EP0822893B1 - Schneckenpresse - Google Patents

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EP0822893B1
EP0822893B1 EP96910849A EP96910849A EP0822893B1 EP 0822893 B1 EP0822893 B1 EP 0822893B1 EP 96910849 A EP96910849 A EP 96910849A EP 96910849 A EP96910849 A EP 96910849A EP 0822893 B1 EP0822893 B1 EP 0822893B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
raw material
pressing body
extraction agent
pressing
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96910849A
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English (en)
French (fr)
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EP0822893B2 (de
EP0822893A1 (de
Inventor
Nikolaus Foidl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sucher & Holzer Bauplanungs- und Handelsgesellschaft Mbh
Original Assignee
Sucher & Holzer Bauplanungs- und Handelsgesellschaft Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25593737&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0822893(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sucher & Holzer Bauplanungs- und Handelsgesellschaft Mbh filed Critical Sucher & Holzer Bauplanungs- und Handelsgesellschaft Mbh
Publication of EP0822893A1 publication Critical patent/EP0822893A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0822893B1 publication Critical patent/EP0822893B1/de
Publication of EP0822893B2 publication Critical patent/EP0822893B2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/003—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/04—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils
    • C11C3/10—Ester interchange

Definitions

  • the invention relates to a device, namely a Screw press, for extracting oils by pressing and Extract an oily raw material in the presence of a liquid extractant, which device a Feeder for the raw material, a compact with a movably mounted one Press screw, means for introducing the extractant into the compact and one Has outlet opening for the pressed raw material.
  • DE-A-30 16 877 describes a method for continuous fat separation from organic raw materials known, the raw materials are first crushed, if necessary dried, then with a fat solvent mashed and then fed to a screw press.
  • GB-A-1 340 484 also relates to pressing in the presence an extractant.
  • DE-C 665 873 describes a method according to which Extractant is supplied during the pressing.
  • Palm oil can be obtained by pressing the oily fruit is, with the solvent at the entrance to the press grouting material is fed under normal pressure.
  • a device which consists of three mutually perpendicular arranged presses there.
  • the first press which serves as a feed press, that becomes Pressed material introduced and moved horizontally to the second press
  • Pressed goods are transported vertically downwards, oil being pressed out of the pressed goods
  • the third press the material to be pressed is pressed further, during the pressing a solvent for the oil is injected into the pressed material.
  • the third press is liquid and executed gastight. About the oil yield when using this known device nothing known.
  • the invention has for its object to provide a screw press with which the oily raw material in a single operation to 96-98%, based on the Total oil content that can be removed and which is structurally very simple is.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention is thereby characterized in that the means for introducing the extractant into the compact Openings are provided in the press screw and / or in the press body, through which is a liquid extractant under pressure in the press body Raw material can be introduced.
  • the device is that the jacket in its lower Part of a tub to collect the from the compact has escaping oil / extractant mixture.
  • the tub is conveniently with an outlet for that Provide oil / extractant mixture, which outlet gas-tight is connected to a pressure vessel.
  • the invention also relates to a method for obtaining Oils and / or extractable substances by pressing and Extract an oily and / or extractable substance containing raw material in the presence of a liquid and / or supercritical extractant, being an oil or extracted substance / extractant mixture is obtained, from which the extractant is removed, which Process is characterized in that the raw material crushed and using the above described device according to the invention is pressed, wherein at the same time the extractant under pressure into the raw material is introduced.
  • the device according to the invention can as the liquid Extractor carbon dioxide in the liquefied state and / or supercritical state and / or hydrocarbons in liquid and / or supercritical state particularly good be used.
  • the transesterification is the conversion of triglycerides, i.e. vegetable and animal fats and oils, with alcohols, such as methanol, ethanol, butanol and isopropanol, in particular
  • alcohols such as methanol, ethanol, butanol and isopropanol
  • monoesters of Fatty acids and glycerin are created.
  • Fatty acid methyl ester are becoming increasingly important as a diesel substitute fuel.
  • a transesterification process is known from AT-B 394 374. According to this procedure, an excess of the used Alcohol of 1.10 to 1.80 moles per mole esterified with glycerol Fatty acid used.
  • a process is known from AT-B 388 743 for the production of a fatty acid mixture from waste fats or Oil and the use of this mixture as a power or Known fuel.
