Neuentwicklungen und Einsatzmöglichkeiten von Zentrifugalseparatoren in der Fett- und Seifen-Industrie II

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    15-Jun-2016

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  • Neuentwicklungen und Einsatzmoglichkeiten von Zentrifugalseparatoren in der Fett- und Saifen-Industrie 11::

    Von DipLIng . 0. M o 1 1 e r , Oelde

    -7. Rohol-Gewinnung

    Das zentrale Problem des Einsatzes von Zentrifugen bei der Rohol-Gewinnung liegt darin, dai3 neben Wasser stets mehr oder weniger groi3e Mengen an Feststoffen (Schmutz, Saat- mehl-Teilchen, Fruchtfasern und -schalen, Fleisch-, Blut- und Knochen-Reste und dgl.) ausgeschieden werden miissen. Grund- satzlich kann man sagen, dai3 die Zentrifugierung um so schwieriger wird, j e groder diese Trubgehalte sind. Es mussen dann Spezialzentrifugen eingesetzt und diesen haufig noch hesondere Einrichtungen zur Vorklarung vorgeschaltet werden.

    a) Gewinnung von Oliveno2 und Palm61 Die ersten Anwendungen sind wohl schon vor dem ersten

    Weltkrieg gemacht worden. Bei der Gewinnung von Olivenol tauchte damals das Problem auf, die bei der Sedimentations- trennung unvermeidlich lange Beriihrungszeit des 0les rnit dem Fruchtwasser soweit wie moglich abzukiirzen. Da Sepa- ratoren fur die Reinigung und Entwasserung von Schmierolen damals schon bekannt waren, lag es nahe, diese in ihrer Wirkung dem Absetzprozed so stark iiberlegenen Schleuder- inaschinen auch fur , die Olivenol-Gewinnung einzusetzen. Heute gibt es wohl kaum noch Olivenmuhlen, in denen keine Separatoren fur die Trennung von 01 und Fruchtwasser zu finden sind.

    In den letzten Jahren ist es auch gelungen, durch Einsatz von Schneckenpressen und Diisenseparatoren die Olivenol- Gewinnung kontinuierlich auszufuhren. Das Verfahren, uber das schon herichtet worden ist 2Q, arbeitet etwa entsprechend dem in Abb. 7 dargestellten Schema. Die Oliven werden ge- mahlen und geprei3t. Der PreGruckstand geht zur Extraktion; der Most wird uber vorgeschaltete Siebe, die den Grobtruh

    11

    n

    1 7

    Abb. 7 . Schema einer kontinuierlichen Olivenol-Gewiunungsanlage

    1 Most-Zulauf 3 Abscheider 2 umschaltbare Vorsiebe 8 Vorsieb fur Ruckfuhrungs- 3 Zulaufbehalter mit Niveau- wasser

    regelung 9 Zulaufbehalter fur Ruckfuh- 4 Westfalia Dusenseparator rung rnit Niveauregelung

    SKOOG 18 U~l-A,blauf 5 Fruchtwasser-Ablauf 6 Konzentrat-Ablauf

    '> I. vgl. Fette . Seifen 2s W. Schneider, Olivenolgewinnung, Fette - Seifen

    11 Rein01 zur Abfullung

    Anstrichmittel 59, 240 [1957]. Anstrich-

    mittel 56, 326 [1954].

    F E T T E . S E I P E N A N S T R I C H I 4 I T T E L 59. Jahrgang Nr. 5 1957

    zuruckhalten, einem Diisenseparator zugefiihrt. Dieser sdieidet das Fruchtwasser zusammen mit dem Feintrub aus. Das ge- wonnene Olivenol ist klar, praktisch wasserfrei und kann direkt abgefiillt werden, sofern man es nicht einer Raffina- tionsbehandlung zuleitet.

