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Verfahren und Vorrichtung zum fortlaufenden Auspressen breiiger Massen
auf Filterschichten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
fortlaufenden Auspressen breiiger Massen. Im besonderen ist an Kakaomassen gedacht,
die vor der Entbitterungsbehandlung entölt werden. Durch einen geringen Kakaobuttergehalt
wird die Entbitterung begünstigt. Daher wird die Kakaobutter zweckmäßig vor der
Entbitterung teilweise aus der Kakaomasse entfernt, und es wird gegebenenfalls mehr
Kakaobutter entfernt, als es im Hinblick auf die endgültige Verarbeitung erwünscht
ist. In diesem Falle wird nachträglich wieder Kakaobutter zugesetzt. Um den Entbitterungsvorgang
zu beschleunigen, muß so viel wie möglich Kakaobutter entfernt werden. Andererseits
darf die Entfernung der Kakaobutter nicht zu weit getrieben werden, da sonst die
Masse erheblich schlechter zu verarbeiten ist. Wird die Masse so weit gepreßt, daß
nur noch ein mehr oder weniger fester Kuchen zurückbleibt, so ist ihre Förderung
durch die verschiedenen Verarbeitungseinrichtungen sehr schwierig, oder es wird
sogar diese Verarbeitung überhaupt unmöglich.
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Um den verschiedenen vorgenannten Forderungen zu entsprechen, kommt
es darauf an, einen günstigsten Auspressungsgrad einzustellen und zuverlässig aufrechtzuerhalten.
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Mit den bisherigen Preßverfahren und Preßvorrichtungen ist dies nicht
möglich. Bei ihnen führen Änderungen im Filterzustand z. B. ein allmähliches Zusetzen
des Filters sowie auch Änderungen in der physikalischen Beschaffenheit der Masse
zu Änderungen des Auspressungsgrades.
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Bei einer bekannten, mit einer Preßschnecke arbeitenden Filtervorrichtung
werden Abschlußorgane an der Einlaß- und an der Auslaßseite in Abhängigkeit vom
Preßdruck in der Filterkammer gesteuert, und zwar in der Weise, daß der stärkere
Strom, der sich im Antriebsmotor bei infolge steigenden Druckes erhöhtem Arbeitswiderstand
der Preßschnecke einstellt, das Abschlußorgan an der Einlaßseite in Schließrichtung
und gleichzeitig das Abschlußorgan an der Auslaßseite in Öffnungsrichtung bewegt.
Anstatt den Strom des Antriebsmotors zur Steuerung zu verwenden, ist auch vorgeschlagen
worden, diese mechanisch durchzuführen, und zwar dadurch, daß die Preßschnecke bei
steigendem Druck der Filterrückstände sich gegen die Kraft einer Feder axial verschiebt
und mit dieser Verschiebung die Verstellung der Abschlußorgane am Einlaß und Auslaß
im vorerwähnten Sinne hervorbringt.
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In beiden Fällen ändert sich mit der Änderung des Druckes im Filterraum
der Auspressungsgrad.
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Bei den hydraulischen Pressen wird der Preßhub im allgemeinen bis
zu einem bestimmten Enddruck vorangetrieben. Auch dabei ist je nach der verschiedenen
Auspreßfähigkeit der Masse und dem Zustand des Filters der Auspressungsgrad verschieden.
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Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, einen bestimmten Auspressungsgrad
dadurch aufrechtzuerhalten, daß das Mengenverhältnis der zugeführten auszupressenden
Masse zu der abzuführenden Rückstandsmasse konstant eingestellt wird. Auf diese
Weise ist es möglich, z. B. die obenbeschriebene Aufgabe der Entölung der Kakaomasse
vor der Entbitterung unter den günstigsten Bedingungen durchzuführen.
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Das Mengenverhältnis der zugeführten auszupressenden Masse zu der
abzuführenden Rückstandsmasse kann bei verschiedener Durchflußmenge in der Zeiteinheit
gleich sein.
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Eine Änderung in der Durchfiußmenge bei Gleichhaltung des Mengenverhältnisses
ist z. B. zur Anpassung an den sich im Betrieb ändernden Filterzustand erwünscht.
