Extraktionsanlagen
Der Produktbereich Speiseöltechnik von Harburg-Freudenberger entwickelt und produziert:
- Ölmühlen, bzw. deren Teilanlagen, z. B. für die Raffination,
- Apparate und Maschinen zur kontinuierlichen Fest-/Flüssig-Extraktion für alle Ölsaaten,
- Apparate und Maschinen für die mechanische und thermische Verfahrenstechnik nach eigenen und bewährten Verfahren,
- Ingenieurleistungen, einschließlich Montage und Inbetriebnahme.
Gute Gründe sprechen für eine Zusammenarbeit mit uns. Dazu gehören unter anderem:
- unsere Möglichkeiten der Lieferung von Maschinen und Apparaten für Ihre Anlagen, angefangen bei der Entladeeinrichtung für Rohstoffe über die Schrot- und Rohölgewinnung sowie Raffination bis zur Abfüllung und Verpackung der Fertigprodukte,
- unsere langjährige Erfahrung mit über 400 Anlagen für Leistungen zwischen 50 und 4.000 Tonnen/Tag,
- hoher technischer Standard unserer Verfahren und Komponenten.
Damit schaffen wir optimale Lösungen bis hin zur Montageüberwachung und Inbetriebnahme.
Aufbau der kontinuierlichen Lösungsmittelextraktion
Die Extraktion pflanzlicher Öle unter Einsatz von Lösungsmitteln ist neben dem Auspressen das heute am häufigsten angewendete Verfahren zur Gewinnung von Speiseöl.
Wesentliche Vorteile des Lösungsmittelextraktionsverfahrens sind hohe Ausbeute, weitgehende Vermeidung der Denaturierung von Proteinen und Abtrennbarkeit wertvoller Ölbegleitstoffe wie z. B. Lezithin.
Die Art des zu verarbeitenden Rohmaterials (speziell dessen Fettgehalt), die geplante Durchsatzmenge und die beabsichtigte Verwendung der Zwischen- und Endprodukte sowie auch Aspekte der Wirtschaftlichkeit entscheiden darüber, ob die Verarbeitung am günstigsten
- durch reines Abpressen (Fertigpressung),
- durch ein kombiniertes Verfahren aus Vorpressung und nachfolgender Extraktion
- oder durch eine Direktextraktion ohne Pressvorgang vorgenommen wird.
Je nach Auslegung können zwischen ca. 100 und mehreren 1.000 Tonnen ölhaltiger Saat bzw. ölhaltige Früchte pro Tag verarbeitet werden.
Zum Zwecke der Ölgewinnung werden im industriellen Maßstab viele verschiedene Materialien mit Lösungsmitteln extrahiert. Im größeren Umfang sind das Sojabohnen, Sonnenblumenkerne, Rapssaat, Baumwollsaat, Palmkerne, Kopra, Erdnüsse sowie auch Weizenkeime, Oliventrester, Maiskeime und andere.
Für das breite Anwendungsgebiet, das die Lösungsmittelextraktion bei der Gewinnung bzw. bei der Entfernung von Fetten gefunden hat, sind wir auf Grund der großen Erfahrung ein sachkundiger Partner.
Bei Planung, Konstruktion und Realisierung von Maschinen und Apparaten zur Lösungsmittelextraktion stehen unsere Mitarbeiter beratend zur Seite.
Schematische Darstellung der Standardversion einer Lösungsmittelextraktionsanlage mit ihren Komponenten
Der Karussell-Extrakteur
Er ist das technische Herz einer Extraktionsanlage und das zeichnet ihn aus:
- ein optimales Verhältnis Nutzvolumen/Gesamtvolumen durch Anwendung des Karussell-Prinzips,
- eine kompakte Bauweise durch die zylindrische Ausführung,
- die problemlose Möglichkeit der Leistungssteigerung zu jedem späteren Zeitpunkt durch Aufsetzen weiterer Etagen,
- Werkstattmontage bis zur Leistung 4.000 t/24 h,
- geringe Wartung durch ein Minimum an Verschleißteilen,
- hohe Betriebssicherheit durch ein Minimum an beweglichen Teilen,
- hohe Durchsatzleistung bei geringer Grundfläche,
- Selbstreinigung des feststehenden Schlitzbodens durch das darüber gleitende Extraktionsgut,
- hohe Antriebsredundanz, so dass bei Ausfall von einer oder zwei der externen Antriebseinheiten die Funktion des Extrakteurs nicht wesentlich beeinflusst wird.
Der Karussell-Extrakteur arbeitet als kontinuierlicher Perkolationsapparat nach dem Kreuz-/Gegenstromverfahren. Hierbei durchläuft in den einzelnen Extraktionsstufen Lösungsmittel bzw. Miscella unterschiedlicher Konzentration das Extraktionsgut und löst dabei das Öl aus dem Feststoff heraus.
Durch die kontinuierliche Zugabe von Lösungsmittel und Abzug von Vollmiscella ergibt sich ein konstanter Flüssigkeitsstrom, der im Gegenstrom zum Feststoffweg geführt wird.
Dieser Gegenstrom wird in den einzelnen Extraktionsstufen durch einen Kreuzstrom überlagert. Dabei wird Miscella entsprechend der Perkolationsrate des Rohmaterials innerhalb der Stufe über das Feststoffbett rezirkuliert. Das Lösungsmittel wird am Ende des Extraktionsprozesses auf den schon extrahierten Feststoff aufgegeben, um die im Feststoff gebundene Miscella zu verdrängen. Bevor die Vollmiscella den Extrakteur verlässt, wird sie durch das Feststoffbett filtriert. Der extrahierte Feststoff durchläuft am Ende eine Abtropfzone, in der der wesentliche Anteil des gebundenen Lösungsmittels abtropft. Dies führt zu einer erheblichen Energieeinsparung bei der anschließend erforderlichen Desolventierung.
