DE10159554A1

DE10159554A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Konfektionierung von Pektin-Filter- bzw. -presskuchen zur Vorbehandlung vor einem indirekt beheizten Vakkuumkontakttrockner

Info

Publication number: DE10159554A1
Application number: DE2001159554
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schu
Original assignee: Ecoenergy Gesellschaft fuer Energie und Umwelttechnik mbH
Current assignee: Renusol Europe GmbH
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2021-12-06
Also published as: DE10159554B4

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Konfektionierung von Pektinfilter- bzw. -presskuchen zur Vorbehandlung vor einem mit einer Doppelschleuse kontinuierlich beschicktem indirekt beheizten Vakuumkontakttrockner durch die Verfahrensschritte Dosierung mit Grobzerkleinerung durch Doppelpaddelwellen und der Feinzerfaserung zur Einstellung des für die Trocknung erforderlichen Oberflächen-Volumenverhältnisses.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Konfektionierung von Pektinfilter- bzw. -presskuchen zur Vorbehandlung vor einem indirekt beheizten Vakuumkontakttrockner.
Pectin ist ein Naturstoff, der in vielen pflanzlichen Nahrungsmitteln - wie z. B. in Äpfeln oder Zitrusfrüchten - vorkommt.
Als Strukturelement der wachstumsfähigen Gewebe und als Hauptbestandteil ihrer Mittellamellen sorgt es bei den Pflanzen für den Zusammenhalt und die Stabilisierung der Gewebe und Zellen.
Durch das ausgezeichnete Geliervermögen der Pektine werden diese als trockenes Pulver meist vermischt mit Zucker als Eindickungsmittel eingesetzte.
Während der Reifung von Früchten oder dem Garkochen entsteht aus dem Propektin ein lösliches Pektin. In der großtechnischen Herstellung wird dieser Prozeß durch eine saure Hydrolyse erzielt. Durch die Reduzierung des Molekulargewichtes während der Hydrolyse kann die Gelierfähigkeit des Pektins beeinträchtigt werden.
Das Pectin wird nach der Konditionierung zur Erzeugung der spezifischen Eigenschaften mit einem Alkohol gefällt.
Das Pectin wird nach der Fällung mit Alkohol über Filtersysteme abgefiltert. Der Filter- bzw. Presskuchen wird nach dem Stand der Technik pelletiert und einer Trocknung zugeführt.
Die Trocknung ist erforderlich, um das Fäll- bzw. Extraktionsmittel Alkohol zurückzugewinnen, den leicht entzündlichen Alkohol vor einer weiteren trockenen Konfektionierung aus explosionsschutztechnischen Gründen unterhalb der gesetzlichen Konzentrationen auszutreiben und die für die Vermarktung des Produktes unerlässliche trockne Konfektionierung - unter anderem die Zerkleinerung mit schnelllaufenden Mühlen - zu ermöglichen.
Da das Produkt nur schonend getrocknet werden kann, ist eine Trocknung mit Umlufttrocknern oder eine Vakuumtrocknung erforderlich. Um hohe Investitionen für die Trocknungssysteme zu vermeiden, sollte die Trocknung im ersten Trocknungsschritt durchzuführen sein.
Da das Pectin zu Beginn der Trocknung einen hohen Wassergehalt aufweist, kann durch die erwärmte Luft im Umlufttrockner oder die Heizflächen bei einem indirekt beheiztem Vakuumtrockner viel Feuchtigkeit entzogen werden. Die hierbei entstehende Verdunstungskälte sowie die Trocknungsgeschwindigkeit sind maximal. Die Temperatur des Pektins ist deshalb geringer als die der es umgebenden Luft bzw. der Kontaktflächen bzw. des umgebenden Gases.
Dieser sogenannte erste Trocknungsabschnitt dauert ca. 20-90 min.
In einem zweiten Trocknungsabschnitt sinkt durch die Abnahme der Feuchtigkeit des Pektins auch die Verdunstungskälte sowie die Trocknungsgeschwindigkeit und das Pectin nimmt langsam die Temperatur des umgebenden Gasraumes bzw. der Trocknerheizflächen an.
Da bei hohen Temperaturen die nicht-enzymatische Bräunung stark angeregt wird und braune, verbrannt riechende Produkte gebildet werden, sollte die Temperatur des Pektins jedoch nicht über 70°C steigen.
Da die Heizflächen bei einer Kontakttrocknung von Pectin in Vakuumtrocknern zur Realisierung eines wirtschaftlichen Wärmeübergangskoeffizienten an den Kontaktflächen immer höher als 70°C gewählt werden, muß durch das Oberfläche- Volumen-Verhältnis der Partikel der zweite Trocknungsschritt weitestgehend vermieden werden.
Man geht allgemein davon aus, dass innerhalb des ersten Trocknungsabschnittes eine Trocknungstiefe von ca. 4-5 mm erreicht werden kann. Partikel, die einen Durchmesser von mehr als 8-10 mm aufweisen können daher nicht hinreichend im ersten Trocknungsschritt getrocknet werden.
Um eine entsprechende Kornverteilung zu erreichen, wird daher nach dem Stand der Technik eine Pelletierung des Filter- bzw. Presskuchens bei ca. 5-10 mm Partikelgröße der Trocknung vorgeschaltet.
Die Erfindung betrifft daher die gezielte Einstellung eines Oberflächen-Volumen Verhältnisse, das die erforderliche Trocknung des Pektins im ersten Trocknungsschritt in einem indirekt beheizten (Kontakttrocknung) Vakuumtrockner ermöglicht, ohne eine wirtschaftlich ungünstigere Pelletierung zu verwenden.
Der Betrieb eines Vakuumtrockners ist Chargenweise oder kontinuierlich möglich.
Bei einem kontinuierlichen Betrieb wird die Materialzufuhr zum Vakuumtrockner und der Austrag aus dem Vakuumtrockner durch Doppelschleusensysteme realisiert. Da die Doppelschleusensysteme eine quasikontinuierlichen Betrieb darstellen, ist eine zusätzliche Dosierung nach dem Eintragssystem mit der Doppelschleuse unerlässlich.