Wenn das Filter sich im Laufe der Zeit zusetzt, so ist es erforderlich, der jeweiligen
Massenmenge eine größere Zeitdauer für das Auspressen zur Verfügung zu stellen.
Das geschieht durch eine Verringerung der Durchflußmenge in der Zeiteinheit. Gemäß
der Erfindung ist die Durchflußmenge in der Zeiteinheit z. B. in Abhängigkeit vom
Preßdruck im Rohmasseraum des Filters einstellbar. Illit Verringerung der Durchlässigkeit
des Filters steigt nämlich der Preßdruck, so daß mit diesem die Anpassung an den
Filterzustand gesteuert werden kann. Steigt der Preßdruck, so wird die Durchflußmenge
vermindert, und sinkt der Preßdruck, so wird sie erhöht.
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Das im Vorstehenden gekennzeidlnete Verfahren wird mit einer Preßfiltervorrichtung
ausgeübt, bei der vor und hinter dem Preßfilterbehälter auf bestimmte Durchflußmengen
einstellbare Vorrichtungen, z. B. eine Drehkolbenpumpe oder eine nach Art eines
Mel3-räume aufweisenden Mengenmessers arheitende Vorrichtung, vorgesehen sind. Bei
den letztgenannten, zum Vergleich herangezogenen Vorrichtungen ist zum Beispiel
an Gas-und Wassermesser gedacht. Wesentlich ist, daß sowohl die am Eintritt als
auch die am Austritt des Preßfilterbehälters vorgesehene Vorrichtung bei einer bestimmten
Einstellung laufend gleiche Mengen fördert bzw. durchläßt, unabhängig vom Druck
im Preßfilterbehälter. Zweckmäßig werden die Triebwerke beider vor und hinter dem
Preßfilterbehälter vorgesehenen Vorrichtungen durch ein stufenlos schaltbares Wechselgetriebe
miteinander verbunden. Durch die Änderung der Übersetzung dieses Wechselgetriebes
lälAt sich das Mengenverhältnis einstellen, z. B. in Anpassung an verschiedene Arten
des auszupressenden Gutes.
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Um ein gleichmäßiges Arbeiten der Vor--richtung sicherzustellen und
um z. B. zu verhindern, daß sprunghafte Änderungen in der Einstellung der Durchflußmenge
eintreten, ist es erwünscht, die auszupressende Masse in verhältnismäßig dünner
Schicht an der Filterfläche vorbeizuführen. Wird die Masse in dicker Schicht vorbeigeführt,
so ist die Gefahr eines Festfahrens des Filters größer als bei dünner Schicht. Außerdem
ist es zweckmäßig, die Filterfläche zur Verhinderung eines schnellen Zusetzens laufend
zu reinigen.
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Gemäß der Erfindung wird daher ein an sich bekannter Preßfilterbehälter
mit einem ringförmigen Durchfiußraum von kleiner radialer Abmessung verwendet, der
eine im Ringraum vorgesehene, schraubenförmig gewundene, relativ zur Filterfläche
bewegte Schaheleiste aufweist.
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Schraubenförmig gewundene Schabeleisten sind an sich bekannt; allerdings
nicht bei Filterbehältern mit engem, radialem Ringraum, sondern bei kegelförmigen
Siebvorrichtungen, welche die Masse im vollen Kegelraum aufnehmen.
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Wenn die Arbeit mit einem reinen Filter begonnen wird, so kann zunächst
mit einer verhältnismäßig großen Durchflußmenge gearbeitet werden. Mit dem allmählichen
Zusetzen des Filters und dadurch bedingtem Ansteigen des Preßdruckes, wird die Durchflußmenge
nach und nach kleiner eingestellt.
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Um einen möglichst ununterbrochenen Betrieb
aufrechterhalten
zu können, ist es erwünscht, beim Erreichen einer willkürlich festzulegenden Kleinstdurchflußmenge
ohne weiteres die Umschaltung auf ein reines Filter vornehmen zu können. Aus diesem
Grunde sind in der Preßfiltervorrichtung gemäß der Erfindung zwei oder mehrere aufeinander
umschaltbare Preßfilterbehälter vorgesehen.