  • AT-B 397 966 also describes the production of Fatty acid esters of lower monohydric alcohols by transesterification of, for example, rapeseed oil. According to this procedure, the Transesterification in the presence of a solid basic catalyst with a catalyst excess of at most 1.6 moles per mole performed as a glyceride bound fatty acid.
  • AT-B 397 510 is a two-stage or multi-stage Transesterification process known.
  • catalysts for the transesterification basic catalysts e.g. Alkali hydroxides, metal hydrides, alcoholates, carbonates or acetates, and acidic Catalysts, e.g. Mineral acids used.
  • the most Most commonly used catalysts are sodium and Potassium hydroxide and sodium methylate, which are dissolved in alcohol e.g. added to a vegetable oil. Such a thing The method is known from AT-B 386 222.
  • Transesterification device is based, among other things, on the Realization that the transesterification is advantageous in the oil-containing Raw material itself can be made, so it is not it is necessary to first remove the oil to be converted from the raw material win and only then change. Transesterification and separation of the fatty acid alkyl ester can thus be in a single Step.
  • a preferred use of the press according to the invention is characterized in that at the beginning of the pressing Agent is introduced into the oil-containing substance, which the Residual moisture of the oily or fatty substance binds and thus increased soap formation after adding the catalyst prevents.
  • the pressing is expediently carried out with cooling performed.
  • FIG. 1 shows the section through a screw press of the State of the art
  • Figures 2 and 3 show advantageous embodiments of the invention Screw press.
  • Figure 4 the pressure curve in the screw press according to the invention along the compact shown.
  • FIG. 1 shows schematically the section through a previously known screw press (manufacturer: Krupp).
  • the Reference numeral 1 denotes a cylindrical press body which with a feed 2 for the to be pressed and extracting raw material 3 is connected.
  • the raw material 3 is detected by the screw flights 11 and in the cylindrical pressed body 1 pressed, conveyed by this, whereby oil is pressed out of the raw material, which by Openings, usually through strainer rods (not shown) are formed, flows down and the compact 1 leaves.
  • the oil leaving the compact is by means of drops 4 indicated.
  • the oil is drained from a pan (not shown) caught.
  • the compressed raw material is transported through the Press body 1 through the outlet opening 6, which is in a Component 1a is located on the cylindrical pressing body 1 then pressed out.
  • the press screw 5 has three in the embodiment shown frustoconical extensions 12 on which the Pressed material is exposed to increased pressure. After overcoming Such an expansion naturally lowers the pressure again something off. Such a pressure change favors the Injection, and solvent injected at this point diffuses through the brief relaxation up to Cell wall level.
  • FIG. 2 shows a section through an embodiment of a Screw press according to the invention, which is simple by converting the known, shown in Figure 1 Screw press can be obtained.
  • the one shown Screw press according to the invention additionally has one Sheath 7, 7a, the pressing body 1 in the area of those openings (not shown), from which oil 4 in the tub 7a, which in the present case identical to the lower part of the jacket 7 has reached, seals pressure-tight against the environment.
  • the press screw 5 is hollow and has openings 8 through which a liquid extractant under pressure in the Press body 5 located raw material can be introduced.
  • the extractant is under pressure via the feed line 13 the hollow press screw 5 fed. It has been shown that the raw material is pressed in this way simultaneous supply of extractant under pressure a very high oil yield of at least 96%, based on the total oil content. Due to the high pressures in the pressed material the injected solvent comes to supercritical Condition and increases the solubility of the oil or the extractable substances in the solvent.
  • Hydrocarbon present as an extractant can this can be separated by distillation.
  • a hydrocarbon or CO 2 present in gaseous form under normal conditions is used as the extractant, it is transferred from the press to a pressure vessel under pressure and thus in a liquid or supercritical state, and can be reduced there by reducing the pressure from the liquid by evaporation or suction and then increasing the pressure and lowering the temperature returned to the press in a liquid or supercritical state (recovery and recirculation).
  • liquid carbon dioxide in the Device according to the invention very well as an extractant can be used. It is clear to the person skilled in the art that in in this case worked under pressure / temperature conditions under which carbon dioxide in liquid form or supercritical form. This applies to both Supply line 13 or in the hollow press screw 5, as well during the pressing of the raw material, i.e. within the Press body 1, in the tub 7a, in the outlet 10 and in subsequent collection container, which in this case as Pressure vessel must be executed. By specifying such Pressure and temperature conditions are in the tub 7a and subsequent pressure vessel a liquid mixture of oil or extractable substances and carbon dioxide. The carbon dioxide can evaporation by a simple pressure reduction be removed from the mixture.
