Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zerkleinern
von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen
und/oder Speiseresten.
Technischer Hintergrund
[0002] Organische Küchenabfälle, wie Rüst- und Putzabfälle, und Speisereste fallen beispielsweise
in Großküchen, Kantinen, Hotels, Gemeinschaftsverpflegungseinrichtungen, der übrigen
Gastronomie und in Supermärkten täglich in großen Mengen an. Diese organischen Küchenabfälle
und Speisereste können als Grundstoff für die Erzeugung regenerativer Energie in Biogasreaktoren
und zur Herstellung von Düngemitteln verwendet werden. Hierzu ist es notwendig, die
organischen Küchenabfälle und Speisereste so zu behandeln, dass sie lagerfähig und
transportfähig sind.
[0003] Zur Entsorgung und Lagerung der organischen Küchenabfälle sind Systeme bekannt, bei
welchen die organischen Küchenabfälle und Speisereste in eine Entsorgungsvorrichtung
gegeben werden, in welcher sie mittels einer Zerkleinerungsvorrichtung in Form eines
Mahlwerks, teilweise unter Zugabe von Wasser, so zerkleinert werden, dass sie anschließend
in einer weitgehend homogenisierten Form in entsprechende Lagertanks abgepumpt werden
können. Von diesen Lagertanks aus wird die dann weitgehend homogenisierte Biomasse
mittels eines Transportfahrzeuges zu einer Biogasanlage transportiert, in welcher
die Biomasse fermentiert wird, wobei die bei der Fermentierung entstehenden Faulgase,
insbesondere Methangas, zur Erzeugung elektrischer Energie und/oder Wärmeenergie verwendet
wird. Auf diese Weise können organische Küchenabfälle recycelt werden und aus diesen
umweltfreundlich erneuerbare Energie gewonnen werden. Zudem kann der verbleibende,
meist dünnflüssige Gärrest im Landbau als Dünge- oder Bodenverbesserungsmittel verwertet
werden.
[0004] Aus der
EP 2492405 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, in welcher zu zerkleinernde Küchenabfälle und Speisereste
in eine trichterförmige Aufnahme gegeben werden, an deren Boden ein Mahlwerk zum Zerkleinern
der Küchenabfälle angeordnet ist, der eine Pumpe nachgelagert ist. Im Betrieb der
Vorrichtung, mithin bei drehendem Mahlwerk und gleichzeitig laufender Pumpe, werden
die Küchenabfälle und Speisereste im Mahlwerk zerkleinert und mittels der dem Mahlwerk
nachgelagerten Pumpe angesaugt. Durch das Ansaugen der Pumpe entsteht ein Sog in Richtung
der Pumpe, so dass ein Strom aus zerkleinerten Küchenabfällen und Speiseresten aus
dem Mahlwerk in Richtung der Pumpe erzeugt wird. Aufgrund des Abpumpens der zerkleinerten
Küchenabfälle und Speisereste können weitere Küchenabfälle und Speisereste in das
Mahlwerk gelangen, so dass sukzessive im Wesentlichen alle in der Aufnahme befindlichen
Küchenabfälle und Speisereste zerkleinert und abgepumpt werden können.
[0005] Um während des Zerkleinerns und Abpumpens ein verbessertes Zuführen der Küchenabfälle
und Speisereste in der Aufnahme zum Mahlwerk hin zu erzielen, ist an einem Rotor des
Mahlwerks eine in die Aufnahme ragende Vorzerkleinerungseinheit in Form eines mit
Zerkleinerungsmessern versehenen Mitnehmers befestigt, welche sich bei einer Drehung
des Rotors synchron mit diesem mitdreht. Dadurch werden die Speisereste und Küchenabfälle
zum Teil bereits vor dem Auftreffen auf das Mahlwerk vorzerkleinert. Aufgrund des
Volumenstroms aus dem Mahlwerk in Richtung der Pumpe gelangen unzerkleinerte sowie
klebrige und faserige Materialien in das Mahlwerk und weiter in die das Mahlwerk und
die Pumpe verbindende Produktleitung, was zu Agglomerationen der vorgenannten Materialien
und/oder zu Verstopfungen im Mahlwerk, der Produktleitung und/oder der Pumpe führen
kann. Um dies zu vermeiden, wird während des Betriebs der Vorrichtung stets eine mehr
oder minder große Menge an Prozesswasser zugeführt, um Agglomerationen zu verhindern.
Darstellung der Erfindung
[0007] Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder
Speiseresten, sowie eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.
[0008] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder
Speiseresten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung
und den Figuren.
[0009] Entsprechend wird ein Verfahren zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder Speiseresten,
bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen und/oder Speiseresten vorgeschlagen,
umfassend den Schritt des Beschickens eines Trichters zum Aufnehmen von Küchenabfällen
und/oder Speiseresten, welcher an einem Trichterboden mit einem Mahlwerk zum Zerkleinern
der Küchenabfälle und/oder Speisereste versehen und von dem Mahlwerk über eine Produktleitung
mit einer Pumpe zum Abpumpen zerkleinerter Küchenabfälle und/oder Speisereste verbunden
ist, mit zu zerkleinernden Küchenabfällen und/oder Speiseresten, und den Schritt des
Abpumpens der durch das Mahlwerk zerkleinerten Küchenabfälle und/oder Speisereste
mittels der Pumpe. Erfindungsgemäß wird vor dem Schritt des Abpumpens in dem Trichter
ein Vorzerkleinern der in dem Trichter befindlichen Küchenabfälle und/oder Speisereste
mittels einer in den Trichter ragenden Vorzerkleinerungseinheit durchgeführt, wobei
im Schritt des Vorzerkleinerns aus den Küchenabfällen und/oder Speiseresten eine homogenisierte
Masse im Trichter (2) gebildet wird, wobei die Pumpe (5) erst nach dem Schritt des
Vorzerkleinerns eingeschaltet wird, um das Abpumpen zu starten.
[0010] Dadurch, dass vor dem Schritt des Abpumpens in dem Trichter ein Vorzerkleinern der
in dem Trichter befindlichen Küchenabfälle und/oder Speisereste mittels einer in den
Trichter ragenden Vorzerkleinerungseinheit durchgeführt wird, kann ein verbessertes
Zerkleinerungsergebnis erzielt und der Wartungsaufwand einer Vorrichtung, welche gemäß
dem Verfahren betrieben wird, verringert werden. Die aktivierte Vorzerkleinerungseinheit
sorgt dafür, dass die Küchenabfälle und/oder Speisereste bereits im Trichter zerschnitten
und/oder zerschlagen werden. Da während des Vorzerkleinerns kein Abpumpen der vorzerkleinerten
Küchenabfälle und Speisereste durch die ausgeschaltete Pumpe erfolgt, verbleiben die
Küchenabfälle und/oder Speisereste zunächst im Trichter und können dort weiter zerkleinert
werden.
[0011] Durch das Vorzerkleinern der Küchenabfälle und/oder Speisereste werden die Zellstrukturen
dieser Bioabfälle bereits im Trichter derart weitgehend zertrümmert, dass bereits
im Trichter das in den Küchenabfällen und Speiseresten enthaltene Wasser ausgelöst
wird. Viele Küchenabfälle und Speisereste haben einen hohen Gehalt an Eigenwasser,
welches durch den Schritt des Vorzerkleinerns nutzbar gemacht wird, bevor die Küchenabfälle
und/oder Speisereste im Mahlwerk zerkleinert werden. Durch diese Nutzbarmachung des
in den Küchenabfällen und Speiseresten enthaltenen Eigenwassers verringert sich der
Bedarf an extern zugegebenem Prozesswasser, was wiederum das Volumen der zu entsorgenden
Biomasse verringert und damit die Entsorgungskosten senkt.
[0012] Zudem werden die im Trichter befindlichen Küchenabfälle und/oder Speisereste bereits
im Trichter homogenisiert. Folglich wird bereits im Trichter durch das dem Abpumpen
und mithin dem Zerkleinern durch das Mahlwerk zeitlich vorgelagerte Vorzerkleinern
eine homogenisierte Masse, bevorzugt eine wässrige Suspension mit einer bevorzugt
breiartigen Konsistenz, welche sich aus den vorzerkleinerten Küchenabfällen und/oder
Speiseresten sowie dem herausgelösten Eigenwasser zusammensetzt, gebildet. Die so
vorzerkleinerten Küchenabfälle und/oder Speisereste erleichtern ein späteres Zerkleinern
durch das Mahlwerk, wenn diese aufgrund eines Einsetzens der Pumpwirkung der Pumpe
aus dem Trichter durch das Mahlwerk hindurch abgesaugt werden.
[0013] Die Küchenabfälle und/oder Speisereste werden beim Schritt des Vorzerkleinerns bereits
derart zerkleinert, dass eine abpumpfähige Masse entsteht. Mit anderen Worten ist
die durch das Vorzerkleinern der Küchenabfälle und/oder Speisereste entstandene Masse
hinreichend wässrig und homogen, dass sie den Trichterboden zumindest im Bereich des
Mahlwerks im Wesentlichen derart dicht abdeckt, dass sich ein durch die Pumpe erzeugter
Sog in Richtung der Pumpe bis in den Trichterbereich, in dem die wässrige Suspension
vorliegt, mithin in den Bodenbereich des Trichters, erstreckt. Dadurch werden die
vorzerkleinerten Küchenabfälle und/oder Speisereste beziehungsweise deren homogenisierte
Suspension bereits vor dem Mahlwerk angesaugt und durch den so entstehenden Strom
in das Mahlwerk gesaugt, sie können darin mithin besonders effizient weiterzerkleinert
werden. Zudem kann durch den bereits im Trichter beginnenden Strom das Auftreten von
Agglomerationen im Mahlwerk reduziert oder sogar gänzlich vermieden werden. Insbesondere
ist dadurch die im Mahlwerk entstehende Strömungsverteilung gleichmäßiger.
