DE19508334A1

DE19508334A1 - Verfahren und Zentrifuge zur Gewinnung von Essenzöl aus Zitrusfrüchten

Info

Publication number: DE19508334A1
Application number: DE19508334A
Authority: DE
Inventors: Josef Von Heyden-Linden; Norbert Jahn; Werner Kohlstette; Johannes Dipl Ing Kreimer; Wilfried Dipl Ing Mackel
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2015-03-10
Also published as: DE19508334C2; AR001174A1; JPH08257438A; IL117413A0; ES2127676A1; IT1287536B1; ES2127676B1; ITGE960016A0; BR9600958A; ITGE960016A1; AU4581796A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Essenzöl aus Zitrusfrüchten, bei dem das aus einem Extraktor ablaufende Öl-Wasser- Gemisch, das aus ca. 86% Wasser, 10% Schalenresten, Pektinen und Schleimstoffen, 3% Ölemulsion und aus 1% Fettstoffen besteht, durch zentrifugale Behandlung in verschiedene Phasen aufgetrennt wird.

Es ist ein Verfahren dieser Art bekannt, bei dem zwei Zentrifugen zum Einsatz kommen (Druckschrift der Firma Westfalia Separator AG Nr. 9997-9139-000, "Separatoren, Dekanter und Prozeßlinien für die Citrus- Verarbeitung", Abb. 35, Seite 25).

Bei dem bekannten Verfahren wird das aus dem Extraktor ablaufende Öl- Wasser-Gemisch in einer ersten Zentrifuge in eine wasserhaltige Ölphase mit mindestens 60% Öl und in eine ölhaltige Wasserphase mit Schleimstof fen und Feststoffen aufgetrennt.

Das aus der Zentrifuge ablaufende Wasser wird zu 60% in den Prozeß zu rückgeführt, um den Wasserverbrauch zu reduzieren. Die restlichen 40% Wasser müssen entsorgt und durch Frischwasser ersetzt werden, was zu einer allgemein bekannten Abwasserproblematik führt. Außerdem enthält dieses Wasser noch Ölanteile, die sich als Ölverluste auswirken. Dadurch wird nur eine Ausbeute von 83 bis 85% Öl erzielt.

Da das aus der Zentrifuge ablaufende Wasser durch die mechanische Bean spruchung beim Durchlauf durch die Zentrifuge stark mit Feinstoffen und Pektinen emulgiert, läßt sich das Öl auch durch eine Behandlung in einer weiteren Zentrifuge nicht mehr abtrennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zentrifugale Trennverfahren und die zur Durchführung dieses Trennverfahrens verwendete Zentrifuge so auszubilden, daß die Ölausbeute erhöht und die Abwassermenge verringert wird.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß ausschließlich eine Zentrifuge verwendet wird, mit der eine Auftrennung in drei Phasen, nämlich Öl, Wasser und Schleimstoffe vorgenommen wird und diese Phasen kontinuierlich aus der Schleudertrommel abgezogen werden, während die ferner anfallenden Feststoffe (Pektine und Schalenreste) diskontinuier lich aus der Schleudertrommel abgeschleudert werden.

Der separate Abzug der Schleimstoffe (Wasser plus Pektine plus Schalen reste) bewirkt eine erhebliche Reduzierung dieser Stoffe im abgetrennten Wasser, so daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 90% des Wassers in den Prozeß zurückgeführt werden können. Dadurch wird nicht nur der Frischwasserverbrauch reduziert, sondern es wird auch die mit dem Abwas ser abgeschiedene Ölmenge erheblich vermindert und eine Ölausbeute von 95 bis 96% ermöglicht.

Weiterhin können auch die Kosten für das Eindampfen des Abwassers erheb lich verringert werden.

Bei dem bekannten Verfahren wurde als erste Zentrifuge, der das aus dem Extraktor ablaufende Öl-Wasser-Gemisch nach diversen Vorbehandlungen zu geführt wurde, mit einer Schleudertrommel ausgerüstet, bei der die Zu führkanäle eines Verteilers in Steigekanäle eines vom Verteiler getrage nen Tellereinsatzes münden. Die Trennzone für das zugeführte Öl-Wasser- Gemisch liegt somit in diesen Steigekanälen. Das abgetrennte wasserhal tige Öl wandert radial einwärts und wird durch in der Nähe der Drehachse liegende Kanäle aus der Schleudertrommel abgeleitet. Das abgetrennte öl haltige Wasser mit den Schleimstoffen wandert radial auswärts und wird durch die vom peripheren Bereich der Schleudertrommel ausgehenden Kanäle abgeleitet. Die Schleimstoffe und Ölbestandteile führen in der Wasser phase zur Bildung einer Emulsion, durch die der Tellereinsatz verstopfen kann. Außerdem muß ein großer Anteil der Wasserphase wegen der hohen Be lastung mit Öl und Schleimstoffen aus dem Prozeß herausgeführt und durch Frischwasser ersetzt werden.

