DE102021002823A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Pressen eines flüssigen Extrakts aus einem Pressgut - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Pressen eines flüssigen Extrakts aus einem Pressgut, bei dem das Pressgut einer Schneckenpresse zugeführt, in der Schneckenpresse entlang eines Pressweges transportiert und mit einem Pressdruck beaufschlagt wird, und bei dem der Schneckenpresse ein Extraktionsmittel zugeführt wird, das gemeinsam mit dem Extrakt aus dem Pressgut abgeleitet wird, wobei als Extraktionsmittel Kohlendioxid verwendet wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid der Schneckenpresse in Form von Trockeneis-Pellets zugeführt wird. Das Trockeneis vermischt sich mit dem Pressgut und wird mit diesem durch die Schneckenpresse entlang des Pressweges transportiert. Dabei geht das Trockeneis in flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid über, das sich zum einen im Extrakt löst und dessen Viskosität reduziert und zum anderen das Pressgut in der Schneckenpresse wirksam kühlt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines flüssigen Extrakts aus einem Pressgut, bei dem das Pressgut einer Schneckenpresse zugeführt, in der Schneckenpresse entlang eines Pressweges transportiert und mit einem Pressdruck beaufschlagt wird, und bei dem der Schneckenpresse ein Extraktionsmittel zugeführt wird, das gemeinsam mit dem Extrakt aus dem Pressgut abgeleitet wird, wobei als Extraktionsmittel Kohlendioxid verwendet wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine entsprechende Vorrichtung.
• Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Pressen von Saatgütern. Saatgüter wie Raps- oder Sonnenblumensamen werden zur Gewinnung des in den Samen enthaltenen Öls heute vornehmlich mechanisch gepresst, in einzelnen Fällen auch durch Extraktion mit einem Lösemittel wie Hexan oder überkritisches CO₂ gewonnen. Ölsaaten mit einem hohen Ölanteil werden üblicherweise mechanisch gepresst, da das Verfahren wirtschaftlicher im Vergleich zur reinen Extraktion ist. Zum Pressen kommen insbesondere Schneckenpressen zum Einsatz. Sie ermöglichen ein kontinuierliches Pressen der Saatgüter. Dabei werden die Samen über einen Aufgabetrichter der Schneckenpresse auf einer Eingangsseite zugeführt und von der rotierenden Schnecke durch den Pressraum transportiert. In einer Seiherstab-Schneckenpresse wird der Pressraum durch parallel angeordnete Stäbe (Seiherstäbe) gebildet, die, mit kleinen Spalten versehen, rund um die Schnecke angeordnet sind (Seiherkorb). Durch die Rotation der Schnecke wird das Saatgut gegen die Innenwand der Schneckenpresse gepresst und das Öl kann durch die Spalte nach außen abfließen. Zum ausgangsseitigen Ende der Schnecke hin verengt sich das Pressvolumen, so dass bei laufender Schnecke ein kontinuierlicher Druck auf die Masse wirkt und Öl herausgepresst wird. Am Schneckenende verlässt ein weitgehend entölter Presskuchen die Schnecke. Dieser weitgehend entölte Presskuchen weist aber in den meisten Fällen immer noch einen Ölgehält von 10%-15% auf, außerdem ist er reich an Proteinen. Der Presskuchen wird in der Regel aufgearbeitet und als Viehfutter verwendet, das Öl wird als Speise- oder Industrieöl veräußert.
• In der Vergangenheit gab es unterschiedliche Anstrengungen, den Restölgehält des Presskuchens zu erniedrigen. Eine Möglichkeit ist die Vorwärmung der Saatgüter und das Pressen bei Temperaturen über 100°C (Heißpressen). Hier wird die Viskosität des Öls durch die erhöhte Temperatur erniedrigt, es kann mehr Öl gewonnen werden.