[0014] Das Vorzerkleinern erfolgt für eine bestimmbare Zeitspanne, bevor die Pumpe gestartet
wird. Alternativ kann der Beginn des Abpumpens auch durch eine manuelle Eingabe oder
einen Steuerbefehl beginnen.
[0015] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung des Verfahrens wird beim Vorzerkleinern
durch die Vorzerkleinerungseinheit ein im Trichter zirkulierender Mahlstrom erzeugt,
wobei die Vorzerkleinerungseinheit bevorzugt durch eine Drehbewegung um eine Drehachse
der Vorzerkleinerungseinheit den zirkulierenden Mahlstrom im Trichter erzeugt. Die
Küchenabfälle und/oder Speisereste im Trichter erfahren folglich durch die Vorzerkleinerungseinheit
zusätzlich ein Verrühren beziehungsweise Vermischen. Im Trichter entsteht dadurch
ein Mahlstrom, der bevorzugt in horizontaler und gleichzeitig auch in vertikaler Richtung
das Material im Trichter zirkuliert.
[0016] Im durch die Vorzerkleinerungseinheit erzeugten zirkulierenden Mahlstrom drehen die
Küchenabfälle und/oder Speisereste je nach Position im Trichter mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten. Je näher sich Küchenabfälle und/oder Speisereste an der Vorzerkleinerungseinheit
befinden, desto höher ist deren Geschwindigkeit. Mit zunehmendem Abstand zur Vorzerkleinerungseinheit
und abnehmenden Abstand zur Trichterwand nimmt die Geschwindigkeit ab, wobei die Teilchen
insbesondere durch Reibung an den Trichterwänden und untereinander gebremst werden.
Die unterschiedlich schnell bewegten Teile beziehungsweise Masseströme sowie die Reibung
untereinander bewirken ein weiteres Zerkleinern der Küchenabfälle und/oder Speisereste
im Mahlstrom, wodurch eine nochmals verstärkte Vorzerkleinerung beziehungsweise Vorhomogenisierung
der Küchenabfälle und/oder Speisereste bereits im Trichter erfolgt. Durch die Vorzerkleinerung
beziehungsweise Vorhomogenisierung bildet sich im Trichter mithin eine relativ homogene
Biomasse aus, wobei nach und nach der gesamte Inhalt des Trichters durch den Mahlstrom
bewegt und zerkleinert wird.
[0017] In diesem Verfahren werden die Küchenabfälle und Speisereste bevorzugt so fein zerkleinert,
dass die Zellstrukturen der Stoffe zerstört werden, deren Eigenwasser freigesetzt
wird und eine homogene, fließfähige Masse entsteht.
[0018] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird vor und/oder während des Vorzerkleinerns
eine vorgegebene Menge an Prozesswasser in den Trichter und/oder in die Produktleitung
eingeleitet, bevorzugt über eine im Trichter und/oder in der Produktleitung angeordnete
Düse und/oder einen Wassereinlass. Dadurch kann die Homogenisierung der vorzerkleinerten
Küchenabfälle und/oder Speisereste verstärkt werden. Zudem kann so der Wassergehalt
der aus den Küchenabfällen und/oder Speiseresten durch das Vorzerkleinern entstehenden
Masse erhöht beziehungsweise angepasst werden, um eine für das anschließende Zerkleinern
im Mahlwerk und Abpumpen über die Pumpe günstige Konsistenz zu erzielen.
[0019] Gemäß einer Weiterbildung wird eine bestimmte Menge an Prozesswasser bevorzugt vor
dem Beginn des Vorzerkleinerns zumindest in die Produktleitung eingeleitet. Bevorzugt
ist die Menge derart bemessen, dass die Produktleitung komplett gefüllt wird, wobei
bevorzugt das eingefüllte Prozesswasser bis zum oberen Bereich des Mahlwerks reicht.
Dadurch ist zum einen bereitgestellt, dass die am Ende der Produktleitung angeordnete
Pumpe unmittelbar Fluid pumpen kann, und nicht erst durch ein Verdrängen von Luft
ein Unterdruck erzeugt werden muss. Zum anderen können dadurch Agglomerationen im
Mahlwerk und in der Produktleitung sowie der Pumpe aufgrund von Anhaften pulverförmiger,
klebriger und/oder faserförmiger Materialien vermieden werden. Alternativ kann in
die Produktleitung auch eine derartige Menge an Prozesswasser eingeführt werden, dass
der Wasserpegel über die Oberkante des Mahlwerk-Rotors in den Trichter hinein steigt.
Insbesondere bei pulverförmigen und/oder trockenen Stoffen hat diese Methode der Wasserzuführung
den Vorteil, dass die Stoffe auch in der untersten Zone des Trichters genügend Prozesswasser
für die Herstellung einer Masse mit breiförmiger, pumpfähiger Konsistenz erhält. Zudem
werden feste Stoffe, die sich zwischen Messerkranz und Rotor des Mahlwerks ablagern
und dadurch möglicherweise das Anfahren des Verarbeitungszyklus blockieren, ausgeschwemmt.
In diesem Fall wird zusätzlich Prozesswasser in den Verarbeitungszyklus eingebracht,
welches zwar den Wasseranteil der durch das Vorzerkleinern erzeugten Masse basierend
auf den vorzerkleinerten Küchenabfällen und/oder Speiseresten etwas erhöht, jedoch
die Prozesssicherheit deutlich verbessert.
[0020] Bevorzugt wird der Wassergehalt des sich im Trichter oder in der Produktleitung befindlichen
Masse mittels eines Wassergehalt-Sensors, bevorzugt mittels eines induktiven Messverfahrens,
eines Mikrowellenresonanz-Verfahrens oder eines photometrischen Verfahrens gemessen.
Alternativ können aber auch andere Verfahren zum Bestimmen des Wassergehalts Anwendung
finden. Basierend auf den Ergebnissen der Wassergehaltsmessung kann entsprechend zusätzliches
Prozesswasser zugegeben werden, bevorzugt bis ein vorgegebener Wassergehalt, bevorzugt
während des Vorzerkleinerns, vorliegt. Alternativ oder zusätzlich können basierend
auf den ermittelten Wassergehalt der Verfahrensablauf, die Dauer der einzelnen Schritte
und/oder die Gesamtzykluszeit eingestellt und/oder angepasst werden.
[0021] Um zu verhindern, dass nichtorganische Stoffe, wie Textilien, Kunststoffartikel wie
Folien und/oder Handschuhe in das Mahlwerk gelangen, erfolgt gemäß einer weiteren
bevorzugten Ausbildung während des Vorzerkleinerns ein Separieren von nichtorganischen
Stoffen, bevorzugt durch Verfangen und/oder Aufwickeln der nichtorganischen Stoffe
an zumindest einem Vorsprung, bevorzugt einem Vorzerkleinerungsmesser, besonders bevorzugt
einem zumindest teilweise stumpfkantiges Vorzerkleinerungsmesser, der Vorzerkleinerungseinheit.
Zudem ist die etwaige für die Biogaserzeugung genutzte abgepumpte Biomasse dadurch
weniger mit anorganischen Störstoffen durchsetzt.
[0022] Wenn ferromagnetische Stoffe durch ein Aufbringen einer magnetischen Kraft zumindest
in einem Bereich einer Trichterwand des Trichters aus den Küchenabfällen und/oder
Speiseresten, bevorzugt zumindest während des Vorzerkleinerns, aussortiert werden,
wie in einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens vorgesehen, kann verhindert werden,
dass diese Stoffe das Mahlwerk blockieren und Schäden an der Vorzerkleinerungseinheit,
dem Mahlwerk und/oder der Pumpe verursachen. Zudem ist die etwaige für die Biogaserzeugung
genutzte abgepumpte Biomasse dadurch weniger mit anorganischen Verunreinigungen durchsetzt.
Durch die Drehbewegung der Vorzerkleinerungseinheit entsteht eine Strömung, mithin
der Mahlstrom, der die relativ schweren ferromagnetische Stoffe, wie Besteckteile,
im Wesentlichen aufgrund einer Zentrifugalkraft in Richtung der Trichterwand bewegt,
an welcher sie durch die magnetische Kraft gehalten und fixiert werden.
[0023] Gemäß einer bevorzugten Weiterführung werden die separierten Stoffe und/oder die
aussortierten Stoffe nach Beendigung des Zerkleinerns und Abpumpens aus dem Trichter
entnommen. So steht das gesamte Trichtervolumen einem erneuten Befüllen mit zu zerkleinernden
Küchenabfällen und/oder Speiseresten zur Verfügung.
[0024] Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausbildung wird in einer Schlussphase des
Abpumpens der Trichter und/oder ein den Trichter während des Betriebs bedeckender
Deckel mittels eingespritzten Prozesswassers vorgereinigt. Bevorzugt erfolgt das Einspritzen
des Prozesswassers in der letzten Phase der Homogenisierung bei schon weitgehend geleertem
Eingabetrichter, wobei bevorzugt das Prozesswasser über eine auf den Deckel der Eingabestation
gerichtete Düse zugeführt wird. Das hat zur Folge, dass das Prozesswasser breit über
die noch im Trichter befindliche Biomasse versprüht wird und der Deckel und der Trichterbereich
grob gereinigt werden.
[0025] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung rotieren die Vorzerkleinerungseinheit
und/oder das Mahlwerk mit einer Drehzahl von 700 bis 2800 Umdrehungen pro Minute,
bevorzugt mit einer Drehzahl von 1400 Umdrehungen pro Minute, wobei die Vorzerkleinerungseinheit
und das Mahlwerk bevorzugt synchron rotieren. Die Drehzahl kann bevorzugt an einer
entsprechenden Steuerung eingestellt oder durch diese vorgegeben werden. Je höher
die Drehzahl des rotierenden Mahlwerks sowie der rotierenden Vorzerkleinerungseinheit
ist, desto kleiner wird die beim Zerkleinern der Küchenabfälle und/oder Speisereste
entstehende Partikelgröße. Mit der Steuerung/Regelung der Drehzahl lässt sich die
gewünschte Partikelgröße der zerkleinerten Küchenabfälle und Speisereste einstellen.