Beschreibung

Das erfindungsgemäße Verfahren führt daher im ersten Verfahrensschritt eine Dosierung und gleichzeitige Grobzerkleinerung mit einer Doppelpaddelschnecke (Abb. 1) durch.
Der grob zerkleinerte Filterkuchen wird in einer zweiten Doppelpaddelschnecke (Abb. 2), die direkt unterhalb der ersten Doppelschnecke angeordnet ist, soweit zerfasert, dass das für die Trocknung erforderliche Oberflächen-Volumen-Verhältnis eingestellt werden kann.
Die Ausführung der Dosierwellen ist in Abb. 3, und die Ausführung der Zerfaserungswellen in Abb. 4 skizziert.
Der Gesamtaufbau der Dosier- und Feinzerkleinerungseinheit ist in Abb. 5 dargestellt.
Bei entsprechend zur Verfügung stehenden Platzverhältnissen kann auch eine einfache Feinzerfaserungswelle statt einer Doppelwelle mit entsprechend ausgebildeten Reißzähnen (Fenster im Flügel) zur Zerfaserung verwendet werden.
Die Drehzahl der Zerfaserungsschnecke sollte zwischen 150-1000 Umdrehungen pro Minute gewählt werden.

Claims

1. Konfektionierung von Pektinfilterkuchen zur Vorbehandlung vor einem mit einer Doppelschleuse kontinuierlich beschicktem indirekt beheizten Vakuumkontakttrockner durch die Verfahrenschritte Dosierung mit Grobzerkleinerung durch Doppelpaddelwellen und der Feinzerfaserung zur Einstellung des für die Trocknung erforderlichen Oberflächen-Volumenverhältnisses.

2. Einstellbare Dosierung und Grobzerkleinerung durch Frequenzumrichter und davon getrennte Regelung des Oberflächen-Volumen-Verhältnisses der Partikel durch frequenzgeregelte Verstellung der Drehzahl der Feinzerfaserung.

3. Das Produkt wird sowohl in der Dosierschnecke als auch in der Feinzerfaserung über einen Trog zwangsgeführt. Es können somit Produktkurzschlüsse durch unzerfasert durch die Wellen fallendes Material vermieden werden.

4. Das unter Punkt 1 genannte Verfahren unter Verzicht eines Frequenzumrichters, soweit durch entsprechende Versuche eine Drehzahl bereits festgelegt wurde und Produktschwankungen über die Betriebszeit nicht zu erwarten sind.

5. Die Paddel/Zerfaserungswerkzeuge sind auf die Welle geschraubt und erlauben somit eine durch die Verstellung des Vortriebs angepasste Verweilzeit und damit weitere Möglichkeit der Einstellung des Oberflächen-Volumen-Verhältnisses der Partikel in der Feinzerfaserung

6. Die Schneckenflügel werden mit einem Hinterschliff versehen um eine optimale Schneidfläche zur Zerfaserung und Vermeidung von Umwicklungen zu erhalten

7. Für die Feinzerfaserung können je nach Platzverhältnis Doppelwellen oder Einfachwellen eingesetzt werden.

8. Die Drehzahl der Dosierschnecke sollte zwischen 30-300 Umdrehungen pro Minute und die Drehzahl der Feinzerfaserungswellen zwischen 150-1000 Umdrehungen pro Minute gewählt werden.