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Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Anordnung gemäß der Erfindung
und Ausführungsformen von Preßfiltervorrichtungen dar, und zwar zeigen: Fig. I schaubildlich
ein Preßfllter mit Zu-und Ableitung sowie den Antrieb der Für derglieder für die
breiige Masse, Fig. 2 einen Preßfilterbehälter mit kegelförmigem Filterträger und
Fig. 3 einen Preßfilterbehälter mit zylindrischem, drehbarem Filterkörper und einer
schraubenförmigen Schabeleiste.
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In der Fig. I ist I der Preßfilterbehälter, 2 die Zuleitung der auszupressenden
Kakaomasse, 3 die Ableitung der ausgepreßten Kakaomasse und I6 die Ableitrinne für
die ausgepreßte Kakaobutter. In der Zuleitung 2 ist ein Förderglied 4 und in der
Ableitung 3 ein Förderglied 5 vorgesehen. Beide Förderglieder können beispielsweise
Drehkolbenpumpen sein. Sie werden angetrieben von einem Getriebe 6, das seine Bewegung
vom Motor 7 erhält. -Das Getriebe 6 weist die beiden Hauptwellen 8 und 9 auf. Die
Welle 8 steht durch ein Kettengetriebe 10 mit der Welle Im der Drehkolbenpumpe 4,
und die Welle g durch ein Kettengetriebe 12 mit der Welle 13 der Drehkolbenpumpe
5 in Verbindung. Die beiden Hauptwellen 8 und 9 des Getriebes 6 können stufenlos,
je nach Einstellung des Hebels 14, auf verschiedene Drehzahlverhältnisse eingeregelt
werden. Das Getriebe 6 bildet also einen sogenannten Variator. Die Einstellung der
gesamten Anordnung wird grundsätzlich so getroffen, daß die Drehkolbenpumpe 4 in
der Leitung 2 mehr Masse in den Preßfilterbehälter I hineinfördert, als die Drehkolbenpumpe
5 aus der Ableitung 3 berausläßt. Durch die Differenz der Fördermengen beider Drebkolbenpumpen
ist der auszupressende Kakaobutterprozentsatz bestimmt. Die Differenz der Fördermengen
hängt von dem Drehzahlverhältnis der Hauptwellen 8 und 9 des Variators 6 ab, d.
h. von der Stellung des Hebels 14. Jeder Stellung dieses Hebels entspricht also
ein bestimmter Auspreßprozentsatz.
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Um verschiedenen Kakaoarten und auch dem veränderlichen Zustand der
Filter im Preßfilterbehälter I Rechnung tragen zu können, ist am Filter I eine Druckdose
15 angebaut. Je stärker z. B. infolge einer gewissen Zusetzung der Filterschichten
der Druck im Preßfilterbehälter I ansteigt, um so mehr ist die Notwendigkeit gegeben,
zum Ausgleich die jeweilige Kakaomenge länger der Druckwirkung am Filter zu unterwerfen.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß bei steigendem Druck, von der Druckdose ausgehend,
über Relais 0. dgl. z. B. das Feld des Motors 7 im Sinne einer Herabsetzung der
Drehzahl beeinflußt wird. Für das vordere und hintere Förderglied, im Beispiel also
für die Drehkolbenpumpe 4 und 5, kann auch je ein besonderer Antrieb mit besonderem
Variator vorgesehen sein.
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In der Fig. 2 ist der Preßbehälter I in seinen Einzelheiten dargestellt.
Er besteht aus einem Gehäuse 17, das oben und unten durch Deckel I8 und Ig abgedeckt
ist. Der Deckel 19 bildet ein Stück mit dem Hauptteil des Preßbehälters, nämlich
dem kegelförmigen Filterträger 20. Dieser Filterträger ist innen hohl. Seine Wandungen
sind mit Löchern 21 versehen. Diese Löcher können z. B. auf einer schraubenförmigen
Eindrehung 22 liegen. Auf der Außenseite des Trägers 20 wird das Filter 23 aufgelegt,
das aus mehreren Lagen feinsten Metallsiebes bestehen kann. Zum Abdichten des Siebes
ist unten ein Gummiring 24 übergeschoben.
