[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung eines Produktes mittels einer
Phasentrennung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Zum technologischen Hintergrund werden die
DE 10 2005 021 331 A1, die
DE 697 12 569 T2 und die
WO 94/ 06 565 A1 genannt. Die
DE 10 2005 021 331 A1 zeigt zwar einen Trennseparator. Hier erfolgt aber die Ableitung einer schwereren
Flüssigkeitsphase über einen Auslass, dem eine Drosseleinrichtung zugeordnet ist und
nur die Ableitung einer leichteren Flüssigkeitsphase mittels einer Schälscheibe. Die
WO 94/ 06 565 A1 offenbart einen Trennseparator, bei dem bei dem die leichtere Flüssigkeitsphase mittels
einer Schälscheibe und die andere schwere Flüssigkeitsphase mittels einer Ableitvorrichtung
mittels schräg zur Radialen verstellbaren Röhrchen erfolgt, die einmalig auf einen
gewünschten Radius eingestellt werden, so dass im Betrieb stets die Ableitung dieser
Phase erfolgt, aber derart, dass nur ein Teil der Röhrchen in die schwere Phase eintaucht,
was die Reibung gering halten soll. Die
DE 697 12 569 T2 offenbart einen Trennseparator, bei dem die leichtere Flüssigkeitsphase mittels einer
Stauscheibe und die andere schwere Flüssigkeitsphase mittels einem Auslasselement
erfolgt, welches mit einer Antriebsvorrichtung an variierende Orte einer freien Flüssigkeitsfläche
gedrückt wird, so dass im Betrieb ebenfalls stets die Ableitung dieser Phase erfolgt,
wobei möglichst die Eintauchtiefe in diese Phase zur Verringerung des Energieverbrauchs
konstant gehalten werden soll. Nach der
DE 103 61 520 B2 werden bei der Verarbeitung von Milch Blockagen in den Durchflusswegen durch ein
zeitweises Verschieben der Trennzone zwischen Magermilch und Rahm durch Androsseln
eines Ventils oder durch Erhöhen der Zulaufleistung verhindert.
[0003] Beim Betrieb von Trennseparatoren treten Probleme mit der kontinuierlichen Ableitung
der schwereren Phase insbesondere dann auf, wenn die schwerere Flüssigkeitsphase derart
beschaffen ist, dass sich ihre Viskosität im Betrieb an einem zeitlich nicht genau
bestimmbaren Moment stark erhöhen kann.
[0004] Ein derartiger Effekt tritt beispielsweise bei der Verarbeitung von pflanzlichen
und tierischen Ölen und Fetten auf, so bei der Abtrennung von Soapstock oder Schleimstoffen
(Phosphatide).
[0005] Diese Begleitstoffe setzen die Haltbarkeit von Ölen und Fetten stark herab und sollen
daher abgetrennt werden. Es gibt hydratisierbare und nicht hydratisierbare Phosphatide.
Die Begleitstoffe werden entfernt, indem man sie Säuren, Laugen, Wasser und/oder weiteren
Stoffen geeignet behandelt und hydratisiert. Dadurch verlieren sie ihren lipophilen
Charakter, werden ölunlöslich, fallen aus dem Öl aus und können derart vorbehandelt
im Separator abgetrennt werden.
[0006] Die Erfindung hat die Aufgabe, dieses Problem der Abtrennung auf einfache Weise zu
lösen.
[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1, also mit einfachen
Mitteln und mit einem sehr einfachen Verfahren dadurch, dass dann, wenn sich die Viskosität
der schwereren Flüssigkeitsphase Hp deutlich erhöht, der Einlass des Schälorgans für
die schwerere Flüssigkeitsphase auf einen größeren Durchmesser verschwenkt wird, um
die angesammelte Flüssigkeitsphase erhöhter Viskosität bis auf einen weiter außen
in der Trommel liegenden Radius abzuleiten. Nach dem Ableiten der hoch kompaktierten
Flüssigkeit bis auf den mit dem zugehörigen Schälorgan eingestellten Radius wird das
Schälorgan zum Ableiten der schwereren Flüssigkeitsphase wieder auf einen kleineren
Radius verstellt.
