DE69403785T2 - Ofen für die behandlung von organischem und anorganischem material und das entsprechende verfahren - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Ofen für die Verarbeitung von organischen und anorganischen Materialien entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 11 sowie ein Verfahren zum Betrieb des Ofens gemäß Anspruch 1. Ein solcher Ofen ist beispielsweise aus der US-A-1 992 520 bekannt.
Technisches Gebiet
• Der hier beschriebene Ofen dient zur Verarbeitung und Nutzung der Rückstände von organischen und anorganischen Materialien. Er bezieht sich insbesondere auf die Behandlung und die Nutzung von Rückständen aus der Nahrungsmittelindustrie - wie Fischresten, Olivenbagasse, Tierblut, Knochen, flüssigem Fett von Wiederkäuern, Tierkörperfett, welches sich in einem schlechten Konservierungszustand befindet, wenn es nicht mehr Teil der Nahrungsmittelkette sein kann - sowie für die Verarbeitung und die Nutzung von anorganischen Materialien oder von Mischungen dieser Materialien mit organischen Stoffen, wie beispielsweise aus dem Filtrieren von Bier resultierende Schlämmen oder von Schlämmen mit Schlackezusätzen, die aus dem Schmelzen von Metallen resultieren. Der vorliegende Ofen ist jedoch nicht auf die Verarbeitung von Abfällen im Hinblick auf ihre Umformung in inerte Materialien beschränkt, sondern er ermöglicht es außerdem, wertvolle Stoffe zu erhalten. Für den Fall von organischen Materialien ermöglicht er es, an Proteinen reiche Stoffe zu erhalten, die in der Tierfutterindustrie ebenso wie in der Schmiermittelindustrie verwendet werden können.
• In einer Epoche, in der Probleme wie die Nutzung von Rückständen industrieller Aktivitäten und die durch Fischfang, Schlachthöfe, Fleischereien und andere Industrien bewirkten Schäden eine sehr große Bedeutung erhalten -unabhängig, ob es sich dabei um einen wirtschaftlichen oder einen ökologischen Gesichtspunkt handelt, sofern man diese Rückstände zu ihrer Entsorgung im wesentlichen ohne irgendwelche Zusatzbehandlung in die Umgebung ablädt -, entwickelt sich das menschliche Bewußtsein mehr und mehr in der Richtung, sich diesem Problem zu stellen.
• Der Anmelder der vorliegenden Erfindung befaßt sich seit langem mit der Notwendigkeit, die wirtschaftlichen Belange mit der Erhaltung der Umwelt in Einklang zu bringen, demzufolge er die hier beschriebene Erfindung gemacht und entwickelt hat, deren Ziel es ist, die wertvollsten Materialien nutzbar zu machen, die paradoxerweise gewöhnlich weggeworfen werden und auch eine starke Beeinträchtigung für die Umwelt darstellen, wenn sie aus der industriellen Fertigung, von Märkten, auf denen man Fisch verkauft, aus Schlachthöfen und Schlachtereien ohne geeignete Behandlung abgegeben werden.
Stand der Technik
• Die bereits vorhandenen Öfen für die Behandlung von organischen Rückständen wenden Verfahren an, bei denen Wasserdampf für die Behandlung der gleichen Rückstände benutzt wird, um die Extraktion von ligen Substanzen zu ermöglichen, was den energetischen Nachteil hat, daß eine wesentliche Energiemenge für die Verdampfung des Wassers aufgebracht werden muß und auch zum Abscheiden des Wassers aus den Rückstinden, das aus der Kondensation dieses gleichen Dampfes stammt einschließlich der diesen Rückständen eigenen Feuchtigkeit.
• Der Wasserdampf, der nicht kondensiert worden ist muß weiterhin später behandelt werden, derart, daß man ihm seine Duftstoffe entzieht und aus ihm die Öldämpfe abscheidet, die sich während der Behandlungszeit bilden.
• Soweit es die anorganischen Materialien betrifft, ist der in der US-A-1 992 520 beschriebene Ofen entwickelt worden. Dieser Ofen enthält eine Drehtrommel in Form eines Kreiszylinders, wobei im Bereich der Verschlußdeckel, die seine Enden bilden, Öffnungen vorgesehen sind, und im Inneren dieser Trommel eine exzentrisch positionierte angetriebene Achse vorgesehen ist, die mit Armen bestückt ist, die dazu dienen, das Material zu verteilen und zur Außenseite der Trommel zu drücken, wobei diese Achse sich unabhängig von der Trommel drehen kann.
