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Verfahren und Vorrichtung zum
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Entwässern von Flüssigkeit enthaltenden Produkten Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwässern von Flüssigkeit enthaltenden Produkten,
insbesondere zum Entwässern von Zuckerr-übenschnitzel, mit einer Vorpressung in
einer Vorpreßkammer durch einen ersten Preßkolben und mit einer Nachpressung in
einer Nachpreßkammer durch einen
zweiten Preßkolben, wobei ein
absperrbarer Einfüllschacht in die Vorpreßkammer mündet und der Austrag des entwässerten
Produktes aus der Nachpreßkammer auf der dem zweiten Preßkolben gegenüberliegenden
Seite erfolgt.
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Insbesondere bei der Entwässerung von Zuckerrübenschnitzel besteht
die Aufgabe einen möglichst hohen Trocknungsqrad zu erreichen. Mit den bisher bekannten
Verfahren und Vorrichtungen war nach der Entwässerung stets eine zu hohe Restfeuchte
vorhanden. Zur Endtrocknung der Rübenschnitzel müßte zuviel Heizenergie aufgewendet
werden.
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Zur Entwässerung wurden im allgemeinen entweder Kolbenpressen oder
Spindelpressen verwendet. Trotz starker Druckerhöhung konnte man nicht über einen
bestimmten Entwässerungsgrad kommen. Außerdem haben die bisherigen I<olbenpresscn
den Nachteil, daß mit diesen nur diskontinuierlich gearbeitet werden konnte.
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Aus diesem Grunde wurden bereits mehrstufige Preßeinrichtungen in
hintereinander angeordneten Pressen zumeist Spindelpressen vorgeschlagen. Nachteilig
dabei ist jedoch- der
hohe apparative Aufwand hierfür.
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In der DE-OS 28 09 764 wurde bereits eine Mostpresse vorgeschlagen,
bei der in einer Vorrichtung eine Vorpressung und eine Nachpressung vorgenommen
wurde Der Nachteil bei dieser Mostpressebesteht jedoch darin, daß der Druck in der
Vorkammer nur ungenau einstelJ-bar ist. Weiterhin karin mit dieser f'resse nur taktweise
gearbeitet werden, da stets gewartet werden muß bis der zweite Kolben (der Nachpresskolben)
wieder in seiner Ausgangslage ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufqabe zugrunde ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens für eine kontinuierliche Entwässerung
von Flüßigkeit enthaltenden Produkten der Eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei
der die Preßdrücke, insbesondere der Druck in der torpreßkammer, exakt regelbar
sind, und wobei ggf. kDntinuierlich entwässert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnen Teil
des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöste
Durch das erfindungsgemäße
Verfahren mit den beiden Pr6ßkolben, wobei der zweite Preßkolben zwischen der Vorpreßkammer
und der Nachpreßkammer liegt, läßt sich die Entwässerung von Flüßigkeit enthaltenden
Produkten in sehr weitgehendem Maße regeln. Da die beiden Preßkolben unabhängig
voneinander regelbar sind und auch die Öffnung in dem zweiten Preßkolben, durch
die das vorgepresste Produkt in die Nachpreßkammer gelangt, können die Preßdrücke
in einem weiten Bereich beliebig eingestellt werden. Ebenso können die Vorschübe
der beiden Preßkolben so gewählt werden, daß sich eine kontinuierliche Entwässerung
ergibt.
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Wenn die Absperrvorrichtu.ng die Vorpreßkammer abschließt, kann so
fort ohne daß der Preßdruck in den Einfüllschacht ausweicht mit der Vorpressung
begonnen werden. Nach einem bestimmten vorgewähiten Druck, der ggf. auch Null sein
kann, wird die Öffnung in dem zweitciligen zweiten Preßkolben durch eine entsprechende
Verschiebung oder Verdrehung der beiden Preßkolbenteile zueinander freigegeben,
so daß das Produkt in die Nachpreßkammer eingeschoben werden kann. Wenn anschließend
diese Öffnung wieder geschlossen wird, kann mit dem Nachpreßvorgang
durch
den zweiten Preßkolben begonnen werden, während gleichzeitig der erste F'reßko.lL)cn
wieder in seine Ausgangslage zurückkehren kann.
