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DD150077A5 - Verfahren und vorrichtung zur oelgewinnung aus gereinigten oelfruechten und oelsaaten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur oelgewinnung aus gereinigten oelfruechten und oelsaaten Download PDF

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DD150077A5
DD150077A5 DD80220353A DD22035380A DD150077A5 DD 150077 A5 DD150077 A5 DD 150077A5 DD 80220353 A DD80220353 A DD 80220353A DD 22035380 A DD22035380 A DD 22035380A DD 150077 A5 DD150077 A5 DD 150077A5
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DD
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screw
oilseeds
oil
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DD80220353A
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Manfred Knuth
Thorsten Homann
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Krupp Gmbh
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Abstract

Bei diesem Verfahren bzw. in dieser Vorrichtung werden Oele aus Oelfruechten und Oelsaaten bis zu einem Partikeldurchmesser von 10 mm mit hohem Fettgehalt durch Pressen und Extrahieren gewonnen. In einer energiesparenden Oelgewinnung mit einer moeglichst einfachen, stoerungsunanfaelligen Vorrichtung werden in einer prinzipiell bekannten Seiherschneckenpresse die Oelfruechte bzw. Oelsaaten kalt vorgepreszt und anschlieszend der verbleibende Feststoff extrahiert. Die Seiherschneckenpresse besteht aus einer Schnecke, einem perforierten Mantel und mindestens einer Drossel, die Scherspalte zwischen sich und dem Mantel bilden, die weitaus kleiner als der die Drosseln umgebende Schneckenkanal sind. Der Schneckenkanal zwischen Schnecke und Mantel ist zum Schneckenausgang hin verjuengt.

Description

Berlin,.den 26.3.1980 56 880/13
Verfahren und Vorrichtung zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und Ölsaaten
Anwendungsgebiet ,der.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und Ölsaaten durch Pressen und Extrahieren«
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Nach dem Stand der Technik werden zur ölgewinnung aus Ölfrüchten und Ölsaaten die Früchte und Saaten gereinigts mechanisch und thermisch aufbereitet, vorgepreßt und anschließend extrahiert« Die auch als Konditionierung bezeichnete mechanische und thermische Aufbereitung wird in zwei getrennten Arbeitsgängen durchgeführt. In einem ersten Arbeitsgang wird eine Vorzerkleinerung vorgenommen, in der weitgehend das Speichergewebe der Saatgutkörner oder -früchte zerstört wird· Als geeignete Apparate verv/endet man Riffel- und Plockierwalsen«
An die mechanische Konditionierung schließt sich der zweite Arbeitsgangs die thermische Konditionierung an, bei der die Ölsaaten bzw, -früchte in Konditioniertrommel oder Wärmepfannen bei Bedarf angefeuchtet, vorgewärmt und getrocknet werden«. Anschließend werden die Ölsaaten bzw« -früchte vorgepreßt und einer Solventextraktion zugeführt«
-Das geschilderte Verfahren besitzt .jedoch die Nachteile, daß die nötigen Brecher und Walzwerke einem großen Verschleiß unterliegen, daß lange Transportwege erforderlich sind, daß
££%ßi3S<$ ~2- 26,3,1980
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die Wärmeeinrichtungen mit Rührwerken ausgestattet sein müssen, zu deren Betrieb zusätzlich große Energiemengen erforderlich sind und daß zur Überwachung der gesamten Anlage ein großer Platz und Personalbedarf nötig iste
Abhilfe schafft erst das in der DE-AS 2 3.35 385 beschriebene Verfahren, wonach die Ölfrüchte bzw«, Ölsaaten in Abwesenheit von Luft in einem Arbeitsgang mechanisch und thermisch konditioniert werden» Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Schneckenpresse verwendet» Obwohl hiermit bereits große Energiemengen eingespart werden können, ist eine weitere Senkung des Energieverbrauches neben einer Vereinfachung der Anlage wünschenswert»
Es sind auch schon Direktextraktionsverfahren vorgeschlagen wordene Wie beispielsweise in der DE-OS 24 53 911 beschrieben, verzichtet man auf das Vorpressen des Saatgutes, muß aber, um den geforderten Restolgeha.lt nach der Extraktion zu erreichen, erheblich feiner flockieren, was z«. B· bei der Verarbeitung von Sonnenblumenkernen eine bis zu dreifache Walzenkapazität erfordert» Um die Perkolation bei der Extraktion zu gewährleisten, muß das gewonnene Zwischenprodukt anschließend einer Strukturierung, bestehend aus Anfeuchten und Trocknen unter Bewegung, unterzogen v/erden« Neben dem dadurch verursachten hohen Aufwand nimmt man ferner den Nachteil in Kauf, daß etwa die dreifache IiLseellamenge in der Extraktion anfällt, womit ein erhöhter apparativer Aufwand und. .ein dreifacher Energieverbrauch verbunden sind»