• Die Öffnungen dienen als Einlaß für eine Luftströmung in das Innere der Trommel, und die Öffnungen dienen als Auslaß für diese Strömung. Dieses impliziert, daß das Material nicht über 24 % getrocknet werden kann, da ansonsten die Gefahr besteht, daß seine Partikel von der Luftströmung mitgerissen werden.
• Andererseits führt die Reibung zwischen den Deckeln und den jeweiligen "Flanschen", wobei diese Reibung durch den Einfluß des auf die Deckel einwirkenden Druckes der Luftströmung erhöht wird, zu Problemen einer Zerstörung der Deckel und der "Flansche" und zu einer Erhöhung des Verbrauchs an motorischer Antriebsenergie.
Beschreibung der Erfindung
• Der hier in Frage stehende Ofen, der ohne die Anwendung einer Dampfeinspritzung funktioniert, da er trocken arbeitet, besteht im wesentlichen aus einem Außengehäuse, in dessen Inneren sich langsam eine Trommel dreht, die das Produkt, welches man behandeln will, aufnimmt, und die eine mit mehreren Klingen bestückte Welle enthält. Dieser Ofen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Klingen über den Durchmesser der Trommel angebracht sind und gleichzeitig die Funktion erfüllen, das Material zu zerschneiden und den Austritt des Materials aus der Trommel zu verhindern. Weiterhin kennzeichnet sich der Ofen dadurch aus, daß die motorangetriebene Welle über die gleiche Achse der Trommel verfügt und die Verschlußdeckel mit der Trommel an einigen Punkten verbunden sind, wodurch kleine Unterbrechungen der Öffnungen entstehen. Die Öffnungen befinden sich vertikal auf gleicher Höhe mit den Öffnungen der beiden Rohre, die zum Abzug des flüssigen Anteils des sich in der Verarbeitung befindlichen Materials dienen. Die Öffnungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Freiräumen bestehen, die zwischen den Deckeln und den jeweiligen Enden der Trommel freigelassen sind.
• Es ist weiterhin ein Schaber vorhanden, der die Enden von Klingen miteinander verbindet, und der die Funktion hat, ein Festkleben des zu behandelnden Materials an der inneren Oberfläche der Trommel während der Materialsbehandlung zu verhindern. Obwohl diese Achse mit der Trommelachse zusammenfällt, ist sie nicht fest mit dieser verbunden, sondern sie rotiert für sich selbst.
• Die Vorteile des hier beschriebenen Ofens beruhen darin, daß kein Dampfeinsprühen auf das Material, das man behandeln will, erfolgt, und demzufolge darin, daß man einen Energieaufwand vermeidet, der mit der Dampferzeugung einhergeht, was die Möglichkeit eröffnet, gegen Hitze und Feuchtigkeit weniger widerstandsfähige (und logischerweise billigere) Materialien zu benutzen, sofern einmal weniger Dampf bei der Verarbeitung vorhanden ist, und zwar in Anbetracht dessen, daß in diesem Fall der im Inneren der Kammer vorhandene Dampf ausschließlich der Dampf sein wird, der aus der Verdampfung eines Teils der Feuchtigkeit der sich in der Verarbeitung befindenden Produkte resultiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Die beigefügte Zeichnung wird als ein Beispiel und nicht mit einschränkendem Charakter vorgelegt, und sie zeigt die bevorzugte Art der Realisation der vorliegenden Erfindung, wobei die Trommel (A) und die Welle (B) von Getriebemotoren (C bzw. (D) über Zahnradpaare (E) angetrieben werden, wobei die Welle auf Lagern (F) gelagert ist, die im Inneren von zwei Naben (D) der Verschlußdeckel (H) der oben genannten Trommel untergebracht sind.
• Man sieht auch in dieser Zeichnung die Schürzen (1), die Schneidklingen (J), die an der oben schon beschriebenen Welle befestigt sind, den Schaber (L), die Rohre (N), die Heizdrähte, die Heizrohre oder die Brenner (N), das zweiteilige Ofengehäuse (U), den Flüssigkeitsauslaß (P) und den Gasauslaß (Q) mit einem Reinigungsfilter, der beispielsweise entsprechend einem Feuchtverfahren funktioniert.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
• Die bereits genannte zylindrische Trommel (A) hat Kreisöffnungen, die benachbart zu den Verschlußdeckeln (H) angeordnet sind, die an ihren Enden vorhanden sind und die an der schon beschriebenen Trommel an einigen Punkten befestigt ist, die kleine Unterbrechungen in den schon zitierten Öffnungen bewirken, und diese gleichen Öffnungen sind vertikal ausgerichtet mit den Einlässen von zwei Rohren (N) zum Auffangen des Flüssiganteils (wässrig und ölig) des zu behandelnden Materials.