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Am Ende der Nachpressung wird der zweite Preßkolben wieder in seine
Ausgangslage zurückgefahren Dabei besteht die Möglichkeit, daß, nachdem zuvor die
Vorpreßkammer durch Freigabe der Öffnung des Einfüllschachtes wieder gefüllt worden
ist, die beiden Preßkolben während der Vorpreßphase gegeneinander fahren. Dies kann
dabei bei geschlossener Öffnung in dem zweiten Preßkolben,oder im Bedarfsfalle auch
bei geöffneter Öffnung geschehen, so daß bereits während des Rückhubes des zweiten
Preßkolbens die Nachpreßkammer gefüllt wird. Es ist lediglich erforderlich, daß
die Volumen von Nachpreß- und Vorpreßkammer aufeinander abgestimmt sind.
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Ein sehr wesentlicher Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß eine sehr hohe Entwässerung bzw. eine sehr niedrige Restfeuchte
des zu behandelnden Produktes erreicht werden kann. Dies liegt unter anderem darin,
daß die Entwässerungszoi t
aufgrund der langen Wege des Produktes
sehr lang ist, wodurch eine entsprechend lange Einwirkungszeit auf die zu cntwässcrnden
Zellen gegeben ist.
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Sehr maßgebend für den hohen Entwässerungsgrad ist auch des Produktes
der Transportvvon der Vorpreßkammer in die Nachpreßkammer über die Öffnung. Dabei
kommt es nämlich zu einem Umwälz- und Umschichtungsvorgang, wodurch vorher aufgrund
ihrer Lage schlecht entwässerte Produktteile nunmehr an bessere Lagen gelangen können.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die verschiedensten
Produktc entwässern, weil es, wie bereits erwähnt, in sehr weitem Umfange an die
jeweiligen Anforderungen anpaßbar ist. So können- neben Zuckerrübenschnitzel z.B.
auch fast alle Arten von Früchten wie Äpfel, Oliven u.dgl. Biertreber, Fasserstoffsuspensionen
sonstigen Produkte und Abfallprodukte z. B. Schlamm entwässert und entsaftet werden.
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Insbesondere für die Entwässerung von Zuckerrübenschnitzel großem
ist es von / Vorteil, wenn die Nachpressung im wesentlichen in einem Ringspalt zwischen
dem perfo.rierten Zylindermantel und einem im Inneren der Nachpreßkqmmer liegenden
perforierten
Füllkörper, dessen Durchmesser zum Austrag @ hin zunimmt, erfolgt.
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Durch eine derartige Nachpressung läßt sich der Trockungsgehalt des
zu entwässcrnden Produktes noch weiter erhöhen. Dies liegt im wesentlichen daran,
daß die Preßflüssigkeit jedes Produktteiles nur kurze Wege zurückzulegen hat, denn
sie kann sofort entweder durch den perforierten Füllkörper oder durch den perforierten
Zylindermantel abgeführt werden. Dadurch daß sich der Ringspalt zum Austrag hin
verringert, wird das Produkt immer stärker ausgepreßt. Eine Rückbefeuchtung ist
dadurch ausgeschlossen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem/mit einem ersten Preßkolben
und einer Vorpreßkammer, in die ein absperrbarer Einfüllschacht mündet, mit einem
zweiten Preßkolben, hinter dem eine Nachpreßkammer angeordnet ist, und mit einer
Austragsöffnung für das entwässerte Produkt besteht darin, daß zwischen dem Ein
füllschacht und der Vorpreßkammer ein Abspcrrvo rricl ung angeordnet ist, daß der-zweite,
dem ersten Preßkolben gegenüberliegende Preßkolben zweiteilig ausgebildet ist
und
mit mindestens einer Durchtrittsöffnung zu der dahinterliegenden Nachpreßkammer
versehen ist.
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Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen,
die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel behandelt werden.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig
dargestellt.
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Es zeigt: r L(l. 1: Die Seitenansicht einer Presse nach der Erfindung;
Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt der Seitenansicht in einer Preßstellung mit
geöffnetem zweiten Preßkolben; Fig. 3: einen Querschnitt-nach der Linie III - III
der Fig. 1; Fig. 4: Ausschnittvergrößerung X aus der Fig. 1; Fig. 5: Ausschnittvergrößerung
Y aus der Fig. 1.