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Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und 01-saaten zur Anwendung zu bringen, mittels dessen eine energiesparende ölgewinnung möglich ist·
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gewinnung möglichst hochwertigen Öls und Schrotes zu schaffen und zu dessen Durchführung eine Vorrichtung anzu~ geben, die einfach zu bedienen und störungsunanfallig isto
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ölfrüchte bzw. die Ölsaaten unmittelbar nach ihrer Reinigung kalt vorgepreßt werden und der verbleibende Feststoff zur weiteren Entölung anschließend extrahiert wird· Bei einer kalten Vorpressung werden die Ölsaaten bzw· Ölfrüchte mit einer Temperatur von ca« 20 0C zugeführt. Vorteilhafterweise fällt bei Anwendung dieses Verfahrens Ql einer Temperatur von 30 - 50 0C an·
In Verbindung damit arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren energie- und investitionssparend, da auf mechanische und thermische Konditionierung völlig verzichtet werden kann, die bisher in der Fachwelt für unentbehrlich gehalten worden ist«
Das vorgeschlagene Verfahren wird vorteilhafterweise in einer Seiherschneckenpresse durchgeführt, die aus einer Schnecke, einem sie umgebenden, perforierten Mantel, wie ZeBo einem aus Stäben aufgebauten Seiher, und mindestens einer Drossel besteht, wobei sich der Schneckenkanal zwischen der Schnecke und dem Mantel zum Schneckenausgang hin
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verjüngt und jede der eingebauten Drosseln einen Scherspalt zwischen sich und dem Mantel bildet, der weitaus kleiner als der die Drossel umgebende Schneckenkanal ist,
Vorteilhafterweise bestehen die Drosseln aus Einstülpungen, die in den Mantel eingebaut sind und die zwischen sich und einer Welle einen Scherspalt bilden« Der Schneckenkanal nimmt nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung diskontinuierlich zum Schneckenausgang hin ab und beträgt zwischen 2 und 12 % des Durchmessers der Schneckenpresse,
Vorteilhafterweise nimmt der Steigungswinkel der Schnecke zum Schneckenausgang hin ab und liegt zwischen 7»5 und 15 · Desgleichen nehmen die Scherspalte zum Schneckenausgang hin ab, so daß das Verhältnis der jeweiligen Schneckenkanäle zu den Scherspalten zwischen 3 und 15 liegt«,
Mach einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ragen durch den Mantel der Seiherschneckenpresse Abstreiffinger radial in den Schneckenkanal, wobei die Schneckenstege an diesen Stellen unterbrochen sind«
Der Mantel weist darüber hinaus im Vorderteil der Seiherschneckenpresse Längsnuten auf, deren Tiefe in Förderrichtung bis auf 0 abnimmt«
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch das Wegfallen von' Walzwerken, Heiz- und entsprechende Transportvorrichtungen einfach im Aufbau und damit preisgünstiger als die bisher verwendeten Weiterhin benötigt diese Vorrichtung insgesamt zur Gewinnung von qualitativ hochwertigem Öl auch geringere Energiemengen, so daß das Verfahren nach Patent»
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anspruch 1 äußerst wirtschaftlich durchgeführt werden kann»
Darüber hinaus hat bisher in der Fachwelt das Vorurteil bestanden, daß Saaten mit V/alzen vor der Extraktion weitgehend zerkleinert werden müssen, um einen in bezug auf die Leistung und den Restfettgehalt günstigen 'Verfahrensverlauf der Extraktion zu ermöglichen» Demgegen™ über wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf den Einsatz einer Walzeinrichtung verzichtet, womit weitere Energie eingespart werden kann« Ebenso fallen die bisher teilweise vorgeschlagenen Behändlungsschritte wie das Anfeuchten der Saat zum Zwecke der Strukturierung und die anschließende Abtrocknung auf einen geringeren Wassergehalt sowie ein überproportionaler Aufwand bei Destilliervorgängen forte Insgesamt arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren damit weitaus wirtschaftlicher als alle anderen bisher dem Stand der Technik nach bekannten» V/eitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen darin, daß die Anzahl der benötigten Maschinenteile gering ist, womit die Betriebssicherheit entscheidend vergrößert wird, und daß die Verschleißteile schnell und einfach auswechselbar sind«
Ein Ausführungsbeispiel'der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt* Es zeigen?