• Ein weiter Ansatz ist das Eindosieren von überkritischem Kohlendioxid in die Schneckenpresse, wie beispielsweise aus der US 2002/0174780 A oder der WO 96/3386 A1 bekannt. Hierbei löst sich das CO₂ im Öl, wobei ebenfalls die Viskosität des Öl erniedrigt wird und eine erhöhte Ölausbeute bereits bei niedrigeren Temperaturen - in der Regel 70°C bis 90°C - zu verzeichnen ist. Die Schneckenpresse besitzt bei diesem Ansatz einen mechanischen Pressabschnitt mit Seiherstäben, gefolgt (in Arbeitsrichtung der Presse gesehen) von einem abgeschlossenen Abschnitt, in dem das Kohlendioxid über die Außenwand eindosiert wird. Danach folgt wieder ein Abschnitt mit Seiherstäben, in dem weiteres Öl durch die Volumenzunahme des Kohlendioxids aufgrund des Druckabfalles in diesem Abschnitt herausgetrieben wird. Mit dieser Methode konnte gezeigt werden, dass sich der Restölgehalt beispielsweise von Rapssamen bis auf 8-9% erniedrigen lässt. Gegenüber dem Heißpressen kann hierdurch ein qualitativ höherwertiges Öl gewonnen werden, da bei niedrigen Temperaturen gearbeitet werden kann.
• Zielt man jedoch darauf ab, die in den Samen enthaltenen Proteine zu nutzen, so sollten die Presstemperaturen auf max. 60°C begrenzt werden. Zudem ist die Dichte des Kohlendioxids bei typischerweise in der Schneckenpresse herrschenden Bedingungen von 300-400 bar und 70-90°C vergleichsweise gering; bei einer Reduzierung der Temperatur in der Schneckenpresse könnte die Dichte des eingesetzten Kohlendioxids deutlich erhöht und somit wesentlich mehr CO₂ im Öl gelöst werden.
• Um eine Presstemperatur von unter 60°C zu erreichen könnte versucht werden, die Dosierung von überkritischem CO₂ bzw. flüssigem CO₂ weiter zu erhöhen, wodurch auch die Viskosität der Öle weiter erniedrigt werden würde. Beispielsweise ist aus der WO 2008/116457 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Pressen bekannt, bei der das Pressgut von einer Schneckenpresse entlang eines Presswegs transportiert und mit einem Pressdruck beaufschlagt wird. Zusätzlich wird das Pressgut mit überkritischem Kohlendioxid als Extraktionsmittel versetzt, das gemeinsam mit dem Extrakt aus dem Pressgut abgeleitet wird. Entlang des gesamten Pressweges wird das Pressgut mit einer Temperatur von höchstens 60°C transportiert.
• Diese Anordnung ist allerdings sehr aufwändig im Aufbau und erfordert eine erhebliche Menge an zuzuführendem Kohlendioxid. Außerdem ist ein beträchtlicher Hardwareaufwand nötig, um flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid unter hohem Druck zu transportieren und in die Schneckenpresse einzubringen, in der, wie oben bereits erwähnt, ein Druck von bis zu 400 bar herrschen kann.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine einfache Möglichkeit zum Pressen von insbesondere Saatgütern anzugeben, das mit einer hohen Effizienz arbeitet und mit einem vergleichsweise geringen Hardwareaufwand auskommt.
• Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
• Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art und Zweckbestimmung wird erfindungsgemäß also der Schneckenpresse Kohlendioxid in Form von Trockeneis zugeführt, das zumindest teilweise mit dem Pressgut durch die Schneckenpresse entlang des Pressweges transportiert wird, wobei es sublimiert und zumindest teilweise zu flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid verdichtet wird, und bei dem das flüssige und/oder überkritische und/oder gasförmige Kohlendioxid als Extraktionsmittel zum Einsatz kommt.
