Seiherschneckenpresse und Verfahren zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und Ölsaaten unter Benutzung dieser Seiherschneckenpresse

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Seiherschneckenpresse und ein Verfahren zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und Ölsaaten durch Pressen und Extrahieren.

[0002] Nach dem Stand der Technik werden zur Ölgewinnung aus Ölsaaten die Saaten gereinigt, mechanisch und thermisch aufbereitet, vorgepreßt und anschließend extrahiert.

[0003] Die auch als Konditionierung bezeichnete mechanische und thermische Aufbereitung wird in zwei getrennten Arbeitsgängen durchgeführt. In einem ersten Arbeitsgang wird eine Vorzerkleinerung vorgenommen, in der weitgehend das Speichergewebe der Saatgutkörner oder -früchte zerstört wird. Als geeignete Apparate verwendet man Riffel- und Flockierwalzen.

[0004] An die mechanische Konditionierung schließt sich der zweite Arbeitsvorgang, die thermische Konditionierung an, bei der die Ölsaaten in Konditioniertrommeln oder Wärmepfannen bei Bedarf angefeuchtet, vorgewärmt und getrocknet werden. Anschließend werden die Ölsaaten vorgepreßt und einer Solventextraktion zugeführt.

[0005] Das geschilderte Verfahren besitzt jedoch die Nachteile, daß die nötigen Brecher und Walzwerke einem großen Verschleiß unterliegen, daß lange Transportwege erforderlich sind, daß die Wärmeeinrichtungen mit Rührwerken ausgestattet sein müssen, zu deren Betrieb zusätzlich große Energiemengen erforderlich sind und daß zur Überwachung der gesamten Anlage ein großer Platz und Personalbedarf nötig ist. Abhilfe schafft erst das in der DE-B-2 335 385 beschriebene Verfahren, wonach die Ölfrüchte bzw. Ölsaaten in Abwesenheit von Luft in einem Arbeitsgang mechanisch und thermisch konditioniert werden. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Schneckenpresse verwendet. Obwohl hiermit bereits große Energiemengen eingespart werden können, ist eine weitere Senkung des Energieverbrauches neben einer Vereinfachung der Anlage wünschenswert.

[0006] Es sind auch schon Direktextraktionsverfahren vorgeschlagen worden. Wie beispielsweise in der DE-A-24 53 911 beschrieben, verzichtet man auf das Vorpressen des Saatgutes, muß aber, um den geforderten Restölgehalt nach der Extraktion zu erreichen, erheblich feiner flockieren, was z.B. bei der Verarbeitung von Sonnenblumenkernen eine bis zu dreifache Walzenkapazität erfordert. Um die Perkolation bei der Extraktion zu gewährleisten, muß das gewonnene Zwischenprodukt anschließend einer Strukturierung, bestehend aus Anfeuchten und Trocknen unter Bewegung, unterzogen werden. Neben dem dadurch verursachten hohen Aufwand nimmt man ferner den Nachteil in Kauf, daß etwa die dreifache Miscellamenge in der Extraktion anfällt, womit ein erhöhter apparativer Aufwand und ein dreifacher Energieverbrauch verbunden sind.

[0007] Somit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, wonach bzw. womit eine energiesparende Ölgewinnung möglich ist und wobei man sich einer einfachen, störungsunauffälligen Vorrichtung bedienen kann. Im übrigen ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Gewinnung möglichst hochwertigen Öles und Schrotes zu schaffen.

[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Seiherschneckenpresse gelöst, die aus einer Schnecke und einem sie umgebenden, perforierten Mantel und mindestens einer Drossel besteht, wobei sich der Schneckenkanal zum Kuchenausgang hin verjüngt und jede der eingebauten Drosseln einen Scherspalt zwischen sich und dem Mantel aufweist und wobei das Verhältnis von Tiefe des Schneckenkanals zur Spaltweite des Scherspaltes zwischen 3 und 15 liegt. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Ansprüchen 2 bis 11 beschrieben.

[0009] Die erfindungsgemäße Seiherschneckenpresse ist durch das Wegfallen von Walzwerken, Heiz-und entsprechende Transportvorrichtungen einfach im Aufbau und damit preisgünstiger als die bisher verwendeten. Weiterhin benötigt diese Seiherschneckenpresse insgesamt zur Gewinnung von qualitativ hochwertigem Öl auch geringere Energiemengen, so daß das Verfahren nach Patentanspruch 12 äußerst wirtschaftlich durchgeführt werden kann.

