DE9415521U1 - Device for the mechanical extraction of vegetable oil - Google Patents
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Vorrichtung zur mechanischen G, 946531 D1E.Device for mechanical G, 946531 D 1 E.
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Gewinnung von pflanzlichem OlExtraction of vegetable oil
Datum / Date 05.09.94/nnDate / Date 05.09.94/nn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Gewinnung von pflanzlichem öl aus Ölsaaten und/oder Ölfrüchten. The invention relates to a device for the mechanical extraction of vegetable oil from oilseeds and/or oil fruits.
Es ist bekannt pflanzliches öl durch Pressen oder Extrahieren von Ölsaaten oder Ölfrüchten zu gewinnen.It is known to obtain vegetable oil by pressing or extracting oil seeds or oil fruits.
Zum Pressen werden in der Regel Schneckenpressen verwendet. Die Ölsaat wird durch ein Schneckengewinde gefördert. Das räumliche Volumen der Schneckengänge nimmt stetig ab. Die Schnecke ist von einem Mantel umgeben, der aus einem Seier besteht. Durch die stetige Volumenabnahme entsteht in dem auszupressenden Material ein hoher Druck und der flüssige Anteil der z.B. Ölsaat wird durch den Seier nach außen gedrückt. Vor diesem Prozeß sind diverse Saataufbereitungsschritte notwendig, wie die Saatreinigung, das Konditionieren und das Walzen. Nach dem Pressen muß das Öl von mitausgepreßten und mitgerissenen Verunreinigungen befreit werden. Durch die verschiedenen Verfahrensschritte ist die Herstellung eines pflanzlichen Öls durch Pressen somit sehr aufwendig. Bei der Extraktion wird das Öl aus dem Saatgut oder den Ölfrüchten mittels eines Extraktionsmittels wie z.B. Benzin herausgewaschen. Dieses Verfahren ist ebenfalls sehr aufwendig. Neben diversen vorbereitenden Schritten muß das Extraktionsmittel aus dem Öl, dem Schrot und dem als Wasser anfallenden Kondensat zurückge-Screw presses are generally used for pressing. The oilseed is conveyed through a screw thread. The spatial volume of the screw threads decreases steadily. The screw is surrounded by a casing made of a sieve. The constant decrease in volume creates high pressure in the material to be pressed and the liquid part of the oilseed, for example, is pressed out through the sieve. Before this process, various seed preparation steps are necessary, such as seed cleaning, conditioning and rolling. After pressing, the oil must be freed from any impurities that have been pressed out and carried along. Due to the various process steps, the production of a vegetable oil by pressing is therefore very complex. During extraction, the oil is washed out of the seed or oilseed using an extraction agent such as petrol. This process is also very complex. In addition to various preparatory steps, the extraction agent must be recovered from the oil, the meal and the condensate that accumulates as water.
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wonnen werden. Außer der bei Verwendung von z.B. Benzin als Extraktionsmittel immer gegenwärtigen Brand- und Explosionsgefahr gelangen große Mengen umweltschädlicher Benzindämpfe ins Freie, wodurch Filter erforderlich sind.In addition to the ever-present risk of fire and explosion when using petrol as an extraction agent, large quantities of environmentally harmful petrol fumes are released into the atmosphere, which means that filters are required.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der auf einfache Weise das pflanzliche Öl aus Ölsaaten und/oder Ölfrüchten entfernt werden kann, ohne daß das gewonnene Öl einer aufwendigen Nachbehandlung unterzogen werden muß.The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the beginning, by means of which the vegetable oil can be removed from oil seeds and/or oil fruits in a simple manner, without the oil obtained having to be subjected to a complex post-treatment.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Nach der Erfindung wird das pflanzliche Öl mittels einer sehr schnell laufenden Zentrifuge aus dem Saatgut oder den Ölfrüchten gewonnen. Hierbei wird ausgenutzt, daß zwischen dem verdichteten pflanzlichen Material und dem auszupressenden pflanzlichen Öl ein Dichteunterschied besteht, wie er bei den bekannten Verfahren zum Absetzen des Schilfers und Trübs auf dem Boden eines Absetzbehälters ausgenutzt wird. Vor dem Eintritt in die Zentrifuge werden die Ölsaat bzw. die Ölfrüchte einer Reinigung unterzogen. Sofern erforderlich kann neben einer Saat- oder Fruchtreinigung eine Saat- oder Fruchtaufbereitung vorgesehen werden.According to the invention, the vegetable oil is extracted from the seeds or oil fruits using a very fast-running centrifuge. This takes advantage of the fact that there is a density difference between the compressed vegetable material and the vegetable oil to be pressed out, as is used in the known processes for settling the reeds and sludge on the bottom of a settling tank. Before entering the centrifuge, the oil seeds or oil fruits are subjected to cleaning. If necessary, seed or fruit processing can be provided in addition to seed or fruit cleaning.
Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below using the example of an embodiment of a device according to the invention. It shows:
Fig. 1 die Vorrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt,Fig. 1 the device in a side view in section,
Fig. 2 die Vorrichtung in einer Queransicht auf die Stirnseite,Fig. 2 the device in a transverse view of the front side,
• · ♦• · ♦
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Fig. 3 die Vorrichtung in einer Queransicht auf das dem Austritt von Schilfer und Öl zugeordnete Leitrad im Schnitt.Fig. 3 the device in a transverse view of the guide wheel assigned to the outlet of reeds and oil in section.
Die Vorrichtung 1 zur mechanischen Gewinnung von pflanzlichem öl besteht aus einer Zentrifugentrommel 3, die mit einer Antriebseinrichtung 2 verbunden ist. Die Antriebseinrichtung 2 ist mittels Stützwinkeln 23 auf einer Grundplatte 24 befestigt. The device 1 for the mechanical extraction of vegetable oil consists of a centrifuge drum 3, which is connected to a drive device 2. The drive device 2 is attached to a base plate 24 by means of support brackets 23.
Die Zentrifugentrommel 3 ist allgemein rohrartig ausgebildet und weist einen Mantel 17 auf, in dem eine sich vom Einlaßabschnitt 4 für Ölsaat oder Ölfrüchte zum Auslaßabschnitt 5 für pflanzliches Öl und Schilfer gleichmäßig erweiternde Durchbrechung 6 ausgebildet ist. Im Bereich des Einlaßabschnitts 4 ist eine Schlag- und Mitnahmeeinrichtung 10 vorgesehen, die zur Zerkleinerung der in den Einlaßabschnitt 4 eingebrachten Menge von Ölsaat oder Ölfrüchten dient. Im Bereich des Auslaßabschnitts 5 sind voneinandergetrennt zwei Austrittsöffnungen 7, 8 für Schilfer und pflanzliches Öl vorgesehen. Hierzu ist der Endabschnitt des Mantels 17 mittels Schrauben 25 mit einem Endstück 9 verbunden. In dem Endabschnitt 9 ist koaxial zur Mittelachse 11 des Mantels 17 eine im Querschnitt kreisförmige Erweiterung 14 ausgebildet, in der ein Einsatzkörper 12 so angeordnet ist, daß zwischen diesem und der Begrenzungsfläche der kreisförmigen Erweiterung 14 kreisringförmig die Austrittsöffnung 7 für Schilfer ausgebildet ist. In dem Einsatzkörper 12 sind ferner Durchbrechungen 13 ausgebildet, die die Austrittsöffnungen 8 für pflanzliches Öl bilden.The centrifuge drum 3 is generally tubular and has a casing 17 in which an opening 6 is formed that expands evenly from the inlet section 4 for oilseed or oil fruits to the outlet section 5 for vegetable oil and reeds. In the area of the inlet section 4, a striking and entraining device 10 is provided, which serves to crush the amount of oilseed or oil fruits introduced into the inlet section 4. In the area of the outlet section 5, two outlet openings 7, 8 for reeds and vegetable oil are provided, separated from one another. For this purpose, the end section of the casing 17 is connected to an end piece 9 by means of screws 25. In the end section 9, coaxial to the central axis 11 of the casing 17, a circular cross-section extension 14 is formed, in which an insert body 12 is arranged in such a way that the outlet opening 7 for reeds is formed in a circular ring between this and the boundary surface of the circular extension 14. In the insert body 12, openings 13 are also formed, which form the outlet openings 8 for vegetable oil.
Die Antriebseinrichtung 2 ist als Turbine 15 ausgebildet. Die Turbine 15 kann eine Gasturbine oder Dampfturbine sein. Fig. 1 zeigt die Anwendung einer Dampfgleichdruckturbine. Während das Gehäuse der Turbine mit den fest eingebauten als Lavaldüsen ausgebildeten Düsen 19 und Leiträdern 21 fest über den Stützwinkel 23 auf einer Grundplatte 24 befestigt ist, läuft die Zentrifugentrommel 3 angetrieben über die Laufräder 16 in denThe drive device 2 is designed as a turbine 15. The turbine 15 can be a gas turbine or a steam turbine. Fig. 1 shows the use of a steam constant pressure turbine. While the housing of the turbine with the permanently installed nozzles 19 designed as Laval nozzles and guide wheels 21 is firmly attached to a base plate 24 via the support angle 23, the centrifuge drum 3 runs driven by the impellers 16 in the
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Lagern 22. Die Schaufeln der Laufräder sind in bekannter Weise mit dem Zentrifugenmantel verbunden. Das durch die Düsen 19 der Turbine 15 zugeführte Arbeitsmedium wird am Austritt 20 abgeführt.Bearings 22. The blades of the impellers are connected to the centrifuge shell in a known manner. The working medium fed through the nozzles 19 of the turbine 15 is discharged at the outlet 20.
