DE558107C - Verfahren und Vorrichtung zum Entfetten und Extrahieren von staubfoermigen oder koernigen Stoffen, insbesondere gemahlenem Kakao - Google Patents

Description

Das Entfetten und Extrahieren von staubförmigen, körnigen oder sonstigen Stoffen, insbesondere gemahlenem Kakao, Wurzeln und anderen pflanzlichen Stoffen, ferner gemahlenem Schiefer, Mineralien aller Art, Fullererde, Entfärbungskohlenstaub usw., geschah bisher zumeist durch Pressen in hydraulischen Pressen, wodurch aber eine vollkommene Extraktion nicht möglich war. Man verwendete daher zur besseren „ Extraktion leicht flüchtige Lösungsmittel, mit denen der betreffende Stoff gemischt und später durch Verdampfen des Lösungsmittels wieder von diesem befreit wurde. Man hat dann dieses letztere Verfahren dahin verbessert, daß das Lösungsmittel durch die 'zu extrahierenden Stoffe von unten nach oben durchgetrieben, alsdann aus dem Material wiedergewonnen und im Kreislauf immer wieder vom Extrakt

2p befreit und von neuem durch das Material, das dabei durch warme Luft getrocknet wird, hindurchgetrieben wird. Man hatte aber bei diesem Verfahren, sowie den dazu benutzten, ziemlich einfachen Apparaten, keinen Anhalt über den Grad der Sättigung des Lösungsmittels, so daß während des Verfahrens fortgesetzt Proben entnommen werden mußten. Durch die vorliegende Erfindung wird nun Verfahren und Vorrichtung zunächst dadurch verbessert, daß durch die Anordnung eines eigenartig ausgebildeten, sogenannten Prüfstandes die aus dem Material gewonnene Fettlösung in einstellbarer Weise derart gesteuert wird, daß sie so lange durch diesen■' Prüf-, stand geleitet wird, bis sie den daran eingey stellten Fettgehalt besitzt, worauf dann die ■*"' Umstellung der Extraktion in Trocknung und Entleerung des Materials erfolgt. Ferner⁵ ist die Vorrichtung in der Weise verbessert, daß das Rührwerk eine sorgfältige und ;vollkommene Durchmischung des Extractions- " gutes und später beim Trocknen ein besseres Durchtreiben der warmen Luft bewirkt;-endlich ist noch eine Einrichtung getroffen, "wodurch eine vollkommene Abscheidung auch der feinsten Materialbestandteile aus Extrak- -"' tionsflüssigkeit und Trockenluftstrom .durch ein eigenartig, aufgehängtes, bewegbares FiI--ter erfolgt, so daß weder ein Materialverlust noch ein Verstopfen der Leitungen eintreten· 5°^ können. .". ■ . . . ." '"-

Zur praktischen Ausführung dieses neuen Verfahrens dient die auf den anliegenden ,Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung. . 55_

In dem Behalten von entsprechend aus- ''"' reichenden Dimensionen, .der, aber in.der Zeichnung in stark verkleinertem Maßstab dargestellt ist, befinden sich auf der Welle 2 zwei oder mehrere Mischflügelsysteme. 3 6o^ und 4, von denen das obere System neben' "" seiner Mischwirkung insbesondere zur Ent-