[0008] Als Indikator für den Anstieg der Viskosität in der schwereren Flüssigkeitsphase
kann der sich verändernde Zulaufdruck im Produktzulauf ermittelt werden oder der Ablaufdruck
der leichteren Flüssigkeitsphase übersteigt dieser einen Schwellwert oder ist der
Gradient des Zulauf- oder Ablaufdrucks zu groß, wird das zweite Schälorgan auf den
erwähnten größeren Radius verstellt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
[0009] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf
die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen Schnittansicht einer schematisch dargestellten Separatortrommel mit einer Haube;
und
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Verschwenken eines Schälorgans auf verschiedene
Durchmesser. V
[0010] Fig.1 zeigt eine Separatortrommel 1, die eine vertikal ausgerichtete Drehachse am
Radius r
0 aufweist.
[0011] Die drehbare Separatortrommel 1 ist auf eine Drehspindel 2 gesetzt, die z.B. direkt
oder über einen Riemen angetrieben wird und die drehbar gelagert ist (hier nicht dargestellt).
Die Drehspindel 2 kann in ihrem oberen Umfangsbereich konisch ausgestaltet sein. Die
Separatortrommel 1 ist von einer sich nicht mit der Trommel drehenden, stillstehenden
Haube 3 umgeben.
[0012] Neben dieser Art der Konstruktion sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen eine
untere Trommel an einer oberen Drehspindel quasi "aufgehängt" ist. Auch hier wird
die Trommel aber nur an einem ihrer Enden bzw. im Anschluss an eines ihrer axialen
Enden drehbar pendelnd gelagert.
[0013] Die hier vorteilhaft doppelt konische Separatortrommel 1 weist ein Produktzulaufrohr.4
für ein zu schleuderndes Produkt P auf, an das sich ein Verteiler 5 anschließt, welcher
mit wenigstens einer oder mehreren Austrittsöffnungen 6 versehen ist, durch welche
zulaufendes Schleudergut (gekreuzte Schraffur) in das Innere der Separatortrommel
1 und wenigstens einen Steigekanal 7 des Tellerpakets geleitet werden kann. Eine Zuleitung
durch die Spindel z.B. von unten ist ebenfalls denkbar.
[0014] Hier ist die Konstruktion derart gewählt, dass die Austrittsöffnungen 6 unterhalb
eines Steigekanals 7 in einem Tellerpaket 8 aus konisch geformten Trenntellern (nicht
dargestellt) liegen.
[0015] Nach oben wird das Tellerpaket 8 von einem Scheideteller 9 abgeschossen, der einen
größeren Durchmesser aufweist als das Tellerpaket 8.
[0016] Innerhalb des Trenntellerpaktes und dort vorzugsweise innerhalb des Steigekanals
7 bildet sich im Betrieb bei einer entsprechenden Rotation der Trommel an einem bestimmten
Radius - der Emulsionslinie oder Trennlinie (auch E-Linie genannt) - eine Trennzone
zwischen einer leichteren Flüssigkeitsphase LP und einer schwereren Flüssigkeitsphase
HP aus.
[0017] Die Feststoffphase ist mit S bezeichnet. Sie wird diskontinuierlich durch Feststoffaustragsöffnungen
10 abgeleitet, welche diskontinuierlich mit Hilfe eines Kolbenschiebers 11 geöffnet
und geschlossen werden können.
[0018] Die leichtere Flüssigkeitsphase LP (light phase) wird an einem inneren Radius r
LP mit in eine Schälkammer 12 und von dort mit Hilfe eines ersten Schälorgans, einer
Schälscheibe 13 (auch Greifer genannt), aus der Trommel geleitet.
[0019] Mit Hilfe des durch die Rotationsenergie der Flüssigkeit entstehenden Staudrucks
wirkt die Schälscheibe wie eine Pumpe. Der Schälscheibe ist z.B. außerhalb des Separators
in deren nachgeschalteter Ableitung ein Ventil (hier nicht dargestellt) zur Androsselung
nachgeschaltet.