Die Ölsaat oder die Ölfrüchte werden üblicherweise durch eine Zuführ- und Dosierschnecke dem Einlaßabschnitt 4 der Zentrifugentrommeln 3 zugeführt. In der Schlag- und Mitnahmeeinrichtung 10 werden die Ölsaat bzw. die Ölfrüchte zerkleinert und auf die Zentrifugendrehzahl beschleunigt. Die so auf Zentrifugendrehzahl gebrachte Ölsaat bzw. die Ölfrüchte wandern durch die sich stetig erweiternde Durchbrechung 6 der Zentrifugentrommel 3 bis zu deren Auslaßabschnitt 5. Der sich ständig erweiternde Querschnitt der Durchbrechung 6 im Mantel 17 bewirkt, daß der Druck in der Saat- oder Fruchtschicht ständig zunimmt und die immer dünner werdende Saat- oder Fruchtschicht immer wieder aufreißt und den Austritt des Öls aus dem Saatgut bzw. Ölfrüchten erleichert. Am Endabschnitt 5 der Zentrifugentrommel 13 ist der als Wehr dienende Einsatzkörper 12 des Endstücks 9 angeordnet, an dem die festen Rückstände, der Schilfer und das Öl aufgestaut werden und sich trennen lassen. Der Schilferaustritt erfolgt durch die Austrittsöffnungen 7 und der Ölaustritt durch die Austrittsöffnungen 8.The oilseed or oil fruits are usually fed to the inlet section 4 of the centrifuge drums 3 by a feed and metering screw. In the impact and entrainment device 10, the oilseed or oil fruits are crushed and accelerated to the centrifuge speed. The oilseed or oil fruits thus brought to the centrifuge speed migrate through the constantly expanding opening 6 of the centrifuge drum 3 to its outlet section 5. The constantly expanding cross section of the opening 6 in the casing 17 means that the pressure in the seed or fruit layer constantly increases and the increasingly thin seed or fruit layer repeatedly tears open and facilitates the escape of the oil from the seed or oil fruits. The insert body 12 of the end piece 9, which serves as a weir, is arranged at the end section 5 of the centrifuge drum 13, where the solid residues, the reeds and the oil are dammed up and can be separated. The reeds exit through the outlet openings 7 and the oil exit through the outlet openings 8.
Vorteilhaft ist es, die Turbine 15 als Dampfturbine auszubilden, da diese auf kleinem Raum hohe Leistungen und hohe Drehzahlen erzeugen können. Die Zentrifugentrommel 3 ist in die Turbine 15 integriert. Aus Festigkeitsgründen kann beim Turbinenrad ein Durchmesser von ca. 2 00 mm und bei der Zentrifugentrommel 3 ein mittlerer Manteldurchmesser von ca. 80 mm bei einer Drehzahl von 50.000 l/min angestrebt werden. Aus diesen Randbedingungen ergibt sich folgendes: Die Zentrifugalkraft F2 eines Saatgutteilchens von 1 cm3 auf einer Umlaufbahn von 3,5 cm Radius, einer Masse von 0,0095 kg und einer Winkelgeschindigkeit von &ohgr;=2 &khgr;&pgr;&khgr;&eegr;= 50.000 &khgr; 2 &khgr; &pgr; &khgr; 1/60 = 911 N.It is advantageous to design the turbine 15 as a steam turbine, since these can generate high power and high speeds in a small space. The centrifuge drum 3 is integrated into the turbine 15. For reasons of strength, a diameter of approximately 200 mm can be aimed for for the turbine wheel and an average shell diameter of approximately 80 mm for the centrifuge drum 3 at a speed of 50,000 l/min. The following results from these boundary conditions: The centrifugal force F2 of a seed particle of 1 cm 3 on an orbit of 3.5 cm radius, a mass of 0.0095 kg and an angular velocity of ω=2 χπρωπη= 50,000 χ 2 χ πρωπ 1/60 = 911 N.
Bei einer Auflagefläche von 1 cm2 würde somit ein Druck von 91With a contact area of 1 cm 2 , a pressure of 91
&Ogr;=Ω=
bar an der Begrenzungsfläche der Durchbrechung 6 in dem Mantel 17 der Zentrifugentrommel 3 entstehen. Wenn der feste Bestandteil der Ölsaat zum Öl nur einen Dichteunterschied von 1 % besitzt, würde das Öl mit einem Druck von ca. 0,9 bar aus den festen Bestandteilen heraustreten.bar at the boundary surface of the opening 6 in the casing 17 of the centrifuge drum 3. If the solid component of the oilseed has a density difference of only 1% to the oil, the oil would emerge from the solid components at a pressure of approx. 0.9 bar.
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