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lastung des unteren Systems dient, während' das letztere in einer eigenartigen, später r. näher zu. erläuternden:''Weise als permanent arbeitendes Misch- und Trockenrührwerk ausgebildet-ist.--Der—Behälter ϊ besitzt eine verschließbare Einfüllöffnung 5 und eine ebensolche Entleerungsöffnung 6. Durch das Zahngetriebe 7 und den Riementrieb 8 wird die Welle 2 in Umdrehung versetzt. Dabei bewegen sich die Misch- und Trockenflügel 4 mit messerartigen Schneidkanten 9 unmittelbar auf dem Zwischenboden To, 'der den oberen Hauptraum des Behälters 1 nach unten abschließt. Im oberen Teil der Anlage ist eine (oder evtl. mehrere) lose: ausgespannte Filtermembran 11 angeordnet, welche' ringförmig ausgebildet und mit ihrem äußeren Rand zwischen den Klemmrihgen 14, die an dem "abschließenden: Rohrstück 15 sitzen, fest zo eingespannt ist. Im mittleren Teil wird diese, einen Ringbeutel bildende Membran 11 durch eine dritte Klemmringvorrichtung 16 derart ' gehalten, daß man sie, wieaus Äbb.i ersieht? lieh, mittels der Stange 17 au! und nieder bewegen Kann. An der Seite" der¹ Vorrichtung , ist ein Rohr 18 vorgesehen, welches mit seiner Abzweigung 19 zu den in entsprechender Weise dicht über dem Boden 10 verteilten Luftdüsen 20 führt, die so angeordnet' sind, daß die Trockenschraube 4 stets unter Druck steht und abwechselnd von der einen und der anderen Düse durchblasen wird.

Unterhalb des Zwischenbodens ro. ist ein ■ Raum 21 .geschaffen, in. welchem-sich eine Heizschlange22,befindet. ". ,"· .

Die übrigen neben der in.Abb. r veranschaulichten Anlage dargestellten Teilvorrichtungen bedeuten schematische Darstellungen von Kühlern if⁷ und Kⁿ,_: einem Abscheider ^4 und einer LuftpumpjeX, deren Zweck und Bestimmung im Laufe der Beschreibung des Arbeitsverfahrens sich ohne;- weiteres ergeben. . . . . :

;\ .Bei dem neuen Extraktionsapparat kommen drei verschiedene Arbeitsvorgänge in Betracht, die sich in unmittelbarer Zeitfolge aneinanderreihen; - *