Wegen der Stoßempfindlichkeit des Öl-Wasser-Gemisches hat sich eine nach trägliche Behandlung der Wasserphase durch einen zweiten Zentrifugalvor gang bei dem bekannten Verfahren als unwirksam herausgestellt. Durch einen zweiten Zentrifugalvorgang ist eine derart hohe Beanspruchung der Wasserphase durch mechanische Einwirkung und Lufteinschlag vorhanden, daß die dadurch bewirkte Emulsionsbildung sich nicht mehr auftrennen läßt.

Die einzige Zentrifuge, die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, weist eine Schleudertrommel auf, die sich in ihrem konstruktiven Aufbau erheblich von der Schleudertrommel der Zentrifugen unterscheidet, die beim bekannten Verfahren verwendet wurden.

Bei der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist der Trennraum der Schleudertrom mel durch einen Trennteller in eine untere und eine obere Abteilung un terteilt, wobei in der unteren Abteilung ein erster Tellereinsatz vorge sehen ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als die durch die Zuführ kanäle des Verteilers definierte Trennzone. Der zentrale Bereich des er sten Tellereinsatzes steht mit Ableitkanälen für die Ölphase in Verbin dung. Der periphere Bereich des ersten Tellereinsatzes ist über den Um fang des Trenntellers mit dem peripheren Bereich eines zweiten Tellerein satzes in der zweiten Abteilung verbunden, dessen zentraler Bereich mit Ableitkanälen für eine geklärte Wasserphase in Verbindung steht, wobei vom peripheren Bereich des Feststoffraumes Kanäle radial einwärts zur Ableitung der Schleimstoffe führen.

Eine Verstopfung des Tellereinsatzes durch Schleimstoffe wird unterbun den, weil die Trennzone in der ersten Abteilung außerhalb des Tellerein satzes vorgesehen ist, so daß die Schleimstoffe den Tellereinsatz nicht durchströmen.

Die separate Ableitung der Schleimstoffe und die Klärung der Wasserphase in dem Tellereinsatz der zweiten Abteilung führen zu einer wesentlich geringer belasteten Wasserphase, die zu 90% in den Prozeß zurückgeführt werden kann.

Durch die Trennung der drei Phasen Öl, Wasser und Schleimstoffe in aus schließlich einem zentrifugalen Trennvorgang wird die mechanische Bean spruchung des Produktes und die damit verbundene Emulsionsbildung gering gehalten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleudertrommel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Die um eine vertikale Achse 1 drehbar gelagerte Schleudertrommel 2 weist einen Einlaufraum 3 für ein Öl-Wasser-Gemisch auf, der über Kanäle 4 mit einem Trennraum 5 in Verbindung steht.

Der Trennraum 5 der Schleudertrommel wird durch einen Trennteller 6 in eine obere Abteilung 7 und in eine untere Abteilung 8 unterteilt.

In der unteren Abteilung 8 ist ein erster Tellereinsatz 9 vorhanden, der von einem Verteiler 10 getragen wird und dessen Außendurchmesser kleiner ist als die Trennzone 11, die durch den unteren konischen Teil des Ver teilers 10 bestimmt wird.

Der zentrale Bereich des ersten Tellereinsatzes 9 steht mit Ableitkanälen 12 für die Ölphase in Verbindung, die über eine Schälscheibe 13 aus einer Schälkammer 14 kontinuierlich abgezogen wird.

An der Peripherie des ersten Tellereinsatzes 9 sind zur besseren Mitnahme der abgetrennten Wasserphase Rippen 15 vorgesehen, die sich von der Un terseite des den ersten Tellereinsatz 9 überragenden Teils des Trenntel lers 6 nach unten erstrecken, in Richtung auf einen Kolbenschieber 16, durch den im Trommelmantel vorgesehene Austragöffnungen 17 für die sich in einem Konzentratraum 18 sammelnden Feststoffe geschlossen und für eine Entleerung des Konzentratraumes geöffnet werden können.

Der Außendurchmesser des Trenntellers 6 und des auf dem Trennteller 6 lagernden zweiten Tellereinsatzes 19 sind wesentlich größer als der Außendurchmesser des ersten Tellereinsatzes. Hierdurch wird eine effizien tere Klärung der Wasserphase erreicht.

Der Außendurchmesser des zweiten Tellereinsatzes 19 bzw. des Trenntellers 6 kann das 1,5-fache bis 2-fache des Außendurchmessers des ersten Teller einsatzes 9 sein. Der periphere Bereich des ersten Tellereinsatzes 9 ist über den Umfang des Trenntellers 6 oder über Steigekanäle 20, die in un mittelbarer Nachbarschaft des Außenumfanges des Trenntellers 6 bzw. des zweiten Tellerpakets 19 liegen mit dem peripheren Bereich des zweiten Tellereinsatzes 19 in der zweiten Abteilung 7 verbunden. Der zentrale Bereich des zweiten Tellereinsatzes 19 steht mit Ableitkanälen 21 für eine geklärte Wasserphase in Verbindung. Diese geklärte Wasserphase ge langt durch die Kanäle 21 in eine Schälkammer 22, aus der sie mittels einer Schälscheibe 23 aus der Schleudertrommel abgezogen wird.