Bei sehr kleiner Partikelgröße bildet sich eine Suspension, in der Feststoffe und
Flüssigkeit gebunden sind. Die so entstandene Masse ist dann besonders leicht zu pumpen
und kann aufgrund der Gravitation bereits in einer leicht geneigten Rohrleitung in
Gravitationsrichtung abfließen, was ein nahezu vollständiges Entleeren von Trichter,
Mahlwerk und/oder Produktleitung ermöglicht.
[0026] Um ein verbessertes Zerkleinerungs- und/oder Durchmischungsverhältnis beziehungsweise
einen höheren Grad an Homogenisierung zu erzielen, kann die Drehzahl der Vorzerkleinerungseinheit
und/oder des Mahlwerks einer weiteren bevorzugten Weiterbildung folgend variiert werden
und/oder die Drehung der Vorzerkleinerungseinheit und/oder des Mahlwerks unterbrochen
werden und/oder der Drehsinn der Vorzerkleinerungseinheit und/oder des Mahlwerks umgekehrt
werden. Bevorzugt erfolgen das Variieren der Drehzahl, das Unterbrechen der Drehung
und/oder die Umkehrung des Drehsinns gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Ablauf, wobei
der Ablauf bevorzugt mittels einer Steuerung gesteuert/geregelt wird.
[0027] Um die Effizienz des Verfahrens zu erhöhen und das Verletzungsrisiko für Bedienpersonal
zu reduzieren, kann das Verfahren zumindest teilweise automatisiert sein, wobei bevorzugt
zumindest der Beginn des Vorzerkleinerns und/oder das Beenden des Abpumpens automatisch
erfolgen, wobei bevorzugt ein Sensorsignal den Beginn des Vorzerkleinern und/oder
den Beginn und/oder die Beendigung des Abpumpens auslöst.
[0028] Bevorzugt wird mittels eines Sensors ermittelt, wenn der Trichter vollständig beziehungsweise
bis zu einem vorgegebenen Wert gefüllt ist. Die Ermittlung des Füllstands kann gewichtsbezogen,
induktiv und/oder optisch erfolgen. Alternativ kann die Messung des Füllstandes aber
auch durch an sich bereits bekannte andere Arten von Sensoren erfolgen. Entspricht
die Befüllung des Trichters dem Vorgabewert und/oder überschreitet diesen, gibt der
Sensor ein entsprechendes Signal ab, welches einen Beginn des Vorzerkleinerns auslöst.
[0029] Weiterhin werden bevorzugt während des Vorzerkleinerns eine Drehzahl und/oder ein
Drehmoment und/oder ein Drehwiderstand eines zumindest die Vorzerkleinerungseinheit
antreibenden Antriebs zumindest abschnittsweise oder intermittierend, bevorzugt kontinuierlich
ermittelt. In einer Weiterführung wird eine zeitliche Änderung zumindest eines der
ermittelten Werte, bevorzugt die zeitliche Änderung des Drehmoments beziehungsweise
des Drehwiderstands, mit einem vorgegebenen Grenzwert und/oder Vorgabewert verglichen.
Die vorgenannte zeitliche Änderung kann als Maß für den Grad der Homogenisierung der
Küchenabfälle und/oder Speisereste genutzt werden, wobei, wenn die zeitliche Änderung
geringer ist als der Grenzwert und/oder Vorgabewert und/oder innerhalb eines vorgegebenen
Bereichs liegt, die durch das Vorzerkleinern entstandene Masse hinreichend homogen
ist, so dass ein effektives Abpumpen durch die Pumpe und ein gleichzeitig erfolgendes
Zerkleinern im Mahlwerk möglich ist. Dies kann als Auslösesignal für einen Beginn
des Abpumpens genutzt werden.
[0030] Ferner kann entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausbildung ein Leerstand des
Trichters und/oder ein Flüssigkeitsstand in der Produktleitung erfasst werden, wobei
bei Erreichen des Leerstandes und oder Unterschreiten eines vorgegebenen Flüssigkeitsstands
ein Einspritzen beziehungsweise Nachspritzen von Prozesswasser ausgelöst werden oder
das Abpumpen beendet werden kann. Die Ermittlung des Leerstandes kann gewichtsbezogen,
induktiv und/oder optisch erfolgen.
[0031] Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum Zerkleinern
von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen
und/oder Speiseresten, mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
[0032] Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder Speiseresten,
bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, vorgeschlagen,
umfassend einen Trichter zum Aufnehmen von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, ein
an einem Trichterboden des Trichters angeordnetes Mahlwerk zum Zerkleinern, bevorzugt
Homogenisieren, der Küchenabfälle und/oder Speisereste und eine über eine Produktleitung
mit dem Mahlwerk verbundene Pumpe zum Abpumpen zerkleinerter Küchenabfälle und/oder
Speisereste, wobei in dem Trichter eine sich von dem Trichterboden in das Innere des
Trichters erstreckende Vorzerkleinerungseinheit zum Vorzerkleinern der in dem Trichter
befindlichen Küchenabfälle und/oder Speisereste angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist
eine Steuerung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, ein Vorzerkleinern mittels der
Vorzerkleinerungseinheit und anschließend ein Einschalten der Pumpe zum Abpumpen zerkleinerter
Küchenabfälle und/oder Speisereste zu steuern.
[0033] Unter "Steuerung" wird hier eine Einrichtung verstanden, die die gerichtete Beeinflussung
des Verhaltens technischer Systeme sowohl durch Vorgabe eines Vorgabewertes als auch
durch Anpassung des Vorgabewertes infolge eines rückgeführten Vergleichssignals oder
Messsignals beziehungsweise Messgliedes ermöglicht. Die Steuerung ist mithin zum Steuern
und/oder Regeln der Vorrichtung eingerichtet.
[0034] Dadurch, dass eine Steuerung vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, ein Vorzerkleinern
mittels der Vorzerkleinerungseinheit und anschließend ein Einschalten der Pumpe zum
Abpumpen zerkleinerter Küchenabfälle und/oder Speisereste zu steuern, können die hinsichtlich
des Verfahrens beschriebenen Vorteile analog erzielt werden.
[0035] Bevorzugt weist zumindest eine Trichterwand, bevorzugt alle Trichterwände, eine Neigung
von zumindest 45°, bevorzugt zumindest 50°, besonders bevorzugt zumindest 55° und
ganz besonders bevorzugt von zumindest 60° gegenüber der Horizontalen auf. Mit anderen
Worten schließen die Trichterwand und die Richtung der Erdbeschleunigung einen Winkel
von maximal 45°, bevorzugt maximal 40°, besonders bevorzugt maximal 35° und ganz besonders
bevorzugt von maximal 30° ein. Durch die hohe Steigung der Trichterwand ist ermöglicht,
dass die sich im Trichter befindlichen Festkörper und Flüssigkeiten beziehungsweise
deren Suspension gravitationsbedingt im Wesentlichen selbstständig in Richtung zum
Trichterboden hin fließen beziehungsweise sich bewegen. Um den Selbstfluss der vorgenannten
Stoffe besonders sicher gewährleisten zu können, weist der Trichterboden eine Neigung
von zumindest 60° gegenüber der Horizontalen auf.
[0036] Bevorzugt ist die Pumpe über eine Transportleitung mit einem Tank zum Aufnehmen und/oder
Lagern der zerkleinerten Küchenabfälle und/oder Speisereste verbunden.
[0037] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Sensor zum Erfassen
eines Füllstands in dem Trichter und/oder in der Produktleitung vorgesehen, wobei
die Steuerung dazu eingerichtet ist, ein Sensorsignal des Sensors zu empfangen. Bevorzugt
wird mittels des Sensors ermittelt, wenn beziehungsweise ob der Trichter und/oder
die Produktleitung vollständig beziehungsweise zu einem vorgegebenen Wert gefüllt
ist. Die Ermittlung des Füllstands kann gewichtsbezogen oder optisch erfolgen. Alternativ
kann der Füllstand aber auch durch an sich bereits bekannte andere Arten von Sensoren
ermittelt werden. Entspricht die Befüllung des Trichters dem Vorgabewert und/oder
überschreitet diesen, gibt der Sensor ein entsprechendes Signal an die Steuerung ab,
welches bevorzugt einen Beginn des Vorzerkleinerns durch die Steuerung auslöst.
[0038] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zumindest zwei Sensoren vorgesehen,
wobei ein erster Sensor zum Erfassen eines Leerstandes des Trichters und vorgesehen
ist und ein zweiter Sensor zum Erfassen eines vorgegebenen Füllstands, bevorzugt eines
Betriebsbeginn-Füllstands, vorgesehen ist, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist,
Sensorsignale des ersten und zweiten Sensors zu empfangen. Neben dem oben genannten
Ermitteln des Füllstandes kann so ferner ein Leerstand des Trichters erfasst werden,
wobei bei Erreichen des Leerstandes durch die Steuerung bevorzugt ein Einspritzen
beziehungsweise Nachspritzen von Prozesswasser ausgelöst oder das Abpumpen beendet
werden kann.
[0039] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein weiterer Sensor zum Erfassen
eines Flüssigkeitsstands in der Produktleitung vorgesehen, wobei die Steuerung dazu
eingerichtet ist, ein Sensorsignal des weiteren Sensors zu empfangen. Neben dem oben
genannten Ermitteln des Füllstandes kann so ferner ein Flüssigkeitsstand in der Produktleitung
erfasst werden, wobei bei Erreichen oder Unterschreiten eines vorgegebenen Flüssigkeitsstands
ein Einspritzen beziehungsweise Nachspritzen von Prozesswasser via der Steuerung beendet
oder ausgelöst werden oder das Abpumpen beendet werden kann.