• Die Wirkung des Kohlendioxids als Extraktionsmittel beruht erfindungsgemäß also zumindest auf einem von mehreren Effekten. Zum einen löst sich dort, wo der Schneckenpresseninnendruck hoch genug ist, flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid im Öl, verringert dessen Viskosität und führt dieses über die in der Schneckenpresse vorgesehenen Öffnungen, beispielsweise durch Spalte oder Öffnungen eines Seiherkorbs oder Seiherstäbe (hier auch „Extrakt-Ableitung“ • genannt), ab. Zum zweiten wird die Viskosität des Öls auch durch sublimiertes Kohlendioxidgas reduziert, das sich im Öl löst. Zum dritten führt die Sublimation des Kohlendioxids zu einer Volumenzunahme, die zu einer starken Bewegung des entstehenden Kohlendioxidgases in Richtung der Extrakt-Ableitung der Schneckenpresse führt und dabei Öl in einem mechanischen Mitnahmeeffekt mit sich reißt.
• Das Trockeneis wird also gemeinsam mit dem Pressgut in einer Aufgabeeinheit aufgegeben, der Schneckenpresse zugeführt und durch die Schneckenpresse entlang des Pressweges transportiert. Dabei sublimiert das Trockeneis und geht in den Hochdruckbereichen der Schnecke in den flüssigen oder überkritischen Zustand über. Das flüssige oder überkritische CO₂ löst sich in dem Extrakt und bewegt sich gemeinsam mit diesem - getrieben durch das Druckgefälle nach außen - durch die Extrakt-Ableitung (z.B. Seiherstäbe) aus der Presse hinaus. Weiterhin löst sich auch CO₂ - Gas im Extrakt, reduziert dessen Viskosität und wirkt auf diese Weise als volumenvergrößerndes Treibmittel, welches ebenfalls das Extrakt durch die Extrakt-Ableitung nach außen drängt. Etwaig nicht im Pressgut gelöstes flüssiges überkritisches oder gasförmiges Kohlendioxid tritt ebenfalls über die Extrakt-Ableitung aus und wird abgeführt.
• Das sublimierende und in den flüssigen oder überkritischen Zustand übergehende Trockeneis nimmt dabei während des Pressvorgangs laufend Wärme aus dem Pressgut auf und sorgt auf diese Weise für eine Kühlung des Pressguts, die so lange andauert, wie noch Trockeneispartikel im Pressweg vorhanden sind. Dies geschieht einerseits über zumindest einen großen Teil der Längserstreckung der Schneckenpresse, da die Trockeneispartikel nur allmählich sublimieren. Zum anderen werden die Trockeneispartikel durch die gemeinsame Aufgabe mit dem Pressgut auch gleichmäßig über den Querschnitt verteilt, so dass das Kohlendioxid gut verteilt ist und gleichermaßen als Kältemittel und Extraktionsmittel wirken kann. Somit ist bei der Erfindung stets eine intensive Durchdringung des Pressgutes von Innen nach Außen mit CO₂ gegeben, wohingegen bei Anordnungen nach dem Stande der Technik Kohlendioxid üblicherweise über die Außenwand in das Pressgut dosiert wird und eine gute Durchmischung von der Schneckengeometrie und deren Mischverhalten abhängig ist.
• Durch die verringerte Viskosität des Extrakts vergrößert sich somit die Ausbeute, und die Effizienz der Pressung wird gesteigert. Gleichzeitig wird durch das sublimierende Trockeneis das Pressgut längs des gesamten Pressweges gekühlt und so schonend gepresst. Eine aufwändige Hochdruck-Zuführung von flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid zur Schneckenpresse erübrigt sich somit.
• Das Trockeneis wird der Schneckenpresse bevorzugt in Form von Kohlendioxid-Pellets (Nuggets) oder Kohlendioxidschnee zugeführt, die/der sich gut in das Pressgut einmischen lassen/lässt. Bevorzugt werden die Kohlendioxid-Pellets oder der Kohlendioxidschnee in einer Pelletiereinrichtung oder einem Schneeerzeuger vor Ort aus flüssigem Kohlendioxid erzeugt und unmittelbar nach ihrer/seiner Erzeugung gemeinsam mit dem Pressgut einer Aufgabeeinheit der Schneckenpresse zugeführt. Das zur Herstellung der Kohlendioxidpartikel eingesetzte flüssige CO₂ wird in einem Tank beispielsweise bei einer Temperatur von -20°C und einem Druck von 20 bar gelagert.