  • FIG. 3 shows another preferred embodiment of the Device according to the invention, in which the Extractant, i.e. liquid hydrocarbon or liquid carbon dioxide, not via the press screw 5, but via the compact 1 in the raw material just processed is introduced. These openings have the reference number 9 designated.
  • the extractant is by means of the feed lines 14 fed to the openings 9.
  • the openings 9 are advantageously each direct provided after an expansion 12 of the press screw 5. This improves oil production in a special way.
  • Flushing nozzle (not shown) can be provided through which acids and / or oil-displacing and / or oil-soluble substances can also be injected.
  • FIG. 4 shows the pressure curve within the compact 1, the X axis being the length of the cylindrical compact and the ordinate indicates the pressure. It is Figure 4 too see that the pressure increases as soon as the screw 5 Pressed material is detected and conveyed into the compact 1. For one good pressure build it is important that the crushed Raw material by washing with extractant superficially from the oil layer is freed. 4 are exemplary Pressures specified.
  • the pressure in the compact 1 initially rises continuously, until the first extension 12 is overcome, which relieves the pressure drops sharply and then until the next expansion 12 rises continuously again. Due to this pressure change the oil production is improved or the Pressed particles to be pressed reoriented.
  • the raw materials are made of non-oil before processing Free and remove fiber. Then they will dried to a water content of about 2-5%.
  • the oily raw materials After drying, the oily raw materials are put on a Grain size of 0.5-2 mm crushed. Then they will with an oil-dissolving liquid, e.g. Hexane, and / or one Acid washed.
  • the moist raw material prepared in this way can be fed to the press.
  • the press capacity By completely separating the shells from the raw material can the press capacity compared to the known methods can be increased by up to 40%. This separation will also the protein content of the press cake around the omitted Shell part increased.
  • the device according to the invention allows, at the outlet 6, the escaping material to be pressed into a pipe when hot lead (not shown), which provided with suction openings is that which emerges after the pressure relief Recover solvent via suction and condensation. This will remove the energy required for Residual solvent significantly reduced, because the material to be pressed Evaporation of the solvent is used.
  • the device can also be used to produce triglycerides in the To catalytically reassess raw material during pressing.
  • the liquid 4 leaving the compact 1 or 4a in this case is a mixture of ester, glycerol, Alcohol and catalyst from which the ester is known Way can be won.
  • the shredded raw material should no longer be used during the transesterification contained as 0.5% water. It is expedient to processing raw material even before being missed Alcohol / catalyst mixture in contact for about 20-30 minutes brought.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, und zwar eine Schneckenpresse, zum Gewinnen von Ölen durch Verpressen und Extrahieren eines ölhaltigen Rohstoffes in Gegenwart eines flüssigen Extraktionsmittels, welche Vorrichtung eine Zuführung für den Rohstoff, einen Preßkörper mit einer darin beweglich gelagerten Preßschnecke, Mittel zum Einbringen des Extraktionsmittels in den Preßkörper und eine Austrittsöffnung für den verpreßten Rohstoff aufweist.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und Patentansprüche sollen die Begriffe "Öl" und "ölhaltig" auch "Fett" bzw. "fetthaltig" respektive "extraktionsfähige Stoffe" umfassen.
Aus der DE-A - 30 16 877 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Fettabtrennung aus organischen Rohstoffen bekannt, wobei die Rohstoffe zunächst zerkleinert, ggf. getrocknet, anschließend mit einem Fettlösungsmittel angemaischt und danach einer Schneckenpresse zugeführt werden.
Auch die GB-A - 1 340 484 betrifft ein Verpressen in Gegenwart eines Extraktionsmittels.
Die DE-C 665 873 beschreibt ein Verfahren, gemäß welchem während des Verpressens Extraktionsmittel zugeführt wird.
Gemäß dem aus der GB-A - 1 340 484 vorbekannten Verfahren kann Palmöl gewonnen werden, indem die ölhaltige Frucht verpreßt wird, wobei am Eingang der Presse Lösungsmittel dem zu verpressenden Gut unter Normaldruck zugeführt wird.
Diese bekannten Schneckenpressen, mit welchen das Öl gewonnen wird, weisen den Nachteil auf, daß die Ölausbeuten zu wünschen übrig lassen.