Fig» 1: 'einen Längsschnitt durch die Achse einer Seiherschneckenpresse.,
-6- 26.3.1980
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Figβ 2: einen Ausschnitt entsprechend Pig« 1 rait einer andersartigen Drosselausbildung in Höhe der Drossel 3 in Fig» 1,
Fig» 3: einen Schnitt durch den Mantel nach Linie IJI-III in Fig. 1 und
Fig« Ai ein Schnitt durch den Mantel einer Vorrichtung mit einem Polygonprofil nach Linie IV-IV in Fig. 1 *
Die erfindungsgemäße Seiherschneckenpresse besteht im wesentlichen aus einer auf einer Welle 13 laufenden Schnecke 1, einem sie umschließenden, perforierten Mantel 2 mit einem Einfüllstutzen 12« In dem Schneckenkanal 6f 7 und 8 der Seiherschneckenpresse befinden sich darüber hinaus Drosseln 3» 4 und 5? die Scherspalte 9» und 11 zwischen sich und dem Mantel 2 bilden» die weitaus schmaler als die die Drosseln umgebenden Querschnitte der Schneckenkanäle 6, 7 und 8 sinde Die Drosseln 3» 4 und 5 teilen die Seiherschneckenpresse in drei Abschnitte a, b und c, in denen die Schnecke 1 folgende Geometrie aufweist: Im Abschnitt a beträgt der Steigungswinkel der Schnecke 15°» der Querschnitt h* des Schneckenkanals 6 12 % des Durchmessers D und das Verhältnis der Länge des Abschnitts a zum Durchmesser D 4.5 : 1·
Die den Abschnitt a abschließende Drossel 3 bildet einen Scherspalt 9» der den 4$6sten Teil des Querschnitts h., ausmachte Daran schließt· sich der Abschnitt b an, in dem die Schnecke den gleichen Steigungswinkel von 7*5° und das gleiche Verhältnis der Länge des Abschnitts b zum Schnecken-' durchmesser von 2.3 : 1 wie die Schnecke im Abschnitt c aufweist«
Ae-W"30 -7- 26.3.1980
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Lediglich der Durchmesser der Welle 13 ist größer, so daß der Querschnitt tu des im Abschnitt b verbleibenden Schneckenkanals 7 von nur 10 % des Schneckendurchmessers D auf tu = 5 % des Schneckendurchmessers D in Abschnitt c.verringert wird© Die zwischen den Abschnitten b und c liegenden bzw» den Abschnitt c beschließende Drossel 4 bzw» 5 bildet einen Scherspalt 10 bzw* 11 zwischen sich und dem Hantel 2, dessen Querschnitt den 5«75sten bzwe 6sten Teil des vorangehenden Querschnitts des Schneckenkanals 7 bzw· 8 besitzt» Die Seiherschneckenpresse endet mit einem ringförmigen Ausgang 11, der durch die Drossel 5 gebildet wird·
Im Bereich einer jeden Drossel 3* 4 oder 5 ist die Schnecken-.flanke der Schnecke 1 entweder durchgehend oder unterbrochen ausgeführt. Unterbrochen ist die Planke an den Stellen, an denen Abstreiffinger 17 durch den Mantel 2 in den Schneckenkanal 6, 7 und. 8 hineinragen· Die Abstreiffinger 17 erhöhen die Förderleistung der Schnecke und verhindern ein Umlaufen des zu behandelnden Materials mit der Schnecke 1e Es ist zu~ sätzlich auch denkbar, daß Querschnittsprofil der Abstreiffinger 17 so zu wählen, daß sie zusätzlich zur Zerkleinerung des Materials dienen.