i. Die Entfettung z.B. von Kakao. In den ,- Apparat 1 wird das Material- durch die Einwurföffnung 5 eingebracht/ während das Rührwerke,- 3, 4,vorteilhaft in Tätigkeit ist. Nach erfolgter Füllung, wird die öffnung 5 geschlossen und das Lösungsmittel, z. B. Te- ·■■- trachlorkohlenstoff usw., durch das Zulaufrohr.2Q und 23 zugelassen. Dasselbe mischt sich mit dem Material, und nach verhältnismäßig-kurzer Zeit'hat" sich das Material zusammen mit dem eine bestimmte Menge -Fett , aufgenommenen Lösungsmittel gesetzt. Jetzt wird die Filtermembran 11 mittels der Stange 17 niedergelassen, wodurch das Losungsmittel und Fette durch das Filter nach oben hindürchtritt, während das Material selbst unten zurückgehalten wird. Auf dem Klemmring 16 liegt ein bewegliches Rohr, Schlauch o, dgl. 24, welches gleichzeitig mit herabbewegt wird (s. punktierte Stellung Abb. 1). Durch diesen Schlauch, der sich an das Rohr 25 anschließt, strömt das- Lösungsmittel zu dem in Abb. 2 in etwas größerem Maßstab dargestellten Prüfstand P. Dieser Prüfstand enthält einen passend geführten- Schwimmer 26, welcher durch die durch' das" "Röhr 25 von unten eintretende Flüssigkeit entsprechend gehoben 'wird. Da aber zunächst der Schwimmer 26 durch das Ventil 27 den Zufluß von unten absperrt, ist ein kleines abstellbares Verbindungsrohr 28 vorgesehen, durch welches die Flüssigkeit-unter den Schwimmer 26 treten kann und ihn anhebt, wobei sich das Ventil' 27 öffnet. Das Gemisch geht jetzt in gleichmäßigem Strom durch den Kanal 29 in das Standrohr 30, in welchem ein in der Höhe -verstellbares Ablauf rohr 31 angeordnet ist. Dieses Rohr 31 wird durch eine feine Schrau-■benspindel 32 bewegt-, - auf welcher eine Zeigerscheibe 33 angebracht ist. Die Höhenstellung des Ablauf rohr s 31 wird nun dem jeweils gewünschten, .spezifischen Gewicht, z. B. eines Tetrachlorkohlenstoff-Fett-Gemisches, entsprechend eingestellt, was auf der Skala 34 unmittelbar abgelesen werden kann. Der Schwimmer 26 hat natürlich, den verschiedenen spezifischen Gewichten der Extraktionsflüssigkeit entsprechend, auch verschiedene Eintauchtiefen. - Je leichter die Flüssigkeit ist, desto höher, muß ihr Stand im Prüfstandgehäuse P sein und um so höher muß auch das Rohr 31 bzw. dessen Ablauföffnungen 35 eingestellt werden. Nimmt man an,- daß die Flüssigkeit mit 10 °/₀ Fettgehalt zum Ablaufen kommen soll, dann wird die Zeigerscheibe 33 auf die Zahl 10 der Skala 34 eingestellt. Sobald die Flüssigkeit unter den Schwimmer26-tritt, wird sie zugleich auch in das Rohr 30 eintreten; ist sie nun zu leicht, dann wird sie durch 35 und 36 abströmen, ohne den Schwimmer anzuheben, so daß also das Ventil 2y geschlossen bleibt. Der Ablauf hört auf, sobald man das Verbindungsrohr 28 schließt,: und man erkennt daran, daß -noch weiter extrahiert werden muß. Sobald die Flüssigkeit die eingestellten 10 °/₀ Fettgehalt hat, hebt sie heim Ablauf durch die öffnungen 35 auch zugleich den Schwimmer 26 an, und wenn jetzt das Verbindungsrohr 28 ge- ., schlossen wird, dann kommt fortlaufend durch das geöffnete Ventil 27 die mit 10 °/„ Fettgehalt angereicherte Lösungsflüssigkeit durch das Rohr 3.1 zur Ableitung. Eine starkere Anreicherung der Flüssigkeit mit Fett, kann bei dieser Stellung der Ablauf löcher 35.

nicht mehr eintreten. Soll eine stärkere Anreicherung erfolgen,* dann müssen die Ablauflöcher 35 durch die Stellschraube 32, 33 entsprechend tiefer gestellt werden. Durch das höhere spezifische Gewicht der dann unter den Schwimmer tretenden Flüssigkeit wird dieser dann auch entsprechend früher angehoben, und der ganze Vorgang paßt .sich der neuen Stellung des Rohrs 31 und dessen Ablauflöchern 35 an. Dieser Stellung entsprechend steigt also das Gemisch in dem Standrohr 30 aufwärts und dringt durch die Öffnungen 35 in das Ablauf rohr 31, aus welchem es durch das bewegliche Rohr, den Schlauch

o. dgl. 36 zu dem Rohr 37 am Apparat 1 strömt und so in den unteren Raum 21 gelangt. In diesem wird das Gemisch durch die Heizschlange 22 so weit erhitzt, daß das Lösungsmittel verdampft/ während das Fett im Raum 21, der selbstverständlich auch an einer beliebigen anderen Stelle aufgestellt werden könnte, zurückbleibt. Durch ein Ablaufrohr 38 kann es abgelassen werden, während die Lösungsmitteldämpfe durch das Rohr 39 zu dem Kühler K¹ geleitet werden, in welchem sie kondensieren und aus welchem das wiedergewonnene Lösungsmittel durch die Rohrleitung 40 über den Dreiweghahn 41 und einen weiteren Dreiweghahn 42 zu dem Rohr χ 8 geleitet wird. Durch die Düsen 20 tritt es von unten her wieder durch das Material.