[0020] Der Einlass 14 in die Schälscheibe 13 liegt auf einem festen Durchmesser, der nicht
verstellbar ist.
[0021] Die schwere Flüssigkeitsphase HP (heavy phase) strömt dagegen um den äußeren Umfang
des Scheidetellers 9 herum durch einen Ableitungskanal 15 in eine zweite Schälkammer
15, in welcher ein zweites SchälorgAn 16 angeordnet ist.
[0022] Dieses Schälorgan ist derart ausgebildet, dass sein Einlass bzw. seine Einlassöffnung
17 innerhalb der Schälkammer kontinuierlich oder diskontinuierlich verstellbar ist
(siehe hierzu auch Fig. 2), so dass wenigstens ein erster innerer Radius Ri und einem
zweiter äußerer Radius Ra in der Trommel erreicht werden können.
[0023] Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, dass das zweite Schälorgan
16 als ein Schälrohr ausgebildet ist, welches im Schnitt der Fig. 1 L-förmig ausgebildet
ist und einen ersten Abschnitt 18 aufweist, welcher in der Schälkammer radial ausgerichtet
ist und einen zweiten, parallel zur Drehachse D ausgerichteten Abschnitt 19, welcher
nach oben aus dem drehenden System geführt ist, wobei der Abschnitt 19 um seine Längsachse
auf dem Radius r19 drehbar ist. Ein Verschwenken des Schälrohrs 18 um diese Drehachse
r19 (siehe Fig. 2) ermöglicht es, den Einlass 17 zwischen dem erwähnten inneren Radius
Ri (gestrichelte Darstellung in Fig. 2) und dem äußeren Radius Ra zu verschwenken
(nicht gestrichelte Darstellung in Fig. 2).
[0024] Das Verschwenken an sich kann auf verschiedenste Weise realisiert werden, so beispielsweise
mittels eines Zahnradgetriebes.
[0025] Hierzu kann beispielsweise am Rohraußendurchmesser ein Verzahnungssegment 20 ausgebildet
sein, das mit einem Antriebszahnrad 21 eines ansonsten nicht weiter dargestellten
Getriebes kämmt, welchem ein Elektromotor (nicht dargestellt) vorgeschaltet ist. Der
Antrieb und die Getriebeverbindung zum Schälorgan können aber auch auf andere Weise
realisiert werden.
[0026] Wenn das zu verarbeitende Produkt derart beschaffen ist, dass sich die Viskosität
einer schwereren Flüssigkeitsphase Hp im Betrieb unerwartet verändern, insbesondere
deutlich erhöhen kann, kann einem Verstopfen und Blockieren der Trommel dadurch entgegen
gewirkt werden, dass der Einlass des Schälorgans für die schwerere Flüssigkeitsphase
auf einen größeren Durchmesser verschwenkt wird, um die kompaktierte schwerere Flüssigkeitsphase
bis auf einen weiter außen in der Trommel liegenden Radius abzuleiten. Nach dem Ableiten
dieser Flüssigkeitsphase bis auf den mit dem zweiten Schälorgan eingestellten weiter
äußeren Radius Ra oder nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit wird das Schälorgan
zum Ableiten des schwereren Flüssigkeitsphase wieder auf einen kleineren Ri bewegt.
[0027] Als Indikator für den Anstieg der Viskosität in der schwereren Flüssigkeitsphase
kann der sich verändernde Zulaufdruck im Produktzulauf ermittelt werden oder der Ablaufdruck
der leichteren Flüssigkeitsphase. Übersteigt dieser Druck einen Schwellwert oder ist
der Gradient des Zulauf- oder Ablaufdrucks zu groß, wird das zweite Schälorgan auf
den erwähnten größeren Radius verstellt.