• Das vor oder während der Pressung in der Schneckenpresse entstehende gasförmige Kohlendioxid kann abgeführt und eine weiteren Verwendung zugeführt werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das gasförmiges Kohlendioxid zum Inertisieren des Extrakts genutzt wird. Beispielsweise kann während der Pressung frei werdendes Kohlendioxidgas zusammen mit dem Extrakt einem Auffangbehälter zugeführt werden, in welchem es eine Luftsauerstoff fernhaltende Atmosphäre ausbildet. Insbesondere bei leicht oxidierenden Extrakten, wie etwa Speiseölen, wird dadurch eine weitere Qualitätsverbesserung erzielt.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Temperatur in der Schneckenpresse kontinuierlich gemessen und die Menge des zugeführten Trockeneises geregelt, um eine vorgegebene Solltemperatur in der Schneckenpresse nicht zu überschreiten.
• Bevorzugt werden Pressgut und Trockeneis in einem solchen Verhältnis in die Schneckenpresse aufgegeben, dass die Temperatur in der Schneckenpresse unter einem Wert von 60°C gehalten wird. Beispielsweise ist dazu die Menge an Pressgut • und/oder Trockeneis, das der Schneckenpresse zugeführt wird, variabel einstellbar und wird in Abhängigkeit von einer in der Schneckenpresse gemessenen Temperatur geregelt, oder man installiert eine Verhältnisdosierung von Saatgut und Trockeneis. Die vergleichsweise niedrige Temperatur von höchstens 60°C sorgt für eine besonders geringe Viskosität des Extrakts und zugleich für eine schonende Behandlung insbesondere von Pressgütern mit temperaturempfindlichen Inhaltsstoffen, wie beispielsweise Ölsaaten.
• Eine Vorrichtung zum Pressen eines flüssigen Extrakts aus einem Pressgut mit einer Schneckenpresse, die mit einer Aufgabeeinheit zum Zuführen eines Pressguts, einer Extrakt-Ableitung zum Abführen von in der Schneckenpresse aus dem Pressgut abgetrennten Extrakts und einer Austrittsleitung zum Abführen des vom Extrakt zumindest teilweise befreiten Pressguts aus der Schneckenpresse ausgerüstet ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufgabeeinheit eine mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Trockeneis wirkverbundene Zuführung für Trockeneis einmündet.
• In die Aufgabeeinheit der Schneckenpresse wird also sowohl das Pressgut als auch Kohlendioxid in Form von Trockeneis, insbesondere Trockeneis-Pellets oder Kohlendioxidschnee, aufgegeben. Sie umfasst bevorzugt eine Dosiereinrichtung, mittels der die Mengenströme von Produkt und/oder Trockeneis variiert werden können. Die Erzeugung der Trockeneispartikel erfolgt zweckmäßigerweise vor Ort in einer handelsüblichen Pelletiereinrichtung, aus der die erzeugten Trockeneis-Pellets unmittelbar oder nach einer Zwischenlagerung in einem Pufferbehälter der Dosiereinrichtung der Aufgabeeinheit zugeführt werden. Alternativ oder ergänzend zu einer Pelletiereinrichtung kann als Einrichtung zur Erzeugung des Trockeneises auch ein Schneehorn zum Einsatz kommen, in welchem flüssiges Kohlendioxid unter Entstehung von Kohlendioxidgas und Kohlendioxidschnee entspannt wird und der erzeugte Kohlendioxidschnee anschließend der Dosiereinrichtung der Aufgabeeinheit zugeführt wird.
• Beim Kontakt mit dem Pressgut, das beispielsweise bei Umgebungstemperatur vorliegt, sublimiert ein Teil des Trockeneises zu Kohlendioxidgas und kühlt dabei das Pressgut ab. Die Aufgabeeinheit umfasst daher zweckmäßigerweise einen im • wesentlichen gasdicht abgeschlossenen Aufgabetrichter, der mit einer Abgasleitung zum Abführen des entstehenden Kohlendioxidgas ausgerüstet ist. Das Kohlendioxidgas wird über die Abgasleitung in die Atmosphäre geleitet, einer weiteren Verwendung, wie beispielsweise der Vorkühlung des Pressguts, zugeführt oder in die Einrichtung zur Erzeugung von Trockeneis zurückgeführt.