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Oben ist zum Halten des Filters eine Metallkappe 25 übergestülpt und
gleichzeitig zum Abdichten ein Gummiring 26 angeordnet. Der obere Deckel I8 trägt
eine Anschlußverschraubung 27, und der untere Deckel ist mit einem Abflußtrichter
28 und einer Ableitrinne 29 verbunden. Entsprechend der Richtung des Pfeiles 30
gelangt die auszupressende Masse durch die innere Bohrung3I der Anschlußverschraubung
27 in das Innere des Preßbehälters. Hier fließt sie in dem zwischen dem Filter 23
und dem Gehäuse 17 befindlichen Ringraum 32 am Filter entlang, und zwar unter Druck.
Dabei wird die Kakaobutter durch das Filter 23 und die Lochungen 2I hindurch in
den inneren Hohlraum 33 des Filterträgers 20 gedrückt, und fließt durch diesen in
den Trichter 28 und weiterhin durch die Ableitrinne 29 in den Sammelbehälter 34.
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Die von der Butter befreite Masse gelangt durch die Öffnung 35 hindurch
in Richtung des Pfeiles 36 in die Ableitung.
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Der untere Deckel 19 samt dem Filterträger 20 wird mittels Schnellverschlußklappschrauben,
von denen z. B. drei am Umfang vorgesehen sein können, am Gehäuse 17 gehalten. An
der unteren Seite dieser Hebel 37 sind Schrauben 38 mit verschiebbarem Anzughebel
39 vorgesehen, die es gestatten, den Deckel 19 fest an das Gehäuse 17 anzuziehen.
Zwecks Reinigung des Filters ist es lediglich nötig, die Schrauben 38 zu lösen und
die Hebel 37 um ihre Zapfen 40 nach
außen zu verschwenken, so daß
der Deckel 19 samt Filterträger 20 und Filter 23 nach unten herausgezogen werden
kann.
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Die Konizität des Kegels 20 sowie des Gehäuses 17 ist in der Zeichnung
der Anschaulichkeit halber größer dargestellt, als er der praktischen Ausführung
entspricht.
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In der Fig. 3 ist eine andere Ausführutigsform eines Preßfilterbehälters
gezeigt; die Grundformen sind hier abweichend von denjenigen nach der Fig. 2 zylindrisch,
und zwar ist sowohl das Gehäuse 41 als auch der Filterträger 42 zylindrisch.
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Der Filterträger 42 um den das Filter 43 gelegt wird, ist drehbar.
Er ist mit der Hohlachse 44 verbunden, die den Antrieb von außen auf den Filterträger
42 überträgt. Zur Aufnahme des Längs druckes ist ein Kugellager 45 und zur Abdichtung
der Hohlwelle 44 die Stopfbuchse 46 vorgesehen. Der Filterträger 42 weist über seine
gesamte Länge und auf seinem ganzen Umfang Lochungen 47 auf, die den Durchtritt
der ausgepreßten Kakaobutter in das Innere des Filterträgers 42 ermöglichen, von
wo aus die Kakaobutter durch die Hohlwelle 44 abgeleitet wird. Im Ringraum zwischen
dem Filterträger 42 und dem Gehäuse 41 befindet sich eine schraubenförmig gewundene
Leiste 48. Sie ist mit dem Gehäuse 41, z. B. durch Schweißen, fest verbunden.
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Die durch die Eintrittsöffnung 49 in den PreBbehälter eintretende
Kakaomasse wird an den Schraubengängen der Leiste 48 entlang am Filter 43 unter
Druck vorbeibewegt und gibt hierbei die gewünschte Kakaobuttermenge durch das Filter
hindurch in das Innere des Filterträgers 42 ab. Die ausgepreßte Masse fließt durch
den Auslaßstutzen 50 aus dem Preßfilterbehälter. Infolge der Drehung des Filterträgers
42 mit dem Filter 43 kommen alle Teile der Filteroberfläche mit den Kanten der schraubenförmigen
Schabeleiste 48 in Berührung, und-es wird auf diese Weise ein schnelles Zusetzen
der Filterfläche unterbunden, das häufige Betriebsunterbredlungen verursachen würde.
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Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß der Filterträger
mit dem Filter stillsteht und die schraubenförmige Schabeleiste gedreht wird.
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Für die Förderglieder 4 und 5 kann an Stelle von Drehkolbenpumpen
auch jede andere Pumpenbauart gewählt werden, welche es gestattet, eine bestimmte
Fördermenge in der Zeiteinheit einzustellen und einzuhalten.