Der beschriebene Prüfstand kann gleichzeitig dazu benutzt werden, um festzustellen, welchen ursprünglichen Fettgehalt die verschiedenen Chargen überhaupt, besitzen. Zu diesem Zweck wird bei jeder neuen Charge, die ja in abgewogenen Mengen eingefüllt werden, das Uberfallrohr 31 so tief eingestellt, wie es der erwartete höchste Fettgehalt bedingt. Wird bei Beginn des Kreislaufs der Schwimmer dann nicht angehoben, dann ergibt sich daraus, daß die betreffende Charge einen geringeren Fettgehalt hat, und man kann durch Einstellung der Stellschraube 3²> 33 den betreffenden Prozentsatz feststellen und genau berechnen.

Während dieses Extraktionsvorganges ist das Misch- und Rührwerk 3, 4 selbstverständlich in Tätigkeit, und die Mischflügel 4 heben

go mit ihrer Schneide 9 die Masse immer wieder vom Boden 10 des Apparates ab und wenden sie in der in Abb. 3 und 4 dargestellten Weise um. Da nun die untere Höhlung sämtlicher Flügel 4 mit derjenigen jedes anderen Flügels an der Welle 2 in Verbindung steht, durchdringt das durch die Düsen 20 einströmende Lösungsmittel gleichmäßig im Gegenstrom die auf der Rückseite der Flügel sich abwärts wälzende Masse.

2. Nach diesem Kreislauf, der sich so lange wiederholt, bis der Prüfstand P anzeigt, daß das Lösungsmittel kein Fett .mehr aufnimmt, folgt der zweite Arbeitevorgang, die Trocknung. Durch Umstellung des Dreiweghahns 42 nach Schließen des Dreiweghahns'4i wird von der LuftpumpeL durch das.Rohr;43 und -; die Rohre 18 und 19 jetzt leicht erwärmte Preßluft abwechselnd zu den Düsen 20 geleitet, welche die Luft unter die Flügel 4 während des Umlaufens blasen. Hierdurch ist die Luft gezwungen, von unten her das Mate- .». rial zu durchdringen und mit dem Lösungsmittel gesättigt, das Filtertuch zu durchströmen, welches aber jetzt durch die Stange 17 in die Höhe gezogen ist und sich durch den Luftdruck auch von unten her aufbläht Die mit Lösungsmitteldampf gesättigte Luft, welche im oberen Raum evtl., da sie durch das Lösungsmittel abgekühlt ist, nochmals erwärmt werden kann, strömt dann durch das Rohr 44 zum Kühler K^u, wo das Lösungs- .-;. mittel kondensiert und durch den Abscheider^ vom Luftstrom abgeschieden wird. Dabei geht die Luft durch das Rohr 45 zur Luftpumpe L, während das Kondensat durch ein Rohr 46 zu irgendeinem Vorratsbehälter, .*-: aus dem es für die neue Charge durch das Röhr 47 zum Dreiweghahn 41 und von diesem später wieder in den Apparat geleitet werden kann, geführt wird. Die Luft aber geht von der Luftpumpe L durch das" Rohr 43 immer ..-. wieder zu den Luftdüsen 20 und macht so fortgesetzt den eben beschriebenen Kreislauf, bis das Material vollkommen getrocknet ist.

Da bei diesem ganzen Trockenvorgang durch die Verdunstung des Lösungsmittels, .: die in diesem Apparat sehr rasch erfolgt, bedeutende Wärmemengen gebunden -werden, andererseits aber die Luft, die zur Trocknung eingeblasen wird, nicht beliebig hoch erwärmt werden darf, da sie sonst schädigend auf das Material einwirkt und insbesondere auch die feinen und aromatischen Bestandteile, die im Material erhalten bleiben sollen, mitverdunsten würden, ist es vorteilhaft, Dampf so einzuführen, daß er entweder auf dem gleichen Wege wie die Luft oder durch eine besondere Zuführung 48 unter die Flügel 4 tritt und das Material durchdringt. Die Abscheidung des sich durch die Kondensation des Dampfes bildenden Wassers erfolgt zum Teil gleichfalls durch den Abscheider ^4. Da bei dem ganzen Trockenvorgang das Mischwerk das Material dauernd durcharbeitet, wird es nach vollendeter Trocknung wieder in Staubform übergegangen sein. Dabei wird durch das Filtertuch das Austreten von Materialstaub verhindert, so daß weder Verluste eintreten können, noch eine Verunreinigung des Lösemittels bzw. des Fettes oder der Leitungen eintreten kann. Da das Filtertuch entweder durch den Tragarm 16 und die Be-