Aus der GB-A-0 918 438 ist eine Vorrichtung bekannt, die aus drei zueinander rechtwinkelig angeordneten Pressen besteht. In der ersten Presse, die als Zuführpresse dient, wird das Preßgut eingebracht und horizontal zur zweiten Presse bewegt, in der zweiten Presse das Preßgut vertikal nach unten transportiert, wobei Öl aus dem Preßgut gepreßt wird, und in der dritten Presse wird das Preßgut weiter verpreßt, wobei wahrend des Pressens ein Lösungsmittel für das Öl in das Preßgut eingespritzt wird. Die dritte Presse ist flüssigkeits- und gasdicht ausgeführt. Über die Ölausbeute bei Verwendung dieser bekannten Vorrichtung ist nichts bekannt.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Schneckenpresse zu schaffen, mit welcher der ölhaltige Rohstoff in einem einzigen Arbeitsgang zu 96-98%, bezogen auf den Gesamtölgehalt, entolt werden kann und die konstruktiv dennoch besonders einfach aufgebaut ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Gewinnen von Ölen durch Verpressen und Extrahieren eines ölhaltigen Rohstoffs in Gegenwart eines flüssigen Extraktionsmittels, welche Vorrichtung eine Zuführung für den Rohstoff einen Preßkörper mit einer darin beweglich gelagerten Preßschnecke, Mittel zum Einbringen des Extraktionsmittels in den Preßkörper und eine Austrittsöffnung für den verpreßten Rohstoff aufweist, ist dadurch gekennzeichnet,
  • daß eine einzige Preßschnecke vorgesehen ist, die sich in einem Preßkörper befindet und den Rohstoff aus der Zuführung in den Preßkörper und von dort unter Verpressen zu einer Austrittsöffnung befördert, und
  • daß der Preßkörper mit einem Mantel druckfest gegen die Umgebung abgedichtet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einbringen des Extraktionsmittels in den Preßkörper Öffnungen sind, die in der Preßschnecke und/oder im Preßkörper vorgesehen sind, durch welche ein flüssiges Extraktionsmittel unter Druck in den im Preßkörper befindlichen Rohstoff eingebracht werden kann.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Mantel in seinem unteren Teil eine Wanne zur Sammlung des aus dem Preßkörper austretenden Öl/Extraktionsmittelgemisch aufweist.
Die Wanne ist zweckmäßigerweise mit einem Auslaß für das Öl/Extraktionsmittelgemisch versehen, welcher Auslaß gasdicht mit einem Druckbehälter verbunden ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Gewinnen von Ölen und/oder extrahierbaren Substanzen durch Verpressen und Extrahieren eines ölhaltigen und/oder extrahierbare Substanzen haltigen Rohstoffes in Gegenwart eines flüssigen und/oder überkritischen Extraktionsmittels, wobei ein Öl oder extrahierte Substanz/Extraktionsmittelgemisch erhalten wird, aus welchem das Extraktionsmittel entfernt wird, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Rohstoff zerkleinert und unter Verwendung der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtung verpreßt wird, wobei gleichzeitig das Extraktionsmittel unter Druck in den Rohstoff eingebracht wird.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können als das flüssige Extraktionsmittel Kohlendioxid in verflüssigtem Zustand und/oder überkritischem Zustand und/oder Kohlenwasserstoffe in flüssigem und/oder überkritischem Zustand besonders gut verwendet werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den zerkleinerten Rohstoff vor dem Verpressen mit einer öllösenden Flüssigkeit zu behandeln. Auf diese Weise wird die die zerkleinerten Rohstoffteilchen umgebende Ölschicht entfernt, wodurch die Reibung zwischen den Teilchen während des Verpressens erhöht wird und ein sehr guter Druckaufbau im Preßkörper bzw. eine sehr gute Abdichtung des Preßkörpers gegen sein stromaufwärtiges Ende erzielt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich ferner gut, um Umesterungsverfahren durchzuführen. So können beispielsweise Triglyceride, die im ölhaltigen Rohstoff enthalten sind, mit einem Alkohol umgeestert und auf diese Weise Fettsäurealkylester hergestellt werden. Die Erfindung betrifft deshalb auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Fettsäureestern durch Umesterung eines im ölhaltigen Rohstoff enthaltenen Triglycerids mit einem Alkohol in Gegenwart eines Katalysators, welche Verwendung dadurch gekennzeichnet ist, daß
  • der triglyceridhaltige Rohstoff zerkleinert wird,
  • der zerkleinerte Rohstoff in den Preßkörper eingebracht wird,
  • Alkohol und Katalysator durch die Öffnungen in der Preßschnecke und/oder im Preßkörper in den Rohstoff unter Bedingungen eingebracht werden, daß das im Rohstoff enthaltene Triglycerid mit dem Alkohol umgeestert wird, wobei der Fettsäureester gebildet wird, welcher den Preßkörper durch die Auslässe verläßt, wonach
  • der Fettsäureester in an sich bekannter Weise gereinigt wird.