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    J A bb. 8. Schema einer kontinuierlichen Palniol-Gewinnungs-

    anlage 1 Zulaufbehalter 10 Pumpe 2 Pumpe 11 Zulaufbehalter fur Riick- 3 umscha!tbare Vorsiebe fuhrung 4 Separator Type SKOOG/ 12 umschaltbare Vorsiebe

    SKOG 13 01-Zulaufbehalter 5 Wasser 14 Separator Type OG/OK 6 '01-Ablauf 15 HeiBwasser-Zulauf 3 Konzentrat-Ablauf 16 Reinol 8 Fruchtwasser-Ablaui 13 Wasser-Ablauf 9 Abscheider 18 Pumpe

    Bei der Entwicklung eines kontinuierlich arbeitenden Ver- fahrens treten oft neue Probleme auf, die zur Anwendung friiher nicht henutzter Verfahrensschritte und Gerate zwingen. Die kontinuierliche Olivenol-Gewinnung kann als Srhulbeispiel dafiir gelten. Im iiberlieferten chargenweiqen Predverfahren wurden die ganzen Oliven in Steinmiihlen oder Rollergangen gemahlen. Aus der entstehenden Paste wurde d a m auf hydraulischen Pressen der Olivenmost gewonnen. Entsprechend King man zunachst auch innerhalb des kontinuierlichen Ver- fahrens vor. Es zeigte sich aber, dad die aus den Kernen her- riihrenden feinen Feststoff e bei der anschliei3enden Ent6lung des Mostes betrachtliche Schwierigkeiten mnchten. Diese Schwierigkeiten lieden sich grundsztzlich dadurch beheben, dai3 die Oliven zuerst entkernt, dann gemahlen und gepredt wurden. Dementsprechend arbeiten die heutig.cn Anlagen zur kontinuierlichen Olivenol-Gewinnung rnit einer vorgeschalteten Entkernung.

    Auch das im Fleisch der Friichte der 01- palme enthaltenc Palmol wird aus einem Gemisch mit Fruchtwasser gewon- nen. Der Prozed, des- sen kontinuierliche Ausfiihrung ebenfalls erst in den letzten Jahren gelungen ist, weist durch diese in vielem gleichartigen Voraussetzungen manche Ahnlichkeit mit der Olivenol-Ge- winnung auf. Diisen- separatoren haben sich auch hier ein neues

    Abb. 9. Diisenseparator fur 01- Anwendungsgebiet Reinigung und Entwasserung mil erobert. Es sei aber

    Konzentrat-Riickl'iihrung erwahnt, dai3 das

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  • inl'olge seines hohen Gehaltes an niedrigmolekuiaren Fett- sauren noch unbestandigere Palmol hesonders sorgfaltig ge- reinigt und entwassert werden mui3, wenn man qualitative Schaden vermeiden will. Palmol-Anlagen arbeiten deshalb fast immcr mit einer zweistufigen Separierung. Den in der ersten Stufe eingesetzten Diisenseparatoren sind Polier- separatoren mit hesonders hoher Trennleistung nachgeschaltet, die die Feinreinigung und Restentwasserung iibernehmen. Das damit erzeugte Palmol ist vollstandig blank.

    b) Gewinnung won F i s d d und Wnlol

    Interessante Entwicklungen brachten die letzten 2 Jahraehnte bci der Gewinnung von Fischol und Walol. Wir wiirden wohl heute nicht iiber so gut ausgeriistete und weitgehend konti- nuierlich arbeitende Anlagen zur Gewinnung dieser o l e ver- fiigen, hatte uns nicht der fast vollstandige AhschluB von den auslandischen Fettmarkten in den Vorkriegsjahren gezwungen, alle inlandischen Moglichkeiten zur Schliei3ung der Fettliicke auszunutzen. Es ist noch nicht so lange her, dai3 Fischtran als wenig wertvoller Rohstoff verachtet wurde und man ihm allenfalls ein gewisses Interesse fur technische Verwendungs- zwedce zubilligte. DaB wir heute 20 bis 25 O/o des Fett-Bedarfes unserer Margarine-Industrie durch Fischol und Walol decken lionnen, ist erst durch die Fortschritte moglich geworden, die einerseits bei der Gewinnung dieser Ole, andererseits aber auch bei den Raffinations- und Hirtungsmethoden gemacht worden sind.