Bezugszeichen
[0028]
- Separatortrommel
- 1
- Drehspindel
- 2
- Haube
- 3
- Produktzulaufrohr
- 4
- Verteiler
- 5
- Auftrittsöffnungen
- 6
- Steigekanal
- 7
- Tellerpaket
- 8
- Scheideteller
- 9
- Feststoffaustragsöffnungen
- 10
- Kolbenschieber
- 11
- Schälkammer
- 12
- Schälscheibe
- 13
- Einlass
- 14
- Ableitungskanal
- 15
- Schälorgan
- 16
- Einlass
- 17
- erster Abschnitt
- 18
- Zweiter Abschnitt
- 19
- Produktzulauf
- P
- Schwere Phase
- HP
- Leichte Phase
- LP
- Feststoffphase
- S
- Drehachse
- D
1. Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung eines Produktes, insbesondere eines pflanzlichen
oder tierischen Öles oder Fettes, mittels einer Phasentrennung in wenigstens zwei
Flüssigkeitsphasen, vorzugsweise in Verbindung mit einer zusätzlichen Klärung von
Feststoffen,
a. wobei die Verarbeitung des Produktes in einer Zentrifuge erfolgt, die als Separator
ausgebildet ist, welcher eine drehbare Trommel (1) aufweist, in der ein Tellerpaket
(8) ausgebildet ist mit Steigekanälen (7) und mit einem Produktzulauf (4) und wenigstens
zwei Greiforganen (13, 16) zum Ableiten einer leichteren und einer schwereren Flüssigkeitsphase
aus der Trommel (1) und Feststoffaustragsöffnungen (10) zum Ableiten eines Feststoffphase
versehen ist, so dass sich im Betrieb eine Trennzone zwischen der leichteren und der
schwereren Flüssigkeitsphase (HP, LP) in der Zentrifuge ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass
b. der Ableitungsradius zum Ableiten der schwereren Flüssigkeitsphase verstellt wird,
wenn sich die Viskosität der schwereren Flüssigkeitsphase (HP) über wenigstens einen
Grenzwert hinaus verändert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn sich die Viskosität der schwereren Flüssigkeitsphase (HP) deutlich erhöht,
der Einlass (17) des Schälorgans (16) zum Ableiten der schwereren Flüssigkeitsphase
(HP) von einem kleineren Radius (Ri) auf einen größeren Radius (Ra) in der Trommel
(1) bewegt wird und dass nach dem Ableiten der hoch kompaktierten Flüssigkeit bis
auf den mit dem zweiten Schälorgan (13) erreichbaren Radius das Schälorgan (16) zum
Ableiten des schwereren Flüssigkeitsphase wieder auf einen kleineren Radius (Ri) in
der Trommel (1) verstellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Indikator für den Anstieg der Viskosität der schwereren Flüssigkeitsphase (HP)
der sich verändernde Zulaufdruck im Produktzulauf (P) ermittelt und ausgewertet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Indikator für den Anstieg der Viskosität der schwereren Flüssigkeitsphase (HP)
der sich verändernde Ablaufdruck der leichteren Flüssigkeitsphase (LP) ermittelt und
ausgewertet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die schwerere Flüssigkeitsphase (HP) und die Feststoffphase(s) diskontinuierlich
aus der Trommel (1) abgeleitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerere Flüssigkeitsphase (HP) und die Feststoffphase(s) zu verschiedenen Zeitpunkten
diskontinuierlich aus der Trommel (1) abgeleitet werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als schwerere Flüssigkeitsphase (HP) zumindest Phosphatide und/oder Phosphatide aus
dem zulaufenden pflanzlichen oder tierischen Öl oder Fett abgetrennt werden.
1. A method for the continuous processing of a product, especially a vegetable or animal
oil or fat, by means of phase separation in at least two liquid phases, preferably
in conjunction with additional clarification of solids,
a) wherein the processing of the product occurs in a centrifuge which is arranged
as a separator, which comprises a rotatable drum (1) in which a disk stack (8) with
risers (7) is arranged, and is provided with a product feed and at least two gripper
elements (13,16) for discharging a lighter and a heavier liquid phase from the drum
(1) and solid discharge openings (10) for discharging a solid phase, so that a separation
zone is formed between the lighter and the heavier liquid phase (HP, LP) in the centrifuge,
characterized in that
b) the discharge radius for discharging the heavier liquid phase will be adjusted
when the viscosity of the heavier liquid phase (HP) changes beyond at least one limit
value.