[0040] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung dazu eingerichtet,
ein Drehmoment und/oder einen Drehwiderstand eines das Mahlwerk und/oder die Vorzerkleinerungseinheit
antreibenden Antriebs, bevorzugt eines Elektromotors, zu erfassen, wobei die Steuerung
bevorzugt ferner dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts
einer zeitlichen Änderung des Drehmoments und/oder des Drehwiderstands des Antriebs
die Pumpe einzuschalten. Weiterhin werden bevorzugt während des Vorzerkleinerns eine
Drehzahl und/oder ein Drehmoment und/oder ein Drehwiderstand eines zumindest die Vorzerkleinerungseinheit
antreibenden Antriebs zumindest abschnittsweise oder intermittierend, bevorzugt kontinuierlich
ermittelt. In einer Weiterführung wird eine zeitliche Änderung zumindest eines der
ermittelten Werte, bevorzugt die zeitliche Änderung des Drehmoments beziehungsweise
des Drehwiderstands mit einem vorgegebenen Grenzwert und/oder Vorgabewert verglichen.
Die vorgenannte zeitliche Änderung kann als Maß für den Grad der Homogenisierung der
Küchenabfälle und/oder Speisereste genutzt werden, wobei, wenn die zeitliche Änderung
geringer ist als der Grenzwert und/oder Vorgabewert und/oder innerhalb eines vorgegebenen
Bereichs liegt, die durch das Vorzerkleinern entstandene Masse hinreichend homogen
ist, so dass ein effektives Abpumpen durch die Pumpe und ein gleichzeitig erfolgendes
Zerkleinern im Mahlwerk möglich ist. Dies kann als Auslösesignal für einen Beginn
den Schritt des Abpumpens genutzt werden. Bevorzugt ist die Steuerung mit zumindest
einem Sensor zum Erfassen der Drehzahl, des Drehmoments und/oder des Drehwiderstands
verbunden.
[0041] Bevorzugt ist zumindest einer der Sensoren als induktiv messender Sensor, als Gewichtssensor
oder als optischer Sensor ausgebildet.
[0042] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein Rotor des Mahlwerks an
seiner Unterseite zumindest ein Pumpelement, bevorzugt in Form eines Steges, zum Einbringen
eines Bewegungsimpulses auf eine unterhalb des Mahlwerks befindliche Masse in Richtung
der Pumpe auf. Dadurch kann den mittels des Mahlwerks homogenisierten Küchenabfällen
und Speiseresten ein Impuls übertragen werden, welcher ein Fördern der vorgenannten
Masse in Richtung der Pumpe unterstützt.
Kurze Beschreibung der Figuren
[0043] Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende
Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- Figur 1
- schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Zerkleinern von
Küchenabfällen und/oder Speiseresten;
- Figur 2
- schematisch eine Schnittdarstellung der Vorrichtung aus Figur 1;
- Figur 3
- schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines Mahlwerks der Vorrichtung aus
Figur 1;
- Figur 4
- schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines Details eines Rotors des Mahlwerks
aus Figur 3;
- Figur 5
- schematisch eine Schnittansicht eines Trichters der Vorrichtung aus Figur 1 mit einem
angedeuteten Mahlstrom; und
- Figur 6
- schematisch eine perspektivische Seitenansicht der Vorrichtung aus Figur 1 mit einem
angedeuteten Mahlstrom.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
[0044] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben.
Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen
Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung
dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
[0045] Figur 1 zeigt in einer perspektivischen schematischen Darstellung eine Vorrichtung
1, welche zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, dient. Die Vorrichtung
1 umfasst eine Aufnahmevorrichtung in Form eines Trichters 2, welcher zunächst zur
Aufnahme der unzerkleinerten organischen Küchenabfälle und Speisereste dient. Der
Trichter 2 ist in Figur 1 in Form eines Trichters 2 mit rechteckigem Querschnitt gezeigt.
Andere Querschnitte können jedoch selbstverständlich ebenfalls verwendet werden, wie
beispielsweise quadratische Querschnitte, runde Querschnitte oder ovale Querschnitte.
Ferner kann der Trichter 2 auch nichttrichterförmige Anschnitte, beispielsweise zylinderförmige
Abschnitte, aufweisen.
[0046] Am unteren Ende des Trichters 2 ist ein Mahlwerk 3 vorgesehen, welchem über den Trichter
2 organische Küchenabfälle und Speisereise und zugeführt werden. Das Mahlwerk 3 dient
zur Zerkleinerung der über den Trichter 2 zugeführten organischen Küchenabfälle und
Speisereste. Das Mahlwerk 3 kann beispielsweise in der in Figur 3 gezeigten und weiter
unten beschriebenen Form vorgesehen sein.
[0047] An dem Mahlwerk 3 ist eine Vorzerkleinerungseinheit 4 angeordnet, welche von dem
Mahlwerk 3 aus zumindest teilweise in den Trichter 2 hereinragt. Mit anderen Worten
ragt die Vorzerkleinerungseinheit 4 zumindest teilweise in das durch die Dimensionen
des Trichters 2 definierte Volumen V (siehe auch Figur 2) hinein.
[0048] Die Vorzerkleinerungseinheit 4 dient einerseits zum verbesserten Zuführen von Küchenabfällen
und Speiseresten zu dem Mahlwerk 3. Unter Zuführen wird hier sowohl das tatsächliche
Fördern der organischen Küchenabfälle und Speisereste beispielsweise mittels einer
Förderschnecke, als auch das Förderbarmachen des organischen Küchenabfalls durch ein
Vorzerkleinern oder ein mechanisches Rütteln verstanden, um entsprechend auch leichte,
lockere, faserförmige und/oder trockene Küchenabfälle und Speisereste, die bisher
im Trichter 2 verklemmten, zum Mahlwerk 3 zuführen zu können. Die Vorzerkleinerungseinheit
4 bereitet also die organischen Küchenabfälle so auf und/oder bewegt sie derart, dass
sie dem Mahlwerk 3 zugeführt werden beziehungsweise in dieses hereinrutschen. Die
Vorzerkleinerungseinheit 4 kann mit Vorzerkleinerungsmessern 46 versehen ein, um die
Küchenabfälle und Speisereste vorzuzerkleinern.
[0049] Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Deckel 10, mittels welchem der Trichter
2 abgedeckt werden kann. Vorteilhaft muss der Trichter 2 mit dem Deckel 10 abgedeckt
werden, bevor das Mahlwerk 3 und die Vorzerkleinerungseinheit 4 in Betrieb versetzt
werden und zu rotieren beginnen. Der Deckel 10 verhindert ein Herausspritzen der zerkleinerten
oder zu zerkleinernden Masse aus der Vorrichtung 1 während des Betriebs. Weiterhin
ist der Deckel 10 dazu da, zu vermeiden, dass Nutzer in den Trichter 2 herein greifen,
wenn das Mahlwerk 3 und/oder die Vorzerkleinerungseinheit 4 betrieben wird. Der Deckel
10 ist vorteilhaft mit einer in dieser Ansicht nicht gezeigten Steuerung verbunden,
welche derart ausgerüstet ist, dass das Mahlwerk 3 sowie die Vorzerkleinerungseinheit
4 nur dann betrieben werden können, wenn der Deckel 10 geschlossen ist.
[0050] Die Steuerung weist ferner eine schematisch gezeigte Bedieneinheit 80 auf, mittels
welcher ein Nutzer Eingaben an die Steuerung machen und Informationen von dieser erhalten
kann.
[0051] Eine Düse 14 zum Einspeisen von Prozesswasser in den Trichter 2 ist an einer Trichterwand
20 des Trichters 2 vorgesehen, um bei trockenen organischen Küchenabfällen hinreichend
viel Wassergehalt herstellen zu können, um ein nachfolgendes Abpumpen der durch das
Mahlwerk 3 zerkleinerten Biomasse zu ermöglichen. Zum Abpumpen der durch das Mahlwerk
3 zerkleinerten, feuchten und weitgehend homogenisierten Biomasse ist nach dem Mahlwerk
3 eine entsprechend dimensionierte Pumpe 5 vorgesehen, die beispielsweise in Figur
2 gezeigt ist.
[0052] Die Düse 14 kann weiterhin auch zur Reinigung des Trichters 2 sowie des Mahlwerks
3, der Vorzerkleinerungseinheit 4 und/oder des Deckels 10 verwendet werden. Zur Reinigung
oder zur Zuführung von Prozesswasser kann aber auch mindestens eine weitere Düse an
einer anderen Stelle im Trichter 2 und/oder in einer später beschriebenen Produktleitung
vorgesehen sein.
[0053] Wie sich beispielsweise aus Figur 1 ergibt, ist die Vorzerkleinerungseinheit 4 koaxial
zum Mahlwerk 3 angeordnet, wobei sich die Drehachse 400 der Vorzerkleinerungseinheit
4 koaxial entlang der Drehachse 300 des Mahlwerks 3 erstreckt beziehungsweise beide
Drehachsen 300, 400 fallen zusammen.
[0054] Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht der Vorrichtung 1 in einer schematischen
Schnittdarstellung. In dieser Figur ist deutlich zu erkennen, dass sich die Vorzerkleinerungseinheit
4 teilweise, wenn auch nicht vollständig, in den Trichter 2 herein erstreckt und sich
insbesondere in das im Inneren des Trichters 2 gebildete Volumen V hinein erstreckt.
Das Volumen V definiert sich hier durch das zwischen dem Deckel 10, dem Trichterboden
22 und den Trichterwänden 20 des Trichters 2 befindliche Volumen.