    Bei allen technischen Gewinnungsmethoden werden die 01- Anteile zusammen mit der PreBfliissigkeit ausgeschieden. Durch die innige Beriihrung mit der wai3rigen Phase bei den durch die Prei3kochung bedingten hohen Temperaturen und zusatz- lich durch die Anwesenheit katalytisch wirkender Beistoffe (Eiweii3-Bestandteile, Fleisch-, Blut- und Knochen-Reste, Schmutz und dgl.) hydrolysieren die Ole schnell. Kardinal- forderung war deshalb naturgemai3 eine miiglichst kurze Ver- arbeitungszeit der Prei3- und Leimwasser. Schnelle Verarbei- tung ist aber gerade das Hauptmerkmal jeder Zentril'ugierung, denn die bei der Sedimentationstrennung wirksame Schwere- beschleunigung wjrd ja durch die 5000 bis 10 000 ma1 groi3ere Zentrifugalbeschleunigung ersetzt. Vor 20 Jahren hat man erslmaIig Zentrifugalseparatoren fur diesen Zweck eingesetzt. Die ersten Anlagen waren noch unvollkommen, da die Ver- rrrbeitung des stark schlammhaltigen Prei3wassers auch die Zentrifugen-Konstrukteure vor ganz neue aufgaben stellte. Sie arbeiteten mit einem kombinierten Absetz- und Schleuder-

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    Abb. 10. Drei verschiedene Verfahren zur Gewinnung von Fischol

    Verfahren. I n kleineren Betrieben wird diese Arbeitsweise hcute noch zuweilen angewendet. Durch den unvermeidlichen Absetz-Prozei3 wird aber die geforderte schnelle A4btrennung des Ules nur bedingt verwirklicht.

    Um diese Aufgabe mit besserem Erfolg zu losen, hat man

    1. Entschlammung der Preflfliissigkeit durch einc Groi3rauni- Schalzentrifuge, Entolung durch Fischol-Separatoren;

    2. Entschlammung der Prei3fliissigkeit durch eine Schnedcen- zentrifuge, Entolung durch Fischiil-Separatoren;

    3. Grobentschlammung der PreBfliissigkeit durch Vibratoren und/oder Schneckenzentrifugen, Bsinea.tschlammung und Entolung durch Diisenseparatoren, Polierung des a l e s durch normale Ulseparatoren.

    Der Vorzug der beiden ersten Verfabren liegt in ihrer Ein- lachheit. Sie arbeiten schnell und sicher und Iiefern hoch- wertiges Fischol. Der in der Schalzentrifuge bzw. der Schnek- kenzentrifuge abgetrennte Schlamm enthalt bei sorgfiltiger Betriebsweise 35 bis 40 O / o Trockensubstanz und, auf normale Mehlfeuchtigkeit von 10 O/o berechnet, 6-10 O/o 01. Er kann also direkt der Mehl-Verarbeitung zugeleitet werden. Nach- teilig ist bei Verfahren 1 die diskontinuierliche Betriebs- fiihrung der Schalzentrifuge, die sich aus der Trodcenschleuder- zeit und der Ausraumzeit ergibt. Den Fischol-Separatoren miissen geniigend grode Puff ergefai3e vorgeschaltet werden. urn bei der Entolung kontinuierlichen Ketrieb zu gewiihrleisten.