Unter Umesterung ist die Umsetzung von Triglyceriden, d.h. pflanzlichen und tierischen Fetten und Ölen, mit Alkoholen, wie Methanol, Ethanol, Butanol und Isopropanol, insbesondere Methanol und Ethanol, zu verstehen, wobei die Monoester der Fettsäuren sowie Glycerin entstehen. Fettsäuremethylester gewinnen als Dieselersatzkraftstoff immer mehr an Bedeutung.
Aus der AT-B 394 374 ist ein Umesterungsverfahren bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird ein Überschuß des eingesetzten Alkohols von 1,10 bis 1,80 Mol je Mol mit Glycerin veresterter Fettsäure eingesetzt. Aus der AT-B 388 743 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Fettsäuregemisches aus Abfallfetten bzw. Ölen und die Verwendung dieses Gemisches als Kraft- bzw. Brennstoff bekannt.
Auch die AT-B 397 966 beschreibt die Herstellung von Fettsäureestern niederer einwertiger Alkohole durch Umesterung von beispielsweise Rapsöl. Gemäß diesem Verfahren wird die Umesterung in Gegenwart eines festen basischen Katalysators bei einem Katalysatorüberschuß von höchstens 1,6 Mol je Mol als Glycerid gebundener Fettsäure durchgeführt.
Aus der AT-B 397 510 ist ein zwei- bzw. mehrstufiges Umesterungsverfahren bekannt.
Als Katalysatoren für die Umesterung werden üblicherweise basische Katalysatoren, z.B. Alkalihydroxide, Metallhydride, -alkoholate, -carbonate oder -acetate, und saure Katalysatoren, z.B. Mineralsäuren, verwendet. Die am häufigsten verwendeten Katalysatoren sind Natrium- und Kaliumhydroxid sowie Natriummethylat, welche in Alkohol gelöst z.B einem Pflanzenöl zugemischt werden. Ein derartiges Verfahren ist aus der AT-B 386 222 bekannt.
Die vorbekannte Umesterung beginnt mit einem Zweiphasensystem aus Triglycerid und Alkohol, welcher den Katalysator enthält, wobei aber mit zunehmendem Reaktionsfortschritt und Bildung von Ester eine homogene Phase entsteht, welche durch Bildung und Ausscheidung von Glycerin wiederum zweiphasig wird (Rohesterphase und Glycerinphase).
Die erfindungsgemäße Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umesterung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, daß die Umesterung vorteilhaft im ölhaltigen Rohstoff selbst vorgenommen werden kann, daß es also nicht notwendig ist, das umzuesternde Öl zuerst aus dem Rohstoff zu gewinnen und erst dann umzuestern. Umesterung und Abtrennung des Fettsäurealkylesters können somit in einem einzigen Schritt vorgenommen werden.
Es ist dem Fachmann klar, daß bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Preßvorrichtung zunächst ein zweiphasiges Gemisch erhalten wird, welches im wesentlichen aus Ester und Glycerin besteht, und daß die Gewinnung des reinen Esters aus diesem zweiphasigen Gemisch mit bekannten Techniken möglich ist.
Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Presse ist dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Verpressens ein Mittel in den ölhaltigen Stoff eingebracht wird, welches die Restfeuchte des öl- oder fetthaltigen Stoffes bindet und somit eine erhöhte Seifenbildung nach Zugabe des Katalysators unterbindet.
Das Verpressen wird zweckmäßigerweise unter Kühlung vorgenommen.
An Hand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung noch näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt den Schnitt durch eine Schneckenpresse des Standes der Technik, und die Figuren 2 und 3 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schneckenpresse. In der Figur 4 ist der Druckverlauf in der erfindungsgemäßen Schneckenpresse entlang des Preßkörpers gezeigt.