[0055] Die Tiefe, um welche sich die Vorzerkleinerungseinheit 4 in den Trichter 2 herein
erstreckt, ist unter anderem abhängig davon, welche organischen Küchenabfälle und
Speisereste behandelt werden sollen. Weiterhin ist die Tiefe in dieser Ausführungsvariante
abhängig davon, wie weit die Vorzerkleinerungsmesser 46 des Mitnehmers 4 von der Trichterwand
des Trichters 2 entfernt sind. Dieser Abstand D muss so bemessen sein, dass auch größere
leichte Küchenabfälle noch zwischen den schnell rotierenden Vorzerkleinerungsmessern
46 und der Wand des Trichters 2 hindurchrutschen können, sowie insbesondere, dass
ein später noch eingehender beschriebener Mahlstrom im Trichter 2 erzeugt werden kann.
[0056] Das am Trichterboden 22 angeordnete Mahlwerk 3 ist über eine Produktleitung 7 mit
einer Pumpe 5 zum Abpumpen der zerkleinerten Biomasse über eine Transportleitung 15
in einen Tank 6 zur Aufnahme der abgepumpten Biomasse verbunden.
[0057] Die Produktleitung 7 weist einen Wassereinlass 16 auf, durch welchen Prozesswasser
in die Produktleitung 7 eingeleitet werden kann.
[0058] Die seitlichen Trichterwände 20 weisen einen Neigungswinkel α von 60° gegenüber der
Horizontalen 13 auf. Mit anderen Worten schließen die Trichterwand und die Richtung
der Erdbeschleunigung 12 einen Winkel β von 30° ein. Durch die hohe Neigung beziehungsweise
Steigung der Trichterwand 20 ist ermöglicht, dass die im Trichter 1 befindlichen Festkörper
und Flüssigkeiten beziehungsweise deren Suspension gravitationsbedingt im Wesentlichen
selbstständig in Richtung zum Trichterboden 22 hin fließen beziehungsweise sich bewegen.
[0059] An der Trichterwand 20 ist ein Magnetelement 9 angeordnet, mittels welchem ferromagnetische
Stoffe durch ein Aufbringen einer magnetischen Kraft aus den Küchenabfällen und/oder
Speiseresten aussortiert werden können.
[0060] Ferner sind ein erster Sensor 81 zum Erfassen eines Leerstandes des Trichters 2 und
ein zweiter Sensor 82 zum Erfassen eines vorgegebenen Betriebsbeginn-Füllstands in
dem Trichter 2 an der Trichterwand 20 angeordnet. Die Sensoren 81, 82 sind optisch
messende Sensoren. Alternativ kann der Füllstand auch über einen Gewichtssensor beziehungsweise
zumindest einen Beschleunigungssensor ermittelt werden, wobei der Füllstand gewichtsbezogen
ermittelt wird. Die Steuerung 8 ist dazu eingerichtet, Sensorsignale der ersten und
zweiten Sensoren 81, 82 zu empfangen.
[0061] Zudem ist die Steuerung 8 dazu eingerichtet, einen Drehwiderstand eines das Mahlwerk
3 und die Vorzerkleinerungseinheit 4 antreibenden Antriebs zu erfassen. Hierzu ist
an dem Mahlwerk 3 ein Sensor 84 zum Erfassen des Drehwiderstands angeordnet.
[0062] Eine Pumpe 5 ist über eine Produktleitung 7 mit dem Ausgang des Mahlwerks 3 verbunden.
Die Pumpe 5 ist dazu eingerichtet, abgepumpte zerkleinerte Küchenabfälle und Speisereste
über die Transportleitung 15 in einen Tank 6 abzupumpen. Bevorzugt werden die zerkleinerten
Küchenabfälle und Speisereste durch den Druck der Pumpe 5 eine gewisse Strecke in
der Transportleitung 15 gefördert. Anschließend fließen die zerkleinerten Küchenabfälle
und Speisereste schwerkraftbedingt weiter in den Tank 6.
[0063] Figur 3 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht das Mahlwerk 3. Das
Mahlwerk 3 umfasst einen Rotor 30, welcher um eine Drehachse 300 herum rotiert und
von einem Antrieb 32 in Form eines Elektromotors angetrieben wird, mit dessen Motorwelle
der Rotor 30 entsprechend verbunden ist. Der Antrieb 32 ist vorteilhaft mit einer
starken Bremse versehen, welche bei einer Öffnung des Deckels 10 während des Betriebs
des Antriebs 3 diesen sofort anhält.
[0064] Der Rotor 30 umfasst unterschiedlich geformte Mitnehmer 34, welche die zu zerkleinernden
organischen Küchenabfälle und Speisereste mitführen und entsprechend in eine Rotationsbewegung
versetzen kann. Ein Messerkranz 36 ist vorgesehen, welcher den Rotor 30 umgibt und
welcher als Stator dient. Die von dem Rotor 30 in eine Rotationsbewegung versetzten
organischen Küchenabfälle und Speisereste werden entsprechend durch Zentrifugalkräfte
an den Messerkranz 36 gedrückt und an diesem so entlang geführt, dass eine Zerkleinerung
in den entsprechenden Zwischenräumen zwischen den Messern stattfindet. Die Mitnehmer
34 streichen ihrerseits an dem Messerkranz 36 entlang, so dass sich durch die zwischen
den Messern 36 befindlichen Zwischenräume hindurch erstreckende organische Küchenabfälle
und Speisereste durch den Mitnehmer 34 abgeschert werden können. Andere Ausführungen
des Mahlwerks 3 sind ebenfalls denkbar. Der Sensor 84 erfasst die Drehzahl, das Drehmoment
und den Drehwiderstand des Antriebs 32.
[0065] Figur 4 ist schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines Details des Rotors
30 des Mahlwerks 3 zu entnehmen. Der Rotor 30 weist an seiner Unterseite 37 eine Mehrzahl
von Pumpelementen in Form von sich von der Unterseite 37 nach unten erstreckenden
Stegen 38 auf, welche zum Einbringen eines Bewegungsimpulses auf eine unterhalb des
Mahlwerks 3 befindliche Masse in Richtung zur Pumpe 5 eingerichtet sind. Dadurch kann
den mittels des Mahlwerks 3 homogenisierten Küchenabfällen und Speiseresten ein Impuls
übertragen werden, welcher ein Fördern der vorgenannten Masse in Richtung der Pumpe
5 unterstützt.
[0066] Im Folgenden wird ein Verfahren zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder Speiseresten,
bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen und/oder Speiseresten beispielhaft
anhand der vorgenannten Vorrichtung 1 beschrieben, und in den Figuren 5 und 6 gezeigt,
welche einen unten im Detail beschriebenen Mahlstrom 13 im Trichter 2 zeigen.
[0067] In einem ersten Schritt werden zu zerkleinernde Küchenabfälle und Speisereste in
den Trichter 2 eingebracht und anschließend der Deckel 10 geschlossen. Nachdem der
Deckel 10 in den geschlossenen Zustand gebracht wurde, erhält die Steuerung 8 ein
entsprechendes Signal und startet den Bearbeitungszyklus durch die Vorrichtung 1.
[0068] Zunächst wird eine bestimmte Menge an Prozesswasser über den in der Produktleitung
7 vorgesehenen Wassereinlass 16 in die Produktleitung 7 eingebracht. Wenn der dritte
Sensor 83 detektiert, dass die Produktleitung 7 bis zu einem bestimmten Niveau mit
Wasser gefüllt ist, erhält die Steuerung 8 ein entsprechendes Signal und beendet das
Einleiten des Prozesswassers in die Produktleitung 7. Zudem startet die Steuerung
8 den Antrieb 32. Dadurch werden der Rotor 30 und die daran befestigte Vorzerkleinerungseinheit
4 in Rotation versetzt. Durch die Drehung der Vorzerkleinerungseinheit 4 beginnt diese,
die im Trichter 2 befindlichen Küchenabfälle und Speisereste zu zerkleinern beziehungsweise
vorzuzerkleinern, im Wesentlichen, in dem die Vorzerkleinerungsmesser 46 die Küchenabfälle
und Speisereste zerschneiden und zerschlagen.
[0069] Da die Pumpe 5 sich im ausgeschalteten Zustand befindet, werden die Küchenabfälle
und Speisereste nicht durch das Mahlwerk 4 hindurch abgesaugt, sondern verbleiben
im Trichter 2 und werden dort weiter zerkleinert. Durch das Vorzerkleinern der Küchenabfälle
und Speisereste werden die Zellstrukturen der Bioabfälle bereits im Trichter 2 derart
weitgehend zertrümmert, dass bereits im Trichter 2 das in den Küchenabfällen und Speiseresten
enthaltene Wasser ausgelöst wird, welches dadurch nutzbar gemacht wird, bevor die
Küchenabfälle und/oder Speisereste im Mahlwerk 3 zerkleinert werden.
[0070] Aus den zerkleinerten Küchenabfällen und Speiseresten und dem herausgeschlagenen
Eigenwasser bildet sich im Trichter 2 aufgrund der Drehbewegung der Vorzerkleinerungseinheit
4 eine wässrige Suspension mit einer breiartigen Konsistenz. Die so vorzerkleinerten
Küchenabfälle und/oder Speisereste erleichtern ein späteres Zerkleinern durch das
Mahlwerk 3, wenn diese aufgrund eines Einsetzens der Pumpe 5 aus dem Trichter 2 durch
das Mahlwerk 3 hindurch abgesaugt werden. Um den Wasseranteil dieser Suspension zu
erhöhen, kann über die Düse 14 Prozesswasser hinzugegeben werden.
[0071] Aufgrund der Rotation der Vorzerkleinerungseinheit 4 wird neben dem Effekt des Zerkleinerns
zudem Energie auf die Küchenabfälle und Speisereste übertragen und diese im Trichter
2 in Rotation versetzt. Dadurch erzeugt die Vorzerkleinerungseinheit 4 im Trichter
2 einen zirkulierenden Mahlstrom 13. Die Küchenabfälle und/oder Speisereste im Trichter
erfahren folglich durch die Vorzerkleinerungseinheit 4 zusätzlich ein Verrühren beziehungsweise
Vermischen. Im Trichter 2 entsteht dadurch der Mahlstrom 13, der in horizontaler und
gleichzeitig in vertikaler Richtung das Material im Trichter 2 zirkulieren lässt.