    Bei den Verfahren 1 und 2 vcrschlammen die Trommeln der Fischol-Separatoren nach verhaItnismai3ig kurzer Betriehs- zeit, weil durch die Vorbehandlung der Prefifliissigkeit die feinsten Mehl-Anteile nicht vollstandig zuriickgehalten wer- den. Der Betrieb mui3 dann zum Reinigen unterbrochen wer- den. Die dafiir erforderliche Zeit ist bei Bemessung tler Separatoren-Kapazitat zu beriicksichtigen.

    drei verschiedene Wege beschritten:

    Abb. 11. 01-Separator niit automa- Abh. 12. Querschnitt tischer Ausschlammung der Trommel durch eine Schlamm-

    tronimel (vgl. Abb. 11)

    Die Betriebsunterbrechungen durch das Reinigen der l ron i - inel konnen grundsatzlich vermieden werden, wenn an Stelle normaler Tellerseparatoren die sog. ,,Schlammseparatoren" eingesetzt werden. Diese Maschinen bieten gerade bei der Fisch- und Walol-Gewinnung besondere Vorteile, weii der in der Trommel ausgeschleuderte feste Prei3trub ohne Betricbs- unterbrechung ausgeworfen werden kann. I n den letzten Jahren sind verschiedene konstruktive Ausfiihrungen solcher Schlammseparatoren bekanntgeworden. Bei der Aufbereitung von Schwerol und Bunker-(2-01 fur Schiffsdieselmotoren haben sie ein wichtiges Anwendungsgebiet gefunden.

    Abb. 12 zeigt den Querschnitt durch eine Trommel, bei der der Entschlammungsvorgang durch das Westfnlia-Topfschie- ber-Prinzip gesteuert wird. Wahrend des Betriebes driickt der Wasserinhalt an der Unterseite des Topfschiebers diesen auf die Dichtung. Zum Ausschlammen wird der Schieber-Oberseite Wasser zugefiihrt. Der Wasserraum reicht hier weiter nach innen, so dai3 der entstehende Fliissigkeitsdruck gegeniiber der Schieber-Unterseite iiberwiegt und den Schieber schtag- artig in seine untere Grenzlage verschiebt. Dadurch entleert sich die Trommel vollstandig. Es ist ohne weiteres moglich, den Ausschlammungsvorgang noch mit einer Ausspiilung der

    59. Jahryany Nr. 5 1957 F E T T B S E I F E N ' A N S T R I C H M I T T E L

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  • Ahh. 13. Ul-Separator zur Polierung Abb. 14. Trommel eines Diisensepa- Abb. 15. 01-Separator mit Greifer- von Fischiil rators rnit Konzentrat-Riickfiihrung Abfiihrung des Pregwassers

    fur die Fischol-Gewinnnng fur die Gewinnung von Fischol

    Trommel zu verbinden. Die Entschlammungszeit ist sehr kurz. Um Betriebsunterbrechungen zu vermeiden, wird im Zulauf des Separators zweckmai3ig ein kleines PuffergefaB vorge- sehen. 01-Verluste konnen bei der Ausschlammung nicht ent- stehen, da der ausgeworfene Schlamm in die Predkocher, vor die Schalzentrifuge oder vor die Schneckenzentrifuge zuriick- geleitet. d. h. dem Prozei3 vollstandig wieder zugefiihrt wird.

    Das Verfahren 3 kommt fur besonders grode Fischmehl- Fabriken in Betracht. Es arbeitet mit 3 Stufen. Als olseparator wird ein normaler Tellerseparator mit besonders hoher Klar- leistung - ein sog. Polierseparator - eingesetzt.

    Der Dauerbetrieb auf dieser Maschine wird dadurch er- reicht, dai3 die Schlamm-Anteile durch den in der 2. Stufe vorgesehenen Dusen-Schlamm-Separator kontinuierlich aus dem ProzeD entfernt werden. Die Trommel des Dusensepara- tors ist ebenfalls mit einem Tellereinsatz ausgeriistet. Sie be- sitzt aber am grofiten Umfang des nach oben und unten konisch gehaltenen Schlammraumes feine Auswurf-Offnungen, durch die standig ein Feststoff-Konzentrat abfliei3t.