Die Figur 1 zeigt schematisch den Schnitt durch eine vorbekannte Schneckenpresse (Hersteller: Fa. Krupp). Die Bezugsziffer 1 bezeichnet einen zylindrischen Preßkörper, der mit einer Zuführung 2 für den zu verpressenden und extrahierenden Rohstoff 3 in Verbindung steht. Der Rohstoff 3 wird von den Schneckengängen 11 erfaßt und in den zylindrischen Preßkörper 1 gepreßt, durch diesen gefördert, wobei Öl aus dem Rohstoff ausgepreßt wird, welches durch Öffnungen, die üblicherweise durch Seiherstäbe (nicht gezeigt) gebildet werden, nach unten fließt und den Preßkörper 1 verläßt. Das den Preßkörper verlassende Öl ist mittels Tropfen 4 angedeutet. Das Öl wird von einer Wanne (nicht gezeigt) aufgefangen.
Der vergepreßte Rohstoff wird nach Transport durch den Preßkörper 1 durch die Austrittsöffnung 6, die sich in einem Bauteil 1a befindet, der an den zylindrischen Preßkörper 1 anschließt, hinausgepreßt.
Die Preßschnecke 5 weist in der gezeigten Ausgestaltung drei kegelstumpfförmige Erweiterungen 12 auf, an welchen das Preßgut einem erhöhten Druck ausgesetzt ist. Nach Überwinden einer derartigen Erweiterung sinkt der Druck naturgemäß wieder etwas ab. Ein derartiger Druckwechsel begünstigt die Verpressung, und an dieser Stelle eingespritztes Lösungsmittel diffundiert durch das kurzzeitige Entspannen bis auf Zellwandebene.
Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schneckenpresse, die auf einfache Weise durch Umbau der bekannten, in Figur 1 gezeigten Schneckenpresse erhalten werden kann. Die gezeigte erfindungsgemäße Schneckenpresse besitzt noch zusätzlich einen Mantel 7, 7a, der den Preßkörper 1 im Bereich jener Öffnungen (nicht gezeigt), aus denen Öl 4 in die Wanne 7a, die im vorliegenden Fall mit dem unteren Teil des Mantels 7 identisch ist, gelangt, druckfest gegen die Umgebung abdichtet.
Die Preßschnecke 5 ist hohl und weist Öffnungen 8 auf, durch welche ein flüssiges Extraktionsmittel unter Druck in den im Preßkörper 5 befindlichen Rohstoff eingebracht werden kann. Das Extraktionsmittel wird über die Zuleitung 13 unter Druck der hohlen Preßschnecke 5 zugeführt. Es hat sich gezeigt, daß die auf diese Weise vorgenommene Verpressung des Rohstoffs bei gleichzeitiger Zuführung von Extraktionsmittel unter Druck zu einer sehr hohen Ölausbeute von mindestens 96%, bezogen auf den Gesamtölgehalt, führt. Durch die hohen Drücke im Preßgut kommt das eingespritzte Lösungsmittel auf überkritischen Zustand und erhöht sich die Löslichkeit des Öles oder der extrahierbaren Substanzen im Lösungsmittel.
Mit der Bezugsziffer 4a ist das aus dem Preßkörper 1 im Bereich der Seiherstäbe (nicht gezeigt) austretende Gemisch aus Öl und Extraktionsmittel angedeutet, welches in der Wanne 7a, die in der gezeigten Ausführungsform vom unteren Teil des Mantels 7 gebildet wird, aufgefangen wird und durch den Auslaß 10 gasdicht in einen Behälter (nicht gezeigt) gelangt. Das Öl oder die extrahierbare Substanz kann auf bekannte Weise durch Entfernung des Extraktionsmittels aus dem Gemisch Öl oder extrahierbare Substanz/Extraktionsmittel gewonnen werden.
Bei Verwendung eines unter Normalbedingungen flüssig vorliegenden Kohlenwasserstoffs als Extraktionsmittel kann dieses durch Destillation abgetrennt werden.
Bei Verwendung eines unter Normalbedingungen gasförmig vorliegenden Kohlenwasserstoffes oder CO2 als Extraktionsmittel wird dieses unter Druck und damit in flüssigem oder überkritischem Zustand aus der Presse in einen Druckbehälter übergeführt und kann dort unter Absenken des Druckes aus der Flüssigkeit durch Abdampfen oder Absaugen und anschließendem Druckerhöhen und Temperaturabsenken wieder in flüssigem oder überkritischem Zustand der Presse zugeführt werden (Rückgewinnung und Rezirkulation).