Im durch die Vorzerkleinerungseinheit 4 erzeugten zirkulierenden Mahlstrom 13 drehen
die Küchenabfälle und/oder Speisereste je nach Position im Trichter 2 mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten. Je näher sich Küchenabfälle und Speisereste an der Vorzerkleinerungseinheit
4 befinden, desto höher ist deren Geschwindigkeit. Mit zunehmenden Abstand zur Vorzerkleinerungseinheit
4 und abnehmenden Abstand zur Trichterwand 20 nimmt die Geschwindigkeit ab, wobei
die Teilchen insbesondere durch Reibung an den Trichterwänden 20 und untereinander
gebremst werden. Die unterschiedlich schnell bewegten Teile beziehungsweise Masseströme
sowie deren Reibung untereinander bewirken ein weiteres Zerkleinern der Küchenabfälle
und Speisereste im Mahlstrom 13, wodurch eine nochmals verstärkte Vorhomogenisierung
der Küchenabfälle und Speisereste bereits im Trichter 2 erfolgt. Durch die Vorzerkleinerung
bildet sich im Trichter 2 mithin eine relativ homogene Biomasse aus, wobei nach und
nach der gesamte Inhalt des Trichters 2 durch den Mahlstrom 13 bewegt und zerkleinert
wird.
[0072] Figur 5 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Trichters 2. Der Mahlstrom ist
mittels der mit dem Bezugszeichen 13 bezifferten Pfeile angedeutet. Die Stärke beziehungsweise
Dicke der Pfeile ist dabei ein Maß für die Geschwindigkeit. Wie Figur 5 zu entnehmen,
erfahren die im Trichter 2 befindlichen Stoffe während des Vorzerkleinerns im Bereich
der Trichtermitte eine starke Beschleunigung in Richtung des Trichterbodens 22 und
werden dort nach außen und oben abgelenkt, wobei sie im Wesentlichen aufgrund der
Reibung an der Trichterwand 20 und untereinander verlangsamt werden. Oben angekommen
werden sie wieder vom Sog der (hier nicht gezeigten) Vorzerkleinerungseinheit 4 erfasst
und erneut nach unten beschleunigt. Gleichzeitig werden die Stoffe weiter zerkleinert.
[0073] Figur 6 zeigt schematisch eine perspektivische Seitenansicht der Vorrichtung 1. Erneut
ist der Mahlstrom mittels der mit dem Bezugszeichen 13 bezifferten Pfeile angedeutet.
Die Stärke beziehungsweise Dicke der Pfeile ist dabei wiederum ein Maß für die Geschwindigkeit
der bewegten Stoffe.
[0074] Wie aus den Figuren 5 und 6 zu entnehmen, bildet die Vorzerkleinerungseinheit 4 im
Trichter 2 einen Mahlstrom 13 in horizontaler und gleichzeitig in vertikaler Richtung
aus.
[0075] Nichtorganische Stoffe, wie Textilien, Kunststoffartikel wie Folien oder Handschuhe
werden während des Vorzerkleinerns an den Vorzerkleinerungsmessern 46 gefangen und
aufgewickelt und so von den organischen Bestandteilen separiert.
[0076] Ferner werden ferromagnetische Stoffe, wie Messer oder Gabeln, durch ein Aufbringen
einer magnetischen Kraft mittels des Magnetelements 9 aus dem Mahlstrom 13 aussortiert.
Die ferromagnetischen Stoffe bleiben dabei aufgrund der magnetischen Kraft im Bereich
des Magnetelements 9 an der Trichterwand 20 haften.
[0077] Um den Wassergehalt der Suspension aus den vorzerkleinerten Küchenabfällen und Speiseresten
zu erhöhen, kann über die Düse 14 zusätzlich Prozesswasser beigemengt werden.
[0078] Das Vorzerkleinern erfolgt für die Dauer einer zuvor an der Bedieneinheit 80 gewählten
Zeitspanne, bevor die Pumpe 5 gestartet und so das Abpumpen der vorzerkleinerten Küchenabfälle
und Speisereste aus dem Trichter 2 und somit das Zerkleinern durch das Mahlwerk 3
gestartet wird.
[0079] Nach einer vorgegebenen Zeitspanne des Abpumpens wird durch die Düse 14 der Trichter
2 und der Deckel 10 mittels eingespritzten Prozesswassers bespritzt. Das hat zur Folge,
dass das Prozesswasser breit über die noch im Trichter befindliche Biomasse versprüht
wird und der Deckel und der Trichterbereich grob gereinigt werden.
[0080] Während des Abpumpens wird der Flüssigkeitsstand in der Produktleitung erfasst, wobei
bei Unterschreiten eines vorgegebenen Flüssigkeitsstands das Abpumpen beendet wird.
[0081] Im Folgenden wird ein Verfahren zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder Speiseresten,
bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, gemäß einer
alternativen Ausbildung beschrieben. Das Verfahren gemäß der alternativen Ausbildung
entspricht im Wesentlichen dem zuvor beschriebenen Verfahren, wobei der Betriebszyklus
einen höheren Automatisierungsgrad aufweist.
[0082] Das Vorzerkleinern wird hier nicht bereits bei geschlossenem Deckel 10 gestartet,
sondern erst, wenn zusätzlich der zweite Sensor 82 erkennt, dass ein vorgegebener
Füllstand erreicht ist. Der zweite Sensor 82 übermittelt dann ein entsprechendes Signal
an die Steuerung 8, welche darauf die Vorzerkleinerung 4 startet.
[0083] Die Drehzahl der Vorzerkleinerungseinheit 4 wird während des Vorzerkleinerns zwischen
einer Drehzahl von 700 und 2800 Umdrehungen pro Minute variiert, um ein verbessertes
Durchmischungsverhältnis und eine gute Zerkleinerung unterschiedlicher Stoffe zu erzielen.
Zudem wird der Drehsinn der Vorzerkleinerungseinheit 4 während des Vorzerkleinerns
mehrfach gewechselt.
[0084] Ferner wird die Vorzerkleinerung nicht für eine vorgegebene Zeitspanne betrieben,
sondern beginnt, wenn eine durch den Sensor 84 und die Steuerung 8 ermittelte Änderung
des Drehwiderstands des Antriebs 32 in einem vorgegebenen Drehzahlbereich unterhalb
eines bestimmten Grenzwerts beziehungsweise Grenzbetrags liegt. Die vorgenannte zeitliche
Änderung wird hier als Maß für den Grad der Homogenisierung der Küchenabfälle und/oder
Speisereste genutzt, wobei, wenn die zeitliche Änderung geringer ist als der Grenzwert,
die durch das Vorzerkleinern entstandene Masse hinreichend homogen ist, so dass ein
effektives Abpumpen durch die Pumpe und ein gleichzeitig erfolgendes Zerkleinern im
Mahlwerk möglich ist.
[0085] Das Einspritzen des Prozesswassers zum Vorreinigen wird ferner ausgelöst durch ein
Signal des ersten Sensors 81, wenn dieser einen vorgegebenen Leerstand im Trichter
2 ermittelt. Nach dem Beendigen des Abpumpens wird zudem erneut Prozesswasser durch
die Düse 14 in den Trichter 2 geleitet, bis der erste Sensor 81 detektiert, dass der
Wasserpegel oberhalb des Mahlwerks 3 ist. Dadurch wird verhindert, dass im Mahlwerk
4 Reste der zerkleinerten Küchenabfälle und Speisereste antrocknen und verkrusten.
[0086] Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Zerkleinern
von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen
und/oder Speiseresten, umfassend den Schritt des Beschickens eines Trichters 2 zum
Aufnehmen von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, welcher an einem Trichterboden
22 mit einem Mahlwerk 3 zum Zerkleinern, bevorzugt Homogenisieren, der Küchenabfälle
und/oder Speisereste versehen und von dem Mahlwerk 3 über eine Produktleitung 7 mit
einer Pumpe 5 zum Abpumpen zerkleinerter Küchenabfälle und/oder Speisereste verbunden
ist, mit zu zerkleinernden Küchenabfällen und/oder Speiseresten, und den Schritt des
Abpumpens der durch das Mahlwerk 3 zerkleinerten Küchenabfälle und/oder Speisereste
mittels der Pumpe 5, wobei ferromagnetische Stoffe durch ein Aufbringen einer magnetischen
Kraft zumindest in einem Bereich einer Trichterwand 20 des Trichters 2 aus den Küchenabfällen
und/oder Speiseresten, bevorzugt zumindest während des Vorzerkleinerns, aussortiert
werden.
[0087] Die Vorrichtung 1 weist entsprechend bevorzugt eine Magnetvorrichtung auf, mittels
welcher die magnetische Kraft in zumindest einem Bereich der Trichterwand 20 des Trichters
2 aufgebracht werden kann. Die Magnetvorrichtung kann beispielsweise in Form eines
Elektromagneten oder eines Permanentmagneten vorgesehen sein.