Die in Pig. 2 dargestellte Drossel besteht aus einer Einstülpung 15 im Mantel.2, die zwischen sich und der Welle 13 einen Scherspalt 16 bildet·
Pig· 3 läßt die Abstreiffinger 17 in einer anderen Ansicht erkennen« Die Pig· 4 liefert eine Schnittansicht, in der die Hüten 18 als Polygonprofil ausgebildet sind»
££PJÖJ ~8~ 26.3*1980
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Im folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Wirkungsweise der Seiherschneckenpresse bzw» des erfindungsgemäßen Verfallrens erläutert werden* In den Einfüllstützen der oben erläuterten Seiherschneckenpresse mit einem Durchsatz von 300 bis 500 kg sind nacheinander kontinuierlich Raps-, Lein- und Sonnenblumensaat bis auf 13 "bis 25 Gewichtsprozente Ölgehalt vorgepreßt worden» Der verbleibende Feststoff ist als Preßkuchen in einem Technikumsextrakteur 50 ^ 100 und 150 Minuten extrahiert worden* Zum Vergleich dazu ist nach dem bisher bekanntem,, aus den Arbeitsschritten Brechen, Walzen, thermischer Konditionierung, Vorpressung und Extraktion bestehenden Verfahren eine gleichgroße Saatmenge bearbeitet worden. In der unten stehenden Tabelle sind charakteristische Qualitätsmerkmale der aus Rapssaat gewonnenen Öle gegenübergestellte
Tabelle 1
Qualit ät smerkmale
Öl hergestellt nach
bisher bekann- erfindungsge-
tem Verfahren mäßem Verfahren
Peroxidzahl 1 1
Anisidinzahl 1, ppm
Phosphor, tot-al, im Rohöl 175 ppm
Phosphor, total, in entschleimten Öl 145 ppm
Chlorophyll 17
Farbe n, Lovibond 175
0,4 0,7
71 ppm
59 ppm 7 ppm
155
«.«.V^v»^> ^9- 26.3.1980
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Daraus ergibt sich, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Öl weitaus besserer Qualität ist als das nach dem bisher bekannten Verfahren hergestellte.
In der Tabelle 2 sind die Restölgehalte des Preßkuchens in Abhängigkeit von der Extraktionszeit bei dem obengenannten, dem Stand der Technik nach bekannten und dem erfindungsgemäßen Verführen gegenübergestellt.
Tabelle 2 50 100 150 bekanntes - Verfahren Restölgehalt Gew.-^ bz. erfindungsgemäi Verf£ihren auf Trockensubstanz Gew.-% Lein 3es
Extraktions- zeit Raps Lein SB Raps 0,7 0,4 0,3
min 2,1 1,4 1,2 2,2 1,5 1,3 1,2 0,85 0,7 SB
1, O1 o,
5 ,9 ,6
Die Restölgehalte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind weitaus geringer, was auf eine wirtschaftliche Arbeitsweise hinweist.
Darüber hinaus lassen sich neben den bereits oben diskutierten geringen Investitionskosten aber noch weitere Kosten bei der Verfalirensdurchiulirung einsparen. In Tabelle 3 ist der jeweilige Energieverbrauch für die verschiedenen Verfahrensschritte bzw. der gesamte. Energieverbrauch eingetragen. In den ersten beiden Spalten ist das oben bereits genannte Verfahren .behandelt, das im wesentlichen aus den Arbeitsschritten Walzen, Wärmen, Vorpressen, Extrahieren und Destillieren
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besteht· Danach ist bei nahezu gleichem elektrischen. Energieverbrauch, der zum Antrieb mechanischer Teile aufgewendet werden muß, bei Anwendung des bisher bekannten Verfahrens eine doppelt so große Energiemenge zur Dampferzeugung aufzubringen.
