleinerungswalze geändert, um den Stein aus der zweiten Trenneinheit zu entfernen. Bei dieser Art der Steinentfernung gehen somit keine Rüben verloren.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Walzenvorsprünge schwenkbar angeordnet sind und nach Kontakt mit einem Stein unabhängig voneinander einklappen. Das
Einklappen der Walzenvorsprünge wird ebenfalls direkt oder indirekt von einem Sensor erfasst, so dass es, wie zuvor beschrieben, auch in diesem Fall zu einer Steinentfernung kommen kann. Nach der Steinentfernung kehren die Walzenvorsprünge bei einer Drehrichtungsumkehr der Zerkleinerungswalze wieder in ihre Ausgangsposition zurück.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine erste und eine zweite Trenneinheit, wobei die erste Trenneinheit über einen Prallkörper , einen Körperschallsensor sowie eine Ausschleuseklappe verfügt und die zweite Trenneinheit mindestens eine Zerkleinerungswalze aufweist. Ausführungsformen der Vorrichtung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Trenneinheiten,
Fig. 2 einen als Prallplatte ausgebildeten Prallkörper,
Fig. 3 einen Prallkörper in Form einer Walze,
Fig. 4 einen Prallkörper in Form von zwei Walzen,
Fig. 5 die zweite Trenneinheit in schematischer Seitenansicht sowie
Fig. 6 eine Zerkleinerungswalze mit Walzenvorsprüngen in Form von Zahnscheiben
Fig. 7 einen Prallkörper in Form einer mehrzinkigen Gabel
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 dargestellt, bei der ein Stein-Rüben-Gemisch in einem Bunker 20 vorgelegt ist. Rüben und Steine werden über ein Förderband 21 zu
Förderwalzen 22 transportiert, die motorisch betrieben werden. Hierbei werden Steine und Rüben vereinzelt und zumindest teilweise vom Erdanhang befreit. Kleine Steine fallen durch den Förderwalzenzwischenraum 24 und werden damit aus der Vorrichtung 1 ausgeschleust. Auf diese Weise gelangen Steine und Rüben nacheinander zur ersten Trenneinheit 2, in der sie auf einen als Prallplatte 8 ausgebildeten Prallkörper 4 fallen. Die Schwingungen der Prallplatte 8 werden auf einen Körperschallsensor 5 übertragen, der mit einer nicht näher dargestellten Auswerteeinheit verbunden ist. Der Prallplatte 8 nachgeordnet ist eine Rutsche 25, über die Steine und Rüben zur Ausschleuseklappe 6 gleiten. Wird an der Prallplatte 8 ein Stein erkannt, öffnet sich die Ausschleuseklappe 6 über einen Antrieb 26, so dass der Stein durch die Ausschleuseöffnung 27 fallen kann. Danach verschließt die Ausschleuseklappe 6 die Ausschleuseöffnung 27 wieder. Rüben und ggf. verbliebene Steine können jetzt zur zweiten Trenneinheit 3 gelangen. Die Ausschleuseklappe 6 ist derart angetrieben, dass die Beschleunigung der
Ausschleuseklappe 6 einer Sinuskurve folgt. Hierdurch können hohe Beschleunigungen und Verzögerungen auch bei geringer Antriebsleistung erreicht werden. Vorzugsweise kann die Ausschleuseklappe 6 innerhalb von 0,2 Sekunden in die geöffnete Endstellung bewegt werden. Dabei ist der Antrieb beispielsweise, elektromotorisch, hydraulisch oder pneumatisch.
Die Ausschleuseklappe 6 besteht ganz oder teilweise aus Carbonfaser, Aluminium oder Titan. Bewährt hat sich vor allem eine Ausschleuseklappe 6 mit einer Gitterstruktur.
Die zweite Trenneinheit 3 ist hier als Bröckler dargestellt, der sowohl für eine
Zerkleinerung von Rüben als auch für eine Ausschleusung von Steinen sorgt.
Fig. 2 zeigt den als Prallplatte 8 ausgebildeten Prallkörper 4, der mit einem
Körperschallsensor 5 verbunden ist. Darüber hinaus erkennt man eine
Reinigungseinrichtung 12 mit einem Reinigungsspatel 28 zur Reinigung der Prallplatte 8, der hier in Reinigungsposition dargestellt ist. Der Reinigungsspatel 28 ist motorisch bewegbar und sorgt dafür, dass auf der Prallplatte 8 befindliche Schmutzpartikel wie Erdanhang, Sickersaft oder Rübengewebe entfernt werden, damit von der Prallplatte 8 störungsfrei Schwingungen übertragbar sind.
Nach der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform hat der Prallkörper 4 die Form einer Walze. Die Walze rotiert gegen den Uhrzeigersinn, so dass auch hier Verunreinigungen, die sich auf der Walze angesammelt haben, von einem Abstreifer 29 entfernt werden können.
Fig. 4 zeigt einen Prallkörper 4 in Ausgestaltung zweier Walzen 30, 31 , wobei der Walze 30 ein Abstreifer 32 und der Walze 31 ein Abstreifer 33 zugeordnet ist.