[0088] Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen
dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich
der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
[0089]
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Trichter
- 20
- Trichterwand
- 22
- Trichterboden
- 3
- Mahlwerk
- 30
- Rotor
- 32
- Antrieb
- 34
- Mitnehmer
- 36
- Messerkranz
- 37
- Unterseite
- 38
- Steg
- 300
- Drehachse
- 4
- Vorzerkleinerungseinheit
- 46
- Vorzerkleinerungsmesser
- 400
- Drehachse
- 5
- Pumpe
- 6
- Tank
- 7
- Produktleitung
- 8
- Steuerung
- 80
- Bedieneinheit
- 81
- Sensor
- 82
- Sensor
- 83
- Sensor
- 84
- Sensor
- 9
- Magnet
- 10
- Deckel
- 11
- Horizontale
- 12
- Erdbeschleunigungsrichtung
- 13
- Mahlstrom
- 14
- Düse
- 15
- Transportleitung
- 16
- Wassereinlass
- α
- Neigungswinkel
- β
- Winkel
1. Verfahren zum Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, bevorzugt zum
Homogenisieren von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, umfassend den Schritt des
Beschickens eines Trichters (2) zum Aufnehmen von Küchenabfällen und/oder Speiseresten,
welcher an einem Trichterboden (22) mit einem Mahlwerk (3) zum Zerkleinern, bevorzugt
Homogenisieren, der Küchenabfälle und/oder Speisereste versehen und von dem Mahlwerk
(3) über eine Produktleitung (7) mit einer Pumpe (5) zum Abpumpen zerkleinerter Küchenabfälle
und/oder Speisereste verbunden ist, mit zu zerkleinernden Küchenabfällen und/oder
Speiseresten, und
den Schritt des Abpumpens der durch das Mahlwerk (3) zerkleinerten Küchenabfälle und/oder
Speisereste mittels der Pumpe (5),
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Schritt des Abpumpens in dem Trichter (2) ein Vorzerkleinern der in dem Trichter
(2) befindlichen Küchenabfälle und/oder Speisereste mittels einer in den Trichter
(2) ragenden Vorzerkleinerungseinheit (4) durchgeführt wird, wobei im Schritt des
Vorzerkleinerns aus den Küchenabfällen und/oder Speiseresten eine homogenisierte Masse
im Trichter (2) gebildet wird, wobei die Pumpe (5) erst nach dem Schritt des Vorzerkleinerns
eingeschaltet wird, um das Abpumpen zu starten.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorzerkleinern durch die Vorzerkleinerungseinheit (4) ein im Trichter (2) zirkulierender
Mahlstrom (13) erzeugt wird, wobei die Vorzerkleinerungseinheit (4) bevorzugt durch
eine Drehbewegung um eine Drehachse (400) der Vorzerkleinerungseinheit (4) den zirkulierenden
Mahlstrom (13) im Trichter (2) erzeugt.
3. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während des Vorzerkleinerns eine vorgegebene Menge an Prozesswasser
in den Trichter (2) und/oder in die Produktleitung (7) eingeleitet wird, bevorzugt
über eine im Trichter (2) und/oder in der Produktleitung (7) angeordnete Düse (14)
und/oder einen Wassereinlass (16).
4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Vorzerkleinerns ein Separieren von nichtorganischen Stoffen erfolgt,
bevorzugt durch Verfangen und/oder Aufwickeln der nichtorganischen Stoffe an zumindest
einem Vorsprung, bevorzugt einem Vorzerkleinerungsmesser (46), besonders bevorzugt
einem zumindest teilweise stumpfkantiges Vorzerkleinerungsmesser (46), der Vorzerkleinerungseinheit
(4).
5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferromagnetische Stoffe durch ein Aufbringen einer magnetischen Kraft zumindest in
einem Bereich einer Trichterwand (20) des Trichters (2) aus den Küchenabfällen und/oder
Speiseresten, bevorzugt zumindest während des Vorzerkleinerns, aussortiert werden.
6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schlussphase des Abpumpens der Trichter (2) und/oder ein den Trichter (2)
während des Betriebs bedeckender Deckel (10) mittels eingespritzten Prozesswassers
vorgereinigt wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzerkleinerungseinheit (4) und/oder das Mahlwerk (3) mit einer Drehzahl von
700 bis 2800 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt mit einer Drehzahl von 1400 Umdrehungen
pro Minute rotieren, wobei die Vorzerkleinerungseinheit (4) und das Mahlwerk (3) bevorzugt
synchron rotieren.
8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Vorzerkleinerungseinheit (4) und/oder des Mahlwerks (3) variiert
wird und/oder die Drehung der Vorzerkleinerungseinheit (4) und/oder des Mahlwerks
(3) unterbrochen wird und/oder der Drehsinn der Vorzerkleinerungseinheit (4) und/oder
des Mahlwerks (3) umgekehrt wird.
9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zumindest teilweise automatisiert ist, wobei bevorzugt zumindest der
Beginn des Vorzerkleinerns und/oder das Beenden des Abpumpens automatisch erfolgen,
wobei bevorzugt ein Sensorsignal den Beginn des Vorzerkleinern und/oder den Beginn
und/oder die Beendigung des Abpumpens auslöst.
10. Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Zerkleinern von Küchenabfällen und/oder Speiseresten,
bevorzugt zum Homogenisieren von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, umfassend einen
Trichter (2) zum Aufnehmen von Küchenabfällen und/oder Speiseresten, ein an einem
Trichterboden (22) des Trichters (2) angeordnetes Mahlwerk (3) zum Zerkleinern, bevorzugt
Homogenisieren, der Küchenabfälle und/oder Speisereste und eine über eine Produktleitung
(7) mit dem Mahlwerk (3) verbundene Pumpe (5) zum Abpumpen zerkleinerter Küchenabfälle
und/oder Speisereste, wobei in dem Trichter (2) eine sich von dem Trichterboden (22)
in das Innere des Trichters (2) erstreckende Vorzerkleinerungseinheit (4) zum Vorzerkleinern
der in dem Trichter (2) befindlichen Küchenabfälle und/oder Speisereste angeordnet
ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Steuerung (8) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, ein Vorzerkleinern zum
Ausbilden einer homogenisierte Masse aus den Küchenabfällen und/oder Speiseresten
im Trichter (2) mittels der Vorzerkleinerungseinheit (4) und anschließend ein Einschalten
der Pumpe (5) zum Abpumpen zerkleinerter Küchenabfälle und/oder Speisereste zu steuern.
11. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (81, 82, 83) zum Erfassen eines Füllstands in dem Trichter
(2) und/oder in der Produktleitung vorgesehen ist, wobei die Steuerung (8) dazu eingerichtet
ist, ein Sensorsignal des Sensors zu empfangen.
12. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Sensoren (81, 82) vorgesehen sind, wobei ein erster Sensor (81) zum
Erfassen eines Leerstandes des Trichters (2) vorgesehen ist und ein zweiter Sensor
(82) zum Erfassen eines vorgegebenen Füllstands, bevorzugt eines Betriebsbeginn-Füllstands,
vorgesehen ist, wobei die Steuerung (8) dazu eingerichtet ist, Sensorsignale des ersten
und zweiten Sensors (81, 82) zu empfangen.
13. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Sensor (83) zum Erfassen eines Flüssigkeitsstands in der Produktleitung
vorgesehen ist, wobei die Steuerung (8) dazu eingerichtet ist, ein Sensorsignal des
weiteren Sensors (83) zu empfangen.
14. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (8) dazu eingerichtet ist, ein Drehmoment und/oder einen Drehwiderstand
eines das Mahlwerk (3) und/oder die Vorzerkleinerungseinheit (4) antreibenden Antriebs
(23), bevorzugt eines Elektromotors, zu erfassen, wobei die Steuerung (8) bevorzugt
ferner dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts einer
zeitlichen Änderung des Drehmoments und/oder des Drehwiderstands des Antriebs (32)
die Pumpe (5) einzuschalten.
15. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (30) des Mahlwerks (3) an seiner Unterseite (37) zumindest ein Pumpelement,
bevorzugt in Form eines Steges (38), zum Einbringen eines Bewegungsimpulses auf eine
unterhalb des Mahlwerks (3) befindliche Masse in Richtung der Pumpe (5) aufweist.
1. Method for grinding kitchen waste and/or food remnants, preferably for homogenising
kitchen waste and/or food remnants, comprising the step of feeding a hopper (2) for
receiving kitchen waste and/or food remnants, which is provided on a hopper base (22)
with a grinder (3) for grinding, preferably homogenising, the kitchen waste and/or
food remnants, and is connected from the grinder (3) via a product line (7) to a pump
(5) for pumping out ground kitchen waste and/or food remnants, with kitchen waste
and/or food remnants to be ground, and the step of pumping out the kitchen waste and/or
food remnants ground by the grinder (3) by means of the pump (5),
characterised in that
before the step of pumping out, in the hopper (2), pre-grinding of the kitchen waste
and/or food remnants located in the hopper (2) is performed by means of a pre-grinding
unit (4) projecting into the hopper (2), wherein a homogenised mass is formed from
the kitchen waste and/or food remnants in the hopper (2) during the step of pre-grinding,
wherein the pump (5) is only switched on after the step of pre-grinding, in order
to start pumping out.
2. Method according to claim 1, characterised in that during pre-grinding by the pre-grinding unit (4), a vortex (13) circulating in the
hopper (2) is produced, wherein the pre-grinding unit (4) preferably produces the
circulating vortex (13) in the hopper (2) by means of a rotational movement about
an axis of rotation (400) of the pre-grinding unit (4).
3. Method according to any of the preceding claims, characterised in that before and/or during pre-grinding, a predetermined quantity of process water is introduced
into the hopper (2) and/or into the product line (7), preferably via a nozzle (14)
arranged in the hopper (2) and/or in the product line (7) and/or a water inlet (16).
4. Method according to any of the preceding claims, characterised in that during pre-grinding, a separation of inorganic materials takes place, preferably
by entangling and/or winding the inorganic materials on at least one projection, preferably
a pre-grinding blade (46), most preferably an at least partially blunt-edged pre-grinding
blade (46), of the pre-grinding unit (4).
5. Method according to any of the preceding claims, characterised in that ferromagnetic materials are sorted from the kitchen waste and/or food remnants by
applying a magnetic force at least in a region of a hopper wall (20) of the hopper
(2), preferably at least during pre-grinding.
6. Method according to any of the preceding claims, characterised in that in a final phase of pumping out, the hopper (2) and/or a lid (10) covering the hopper
(2) during operation is/are pre-cleaned by means of injected process water.