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Gute Presse weist eine Vorpreßkammer 1 auf, über der ein
Einfüllschacht
2 angeordnet ist. Durch eine Absp.errvorrichtun z.B.Schieber 3,der hydraulisch oder
auf andere Weise betätigt wird, kann die Vorpreßkammer nach entsprechender Füllung
geschlossen werden. Auf einer Seite der Vorpreßkammer befindet sich ein erster Preßkolben
4, während auf der gegenüberliegenden Seite ein zweiter Preßkolben 5 angeordnet
ist. Der zweite Preßkolben ist zweiteilig ausgebildet und weist einen äußeren Kolbenring
6 und einen inneren Kolbenteil 7a. 7auf.Der äußere Kolbenring ist als Sternring
mit annähernd in radialer Richtung schräg zur Mitte verlaufenden Rippen 8 ausgebildet.
Der innere Kolbenteil 7 weist eine Kegelstumpfform auf, wobei sich dessen Kegelmantel
dichtend an die innere Umfangswand des äußeren Kolbenringes 6 anlegen läßt. Der
äußere Kolbenring 6 ist auf einer äußeren, in axialer Richtung Kolbenverschiebbarerllstz3nge
9 und der innere Kolbenteil 7 auf einer ebenfalls in axialer Richtung verschiebbaren
inneren Kolbenstange 10 befestigt. Die beiden Stangen 9 und 1O sind dabei unabhängig
voneinander verschiebbar. Der innere Kolbenteil 7 ist zusätzlich auf der äußeren
Kolbenstange 9 geführt.
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Der Preßkolben 4 und auch der zweiteilige Preßkolben 5
rllit
den bei den unabhängig voneinander verschiebhn ren [eilen sind jeweils hydraulisch
betätigt.
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hinter dem zweiten Preßkolben 5 befindet sich eine Nachpreßkammer
11, in der ein perforierter Füllkörper 12 angeordnet ist. Der Füllkörper weist im
wesentlichen eine kegelstumpfförmige Form auf, die jedoch aus mehreren hintereinander
angeordneten Teilen mit kegel- oder stumpfkegelförmigen Mantelabschnitten 13 und
zylinderförmigen Mantelabschnitten 14 zusammengesetzt ist. Auf der Vorderseite ist
der kegelförmige Mantelteil 13 des Füllkörpers 12- von einem Lagerring 15 umgeben,
der über im wesentlichen in radialer Rich.tung schräg zur Mitte verlaufenden Rippen
16 mit dem Füllkörper 12 verbunden ist. Durch die Rippen 16 wird eine weitere Umwälzung
des Produktes erreicht.
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zusammen mit der Umfangswand-der Nachpreßkammer 11 in diesem Bereich
bildet der Lagerring 15 ein Oleitlager, so daß, bei entsprechender Ausbildung auch
des hinteren Lagers, der Füllkörper 12 in axialer Richtung verschoben werden kann.
Auf diese Weise kann die Nachpreßkammer 11 entsprechend vergrößert oder verkleinert
werden.
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Durch das Innere des Füllkörpers 12 ist eine von einem Motor aus
angetriebene Welle 17 geführt, an dererrain die Nachpreßkammer 11 ragenden Ende
ein Mischor in Form eines Balkenmischers 18 angeordnet ist. tat einem Balkenmischer
kann selbstverständlich auch ein anderes Mischorgan, z.B. eine Spindel oder Schnecke
verwendet werden. Im Bedarfsfalle kann die Welle 17 auch in axialer Richtung verschiebbar
ausgebildet sein, so daß das Mischorgan 18 ggf. weiter in die Nachpreßkammer 11
hineingesch-oben werden kann.
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Die Wände de.r Presse sind perforiert und die Ableitung der ausgepressten
Flüssigkeit erfolgt über Ausl"ißöffnunqen 19 und 20, während die über die Perforation
des Füllkörpers 12 in dessen Innenraum gelangte Flüssigkeit über eine Auslaßleitung
21 abgeführt wird.
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Über eine Zulaufleitung 22 und einen Ringkanal 23 kann in den Bereich
des zweiten Preßkolbens 5/im Bedarfsfalle eine Behandlung.sflüssigkeit eingeleitet
werden. So kann 7.0. eine die Entwässerung von Zuckerrübenschnitzel fördernde Flüssigkeit
zugegeben. werden, die eine chemische Reaktion bewirkt, durch die eine Verfestigung
der Zell-*,wenn sich dieser im wesentlichen im eingeschobenen Zustand befindet1
substanz
der Zuckerrübenschnitzel und damit eine Verbesserung des Preßvorganges eintritt.