Es hat sich ferner gezeigt, daß flüssiges Kohlendioxid in der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr gut als Extraktionsmittel verwendet werden kann. Es ist für den Fachmann klar, daß in diesem Fall unter Druck/Temperaturbedingungen gearbeitet werden muß, unter denen Kohlendioxid in flüssiger Form bzw. überkritischer Form vorliegt. Dies gilt sowohl in der Zuleitung 13 bzw. in der hohlen Preßschnecke 5, als auch während der Verpressung des Rohstoffs, also innerhalb des Preßkörpers 1, in der Wanne 7a, im Auslaß 10 und im anschließenden Auffangbehälter, der in diesem Fall als Druckgefäß ausgeführt sein muß. Durch das Vorgeben derartiger Druck- und Temperaturbedingungen liegt in der Wanne 7a und im anschließenden Druckgefäß ein flüssiges Gemisch aus Öl oder extrahierbaren Stoffen und Kohlendioxid vor. Das Kohlendioxid kann mittels Abdampfen durch eine einfache Druckabsenkung aus dem Gemisch entfernt werden.
Die Figur 3 zeigt eine andere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher das Extraktionsmittel, also flüssiger Kohlenwasserstoff oder flüssiges Kohlendioxid, nicht über die Preßschnecke 5, sondern über den Preßkörper 1 in den gerade verarbeiteten Rohstoff eingebracht wird. Diese Öffnungen sind mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet. Das Extraktionsmittel wird mittels der Zuleitungen 14 den Öffnungen 9 zugeleitet.
Vorteilhafterweise sind die Öffnungen 9 jeweils unmittelbar nach einer Erweiterung 12 der Preßschnecke 5 vorgesehen. Dies verbessert die Ölgewinnung in besonderem Maße.
Kurz vor Austritt des Preßgutes aus der Presse kann eine Spüldüse (nicht gezeigt) vorgesehen sein, durch welche Säuren und/oder ölverdrängende und/oder öllösliche Substanzen zusätzlich eingespritzt werden können.
Figur 4 zeigt den Druckverlauf innerhalb des Preßkörpers 1, wobei die X-Achse die Länge des zylindrischen Preßkörpers und die Ordinate den Druck angibt. Es ist der Figur 4 zu entnehmen, daß der Druck ansteigt, sobald die Schnecke 5 das Preßgut erfaßt und in den Preßkörper 1 befördert. Für einen guten Druckaufbau ist es wichtig, daß der zerkleinerte Rohstoff durch Waschen mit Extraktionsmittel oberflächlich von der Ölschicht befreit wird. In der Figur 4 sind beispielhafte Drücke angegeben.
Der Druck steigt im Preßkörper 1 zunächst kontinuierlich an, bis die erste Erweiterung 12 überwunden ist, wodurch der Druck scharf abfällt und danach bis zur nächsten Erweiterung 12 wieder kontinuierlich ansteigt. Durch diesen Druckwechsel wird die Ölgewinnung verbessert respektive werden die auszupressenden Preßgutteilchen neu orientiert.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von Öl konkreter beschrieben.
Die Rohstoffe werden vor Verarbeitung von nicht ölhaltigen Ballaststoffen befreit und entschält. Anschließend werden sie auf einen Wassergehalt von etwa 2-5% getrocknet.
Nach dem Trocknen werden die ölhaltigen Rohstoffe auf eine Korngröße von 0,5-2 mm zerkleinert. Anschließend werden sie mit einer öllösenden Flüssigkeit, z.B. Hexan, und/oder einer Säure gewaschen. Der so vorbereitete, feuchte Rohstoff kann der Presse zugeführt werden.
Durch die vollständige Abtrennung der Schalen vom Rohstoff kann die Preßkapazität im Vergleich zu den bekannten Verfahren um bis zu 40% erhöht werden. Durch diese Abtrennung wird ferner der Proteingehalt des Preßkuchens um den wegfallenden Schalenteil erhöht.
Bei Austritt des Preßkuchens aus der Presse beträgt der Extraktionsmittelgehalt zwischen 4-8%. Dies ist wesentlich weniger als bei den heute bekannten Verfahren.
Die erfindungsgemaße Vorrichtung erlaubt es beim Austritt 6, das austretende Preßgut in heißem Zustand in ein Rohr zu führen (nicht gezeigt), welches mit Absaugöffnungen versehen ist, um das nach der Druckentspannung austretende Lösungsmittel über Absaugung und Kondensation rückzugewinnen. Dadurch wird der Energiebedarf für die Entfernung von Restlösungsmittel erheblich gesenkt, da die Preßgutwärme zum Verdampfen des Lösungsmittels ausgenützt wird.