Zum kontinuierlichen Abzug der Schleimstoffe aus dem Konzentratraum 18 ist ein Ableitteller 24 vorgesehen, der mit dem Trommeldeckel 25 Kanä le 26 bildet, die seitlich durch zwischen dem Trommeldeckel 25 und dem Ableitteller 24 vorgesehene Rippen begrenzt werden. Die dem Konzentrat raum 18 zugewandten Öffnungen 27 dieser Kanäle liegen gegenüber den Aus tragöffnungen 17 der Schleudertrommel nach oben und radial nach innen versetzt.

An den Austragöffnungen der Kanäle 26 für die Schleimstoffe sind zur Ein stellung der Austragsmenge Düsen 28 vorgesehen.

Der Trommeldeckel 25 ist mittels eines Verschlußringes 29 gegenüber dem Trommelunterteil 30 festgelegt.

Bezugszeichenliste

1 Achse
2 Schleudertrommel
3 Einlaufraum
4 Kanal
5 Trennraum
6 Trennteller
7 Abteilung
8 Abteilung
9 Tellereinsatz
10 Verteiler
11 Trennzone
12 Ableitkanal
13 Schälscheibe
14 Schälkammer
15 Rippe
16 Kolbenschieber
17 Austragöffnung
18 Konzentratraum
19 Tellereinsatz
20 Steigekanal
21 Ableitkanal
22 Schälkammer
23 Schälscheibe
24 Ableitteller
25 Trommeldeckel
26 Kanal
27 Öffnung
28 Düse
29 Verschlußring
30 Trommelunterteil

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung von Essenzöl aus Zitrusfrüchten, bei dem das von einem Extraktor ablaufende Öl-Wasser-Gemisch, das aus ca. 86% Was ser, 10% Schalenresten, Pektinen und Schleimstoffen, 3% Ölemulsion und aus 1% Feststoffen besteht, durch zentrifugale Behandlung in ver schiedene Phasen aufgetrennt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß ausschließlich eine Zentrifuge verwendet wird, mit der eine Auftrennung in drei Phasen, nämlich Öl, Wasser und Schleim stoffe vorgenommen wird und diese Phasen kontinuierlich aus der Schleu dertrommel (2) der Zentrifuge abgezogen werden, während die ferner anfal lenden Feststoffe (Pektine und Schalenreste) diskontinuierlich aus der Schleudertrommel (2) abgeschleudert werden.

2. Zentrifuge mit einer selbstentleerenden Schleudertrommel, die einen Einlauf, einen Verteiler und einen mit einem Tellereinsatz versehenen Trennraum aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennraum (5) der Schleudertrommel (2) durch einen Trennteller (6) in eine untere (8) und eine obere Abteilung (7) unterteilt ist, wobei in der unteren Abteilung (8) ein erster Teller einsatz (9) vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als die durch die Zuführkanäle des Verteilers definierte Trennzone (11), der zen trale Bereich des ersten Tellereinsatzes (9) mit Ableitkanälen (12) für die Ölphase in Verbindung steht und der periphere Bereich des ersten Tel lereinsatzes (9) über den Umfang des Trenntellers (6) oder über in unmit telbarer Nachbarschaft des Außenumfanges des Trenntellers (6) und eines zweiten Tellereinsatzes (19) vorgesehene Steigekanäle (20) mit dem peri pheren Bereich des zweiten Tellereinsatzes (19) in der zweiten Abteilung verbunden ist, dessen zentraler Bereich mit Ableitkanälen (21) für eine geklärte Wasserphase in Verbindung steht, wobei vom peripheren Bereich des Feststoffraumes Kanäle (26) radial einwärts zur Abteilung der Schleimstoffe führen.

3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Peri pherie des ersten Tellereinsatzes (9) Rippen (15) zur besseren Mitnahme der abgetrennten Wasserphase vorgesehen sind.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (15) sich von der Unterseite des den ersten Tellereinsatz (9) überragen den Teils des Trenntellers (6) erstrecken.

5. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer effizienteren Klärung der Wasserphase der Außendurchmesser des zweiten Tellereinsatzes (19) erheblich größer ist als der Außendurchmes ser des ersten Tellereinsatzes (9).

6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen durchmesser des Trenntellers (6) und des Tellereinsatzes (19) das 1,5- bis 2-fache des Außendurchmessers des ersten Tellereinsatzes (9) ist.

7. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Aus tragöffnungen der Kanäle (26) für die Schleimstoffe zur Einstellung der Austragsmenge Düsen (28) vorgesehen sind.