In Fig. 5 ist die zweite Trenneinheit 3 in schematischer Seitenansicht dargestellt. Man erkennt bei diesem Ausführungsbeispiel eine Zerkleinerungswalze 13, an der einzelne Walzenvorsprünge 9, 10, 11 ausgebildet sind. Wird die Zerkleinerungswalze 13 gedreht und verkeilt sich hierbei ein Stein zwischen einem Walzenvorsprung 11 und einem Kamm 14, kommt die Zerkleinerungswalze 13 zum Stillstand. Die Zerkleinerungswalze 13 ändert sodann ihre Drehrichtung, so dass der Stein von einem der Walzenvorsprünge 9, 10, 11 angestoßen und über eine Passivklappe 15 aus der zweiten Trenneinheit 3 herausbefördert werden kann.
Fig. 6 zeigt in der Draufsicht eine Zerkleinerungswalze 13 mit einzelnen Segmenten 16, 17, die über Walzenvorsprünge in Form von Zahnscheiben 18, 19 verfügen.
Nach der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform hat der Prallkörper 4 die Form einer mehrzinkigen Gabel 34. Die Zinken sind als flexible Rundstäbe aus Federstahl oder karbonverstärkten Kohlefasern ausgestaltet und können einzeln in Schwingungen versetzt werden, wenn Rüben oder Steine von den vorgeschalteten Förderwalzen 22 auf diese geleitet werden. In der Draufsicht erkennt man, dass die Gabel 34 am Gabelschaft oder am Übergangsbereich zum Gabelschaft mit einem Körperschallsensor 5 verbunden ist. Die Trennung von Rüben und Steinen erfolgt an der nachgeschalteten
Ausschleuseklappe 6. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, dass der Prallkörper 4 sich während des Betriebs selbst reinigt, indem beim Aufprallen der Rüben oder Steine auf die Zinken der Gabel 34, daran anhaftende Schmutzpartikel leicht abgelöst werden.
Bezugszeichenliste:
1 Vorrichtung
2 Erste Trenneinheit
3 Zweite Trenneinheit
4 Prallkörper
5 Körperschallsensor
6 Ausschleuseklappe
7 Zerkleinerungswalze
8 Prallplatte
9 Walzenvorsprung
10 Walzenvorsprung
11 Walzenvorsprung
12 Reinigungseinrichtung
13 Zerkleinerungswalze
14 Kamm
15 Passivklappe
16 Segment
17 Segment
18 Zahnscheibe
19 Zahnscheibe
20 Bunker
21 Förderband
22 Förderwalze
23 Förderwalze
24 Förderwalzenzwischenraum
25 Rutsche
26 Antrieb
27 Ausschleuseöffnung
28 Reinigungsspatel
29 Abstreifer
30 Walze
31 Walze
32 Abstreifer
33 Abstreifer
34 Mehrzinkige Gabel

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Behandlung eines Stein-Rüben-Gemisches, wobei
(i) in einer ersten Trenneinheit eine schallgesteuerte Ausschleusung von Steinen erfolgt und
(ii) eine zweite Trenneinheit derart ausgebildet ist, dass über die zweite Trenneinheit neben einer Ausschleusung verbliebener Steine eine Zerkleinerung von Rüben stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die schallgesteuerte Ausschleusung von Steinen über eine Ausschleuseklappe erfolgt, die innerhalb von 0,2 Sekunden in eine geöffnete Endstellung bewegt werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite
Trenneinheit über mindestens eine Zerkleinerungswalze verfügt, an der
Walzenvorsprünge zur Zerkleinerung der Rüben angebracht sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungswalze zur Ausschleusung von Steinen dient.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zerkleinerungswalze segmentiert ist, so dass einzelne Segmente unabhängig
voneinander drehbar sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenvorsprünge schwenkbar angeordnet sind und nach Kontakt mit einem Stein unabhängig voneinander einklappen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenvorsprünge bei einer Drehrichtungsumkehr der Zerkleinerungswalze in ihre Ausgangsposition
zurückkehren.
8. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer ersten (2) und einer zweiten (3) Trenneinheit, wobei die erste Trenneinheit (2) über einen Prallkörper (4), einen Körperschallsensor (5) sowie eine Ausschleuseklappe (6) verfügt und die zweite Trenneinheit (3) mindestens eine Zerkleinerungswalze (7, 13) aufweist.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (4) als Prallplatte (8) oder Walze (30) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (4) mehrere Walzen (30, 31) aufweist oder als mehrzinkige Gabel (34) ausgebildet ist.
1 1. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (4) mit einer Reinigungseinrichtung (12) versehen ist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschleuseklappe (6) eine Gitterstruktur aufweist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschleuseklappe (6) zumindest teilweise aus Carbonfaser, Aluminium oder Titan besteht.
14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zerkleinerungswalze (13) Walzenvorsprünge (9, 10, 11) aufweist, die schwenkbar angeordnet sind.
15. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zerkleinerungswalze (13) segmentiert ist, wobei einzelne Segmente (16, 17) unabhängig voneinander drehbar sind.
16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Segmente (16, 17) über Walzenvorsprünge in Form von Zahnscheiben (18, 19) verfügen.
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