• Der übrige Teil des Trockeneises gelangt mit dem Pressgut in die Schneckenpresse, geht dort im Verlauf des Pressvorgangs in den flüssigen oder überkritischen Zustand über und löst sich zumindest teilweise in das Extrakt ein, wodurch die Viskosität des Extrakts reduziert und die Ausbeute an Extrakt erhöht wird. Das in Form von Trockeneis zugeführte Kohlendioxid wird so zum Extraktionsmittel, das die Trennung des Extrakts vom restlichen Pressgut begünstigt.
• Als Schneckenpresse kommt bevorzugt eine Seiherstab-Schneckenpresse zum Einsatz. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schneckenpresse dabei zumindest in einem, beispielsweise vorderen, Abschnitt mit geschlossenen Wänden ausgerüstet, durch die kein Extrakt und kein Kohlendioxid nach außen entweichen kann; es können entlang des Pressweges auch mehrere derartige Abschnitte mit vollständig geschlossenen Wänden vorgesehen sein, die sich mit Seiherkorb-Abschnitten abwechseln, durch die Extrakt bzw. Kohlendioxid austreten kann. Die geschlossenen Wandabschnitte dienen dazu, dass das flüssige oder überkritische Kohlendioxid auf das Pressgut einwirken und sich möglichst gut im Extrakt lösen kann.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich insbesondere zum Pressen von Ölsaaten, wie beispielsweise Lein, Mohn, Raps, Soja und/oder Sonnenblumen; die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern kann beispielsweise auch in Anwendungen der Umwelttechnik oder der chemischen Industrie eingesetzt werden.
• Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Die einzige Zeichnung (1) zeigt schematisch das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 umfasst eine Schneckenpresse 2, beispielsweise eine Seiherstab-Schneckenpresse. Die Schneckenpresse 2 ist in an sich bekannter Weise mit einer Schneckenwelle 4 ausgerüstet, die von einem Motor 3 angetrieben, um ihre Längsachse drehbar in einer zylindrischen Presskammer aufgenommen ist. Durch die Bewegung der Schneckenwelle 4 wird ein zu behandelndes Pressgut in Richtung des Pfeils 5 geführt (Pressweg) und dabei einem zunehmenden Pressdruck unterworfen, durch dem sich das Pressgut in flüssiges Extrakt und einen festen Rest (Presskuchen) trennt. Die Wände 6 der Presskammer sind, wie bei einer Seiherstab-Schneckenpresse üblich, zumindest abschnittsweise von parallel zueinander angeordneten Stäben (Seiherstäbe) gebildet. Kleine Spalte 7 zwischen bzw. in den Seiherstäben ermöglichen dabei den Durchtritt von Extrakt, das anschließend an einem Extraktfänger 8 gesammelt und über eine Extrakt-Ausleitung 9 abgeführt wird. Der vom Extrakt weitgehend befreite Presskuchen wird über eine an einem Presskopf 11 der Schneckenpresse 2 angeordnete Austrittsleitung 12 abgezogen.
• Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine in die Schneckenpresse 2 einmündende Aufgabeeinheit 13 mit einem in die Schneckenpresse 2 einmündenden Aufgabetrichter 14. In den im Übrigen gasdicht ausgebildeten und mit einer thermischen Isolierung ausgerüsteten Aufgabetrichter 14 münden eine Zuführung 16 für das zu behandelnde Pressgut, eine Zuführung 17 für Trockeneispellets sowie eine Abgasleitung 18 zum Abführen von Kohlendioxidgas ein.