Die Zugabe in diesem Bereich ist deshalb besonders vorteilhaft, weil das zu entwässernde
Produkt beim Eintritt in die Nachpreßkammer 11 kurzfristig etwas entspannt ist.
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Der erste Preßkolben 4 ist au-f seiner Vorderseite mit einer Siebscheibe
24 versehen. In der Ausschnittsvergrößerung der Fig. 4 ist die Anordnung der Siebscheibe
24 deutlich ersichtlich. Auf der Rückseite weist die Sicbscheibe 24 mehrere Abstandsnocken
oder Leisten 25 auf, so daß sich ein Sammelraum für die ausepreßte Flüssigkeit ergibt,
die dann über eine Auslaßöffnung 26 abgeleitet werden kann.
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Der Austrag des entwässerten Produktes erfolgt; über einen Ringspalt
27 am Ende der Nachpreßkammer 11.
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Durch einen Stauring 28, der hydraulisch In axialer Richtung auf dem
Mantel des Füllkörpers 12 verschoben werden knr>n, kann die Größe der Austrittsöffnung
ein gestellt werden. Auf diese Weise läßt sich ebenfalls der Preßdruck bestimmen.
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Ggf. kann jedoch auch ein Austrittsring 28 entfallen.
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Man hat nämlich überraschenderweise festgestellt, daß durch die Ausbildung
des Füllkörpers mit seinen al wechselnden kegelstumpfförmigen- und zylinderförmigen
Mantelabschnitten eine sehr gute Auspressung erreicht wird. So hat man z.B. festge.stellt,
daß die zylinder Förmigen Abschnitte 14 als eine Art "Pfropfen" wirken, durch die
der Druck in dem dahinterliegenden Mantelabschnitt erhalten bleibt. Auf diese Weise
kommt es auch dann noch zu einer fortlaufenden Entwässerung des Produktes, wenn
z.B. der zweite Preßkolben 5 zurückgezogen wird. Durch die Brüekenbildung zwischen
den einzelnen Produktteilen in den zylinderförmigen Mantelabschnitten 14, so daß
diese quasi wie ein Kolben wirken und die dahinterliegenden Abschnitte entsprechend
unter Druck halten.
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Dic Entwässerung eines Produktes, z.B. von Zuckerrübonsehnitzeln,
erfolgt auf folgende Weise: Von dem Einfüllschacht 2 aus gelangt das Produkt in
die Vorpreßkammer 1. Wenn diese gefüllt ist, wird sie durch den Absperrschieber
3 geschlossen und anschließend
wird der erste Preßkolben 4 verschoben
(in der Zeichnung nach links). Dabei kann entweder der zweite Preßkolben 5 so angeordnet
sein, daß durch eine Anlage des inneren Kolbenteiles 7 an der inneren Umfangswand
des Sternringes 6 ein dichter Abschluß gegeben ist und sich der zweiteilige Preßkolben
5 erst bei einem bestimmten, vorgewählten Be.triebsdruck öffnet, oder während der
Vorsc-hubbewegung des Preßkolhens 4 werden bereits die beiden Kolbenteile des zweiten
Preßkolbens 5 auseinandergefahren, so wie es oben aus der sich. 2 ersicilkl.ieh
wird. Die Trennung des zweiteiligen Preßkolbens 5 erfolgt dabei dadurch, daß der
innere Kolbenteil 7 durch eine entsprechende axiale Verschiebung der inneren Kolbenstange
10 um ein geringes Maß verschoben wird (in der Zeichnung nach I.inks). Auf diese
Weise ergibt sich für das zu entwässernde Produkt eine Öffnung durch die es zwischen
den Rippen 8 und den entstehenden Ringspalt zwischen dem inneren Kolbenteil 7 und
dem Sternring 6 die Nachpreßkammer 11 gelangen kann.
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Wenn der erste Preßkolben 4 in seiner Fndstellunq angelangt ist, d.h.
wenn er die Vorpreßkammer 1 vollständig
durchfahren hat, wird
der Durchgang durch den zweiten Preßkolben 5 wieder geschlossen indem der innere
Kolbenteil 7 wieder (in der Zeichnung nach rechts) zurückgeschoben wird und dichtend
an den äußeren Kolbenring angelegt wird.