[0010] Darüber hinaus hat bisher in der Fachwelt das Vorurteil bestanden, daß Saaten mit Walzen vor der Extraktion weitgehend zerkleinert werden müssen, um einen in bezug auf die Leistung und den Restfettgehalt günstig Verfahrensverlauf der Extraktion zu ermöglichen. Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf den Einsatz einer Walzeinrichtung verzichtet, womit weitere Energie eingespart werden kann. Ebenso fallen die bisher teilweise vorgeschlagenen Behandlungsschritte wie das Anfeuchten der Saat zum Zwecke der Strukturierung und die anschließende Abtrocknung auf einen geringeren Wassergehalt sowie ein überproportionaler Aufwand bei Destilliervorgängen fort. Insbesondere arbeitet die erfindungsgemäße Seiherschneckenpresse damit weitaus wirtschaftlicher als alle anderen bisher dem Stand der Technik nach bekannten. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Seiherschneckenpresse bestehen darin, daß die Anzahl der benötigten Maschinenteile gering ist, womit die Betriebssicherheit entscheidend vergrößert wird, und daß die Verschleißteile schnell und einfach auswechselbar sind.

[0011] Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und Ölsaaten bis zu einem Partikeldurchmesser von ca. 10 mm mit hohem Fettgehalt unter Benutzung der zuvor beschriebenen Seiherschneckenpresse angewendet, bei dem die Ölsaaten bzw. Ölfrüchte unmittelbar nach der Reinigung kalt vorgepreßt werden und der verbleibende Feststoff in nach dem Stand der Technik bekannter Weise zur weiteren Entölung anschließend extrahiert wird. Bei einer kalten Vorpressung werden die Ölsaaten bzw. Ölfrüchte mit einer Temperatur von ca. 20°C zugeführt. Vorteilhafterweise fällt bei Anwendung dieses Verfahrens Öl einer Temperatur von 30 bis 50°C an. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet energie- und investitionssparend, da auf mechanische und thermische Konditionierung völlig verzichtet werden kann, die bisher in der Fachwelt für unentbehrlich gehalten worden ist.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Achse einer Seiherschneckenpresse,

Fig. 2 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 1 mit einer andersartigen Drosselausbildung in Höhe der Drossel 3 in Fig. 1,

Figure 3 einen Schnitt durch den Mantel nach Linie 111-111 in Fig. 1 und

Fig. 4 ein Schnitt durch den Mantel einer Vorrichtung mit einem Polygonprofil nach Linie IV-IV in Fig. 1.

[0013] Die erfindungsgemäße Seiherschneckenpresse besteht im wesentlichen aus einer auf einer Welle 13 laufenden Schnecke 1, einem sie umschließenden, perforierten Mantel 2 mit einem Einfüllstutzen 12. In dem Schnekkenkanal 6, 7 und 8 der Seiherschneckenpresse befinden sich darüber hinaus Drosseln 3, 4 und 5, die Scherspalte 9, 10 und 11 zwischen sich und dem Mantel 2 bilden, die weitaus schmaler als die die Drosseln umgebenden Querschnitte der Schneckenkanäle 6, 7 und 8 sind. Die Drosseln 3, 4 und 5 teilen die Seiherschneckenpresse in drei Abschnitte a, b und c, in denen die Schnecke 1 folgende Geometrie aufweist: Im Abschnitt a beträgt der Steigungswinkel der Schnecke 15°, der Querschnitt h, des Schneckenkanals 6 12% des Durchmessers D und das Verhältnis der Länge des Abschnitts a zum Durchmesser D 4.5:1.

[0014] Die den Abschnitt a abschließende Drossel 3 bildet einen Scherspalt 9, der den 4, 6 sten Teil des Querschnitts h, ausmacht. Daran schließt sich der Abschnitt b an, in dem die Schnecke den gleichen Steigungswinkel von 7,5° und das gleiche Verhältnis der Länge des Abschnitts b zum Schneckendurchmesser von 2.3:1 wie die Schnecke im Abschnitt c aufweist.

[0015] Lediglich der Durchmesser der Welle 13 ist größer, so daß der Querschnitt h₂ des im Abschnitt b verbleibenden Schneckenkanals 7 von nur 10% des Schneckendurchmessers D auf h₃=5% des Schneckendurchmessers D in Abschnitt c verringert wird. Die zwischen den Abschnitten b und c liegenden bzw. den Abschnitt c beschließende Drossel 4 bzw. 5 bildet einen Scherspalt 10 bzw. 11 zwischen sich und dem Mantel 2, dessen Querschnitt den 5.75 sten bzw. 6 sten Teil des vorangehenden Querschnitts des Schneckenkanals 7 bzw. 8 besitzt. Die Seiherschneckenpresse endet mit einem ringförmigen Ausgang 11, der durch die Drossel 5 gebildet wird.

[0016] Im Bereich einer jeden Drossel 3, 4 oder 5 ist die Schneckenflanke der Schnecke 1 entweder durchgehend oder unterbrochen ausgeführt. Unterbrochen ist die Flanke an den Stellen, an denen Abstreiffinger 17 durch den Mantel 2 in den Schneckenkanal 6, 7 und 8 hineinragen. Die Abstreiffinger 17 erhöhen die Förderleistung der Schnecke und verhindern ein Umlaufen des zu behandelnden Materials mit der Schnecke 1. Es ist zusätzlich auch denkbar, daß Querschnittsprofil der Abstreiffinger 17 so zu wählen, daß sie zusätzlich zur Zerkleinerung des Materials dienen.

[0017] Die in Fig. 2 dargestellte Drossel besteht aus einer Einstülpung 15 im Mantel 2, die zwischen sich und der Welle 13 einen Scherspalt 16 bildet.

[0018] Fig. 3 läßt die Abstreiffinger 17 in einer anderen Ansicht erkennen. Die Fig. 4 liefert eine Schnittansicht, in der die Nuten 18 als Polygonprofil ausgebildet sind.

[0019] Im folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Wirkungsweise der Seiherschneckenpresse bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden. In den Einfüllstutzen 12 der oben erläuterten Seiherschneckenpresse mit einem Durchsatz von 300 bis 500 kg sind nacheinander kontinuierlich Raps-, Lein- und Sonnenblumensaat bis auf 13 bis 25 Gewichtsprozente Ölgehalt vorgepreßt worden. Der verbleibende Feststoff ist als Preßkuchen in einem Technikumsextrakteur 50, 100, und 150 Minuten extrahiert worden. Zum Vergleich dazu ist nach dem bisher bekanntem, aus den Arbeitsschritten Brechen, Walzen, thermischer Konditionierung, Vorpressung und Extraktion bestehenden Verfahren eine gleichgroße Saatmenge bearbeitet worden. In der unten stehenden Tabelle 1 sind charakteristische Qualitätsmerkmale der aus Rapssaat gewonnenen Öle gegenübergestellt.

[0020] Daraus ergibt sich, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Öl weitaus besserer Qualität ist als das nach dem bisher bekannten Verfahren hergestellte.

[0021] In der Tabelle 2 sind die Restölgehalte des Preßkuchens in Abhängigkeit von der Extraktionszeit bei dem obengenannten, dem Stand der Technik nach bekannten und dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenübergestellt.

[0022] Die Restölgehalte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind weitaus geringer, was auf eine wirtschaftliche Arbeitsweise hinweist.

[0023] Darüber hinaus lassen sich neben den bereits oben diskutierten geringen Investitionskosten aber noch weitere Kosten bei der Verfahrensdurchführung einsparen. In Tabelle 3 ist der jeweilige Energieverbrauch für die verschiedenen Verfahrensschritte bzw. der gesamte Energieverbrauch eingetragen. In den ersten beiden Spalten ist das oben bereits genannte Verfahren behandelt, das im wesentlichen aus den Arbeitsschritten Walzen, Wärmen, Vorpressen, Extrahieren und Destillieren besteht. Danach ist bei nahezu gleichem elektrischen Energieverbrauch, der zum Antrieb mechanischer Teile aufgewendet werden muß, bei Anwendung des bisher bekannten Verfahrens eine doppelt so große Energiemenge zur Dampferzeugung aufzubringen.

[0024] In den Spalten 3 und 4 ist die aus den Arbeitsschritten Walzen (dreifache Kapazität), Strukturieren und Extrahieren bestehende Direktextraktion aufgeführt. Die Gesamtenergien sind bei der Direktextraktion bedeutend größer als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.

[0025] Damit ist aber eindeutig darlegbar, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendbare Vorrichtung vorteilhafterweise Vereinfachungen, Ersparnisse an Zeit, Material und Kosten, eine erhöhte Zuverlässigkeit sowie eine Qualitätshebung der hergestellten Öle bringt.

Ansprüche

1. Seiherschneckenpresse, bestehend aus einer Schnekke (1) und einem sie umgehenden, perforierten Mantel (2) und mindestens einer Drossel (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schneckenkanal (6, 7, 8) zum Kuchenausgang hin verjüngt und jede der eingebauten Drosseln (3, 4, 5) einen Scherspalt (9, 10, 11) zwischen sich und dem Mantel (2) aufweist, wobei das Verhältnis von Tiefe (h₁, h₂, h₃) des Schneckenkanals (6, 7, 8) zur Spaltweite des Scherspaltes (9, 10, 11) zwischen 3 und 15 liegt.

2. Seiherschneckerpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) aus einem aus Stäben aufgebauten Seiher besteht.

3. Seiherschneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (3, 4, 5) aus Einstülpungen (15) bestehen, die in den Mantel (2) eingebaut sind und die zwischen sich und einer Welle (13) einen Scherspalt (16) bilden.

4. Seiherschneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenkanal (6, 7, 8) diskontinuierlich zum Schneckenausgang hin abnimmt.

5. Seiherschneckenpresse nach Ansprüchen 1 und 4, gekennzeichnet durch einen Schneckenkanal (6, 7, 8), der zwischen 2 und 12% des Durchmessers D beträgt.

6. Seiherschneckenpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zum Schneckenausgang hin diskontinuierlich mit dem Schneckenkanal abnehmenden Steigungswinkel der Schnecke.

7. Seiherschneckenpresse nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel zwischen 7,5 und 15° liegt.

8. Seiherschneckenpresse nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherspalte (9, 10, 11) zum Schneckenausgang hin abnehmen.

9. Seiherschneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Mantel (2) Abstreiffinger (17) radial in den Schneckenkanal (6, 7, 8) hineinragen, wobei die Schneckenstege an diesen Stellen unterbrochen sind.

10. Seiherschneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) im Bereich (a) Längsnuten (18) aufweist, deren Tiefe in Förderrichtung bis auf 0 abnimmt.

11. Seiherschneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ersten Abschnittes (a) des Schneckenkanals (6) bis zur ersten Drossel 4,5 mal so groß und die Länge der darauffolgenden Abschnitte (b, c) der Schnekkenkanäle (7, 8) jeweils 2,3 mal so groß ist wie der Innendurchmesser D der Schneckenpresse.

12. Verfahren zur Ölgewinnung aus gereinigten Ölfrüchten und Ölsaaten bis zu einem Partikeldurchmesser von 10 mm mit hohem Fettgehalt durch Pressen unter Benutzung der Seiherschnekkenpresse nach Ansprüchen 1 bis 11 und anschließendem Extrahieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölfrüchte bzw. Ölsaaten unmittelbar nach der Reinigung kalt vorgepreßt werden und der verbleibende Feststoff anschließend extrahiert wird.

Claims

1. Worm strainer press comprising a worm (1), a surrounding perforated jacket (2) and at least one throttle (3, 4, 5), characterised in that the worm channel (6, 7, 8) is narrowed towards the cake outlet and each of the inserted throttles (3, 4, 5) has a shear gap (9, 10, 11) between itself and the jacket (2), the ratio of the depth (h₁, h_z, h₃) of the worm channel (6, 7, 8) to the width of the shear gap (9, 10, 11) being between 3 and 15.

2. A worm strainer press according to claim 1, characterised in that the jacket (2) is a strainer formed of bars.

3. A worm strainer press according to claim 1, characterised in that the throttles (3, 4, 5) are formed by constrictions (15) which are formed in the jacket (2) and form a shear gap (16) between themselves and a shaft (13).

4. A worm strainer press according to claim 1, characterised in that the worm channel (6, 7, 8) diminishes discontinuously towards the worm outlet.

5. A worm strainer press according to claims 1 and 4, characterised by a worm channel (6, 7, 8) which amounts to between 2 and 12% of the diameter D.

6. A worm strainer press according to claim 1, characterised by the pitch angle of the worm with the worm channel diminishing discontinuously towards the worm outlet.

7. A worm strainer press according to claims 1 and 6, characterised in that the pitch angle is between 7.5 and 15°.

8. A worm strainer press according to claims 1 and 3, characterised in that the shear gaps (9, 10, 11) diminish towards the worm outlet.

9. A worm strainer press according to claim 1, characterised in that a stripping finger (17) projects radially through the jacket (2) into the worm channel (6, 7, 8), whereby the web of the worm is interrupted at this point.

10. A worm strainer press according to claim 1, characterised in that the jacket (2) has in region (a) longitudinal grooves (18), the depth of which reduces to zero in the direction of feed.

11. A worm strainer press according to claim 1, characterised in that the length of the first section (a) of the worm channel (6) up to the first throttle is 4.5 times as large and the length of each of the following sections (b, c) of the worm channel (7, 8) is 2.3 times as large as the inner diameter D of the worm press.

12. A process for recovering oil from purified oil fruits and oil seeds having a particle diameter of 10 mm and high fat content using a worm strainer press according to claims 1 to 11, characterised in that the oil fruits or oil seeds are pre-pressed immediately after purification and the remaining solid material is finally extracted.

Revendications

1. Filtre-presse à vis sans fin constitué par une vis sans fin (1) et par une enveloppe perforée (2) qui l'entoure et comportant au moins une partie d'étranglement (3, 4, 5), caractérisé en ce que le conduit hèlicoïdal (6, 7, 8) se rétrécit vers le point de sortie du produit solide et que chacune des parties d'étranglement (3, 4, 5) délimite entre elle et l'enveloppe (2) un intervalle mince (9, 10, 1 1 ), le rapport entre la profondeur (h,, h₂, h₃) du conduit hélicoïdal (6, 7, 8) et la largeur de l'intervalle mince (9, 10, 11) étant compris entre 3 et 15.

2. Filtre-presse à vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) est un filtre constitué par des barreaux.

3. Filtre-presse à vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties d'étranglement (3, 4, 5) sont constituées par des parties rentrantes (15) qui font partie intégrante de l'enveloppe (2) et délimitent, entre elles et un arbre (13), un intervalle mince (16).

4. Filtre-presse à vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit hélicoïdal (6, 7, 8) se rétrécit d'une manière non continue vers la sortie de la vis sans fin.

5. Filtre-presse à vis sans fin selon l'une des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte un canal hélicoïdal (6, 7, 8) dont la largeur représente de 2 à 12% du diamètre D.

6. Filtre-presse à vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pente de l'hélice diminue d'une manière discontinue, en même temps que la profondeur du canal hélicoïdal, vers la sortie de la vis sans fin.

7. Filtre-presse à vis sans fin selon l'une des revendications 1 et 6, caractérisé en ce que la pente de l'hélice de la vis est comprise entre 7,5'et 15°.

8. Filtre-presse à vis sans fin selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la largeur de l'intervalle mince (9, 10, 11) diminue vers la sortie de la vis sans fin.

9. Filtre-presse à vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que des doigts de raclage (17) qui traversent l'enveloppe (2) pénètrent dans le sens radial dans le conduit hélicoïdal (6, 7, 8) les nervures hélicoïdales étant interrompues aux endroits correspondants.

10. Filtre-presse à vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) comporte, dans le secteur (a), des évidements longitudinaux (18) dont la profondeur diminue dans la direction de transport jusqu'à atteindre la valeur 0.

11. Filtre-presse à vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur du premier secteur (a) du conduit hélicoïdal (6), qui va jusqu'à la première partie d'étranglement, est égale à 4,5 fois le diamètre intérieur D de la presse à vis sans fin et que la longueur de chacun des secteurs suivants (b,c) des conduits hélicoïdaux (7, 8) est égale à 2,3 fois de diamètre intérieur.

12. Procédé d'obtention de l'huile à partir de fruits et de graines d'oléagineux nettoyés se présentant sous forme de particules pouvant avoir un diamètre atteignant 10 mm et ayant une teneur en graisse élevée, par pression au moyen de filtre-presse à vis sans fin, conforme aux revendications 1 à 11, puis par extraction, caractérisé en ce que les fruits ou graines d'oléagineux sont, immédiatement après leur nettoyage, soumis à une première compression à froid, le résidu solide restant étant ensuite soumis à une extraction.

Zeichnung