Wie oben bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch dazu verwendet werden, Triglyceride im Rohstoff während des Verpressens katalytisch umzuestern. Dazu wird statt des Extraktionsmittels ein Gemisch aus Alkohol und Katalysator durch die Öffnungen 8 bzw. 9 in den Rohstoff eingebracht. Die den Preßkörper 1 verlassende Flüssigkeit 4 bzw. 4a ist in diesem Fall ein Gemisch aus Ester, Glycerin, Alkohol und Katalysator, aus welchem der Ester auf bekannte Weise gewonnen werden kann.
Bei der Umesterung sollte der zerkleinerte Rohstoff nicht mehr als 0,5% Wasser enthalten. Zweckmäßigerweise wird der zu verarbeitende Rohstoff bereits vor der Verpessung mit Alkohol/Katalysator-Gemisch etwa 20-30 Minuten in Kontakt gebracht.
Die erfindungsgemäße Verwendung der erfindungsgemäßen Preßschnecke gestattet, Umesterungsgrade von über 99% zu erreichen.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Gewinnen von Ölen oder anderen extrahierbaren Stoffen durch Verpressen und Extrahieren eines ölhaltigen oder extrahierbare Substanzen haltigen Rohstoffes in Gegenwart eines flüssigen Extraktionsmittels, welche Vorrichtung eine Zuführung (2) für den Rohstoff, einen Preßkörper (1) mit einer darin beweglich gelagerten Preßschnecke (5), Mittel (8; 9) zum Einbringen des Extraktionsmittels in den Preßkörper (1), und eine Austrittsöffnung (6) für den verpreßten Rohstoff aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine einzige Preßschnecke (5) vorgesehen ist, die sich in einem Preßkörper (1) befindet und den Rohstoff (3) aus der Zuführung (2) in den Preßkörper (1) und von dort unter Verpressen zu einer Austrittsöffnung (6) befördert, und
    daß der Preßkörper (1) mit einem Mantel (7) druckfest gegen die Umgebung abgedichtet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß das Mittel (8; 9) zum Einbringen des Extraktionsmittels in den Preßkörper (1) Öffnungen sind, die in der Preßschnecke (5) und/oder im Preßkörper (1) vorgesehen sind, durch welche ein flüssiges Extraktionsmittel unter Druck in den im Preßkörper (1) befindlichen Rohstoff eingebracht werden kann.
  3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) eine Wanne (7a) zur Sammlung des aus dem Preßkörper (1) austretenden Öl/Extraktionsmittelgemisches aufweist.
  4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (7a) mit einem Auslaß (10) für das Öl/Extraktionsmittelgemisch versehen ist, welcher Auslaß (10) gasdicht und druckfest mit einem Druckbehälter verbunden ist.
  5. Verfahren zum Gewinnen von Ölen durch Verpressen und Extrahieren eines ölhaltigen oder extrahierbare Substanzen haltigen Rohstoffes in Gegenwart eines flüssigen Extraktionsmittels, wobei ein Öl oder extrahierbare Substanzen/Extraktionsmittelgemisch erhalten wird, aus welchem das Extraktionsmittel entfernt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Rohstoff zerkleinert und unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 verpreßt wird, wobei gleichzeitig das Extraktionsmittel unter Druck in den Rohstoff eingebracht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als das flüssige Extraktionsmittel Kohlendioxid in verflüssigtem Zustand und/oder überkritischem Zustand oder ein Kohlenwasserstoff in flüssigem oder überkritischem Zustand eingesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Rohstoff vor dem Verpressen mit einer öllösenden Flüssigkeit behandelt wird.
  8. Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Fettsäureestern durch Umesterung eines im ölhaltigen Rohstoff enthaltenen Triglycerids mit einem Alkohol in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß
    der triglyceridhaltige Rohstoff zerkleinert wird,
    der zerkleinerte Rohstoff in den Preßkörper (1) eingebracht wird,
    Alkohol und Katalysator durch die Öffnungen (8; 9) in der Preßschnecke und/oder im Preßkörper in den Rohstoff unter Bedingungen eingebracht werden, daß das im Rohstoff enthaltene Triglycerid mit dem Alkohol umgeestert wird, wobei der Fettsäureester gebildet wird, welcher den Preßkörper durch die Auslässe verläßt, wonach
    der Fettsäureester in an sich bekannter Weise gereinigt wird.
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