• Die Zuführung 17 ist Teil einer Einrichtung 15 zum Erzeugen und Transportieren von Trockeneis-Pellets. Die Einrichtung 15 umfasst neben der Zuführung 17 eine Pelletiereinrichtung 20, bei der es sich um eine handelsübliche Einrichtung zum Erzeugen von Trockeneispellets handelt kann, beispielsweise ein ASCO Trockeneis-Pelletizer A120P. Die Pelletiereinrichtung 20 ist über eine Kohlendioxid-Zuleitung 21 an einen Tank 22 zum Speichern von flüssigem Kohlendioxid angeschlossen. Eine motorbetriebene Fördereinrichtung 19, beispielsweise einen Schneckenförderer, ermöglicht die Förderung von in der Pelletiereinrichtung 20 erzeugten Trockeneis-Pellets zur Zuführung 17. Alternativ können die Trockeneispellets auch zunächst in einen hier nicht gezeigten Pufferbehälter gefördert werden, der mit einer Dosierschnecke zum Weitertransport an die Aufgabeeinheit 13 verbunden ist.
• Im Betrieb der Vorrichtung 1 wird das Pressgut, beispielsweise Ölsaaten, wie Raps, über die Zuführung 16 in den Aufgabetrichter 14 aufgegeben. Gleichzeitig werden. in der Pelletiereinrichtung 20 Trockeneis-Pellets erzeugt. Die Erzeugung der Trockeneis-Pellets erfolgt aus flüssigem Kohlendioxid, das im Tank 22 bei tiefen Temperaturen von beispielsweise -20°C und einem Druck von beispielsweise 20 bar bevorratet wird. Das flüssige Kohlendioxid wird über die Zuleitung 21 der Pelletiereinrichtung 20 zugeführt und dort zunächst unter Entstehung von Kohlendioxidgas und Kohlendioxidschnee entspannt. Der Kohlendioxidschnee wird anschließend zu zylinderförmigen Trockeneis-Pellets gepresst, die beispielsweise eine Länge zwischen 2 mm und 20 mm, einen Durchmesser zwischen 1mm und 5 mm und eine Temperatur von -78,9°C aufweisen. Das bei der Entspannung des flüssigen Kohlendioxid in der Pelletiereinrichtung 20 entstehende Kohlendioxidgas wird über eine in die Abgasleitung 18 einmündende Abgasleitung 22 abgeführt. Die Trockeneis-Pellets werden mittels der Fördereinrichtung 19 über die Zuführung 17 dem Aufgabetrichter 14 zugeführt.
• Im Aufgabetrichter 14 vermischt sich das Pressgut mit den Trockeneis-Pellets und wird dabei abgekühlt. Die Trockeneis-Pellets sublimieren dabei teilweise und das entstehende Kohlendioxidgas wird über die Abgasleitung 18 abgeführt. Das Kohlendioxidgas aus den Abgasleitungen 18, 22 kann anschließend einer weiteren Verwendung zugeführt werden; beispielsweise kann das immer noch recht kühle Gas zur Vorkühlung des Pressguts eingesetzt werden, oder es kann rückverflüssigt und in die Pelletiereinrichtung 20 zurückgeführt und in dieser zur Herstellung von Trockeneis-Pellets verwendet werden.
• Das gekühlte und noch stark mit Trockeneis-Pellets vermischte Pressgut wird anschließend der Schneckenpresse 2 zugeführt. Durch die Rotation der Schneckenwelle 4 wird das Pressgut in Richtung des Pfeils 5 vorgetrieben und dabei in dem zwischen der Schneckenwelle 2 und den Wänden 6 der Schneckenpresse vorliegenden Pressraum 24 auf Drücke von 200 bar bis 400 bar verdichtet, wobei sich Extrakt (Öl) vom Presskuchen trennt. Das Extrakt wird über die Spalte 7 aus dem Pressraum 24 herausgedrückt, sammelt sich im Extraktfänger 8 und wird über die Extrakt-Ableitung 9 abgeführt und beispielsweise in einem Auffangbehälter 10 gesammelt.
• Die beim Pressen in das Pressgut eingetragene Wärmeenergie wird teilweise von den noch im Pressgut vorhandenen Trockeneis-Pellets aufgenommen. Die Menge an über die Zuführung 17 aufgegebenen Trockeneis-Pellets sollte so gewählt werden, dass die Temperatur im Innern der Schneckenpresse 2 einen vorgegebenen Wert, beispielsweise 60°C an keiner Stelle des Pressvorgangs überschreitet. Diese sublimieren bzw. gehen unmittelbar in flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid über. Eine darüber hinaus gehende gesonderte Zuführung von flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid in die Schneckenpresse 2 ist bei der Vorrichtung 1 nicht erforderlich. Das flüssige bzw. überkritische Kohlendioxid löst sich teilweise im Extrakt und reduziert dessen Viskosität, wodurch