wegungsstange 17 oder durchl. pulsierende Luftstöße leicht bewegt werden .kann, kann der daran sich' ansetzende Materialstaub :_: leicht durch ein Klopf- oder Rüttelwerk wieder abgelöst werden. Auch erfolgt nach Einbringen der neuen Füllung durch das zunächst durch da's Rohr 23 frisch zutretende Lösungsmittel eine genügende Reinigung des Filter-.-; tuches. : .. - Λ : J

3. Der dritte Arbeitsvorgang ist die Ent^ leerung, welche .durch die untere Tür 6 erfolgt, wobei das Rührwerk 3,-4 in Tätigkeit bleibt und das Material durch die Form des . unteren Flügelsystems vollständig aus dem Apparat entfernt wird. .

Das beanspruchte Verfahren und die Vorrichtung können in gleich günstiger Weise auch zur Gewinnung von allerlei anderen . Extrakten aus pulverförmigen, pflanzlichen ao und tierischen Produkten verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   -I. Verfahren zum, Entfetten und Extrahieren; von staubförmigen, körnigen ag - oder sonstigen Stoffen, insbesondere gemahlenem Kakao, Wurzeln und anderen ■ ,pflanzlichen Stoffen, durch ein leicht flüchtiges Lösungsmittel, welches durch die zu extrahierenden Stoffe von unten nach oben hindurchgetrieben und alsdann aus dem Material wiedergewonnen wird, wobei es im Kreislauf immer wieder vom Extrakt befreit und von neuem durch das Material, das durch warme Luft getrocknet wird, getrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Material gewonnene Fett-' lösung zur. Feststellung des spezifischen Gewichtes so lange durch einen Prüfstand : geleitet wird, bis sie den an diesem: einstellbaren Fettgehalt besitzt, worauf datin die Umstellung^ der Extraktion in Trocknung und Entleerung des Materials erfolgt,

   - 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flügelwerk (2, 3,4) über, dem Boden des Extraktionsbehälters . (i) angeordnet ist, während im oberen Teil ein heb- und senkbares Filter (11) durch Rohrleitung mit dem Prüfstand (P) verbunden ist.

   3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Höhlung sämtlicher Flügel in der Mitte in Verbindung steht, wobei die Innenkante (9) der einzelnen Flügel als Schneide! ausgebildet und schräg gestellt ist. ......

   4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3 des mit einem Schwimmer versehenen. Prüfstandes (P), dadurch, gekennzeichnet, daß in einem Standrohr (30) ein auf und nieder bewegliches, mit Ablaßöffriungen (35) versehenes Ablaßrohr (31) mit einer Regulier-Vorrichtung" (Stellschraube 32 mit Zeigerscheibe 3 3.) verbunden, ist, wobei entsprechend dem auf .einer Skala (34) ablesbaren, eingestellten Prözentgehalt die Eintauchtiefe des Schwimmers (26) und damit die Reguliertätigkeit des" an demselben sitzenden Ventils (27) beeinflußt wird.

   -. 5. Ausführungsform der Vorrichtung : nach Anspruch 2 iund 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (11) in einer Klemmvorrichtung (16) befestigt ist; die mit einem außerhalb des Behälters (τ) liegenden Gestänge (7) verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen