DE29905061U1

DE29905061U1 - Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes

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Publication number: DE29905061U1
Application number: DE29905061U
Authority: DE
Original assignee: Lehmann Maschf F B
Current assignee: Lehmann Maschf F B
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2009-03-20
Also published as: ATE281242T1; JP2000262929A; EP1038583A2; EP1038583B1; ES2229976T3; DE50008459D1; EP1038583A3

Description

Patentanwälte

KERN, BREHM & PARTNER GbR

Albert-Rosshaupter-Str. 73 - D - 81369 München - Telefon (089) 760 55 20 760 55 26 - Telefax (0891760 55

Leh-9355/a/GM
19.03.1999-/Ba

F. B. Lehmann Maschinenfabrik GmbH Daimlerstr. 12

73431 Aalen

Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kakaobohnen, die in Abhängigkeit von der Art der Vorbehandlung aus einer Rost-, Sterilisations- oder Vortrocknungsanlage kommen, werden üblicherweise in einem Reflexionsbrecher gebrochen. Die dabei entstehenden Fraktionen an Kakaokembruch, die sogenannten Nibs, sowie die Schalen müssen anschließend für die weitere Verarbeitung der Nibs voneinander getrennt werden. Die Trenngenauigkeit muß möglichst groß sein, da von ihr die Qualität der fertigen Kakaomasse entscheidend beeinflusst wird. Maximal sind nach den geltenden Bestimmungen 2 % Schalen in den Nibs zulässig. Desweiteren wird durch einen möglichst geringen Schalenanteil in den Nibs die Standzeit der nachgeschalteten Mahlanlagen erheblich verbessert.

Bisher erfolgte die Trennung der Nibs von den Schalen durch Sieben in verschiedene Fraktionen und anschließende Windsichtung der einzelnen Fraktionen. In einer speziellen Anlage der Anmelderin werden hierzu die Kakaobohnen automatisch von vorgeschalteten Maschinen auf ein großes Vorsieb aufgegeben und anschließend zur Brech- und Klassierstation gefördert. Die im Rotations-Doppelwurfbrecher gebrochenen Kakaobohnen werden auf einer Klassiereinrichtung in sechs Fraktionen getrennt. Die in einer Wurfparabel seitlich aus dem Siebkasten austretende Mischung aus Schalen und Nibs gelangt, in Fraktionen getrennt, in einen separaten Steigsichter. Eine gerichtete Luftströmung, welche auf die Korngröße jeder Franktion abgestimmt ist, erzielt nach dem Prinzip der Gegenstrom-Sichtung eine gute Trennung der spezifisch schwereren Nibs von den spezifisch leichten Schalen. Die Klassiereinrichtung besitzt fünf kaskadenformig hintereinander angeordnete

Siebe, welche den Kakaobruch von grob nach fein in sechs Fraktionen aufteilen. Das verwendete Siebprinzip von grob nach fein ergibt durch kurze Wege der Hauptmenge auch kurze Kontaktzeiten und bietet mikrobiologische und hygienische Vorteile. Die Sichtung der einzelnen Fraktionen erfolgt in sechs seitlich angeordneten Steigsichtern. Durch die feinstufige Aufteilung der Sichtung in sechs Fraktionen wird ein höherer Trenneffekt und eine genauere Sortierung bei hoher Durchsatzleistung erreicht. Die Lufigeschwindigkeit jedes Steigschachtes ist auf optimale Trennwirkung einstellbar. Die sechs Schalenfraktionen werden dann nach oben abgesaugt, in sechs Schalenabscheidern von der Luft getrennt und über eine gemeinsame Schalenschleuse ausgetragen. Die Nibs fallen nach unten auf eine Vibrationsaustragsrinne.

Die obige Anlage führt zwar zu sehr guten Trennergebnissen, ist jedoch in konstruktiver und betriebstechnischer Hinsicht relativ aufwendig.

In diesem Zusammenhang ist auch ein Verfahren bekannt geworden, bei dem zur Trennung des Bruchgutes auch die Wirkung von elektrostatischen Kräften benutzt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Vorrichtung der genannten Art weiter zu verbessern, um mit einem geringeren apparatetechnischen Aufwand zu vergleichbar guten Trennergebnissen und damit zu wesentlichen Kosteneinsparungen bei der Trennung eines Brachgutes zu kommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Aufladungszone zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes mit wenigstens einem Aufgabetrichter für das zu trennende Bruchgut und wenigstens einer sich daran anschließenden und mit dem Aufgabetrichter in Förderverbindung stehenden Vibrationsrinne, die mit unterschiedlich geladenen, ein homogenes elektrisches Feld erzeugenden Elektroden versehen ist, zwischen denen das zu trennende Bruchgut hindurchgefördert wird, um dabei elektrisch aufgeladen zu werden, ferner durch eine Ablenkzone mit einer Absaugvorrichtung für die Schalen des aus Kernbruch und Schalen bestehenden Bruchgutes und durch eine Separationszone zur Abtrennung der Schalen von dem Absaugluftstrom mit wenigstens einem Windsichter.