7. Method according to any of the preceding claims, characterised in that the pre-grinding unit (4) and/or the grinder (3) rotate at a speed of 700 to 2800
revolutions per minute, preferably at a speed of 1400 revolutions per minute, wherein
the pre-grinding unit (4) and the grinder (3) preferably rotate synchronously.
8. Method according to any of the preceding claims, characterised in that the speed of the pre-grinding unit (4) and/or the grinder (3) is varied and/or the
rotation of the pre-grinding unit (4) and/or the grinder (3) is interrupted and/or
the direction of rotation of the pre-grinding unit (4) and/or the grinder (3) is reversed.
9. Method according to any of the preceding claims, characterised in that the method is at least partially automated, wherein preferably at least the start
of pre-grinding and/or the end of pumping out take place automatically, wherein preferably
a sensor signal triggers the start of pre-grinding and/or the start and/or the end
of pumping out.
10. Device (1) for grinding of grinding of kitchen waste and/or food remnants, preferably
for homogenising kitchen waste and/or food remnants, comprising a hopper (2) for receiving
kitchen waste and/or food remnants, a grinder (3) arranged on a hopper base (22) of
the hopper (2) for grinding, preferably homogenising, the kitchen waste and/or food
remnants and a pump (5) connected to the grinder (3) via a product line (7) for pumping
out ground kitchen waste and/or food remnants, wherein a pre-grinding unit (4) extending
from the hopper base (22) into the inside of the hopper (2) for pre-grinding the kitchen
waste and/or food remnants located in the hopper (2) is arranged in the hopper (2),
characterised in that
a controller (8) is provided, which is designed to control pre-grinding to form a
homogenised mass from the kitchen waste and/or food remnants in the hopper (2) by
means of the pre-grinding unit (4) and subsequent switching on of the pump (5) to
pump out ground kitchen waste and/or food remnants.
11. Device (1) according to claim 10, characterised in that at least one sensor (81, 82, 83) is provided for detecting a fill-level in the hopper
(2) and/or in the product line, wherein the controller (8) is designed to receive
a sensor signal from the sensor.
12. Device (1) according to claim 10 or 11, characterised in that at least two sensors (81, 82) are provided, wherein a first sensor (81) is provided
for detecting an empty state of the hopper (2) and a second sensor (82) is provided
for detecting a predetermined fill-level, preferably a start of operation fill-level,
wherein the controller (8) is designed to receive sensor signals from the first and
second sensors (81, 82).
13. Device (1) according to claim 10 to 12, characterised in that a further sensor (83) is provided for detecting a liquid level in the product line,
wherein the controller (8) is designed to receive a sensor signal from the further
sensor (83).
14. Device (1) according to any of claims 10 to 13, characterised in that the controller (8) is designed to detect a torque and/or a rotational resistance
of a drive (23) driving the grinder (3) and/or the pre-grinding unit (4), preferably
of an electric motor, wherein the controller (8) is preferably further designed to
switch on the pump (5) when the torque and/or the rotational resistance of the drive
(32) falls below a predetermined threshold for a change over time.
15. Device (1) according to any of claims 10 to 14, characterised in that a rotor (30) of the grinder (3) has at least one pump element on its underside (37),
preferably in the form of a rib (38), for introducing a movement impulse to a mass
located below the grinder (3) in the direction of the pump (5).
1. Procédé de broyage de déchets de cuisine et/ou de restes alimentaires, de préférence
pour homogénéiser des déchets de cuisine et/ou des restes alimentaires, comprenant
l'étape de chargement d'une trémie (2) pour accueillir des déchets de cuisine et/ou
des restes alimentaires, lequel est prévu sur un fond de trémie (22) avec un broyeur
(3) pour le broyage, de préférence l'homogénéisation, des déchets de cuisine et/ou
des restes alimentaires et est relié par le broyeur (3) par le biais d'une conduite
de produits (7) à une pompe (5) pour pomper les déchets de cuisine et/ou les restes
alimentaires broyés, avec des déchets de cuisine et/ou des restes alimentaires à broyer,
et l'étape de pompage des déchets de cuisine et/ou des restes alimentaires broyés
par le broyeur (3) au moyen de la pompe (5),
caractérisé en ce que
avant l'étape de pompage dans la trémie (2) un prébroyage des déchets de cuisine et/ou
des restes alimentaires se trouvant dans la trémie (2) est réalisé au moyen d'une
unité de prébroyage faisant saillie dans la trémie (2), dans lequel à l'étape de prébroyage
une masse homogénéisée est formée dans la trémie (2) à partir des déchets de cuisine
et/ou des restes alimentaires, dans lequel la pompe (5) est activée seulement après
l'étape de prébroyage, pour démarrer le pompage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors du prébroyage par l'unité de prébroyage (4) un maelström (13) circulant dans
la trémie (2) est généré, dans lequel l'unité de prébroyage (4) génère de préférence
par un mouvement de rotation autour d'un axe de rotation (400) de l'unité de prébroyage
(4) le maelström (13) circulant dans la trémie (2).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'avant et/ou pendant le prébroyage une quantité prédéterminée d'eau de traitement est
introduite dans la trémie (2) et/ou dans la conduite de produits (7), de préférence
par le biais d'une buse (14) disposée dans la trémie (2) et/ou dans la conduite de
produits (7) et/ou d'une admission d'eau (16).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant le prébroyage une séparation des substances non organiques s'effectue, de
préférence par enchevêtrement et/ou enroulement des substances non organiques sur
au moins une saillie, de préférence une lame de prébroyage (46), le plus préférentiellement
une lame de prébroyage (46) au moins partiellement à tranchant émoussé, de l'unité
de prébroyage (4).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des substances ferromagnétiques sont éliminées des déchets de cuisine et/ou des restes
alimentaires par l'application d'une force magnétique au moins dans une zone d'une
paroi de trémie (20) de la trémie (2), de préférence au moins pendant le prébroyage.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors d'une phase finale du pompage la trémie (2) et/ou un couvercle (10) recouvrant
la trémie (2) pendant le fonctionnement est(sont) prénettoyé(s) au moyen d'eau de
traitement injectée.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de prébroyage (4) et/ou le broyeur (3) tourne(-ent) à une vitesse de rotation
de 700 à 2800 tours par minute, de préférence à une vitesse de rotation de 1400 tours
par minute, dans lequel l'unité de prébroyage (4) et le broyeur (3) tournent de préférence
de manière synchrone.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse de rotation de l'unité de prébroyage (4) et/ou du broyeur (3) varie et/ou
la rotation de l'unité de prébroyage (4) et/ou du broyeur (3) est interrompue et/ou
le sens de rotation de l'unité de prébroyage (4) et/ou du broyeur (3) est inversé.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé est automatisé au moins partiellement, dans lequel de préférence au moins
le début du prébroyage et/ou la fin du pompage s'effectue(-ent) automatiquement, dans
lequel de préférence un signal de capteur déclenche le début du prébroyage et/ou le
début et/ou la fin du pompage.
10. Dispositif (1) de broyage destiné au broyage de déchets de cuisine et/ou de restes
alimentaires, de préférence pour homogénéiser les déchets de cuisine et/ou les restes
alimentaires, comprenant une trémie (2) pour accueillir des déchets de cuisine et/ou
des restes alimentaires, un broyeur (3) disposé sur un fond de trémie (22) de la trémie
(2) pour broyer, de préférence homogénéiser, les déchets de cuisine et/ou les restes
alimentaires et une pompe (5) reliée au broyeur (3) par le biais d'une conduite de
produits (7) pour pomper les déchets de cuisine et/ou les restes alimentaires broyés,
dans lequel une unité de prébroyage (4) s'étendant du fond de trémie (22) à la partie
intérieure de la trémie (2) est disposée dans la trémie (2) pour prébroyer des déchets
de cuisine et/ou des restes alimentaires se trouvant dans la trémie (2),
caractérisé en ce que
une commande (8) est prévue, qui est configurée, pour commander un prébroyage pour
former une masse homogénéisée à partir des déchets de cuisine et/ou des restes alimentaires
dans la trémie (2) au moyen de l'unité de prébroyage (4), puis la mise en marche de
la pompe (5) pour pomper les déchets de cuisine et/ou les restes alimentaires broyés.
11. Dispositif (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins un capteur (81, 82, 83) est prévu pour détecter un niveau de remplissage
dans la trémie (2) et/ou dans la conduite de produits, dans lequel la commande (8)
est configurée pour recevoir un signal de capteur du capteur.
12. Dispositif (1) selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'au moins deux capteurs (81, 82) sont prévus, dans lequel un premier capteur (81) est
prévu pour détecter un niveau vide de la trémie (2) et un deuxième capteur (82) est
prévu pour détecter un niveau de remplissage prédéfini, de préférence un niveau de
remplissage au début du fonctionnement, dans lequel la commande (8) est configurée
pour recevoir des signaux de capteur du premier et du deuxième capteurs (81, 82).
13. Dispositif (1) selon la revendication 10 à 12, caractérisé en ce qu'un autre capteur (83) est prévu pour détecter un niveau de liquide dans la conduite
de produits, dans lequel la commande (8) est configurée pour recevoir un signal de
capteur de l'autre capteur (83).
14. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la commande (8) est configurée pour détecter un couple de rotation et/ou une résistance
à la rotation d'un entraînement (23) entraînant le broyeur (3) et/ou l'unité de prébroyage
(4), de préférence un moteur électrique, dans lequel la commande (8) est de préférence
configurée en outre pour mettre en marche la pompe (5) lorsqu'une variation dans le
temps du couple de rotation et/ou de la résistance à la rotation de l'entraînement
(32) passe en dessous d'un seuil prédéfini.
15. Procédé (1) selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'un rotor (30) du broyeur (3) présente sur sa face inférieure (37) au moins un élément
de pompage, de préférence sous la forme d'une entretoise (38), pour introduire une
impulsion de mouvement sur une masse se trouvant en dessous du broyeur (3) dans la
direction de la pompe (5).