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Anschließend fährt der erste Preßkolben 4 wieder in seine- Ausgangsstellung
zurück, während der zweite Preßkolben, nunmehr als geschlossene Einheit, über die
äußere Kolbenstange 9 nach vorne (ih der Zeict>nung nach links) bewegt wird,
wodurch eine entsprechende Nachpressung des zu entwässernden Produktes in der Nachpreßkammer
11 erfolgt.
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Da es während des Durchtrittes des Produktes durch den zweiten Preßkolben
5 zu einer Umwälzung tind Umschichtung gekommen ist, läßt sich in der Nachpreßkammer,
insbesondere in dem sich verungenden Ringspalt zwischen dem Füllkörper 12 und der
Umfangswand noch eine sehr gute Entwässerung erreichen. Die Umwälz- und Umschichtung
während des Durchganges kann dabei durch eine entsprechende Stellung der Rippen
8 (z.B. Schrägstellung oder Verwindung) noch verbessert werden.
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Während cles Naellpreßvorganges kann, wenn der Absverrscilieber 3
entsprechend zurückgezogen wird, bereits die Vorpreßkammer 1 wieder gefüllt werden.
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Ist dann der zweite Preßkolben 5 in seiner ausgefahrenen Endstellung
(gestrichelt dargestellt)angelangt, so kann, falls es gewünscht wird, bereits während
des Rückhubes des zweiten Preßkolbens 5 wieder mit einer Vorpressung in der Vorpreßkammer
1 begonnen werden.
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llierzu können ggf. die beiden Preßkolben 4 uncl 5 mit entsprechender
Steuerung aufeinander zubewegt * werden. Dabei ist es auch möglich, bereits bei
Beginn des Rückhubes des zweiten Preßkolbens 5,oder auch an einer belicbigen Stelle
des Rückhubes die beiden Kolbenteile 6 und 7 wieder zu trennen, so daß bereits während
des Rückhubes des zweiten Preßkolbens 5 das zu entwässernde Produkt in die Nachpreßkammer
11 gelangt.
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Dadurch, daß jeweils die beiden Preßkolben 4 und 5 unabhängig voneinander
bewegt werden können und gleichzeitig auch noch der zweite Preßkolben als Einheit
oder als zweigeteilter Kolben fungieren kann, wobei sämtliche Teile unabhängig voneinander
*Durch diese Bewegung wird ein kontinuierlicher Ablauf erreicht, weil immer ein
Kolben in Preßfunktion ist.
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bewegbar sind, läßt sich in Abhängigkeit von dem zu entwässernden
Produkt die Presse auf die unterschiedlichst Weise und bei unterschiedlichsten Drücken
jeweils optimal auf das Produkt bezogen einsetzen.
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Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch nicht unbedingt
erforderlich, daß der zweite Preßkolben 5 in der dargestellten Form zweiteilig ausgebildet
is Erfoderlich ist lediglich, daß sich durch eine gegenseitige Verschiebung oder
Verdrehung ein oder mehrere Öffnungen ergeben, durch die das zu entwässernde Produkt
von der Vorpreßkammer 1 in die Nachpreßkammer 11 gelaut. So kann z.B. auch ein Preßkolben
verwendet: werden, der im wesentlichen aus zwei Hintereinanderliegenden Scheiben
besteht, die mit Durchbrechungen versehen sind, wobei durch eine entsprechende Verdrehung
der beiden Scheiben zueinander entweder die Durchbrechungen miteinander fluchten
oder abgedeckt sind.
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Der Mantel des Füllkörpers 12 kann entweder selbst für eine gute Entwässerung
mit einer Vielzahl von kleinen Löchern versehen sein, oder, was noch einfacher herzustellen
ist, er ist mit relativ großen Löchern versehen und über den Mantel ist ein Stützgewebe
(Ab-
29 standsnocken, Abstandsleisten o.dgl.)/ gelegt, wobei dann
über das Stützgewebe o.dgl. ein feinmaschiges Sieb 30 gespannt ist. Auf diese Weise
wirktdas unter dem Feinmaschigen Sieb liegende Stützgewebe wie eine Drainage und
es wird eine gute Entwässerung erreicht.
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Im Bedarfs falle kann der beim Öffnen des zweiten Preßkolbens 5 zwischen
dem inneren und dem äußeren Kolbenteil 7 bzw. 6 entstehende Ringspalt einstellbar
sein.
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Dadurch können der Druck in der Vorpreßkammer 1 und die Durchtrittsmenge
geregelt werden.