Durch diese Vorrichtung wird eine Trennung der leichteren Schalen von dem schwereren Kembruch bereits innerhalb der Vibrationsrinne dadurch möglich, daß die leichteren Schalen im Bereich der beiden Elektroden sich dort bereits vom Kernbruch getrennt haben, um danach von der Saugluft in an sich bekannter Weise weggefördert zu werden, während der schwerere Kernbruch am Ende der Vibrationsrinne weggefordert wird.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in Figur 1 der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert, das in schematischer Darstellung eine Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung zeigt.

Zur Trennung des Bruchgutes, bestehend aus in einem Brecher gebrochenen Körnern, Nüssen, Mandeln oder Bohnen und ihren Schalen, insbesondere aber zur Trennung von Kakaokernbruch, den sogenannten Nibs, von den Kakaobohnenschalen, wird das Bruchgut 5 hi fraktionierter Form roh oder getrocknet oder getrocknet und dampfbehandelt oder geröstet oder geröstet und dampfbehandelt in den in Fig. 1 gezeigten Aufgabetrichter eingegeben, dessen Ausgangsende in eine Vibrations- oder Rüttelrinne 6 mündet, welche mit unterschiedlich geladenen, ein homogenes elektrisches Feld erzeugenden Elektroden 7, 8 versehen ist, zwischen denen das zu trennende Bruchgut hindurchgefordert wird, um dabei elektrostatisch aufgeladen zu werden. Der Aufgabetrichter 4 und die Vibrationsrinne bilden zusammen mit den Elektroden 7, 8 die Aufladungszone 1 der Trennvorrichtung.

Die Vibrationsrinne 6 ist mit einem nicht dargestellten Vibrationsantrieb ausgestattet, der so eingestellt werden kann, daß eine gewünschte Bruchgutfördergeschwindigkeit erreicht wird, wobei durch die Tatsache, daß der Aufgabetrichter 4 höhenverstellbar ist, die Fördermenge der Vibrationsrinne zusätzlich beeinflusst werden kann. Die Vibrationsrinne ist nach außen vollständig elektrisch isoliert. Ihre Wandung besteht aus Kunststoffinaterial, in das die Elektroden 7, 8 eingebettet sind und ist mit Metall ausgekleidet. Die Innenwandung der Vibrationsrinne ist außerdem mit Konturen in Form von höckerartigen Gebilden versehen, die der Durchmischung der über sie hinweglaufenden Bruchgutteilchen 5 dienen sowie der Optimierung der auf die Teilchen mit Hufe der Elektroden zu übertragenden elektrischen Ladung. Um diese Übertragung zu optimieren, wird die Ausbildung einer Einkornschicht auf dem Vibrationsrinnenboden angestrebt. Die bodenseitige Elektrode 7 liegt an einer Gleichspannung (U+) von etwa 20 - 40 kV und stellt die Anode dar, während die direkt darüber befindliche zweite Metallelektrode 8 die geerdete Kathode ist und den Ladungsübergang auf die Bruchgutteilchen 5 unterstützt.

Bei ihrer Bewegung zwischen den Elektroden 7 und 8 werden die Bruchgutteilchen, nämlich der Kakaokernbruch 15, auch Nibs genannt, und die Kakaobohnenschalen 16, unterschiedlich stark aufgeladen. Die Ladung sitzt im wesentlichen auf der Oberfläche dieser Teilchen, die übertragene Ladungsmenge ist somit proportional der Größe der

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Teilchenoberfläche. Die Geschwindigkeit, mit der die Aufladung erfolgt, hängt von der elektrischen Leitfähigkeit des Materials ab, die bei den Schalen und Nibs etwa gleich groß ist.

Somit ist die Aufladungszone 1 entsprechend der Größe der auf die Teilchen zu übertragenden Ladung ausgelegt, da die Größe der elektrischen Ladung der Teilchen fiir ihre Trennung entscheidend ist.

Die beiden Elektroden 7 und 8 sind mit einer isolierenden Schicht überzogen, da anderenfalls bei Kontakt der geladenen Bruchgutteilchen mit den Elektroden Umladungsvorgänge stattfinden und die Teilchen zwischen den Elektroden hin- und herspringen würden.

Die Elektrode 7 befindet sich am Rinnenboden, während die Elektrode 8 im Bereich der Decke der Vibrationsrinne 6 angeordnet ist und als perforierte Platte ausgebildet ist.

Dadurch, daß sich die leichteren Bruchgutbestandteile, also die Kakaobohnenschalen 16, bei der elektrischen Aufladung des Bruchgutes zwischen den Elektroden 7 und 8 von den schwereren Kernbruchteilchen (Nibs) innerhalb der Vibrationsrinne 6 abheben, wie in Fig. 1 gezeigt, gelangen sie an die Elektrode 8, werden dort entladen und treten durch deren Lochplatte hindurch in eine Haube 24 einer Absaugrichtung 25. Die Haube 24 befindet sich über der Elektrode 8, und an sie schließt sich ein Absaugrohr 26 an, das mit einem als Zyklon 20 ausgebildeten Windsichter 27 in Verbindung steht, der seinerseits über ein Abluftrohr 21 mit einem Sauggebläse 28 verbunden ist. Das Abluftrohr 21 mündet in den Zyklon 20, auf dessen konischer Innenwandung sich die Kakaobohnenschalen 16 sammeln, um in einen am unteren Ende des Zyklons angeordneten Aufhahmebehälter 24 zu fallen.

Windsichter 27 und Aufnahmebehälter 24 bilden somit die Separationszone 3, in der die Schalen 16 von dem Saughiftstrom getrennt werden, während der sich an die Aufladungszone 1 anschließende Bereich unmittelbar über der Kathode 8 als Ablenkzone 2 zu bezeichnen ist. Die aus dem Abluftrohr 21 mit Hufe des von einem Motor 22 angetriebenen Sauggebläses 28 abgesaugte Luft gelangt als Abluft 23 ins Freie. Am Ende 29 der Vibrationsrinne 6 wird der Kakaokembruch 15 in ein Fördersystem 13 abgeworfen, das ihn zur weiteren Bearbeitung abtransportiert.

Durch die dargestellte Anlage ist somit eine Trennung von Nibs und Schalen mit Hufe einer elektrostatischen Trennvorrichtung möglich, die mit einem vergleichsweise geringen Aufwand zu optimalen Trennergebnissen führt. Dabei sind die auftretenden Kräfte im elektrischen Feld von ausreichender Größe, um im Hinblick auf die Unterschiede von Nibs

und Schalen, was deren Form und Gewicht anbelangt, eine optimale Trennung dieser Bruchgutbestandteile voneinander zu erreichen. Die notwendigen Spannungen liegen im Bereich von 40 kV bis 50 kV. Durch geeignete Fraktionierung des in den Aufgabetrichter 4 gelangenen Bruchgutes 5 können besonders große Teilchen vorher abgetrennt werden, wenn die Vorrichtung für sie keine optimale Trennleistung bietet. Im übrigen lassen sich die Trennergebnisse durch eine Variation des Elektrodenabstandes, der angelegten Spannung, der Polarität der Spannung sowie der Fördermenge und des Feuchtigkeitsgrades der Nibs und Schalen optimieren.

Claims

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Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes

Schutzansprüche
15

1. Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes, bestehend aus gebrochenen Körnern oder Bohnen und ihren Schalen, und insbesondere zur Trennung von Kakaokernbruch (Nibs) von den Kakaobohnenschalen, mittels elektrostatischer Aufladung des Bruchgutes, gekennzeichnet durch eine Aufladungszone (1) zur elektrischen Aufladung des zu trennenden Bruchgutes (5) mit wenigstens einem Aufgabetrichter

(4) für das zu trennende Bruchgut und wenigstens einer sich daran anschließenden und mit dem Aufgabetrichter in Förderverbindung stehenden Vibrationsrinne (6), die mit unterschiedlich geladenen, ein homogenes elektrisches Feld erzeugenden Elektroden (7, 8) versehen ist, zwischen denen das zu trennende Bruchgut hindurchgefördert wird, um dabei elektrisch aufgeladen zu werden, ferner durch eine Ablenkzone (2) mit einer Absaugvorrichtung (25, 28) für die Schalen (16) des aus Kembruch (15) und Schalen (16) bestehenden Bruchgutes (5) und durch eine Separationszone (3) zur Abtrennung der Schalen (16) von dem Absaugluftstrom mit wenigstens einem Windsichter (27).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (25, 28) wenigstens eine Haube (24) aufweist, die über einer als perforierte Platte ausgebildeten Kathode (8) im Bereich der Decke der Vibrationsrinne (6) angeordnet ist und durch ein Absaugrohr (26) mit einem als Zyklon (20) ausgebildeten Windsichter (27) in Verbindung steht, der seinerseits über ein Abhrftrohr (21) mit

einem Sauggebläse (28) verbunden ist und an seinem unteren Ende einen Aufnahmebehälter (24) für die abgeschiedenen Schalen (16) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Austragsende (29) der Vibrationsrinne (6) ein Fördersystem (13) für den Abtransport des Kernbruchs (15) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Elektroden (7, 8), mit denen die Vibrationsrinne (6) versehen ist, als geerdete Kathode ausgebildet ist, die den Ladungsübergang auf das zu trennende Bruchgut unterstützt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsrinne mit einem verstellbaren Vibrationsantrieb versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsrinne (6) nach außen vollständig elektrisch isoliert ist und mit einer der Elektroden (7, 8) an der gleichen Spannung liegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (7, 8) in die aus Kunststoff bestehende und mit Metall ausgekleidete Vibrationsrinne (6) eingebettet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Vibrationsrinne (6) mit Konturen versehen ist, die der Durchmischung der über sie hinweglaufenden Teilchen des Bruchgutes (5) dienen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturen höckerartig oder wellenförmig ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Annode der beiden Elektroden (7, 8) entweder an einer positiven oder negativen Gleichspannung liegt.