• Zum Beladen des Ofens muß der obere Teil des Gehäuses (0) abgenommen und die Trommel (A) herausgenommen werden, die außerhalb des Ofens beschickt wird, entweder durch eines ihrer Enden (H) oder durch ein mit einem Deckel versehenes Fenster in ihrer Zylinderfläche, welches aus Gründen der Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
• Der Ofen durchläuft während seines Betriebes zwei unterschiedliche Phasen.
• Während der ersten Phase rotiert die Trommel (A), nachdem sie mit dem zu behandelnden Produkt beschickt worden ist, langsam, derart, daß das bereits benannte Produkt leicht umgerührt wird, wobei es gleichzeitig erhitzt wird, um das Freisetzen seines Flüssiganteils (sei er wässrig oder sei er ölig) zu bewirken, der unter dem Schwerkrafteinfluß in ein Rohrsystem (M) zum Auffangen der Flüssigkeiten durch in der Trommel existierende Öffnungen fließt.
• Während dieser Phase bewegt sich die innere Welle (B) nicht, der Schaber (L) ist in seiner obersten Stellung, und sie dient allein dem Zweck, die Bewegung des Materials zu unterstützen, welches gegen diese Klingen (J) stößt, die gleichfalls stillstehen, und auch um das Innere der Trommel (A) freizuschaben, derart, daß das Produkt hochgehoben wird, welches sich in ihrem Inneren bewegt in dem Umfang, wie es trocknet.
• Die zweite Phase beginnt zu dem Zeitpunkt, an dem die Flüssigkeit aufhört, durch die Öffnungen auszufließen. Die Innenwelle (B) fängt dann an, sich ebenso wie die jeweiligen Klingen und der Schaber (L) in Bewegung zu setzen, und sie rotieren mit einer erhzöhten Geschwindigkeit derart, daß das in der Trommel befindliche Produkt stark umgerührt wird - welches sich in dieser Phase schon in einer pasteusen Form befindet - mit dem Ziel, das Abscheiden der Feuchtigkeit zu unterstützen, die dieses Produkt noch enthält, und zwar entweder durch die Schneidwirkung der Klingen (J) oder durch die Zentrifugalkraft, die auf das zu trocknende Produkt einwirkt, und zwar insbesondere infolge der durch den Schaber (L) bewirkten Mitnahmeaktion, der, um nicht das bereits genannte Produkt durch die Öffnungen aus der Trommel herauszuschleudern, eine kleinere Länge hat als die Trommel, derart, daß er im Bereich der bereits genannten Öffnungen ohne Wirkeinfluß ist.
• Während dieser Phase behält die Trommel (A) ihre Drehbewegung bei, um nicht nur eine gleichmäßige Erwärmung des sich in ihrem Innenraum befindlichen Produktes zu gewährleisten, sondern auch deswegen, daß das Produkt vollständig umgerührt wird, ohne eine Anhäufung in dieser selben Zone der Trommel zu bewirken, und demzufolge um zu verhindern, daß das Produkt durch die Öffnungen dieser Trommel herausfällt.
• Diese langsame Drehbewegung ermöglicht es somit auch, die Öffnungen, in deren Nähe das Produkt sich ansammelt, insbesondere im Randbereich der seitlichen Verschlußdeckel (H) der Trommel, wenn im oberen Bereich der bereits erwähnten Trommel (A) zwei Schürzen (1) vorhanden sind, und zwar eine an jeder Seite, die das dort vorhande Produkt säubern in dem Umfang, wie dieses Produkt, welches der Bewegung der Trommel (A) folgt, gegen die bereits genannten Schürzen stößt, die das Produkt von den Wänden der Verschlußdeckel (H) der Trommel abschaben und entfernen, damit es ein weiteres Mal in das Innere der Trommel fällt.
• Der Einfluß der Schürzen (1) wird noch verstärkt, weil das an diesen Schürzen anhaftende Produkt jedesmal abgelöst wird, wenn einer der Verbindungspunkte der Trommel an dem zugeordneten Verschlußdeckel gegen die Schürze stößt, welche sich, wenn sie sich daran vorbei bewegt, verbiegt, woraufhin sie sich aufgrund ihrer elastischen Zusammensetzung abrupt in ihre Ausgangsposition zurückbewegt, so daß das daran anhaftende Material freigegeben wird, welches in das Innere der Trommel fällt.