2. A method according to claim 1, characterized in that when the viscosity of the heavier liquid phase (HP) increases substantially the inlet
(17) of the separator element (16) for discharging the heavier liquid phase (HP) is
moved from a smaller radius (Ri) to a larger diameter (Ra) in the drum (1), and that
after the discharge of the highly compacted liquid up to the radius that can be reached
with the second separator element (13) the separator element (16) will be set back
to a smaller radius (Ri) again in the drum (1) for discharging the heavier liquid
phase.
3. A method according to one of the preceding claims, characterized in that the varying feed pressure in the product feed (P) will be determined and evaluated
as an indicator for the rise in the viscosity in the heavier liquid phase (HP).
4. A method according to one of the preceding claims, characterized in that the varying discharge pressure of the lighter liquid phase (LP) will be determined
and evaluated as an indicator for the rise in the viscosity in the heavier liquid
phase (HP).
5. A method according to one of the preceding claims, characterized in that the heavier liquid phase (HP) and the solid phase (S) are discharged discontinuously
from the drum (1).
6. A method according to claim 5, characterized in that the heavier liquid phase (HP) and the solid phase (S) are discharged at different
points in time from the drum (1).
7. A method according to one of the preceding claims, characterized in that at least phosphatides and/or phosphatides from the incoming vegetable or animal oil
or fat are separated as the heavier liquid phase (HP).
1. Procédé pour le traitement en continu d'un produit, en particulier une huile ou une
graisse végétale ou animale, au moyen d'une séparation de phases en au moins deux
phases liquides, de préférence en lien avec une décantation supplémentaire de matières
solides,
a. sachant que le traitement du produit est effectué dans une centrifugeuse, qui est
réalisée sous la forme d'un séparateur, lequel présente un tambour (1) rotatif, dans
lequel est réalisé un empilement de disques (8) comprenant des canaux ascendants (7)
et doté d'une alimentation de produit (4) et d'au moins deux organes de préhension
(13, 16) pour dévier une phase liquide légère et une phase liquide lourde hors du
tambour (1) ainsi que d'ouvertures de décharge de matières solides (10) pour dévier
une phase solide de sorte qu'en mode de fonctionnement, dans la centrifugeuse, une
zone de séparation se forme entre les phases liquides lourde et légère (HP, LP),
caractérisé en ce
b. que le rayon de déviation est ajusté pour dévier la phase liquide lourde, lorsque la
viscosité de la phase liquide lourde (HP) varie au-delà d'au moins une valeur limite.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque la viscosité de la phase liquide lourde (HP) augmente nettement, l'entrée
(17) de l'organe racleur (16) pour dévier la phase liquide lourde (HP) est déplacée
dans le tambour (1) d'un petit rayon (Ri) sur un grand rayon (Ra), et en ce que, une fois le liquide hautement comprimé dévié jusque sur le rayon pouvant être atteint
par le deuxième organe racleur (13), l'organe racleur (16) servant à dévier la phase
liquide lourde est à nouveau ajusté, dans le tambour (1), sur un petit rayon (Ri).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en tant qu'indicateur de l'augmentation de la viscosité de la phase liquide lourde
(HP), la pression d'alimentation variable dans l'alimentation de produit (P) est déterminée
et analysée.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en tant qu'indicateur de l'augmentation de la viscosité de la phase liquide lourde
(HP), la pression de sortie variable de la phase liquide légère (LP) est déterminée
et analysée.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase liquide lourde (HP) et la phase solide (S) sont déviées de manière discontinue
hors du tambour (1).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la phase liquide lourde (HP) et la phase solide (S) sont déviées à divers moments
de manière discontinue hors du tambour (1).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en tant que phase liquide lourde (HP), au moins des phosphatides et/ou des phosphatides
du flux entrant d'huile ou de graisse végétale ou animale sont séparés.