    Der Tellereinsatz arbeitet mit innenliegenden Steigelochern. Die Wasserphase wird also auf einem besonders langen Weg durch die Teller gefiihrt uiid dadurch gut entolt. Fur die Fischol-Industrie ist die mit Konzentrat-Riidcfiihrung arbei- tende Trommel von besonderem Interesse. Will man ver- meiden, dai3 sich einzelne Diisen zusetzen, so diirfen diese nicht zu klein bemessen sein. Der Diisen-Querschnitt kann aber auch nicht beliebig vergroi3ert werden, da man sonst Gefahr lauft, rnit dem Schlamm 0 1 zu verlieren. Es wird nun einfach ein Teil des Schlamm-Konzentrates durch eine hesondere Off - nung in die Trommel zuriickgeleitet. Dieser zuriickgefiihrte Schlamm-Anteil wird unmittelbar vor die Diisen gefiihrt, so dai3 der Tellereinsatz damit nicht belastet wird. Der gesamte Diisen-Querschnitt und die zuriickgefiihrte Konzentrat-Menge werden SO bemessen, dai3 iiber die Wasserscheibe standig eine gewisse Wassermenge austritt. Anders ausgedriickt besteht die Wirkung der Konzentrat-Riickfiihrung also darin, dai3 in der Trommel standig eine Wassersperrzone aufrechterhalten wird. 01-Verluste werden dadurch ausgeschlossen. Aus dem Schlamm- Konzentrat mui3 selbstverstandlich ein dem Zulauf entspre- rhender Teil standig abgefiihrt werden.

    Als Polierseparatoren haben sich normale U1-Separatoren in geschlossener Ausfiihrung sehr gut bewahrt. Man vermeidet dadurch Geruch- und Dampf-Bildung und crleichtert dem Personal die Arbeit betrachtlich. In der grogten Ausfiihrung kann die Tromrnel dieser Separatoren etwa 30 kg schleuder-

    F E T T E . S E I F E N - A N S T R I C H M I T T E L 59. J a h r g a n g Nr . 5 1957

    trockenen Schlamm aufnehmen. Auch bei Vorcntschlammung der Prei3fliissigkeit nach 1 oder 2 lassen sich damit ausreichende Ketriebszeiten erreichen.

    In verschiedenen Fallen hat man fur die Abfiihrung des entolten Preiiwassers aus der Trommel auch die schon er- wahnte Greiferpumpe eingesetzt. Das PreDwasser wird da- :lurch unter Druck aus der Trommel herausgefordert.

    Die neuesten Bestrebungen gehen dahin, den Hauptteil des Ules schon gleichzeitig mit den Mehl-Anteilen aus der Prei3- fliissigkeit zu entfernen. Die in Verbindung mit Verfahren 1 genannten Groi3raum-Zentrifugen werden dazu mit einem Schalrohr ausgeriistet, das ein noch Feuchtigkeit und feine Trub-Reste enthaltendes ,,Nai3ol" kontinuierlich aus der Schleudermaschine abfiihrt. Das bis auf etwa 0.5 O i o Fett-Gehalt enlolte Prei3wasser lauft durch den Uberlauf ab. Es wird ein- gedickt und erst dann einer Nachzentrifugierung auf hoch- tourigen Spezialseparatoren unterworfen, um diesen Restol- Gehalt moglichst vollstandig zu entfernen. Das NaBol wird genau wie bei Verfahren 3 auf 01-Separatoren mit besonders hoher Trennleistung poliert. Der Restfeuchtigkeitsgehalt be- tr5gt nach dieser Polierschleuderung etwa 0.08-0.15 O i o j e nach 01-Art und Durchsatz des Separators.

    Abb. 16-18 sollen abschlieilend einen Einblick geben, wie Separatoren-Stationen fur Fisch- und Waliil-Gewinnung heute zweckmai3ig ausgebildet werden.

    Abb. 16. Diisenseparator...

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