• Unter dem Einfluß der jeweiligen Schürze ist andererseits stets ein offener Durchlaß in jedem Verschlußdeckel vorhanden, und der in der abschließenden Trocknungsphase des Produktes freigesetzte Dampf verläßt die Trommel (A) frei durch diese Durchlässe, wodurch keine Gefahr einer Druckerhöhung im Inneren der Trommel besteht, was ansonsten nicht nur im Hinblick auf die Sicherheit der Ausrüstung sondern auch in energetischer Hinsicht Nachteile mit sich bringen könnte, wenn bei einer Druckerhöhung sich die Verdampfungstemperatur erhöht, was einen erhöhten Energiebedarf bewirkt, um die Feuchtigkeit aus dem Produkt abzuscheiden.
• Soweit es die Verarbeitung von Knochen betrifft, ist die zweite Phase nicht notwendig - weil, da sie trocken sind, sie nicht die Neigung zum Anhaften an den Trommelwänden haben und ihr Gewicht ausreichend ist, daß sie ausreichend umgerührt werden können und sie von Wasser und Fett befreit werden können - wobei sie nicht in Pulverform anfallen wie die anderen Produkte, d.h. diejenigen, die anfänglich in einem pastenförmigen oder koagulierten Zustand vorliegen.
• Eine weitere Ausführungsform besteht in einem Ofen, bei dem die Trommel (A) auf ihrer Oberseite offen ist, wobei eine solche Trommel einen Querschnitt in der Form eines "U" hat, so daß die Trommel nicht rotieren kann, sondern sie im Gegensatz eine alternierende Drehbewegung ausführt mit einer ausreichend kleinen Winkelamplitude, damit ihr Inhalt nicht herausfällt.
• In diesem Fall erfolgt die Beschickung der Trommel direkt, ohne daß sie aus dem Ofen herausgenommen werden muß, und ihre Entladung erfolgt durch den Boden des Ofens, - beispielsweise mittels eines Förderbandes -, indem man die Trommel um 1800 dreht, wodurch das Entladen ihres Inhaltes bewirkt wird, wobei in diesem Fall die Erhitzung von der Seite erfolgt und nicht durch den Boden wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
• Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß sie die Möglichkeit einer automatischen Beschickung und Entladung des Ofens mit sich bringt.

Claims (5)

1. Ofen zur Verarbeitung von organischen und nicht organischen Materialien, bestehend aus einer Drehtrommel (A) in Form eines runden Zylinders mit zwei Verschlußdeckeln (H) an den beiden Enden und im Inneren der Trommel mit einer mit Klingen (J) bestückten motorangetriebenen Welle (B), die sich unabhängig von der Trommel drehen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Klingen (J) über den Durchmesser der Trommel angebracht sind und gleichzeitig die Funktion erfüllen, das Material zu zerschneiden und den Austritt des Materials aus der Trommel (A) zu verhindem, daß die motorangetriebene Welle (B) koaxial zur Trommel liegt und die Verschlußdeckel (H) mit der Trommel an einigen Punkten verbunden sind, die kleine Unterbrechungen der Öffnungen bewirken, die vertikal mit den Einlässen von zwei Rohren M ausgerichtet sind, die zum Abzug des flüssigen Anteils des zu verarbeitenden Materials dienen.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Klingen (J) der Welle miteinander durch einen Schaber (L) verbunden sind, der die innere Oberfläche der Trommel (A) reinigt.

3. Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei aus elastischem Material bestehende Schürzen (1), die im oberen Bereich der Öffnungen der Trommel (A) angebracht sind, zwei unter der Trommel (A) angeordnete Rohre (M) zum Abzug der Flüssigkeit, die vertikal mit den oben genannten öffnungen ausgerichtet sind, und einen Ausgang (Q) für den Abzug von Gasen und Dämpfen aus der Trommel.

4. Ofen gemäß den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich zu einer geschlossenen Trommel (A) eine entlang einer Mantellinie offene Trommel enthält, die zu einer oszilierenden Drehbewegung mit einem Winkel kleiner als 180º antreibbar ist.

5. Verfahren zum Betrieb des Ofens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trockenausführung, d.h. ohne Dampfzusatz mit Ausnahme des Dampfes, der von den zu verarbeitenden Produkten abgeschieden wird, und dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung zur gleichen Zeit stattfindet, während der die Produkte vermischt werden, und zwar anfänglich langsam und anschließend - außer wenn es sich um harte Produkte handelt - mit großer Geschwindigkeit.