die Ausbeute an Extrakt in der Schneckenpresse 2 gegenüber einer Fahrweise ohne Zuführung von Trockeneispellets erheblich gesteigert wird. Der restliche, sich nicht im Extrakt lösende Anteil des flüssigen oder überkritischen Kohlendioxids entweicht ebenfalls über die Spalte 7 und wird in hier nicht gezeigter Weise abgeführt. Beispielsweise kann dieses Kohlendioxid aufgefangen und in eine der Abgasleitungen 18, 22 eingespeist werden. Es kann auch gemeinsam mit dem Extrakt über die Extrakt-Ableitung 9 abgezogen werden und - wie im Übrigen auch das über die Abgasleitungen 18, 22 abgeführte Kohlendioxid - im weiteren Verfahrensablauf dazu genutzt werden, das Extrakt vor Oxidation mit Luftsauerstoff zu schützen, beispielsweise, indem das Kohlendioxid im Auffangbehälter 10 eine inertisierende Atmosphäre ausbildet. Der am Presskopf 11 anfallende, weitgehend von Extrakt befreite Presskuchen wird über die Austrittsleitung 12 abgeführt und einer weiteren Verwendung, beispielsweise als Futtermittel, zugeführt.
• In der hier gezeigten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sind die Wände 6 in einem Vorderabschnitt 25 der Schneckenpresse 2 geschlossen ausgebildet, weisen also keine Spalte 7 auf. In diesem Vorderabschnitt 25 kann also weder Extrakt noch Kohlendioxid nach außen dringen; er dient vielmehr dazu, dass das zu flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid gewandelte Trockeneis in das Extrakt einwirken und sich gut darin lösen kann. Ein solcher Aufbau ist jedoch erfindungsgemäß nicht zwingend; beispielsweise kann auch (hier nicht gezeigt) - in Arbeitsrichtung der Schneckenpresse gesehen - ein erster Abschnitt mit Seiherstäben versehen sein, die dem Vorpressen bzw. der Vorentölung dienen, dann kommt ein geschlossener Bereich (Extraktionsbereich), in dem sich das Trockeneis zu überkritischem Kohlendioxid wandelt, gefolgt von einem weiteren Seiherbereich zur Ölabfuhr und CO₂ - Entspannung.
• Die Temperatur im Innern der Schneckenpresse 2 wird über das Verhältnis aus zugeführtem Pressgut und Trockeneis bestimmt. Dazu ist eine Steuereinheit 26 vorgesehen, die in Abhängigkeit von einer in der Schneckenpresse 2 mittels eines Sensors 27 gemessenen Temperatur die Zufuhr von Trockeneispellets über die Fördereinrichtung 19 regelt. Beispielsweise wird über die Zuführung 17 eine Menge an Trockeneis zugeführt, die ausreicht, um die Temperatur in der Schneckenpresse 2 über den gesamten Pressweg hindurch auf einen vorgegebenen Sollwert von beispielsweise unter 60°C zu halten.
• Durch die Zuführung von Trockeneis-Pellets in die Schneckenpresse 2 wird das Pressgut gekühlt und gleichzeitig die Ausbeute an Extrakt gesteigert. Die Vorrichtung 1 ermöglicht auf diese Weise eine zugleich schonende wie effiziente Behandlung des Pressgut. Zudem erübrigt sich bei der Vorrichtung 1 eine aufwändige hochdruckfeste Verrohrung zum Zuführen von flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid.
• Im Übrigen kann anstelle oder ergänzend zur hier gezeigten Pelletiereinrichtung 20 auch ein Schneehorn zum Einsatz kommen, an dem flüssiges Kohlendioxid unter Bildung eines Gemisches aus Kohlendioxidschnee und Kohlendioxidgas entspannt und der dabei entstehende Kohlendioxidschnee über die Fördereinrichtung 19 und die Zuführung 17 in die Aufgabeeinheit 13 eingespeist wird. Die zuvor in Bezug auf Trockeneis-Pellets beschriebene Verfahrensweise gilt in diesem Fall sinngemäß in gleicher Weise für die Partikel des Kohlendioxidschnees.
• Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders zur Gewinnung von Öl aus Ölsaaten, wie Lein, Mohn, Raps, Soja und Sonnenblumen geeignet.
• Bezugszeichenliste