In den Spalten 3 und 4 ist die aus den Arbeitsschritten Walzen (dreifache Kapazität), Strukturieren und· Extrahieren bestehende Direktextraktion aufgeführt. Die Gesamtenergien sind bei der Direktextraktion bedeutend größer als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Tabelle 3 ·
Verfahrens- bisher bekanntes Direktextraktion erfindungsgemaschritt Verfaiiren Dampf el.Ener- Dampf ßes Verfahren
elcEner- Ver- gie Ver- Ver-
gie Ver- brauch brauch brauch
brauch Yfti/kg "fli/kp; Wh/kg \Vh/kg_
el.Ener- Dampf gie Ver- Ver
brauch
Wh/kg
walzen 20
Wärmen/
Strukturie
ren 5
Vorpressen 20
Extrahieren
Destillie
ren 1
60
50
80
150
50
brauch
50
Summe
110
86
232
51
50'
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Damit ist aber eindeutig darlegbar, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendbare Vorrichtung vorteilhafterweise Vereinfachungen, Ersparnisse an Zeit, Material und Kosten, eine erhöhte Zuverlässigkeit sowie eine Qualitätshebung der hergestellten Öle bringt β

Claims (1)

  1. -12- 26o3«
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    Erf induiip; s an s pruc h
    1, Verfahren zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und Ölsaaten bis zu einem Partikeldurchmesser von 10 mm mit hohem Fettgehalt durch Pressen und Extrahieren, gekennzeichnet dadurch, daß die Ölfrüchte bzw» Ölsaaten unmittelbar nach der Reinigung kalt vorgepreßt werden und der verbleibende Feststoff anschließend extrahiert wird»
    2« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Seiherschneckenpresse, die aus einer Schnecke (1), einem sie umgebenden, perforierten Hantel (2), 2u B„ einem aus Stäben aufgebauten Seiher, und mindestens einer Drossel (3, 4, 5) besteht, wobei sich der Sclineckenkanal (6, 7» 8) zwischen der Schnecke (1) und dem Hantel (2) zum 'Schneckenausgang hin verjüngt und jeder der eingebauten Drosseln (3, 4» 5) einen Scherspalt (9, 10, 11) zwischen sich und dem Mantel (2) bildet, der weitaus kleiner als der die Drossel umgebende Sclineckenkanal (6, 7> 8) ist0
    3· Vorrichtung nach Punkt .2, gekennzeichnet dadurch, daß die Drosseln aus Einstülpungen (15) bestehen, die in den Mantel (2) eingebaut sind und die zwischen sich und einer Welle 03) einen Scherspalt (16) bilden»
    &.£.U«J'«*«» „-]3„ 26.3.. 1930
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    4β Vo3?richtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Schneckenkanal (6, 7, 8) diskontinuierlich zum Schneckenausgang hin abnimmt. .
    5, Vorrichtung nach den Punkten 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Schneckenkanal (6, 7»-8), der zwischen 2 und 12 % des Durchmessers D beträgt,
    6*. Vorrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet durch einen zum Schne'ckenausgang hin abnehmenden Steigungswinkel der Schnecke· .
    7«. Vorrichtung nach den Punkten 2, 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Steigungswinkel zwischen 7,5 und 15° ,liegt, , .
    8* Vorrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Scherspalte (9, 10, 11) zum Schneckenausgang hin abnehmen.
    9« Vorrichtimg nach den Punkten 2 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Verhältnis der jeweiligen Schneckenkanäle (6, 7» 8) zu den Scherspalten (9, 10, 11) zwischen 3 und 15 liegt.
    10. Vorrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß durch den Hantel (2) Abstreiffinger (17) radial in den Schneckenkanal (6, 7» 8) hineinragen, wobei die Schneckenstege an diesen Stellen unterbrochen sind«.
    -14- 26,3.1980
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    11» Vorrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch9 daß der Mantel (2) im Bereich (a) Längsnuten (18) aufweist, deren Tiefe in Förderrichtung bis auf 0 abnimmt.
    Zeichnungen
DD80220353A 1979-04-18 1980-04-10 Verfahren und vorrichtung zur oelgewinnung aus gereinigten oelfruechten und oelsaaten DD150077A5 (de)

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