1.

Vorrichtung

2.

Schneckenpresse

3.

Motor

4.

Schneckenwelle

5.

Pfeil

6.

Wände

7.

Spalt

8.

Extraktfänger

9.

Extrakt-Ableitung

10.

Auffangbehälter

11.

Presskopf

12.

Austrittsleitung

13.

Aufgabeeinheit

14.

Aufgabetrichter

15.

Einrichtung (zum Erzeugen und Transportieren von Trockeneis-Pellets)

16.

Zuführung (für Pressgut)

17.

Zuführung (für Trockeneis-Pellets)

18.

Abgasleitung

19.

Fördereinrichtung

20.

Pelletiereinrichtung

21.

Kohlendioxidzuleitung

22.

Kohlendioxidtank

23.

-

24.

Pressraum

25.

Vorderabschnitt

26.

Steuereinheit

27.

Sensor

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• US 2002/0174780 A [0004]
• WO 96/3386 A1 [0004]
• WO 2008/116457 A1 [0006]

Claims (12)

1. Verfahren zum Pressen eines flüssigen Extrakts aus einem Pressgut, bei dem das Pressgut einer Schneckenpresse (2) zugeführt, in der Schneckenpresse entlang eines Pressweges transportiert und mit einem Pressdruck beaufschlagt wird, und bei dem der Schneckenpresse (2) ein Extraktionsmittel zugeführt wird, das gemeinsam mit dem Extrakt aus dem Pressgut abgeleitet wird, wobei als Extraktionsmittel Kohlendioxid verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenpresse (2) Kohlendioxid in Form von Trockeneis zugeführt wird, das zumindest teilweise mit dem Pressgut durch die Schneckenpresse (2) entlang des Pressweges transportiert und dabei sublimiert und zumindest teilweise zu flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid verdichtet wird, und das flüssige und/oder überkritische und/oder gasförmige Kohlendioxid als Extraktionsmittel zum Einsatz kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockeneis der Schneckenpresse (2) in Form von Kohlendioxid-Pellets oder Kohlendioxidschnee zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlendioxid-Pellets oder der Kohlendioxid-Schnee vor Ort erzeugt und unmittelbar nach seiner Erzeugung zusammen mit dem Pressgut einer (13) Aufgabeeinheit der Schneckenpresse (2) zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während der Pressung in der Schneckenpresse (2) entstehendes gasförmiges Kohlendioxid zum Inertisieren des Extrakts genutzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der Schneckenpresse (2) kontinuierlich gemessen und die Menge des zugeführten Trockeneises zur Einhaltung eines vorgegebenen Temperatur-Sollwerts geregelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Pressgut und Trockeneis in einem solchen Verhältnis in die Schneckenpresse (2) aufgegeben wird, dass die Temperatur in der Schneckenpresse (2) unter einem Wert von 60°C gehalten wird.
7. Vorrichtung zum Pressen eines flüssigen Extrakts aus einem Pressgut, mit einer Schneckenpresse (2), die mit einer Aufgabeeinheit (13) zum Zuführen eines Pressguts, einer Extrakt-Ableitung (9) zum Abführen von in der Schneckenpresse (2) aus dem Pressgut abgetrennten Extrakts und einer Austrittsleitung (12) zum Abführen des vom Extrakt zumindest teilweise befreiten Pressguts aus der Schneckenpresse (2) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufgabeeinheit (13) eine mit einer Einrichtung (20) zum Erzeugen von Trockeneis wirkverbundene Zuführung (17) für Trockeneis einmündet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung (20) zum Erzeugung von Trockeneis eine Pelletiereinrichtung zur Erzeugung von Trockeneispellets und/oder ein Schneehorn zur Erzeugung von Kohlendioxidschnee zum Einsatz kommt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeeinheit (13) einen im wesentlichen gasdicht abgeschlossenen Aufgabetrichter (14) umfasst, der mit einer Abgasleitung (18) zum Abführen von in der Aufgabeeinheit entstehendem Kohlendioxidgas ausgerüstet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass als Schneckenpresse (2) eine Seiherstab-Schneckenpresse zum Einsatz kommt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenpresse (2) entlang des Pressweges zumindest in einem Abschnitt (25) mit geschlossenen Wänden (6) ausgerüstet ist.
12. Verwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6 oder einer Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11 zum Pressen von Ölsaaten, wie Lein, Mohn, Raps, Soja oder Sonnenblumen.

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