Nachbehandlung des extrahierten Schrotes aus dem Extrakteur
Einzelne oder in einem einzigen Apparat integrierte Verfahrensschritte:
- Vordesolventierung
- Desolventierung
- Toastung
- Trocknung und Kühlung
Material, das im Extrakteur vom Fett getrennt wurde, erfordert weitere gezielte Behandlung. Das mit dem Material geführte Lösungsmittel muss zurückzugewonnen werden, um die Qualität als Futterschrot zu erhöhen (Verdaulichkeit durch Beseitigung der verdauungshemmenden Stoffe erhöhen und schädliche Substanzen beseitigen). Damit das Schrot gelagert werden kann, wird dieses Material getrocknet und gekühlt.
Die von uns angewandten Techniken sehen folgende Schritte vor:
- Vordesolventierung
- Teilweise Abtrennung des Lösungsmittels durch Wärmezufuhr über indirekt beheizte Flächen. Das erhöht die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
- Desolventierung
- (Schumacher-Lizenz)
- Entfernung des Lösungsmittels bis auf einige 100 ppm während der Wasserdampf-Destillation, bei geringstmöglichem Dampfverbrauch durch gezielte Brüdenführung.
- Toastung
- Hydrothermische Behandlung des Schrotes (Kochprozess).
- Trocknung
- Entfernung des überschüssigen Wassergehaltes durch vorgewärmte Luft unter Ausnutzung des Wärmepotentials im Schrot.
- Kühlung
- Endgültige Abkühlung des Materials durch Kühlluft und teilweise Verdampfung von Wasser.
Diese Konzeptionen bietet folgende Vorteile:
- Integration aller Funktionen in einem Apparat. Dadurch fallen die Transportelemente zwischen einzelnen Prozessstufen weg.
- Senkung des gesamten Dampfverbrauchs durch Vorschalten einer Vordesolventierungsstufe und kontrollierte Einstellung der Wasserfeuchte im Material - besonders bei Saaten mit höheren Ausgangs-Feuchten wie z. B. Soja.
- Weitere Senkung des Dampfverbrauchs durch eingesetzte Wärmerekuperationssysteme für die Nutzung der Wärmeenergie in der abgehenden Luft.
- Ersparnisse bei den Gebäudekosten durch Kompakte und raumsparende Bauweise.
- Hohe Betriebssicherheit und Verfügbarkeit der Installation zu jeder Zeit.
Auf besonderen Kundenwunsch liefern wir beliebige Apparaturkombinationen für weitere Verfahrensschritte wie zum Beispiel horizontale Vordesolventierer und andere Trocknungs- und Kühlungssysteme.
"V-D-T-T-K"
Vordesolventierer-Desolventierer-Toaster-Trockner-Kühler
Der Apparat besteht aus einem beheizten, zylindrischen Gehäuse, das eine Anzahl beheizter Böden mit Durchfallöffnungen enthält. Das Schrot auf den Böden wird durch Rührarme bewegt und durchläuft in geregeltem Strom den Apparat von oben nach unten. Dabei wird es im Desolventierer-Toaster-Teil intensiv von Wasserdampf durchströmt, der im Gegenstrom geführt wird. Bei dieser energiesparenden Betriebsweise lässt sich das Lösungsmittel auf besonders niedrige Werte abtreiben.
Gegen Ende des Prozesses erfolgt eine gezielte hydrothermische Behandlung des Schrotes zur Verbesserung der Verdaulichkeit und weitgehenden Zerstörung von verdauungshemmenden und schädlichen Stoffen. Die Trocknungs- und Kühlungszone sind mit Luftverteilböden ausgerüstet. Heiß- bzw. Kaltluft wird durch das Schrotbett gesogen bzw. gedrückt und führt dabei Feuchtigkeit bzw. Wärme ab bei gleichzeitiger Fluidisierung des Schrotbettes. Die wesentlichen Vorteile dieser Kombination gegenüber den herkömmlichen separaten Prozessschritten sind:
- Niedrige Investitionskosten, da nur ein Apparat benötigt wird anstatt drei oder vier.
- Förderelemente zwischen den einzelnen Verfahrensschritten für den Transport des Schrotes fallen weg.
- Geringer Dampfverbrauch für die Trocknung durch Ausnutzung der im Schrot vorhandenen latenten Wärme, sowie durch Teilentfernung von Lösungsmittel in der Vordesolventierungsstufe des Apparates.
Flash-Desolventizing-System (FDS)
Durch den weltweiten Mangel an tierischen Proteinen erhält die Frage der Proteingewinnung aus Extraktionsschroten zunehmende Bedeutung.
Das Flash-Desolventizing-System ermöglicht ein flexibles Verfahren, Sojaflocken in Form von "White Flakes" zu gewinnen, die als Ausgangsmaterial für die Proteingewinnung dienen. Mit dieser Anlage lässt sich der Anteil an wasserlöslichem Protein je nach Produkt- und Marktbedürfnissen im weiten Bereich einstellen.
In einem Spontan-Verdampfungssystem wird das lösungsmittelfeuchte Schrot durch überhitztes Lösungsmittelgas pneumatisch transportiert und die Überhitzungswärme zur Verdampfung des gebundenen Lösungsmittels ausgenutzt - bei extrem kurzer Kontaktzeit. In einem dieser Anlage nachgeschalteten Schrotstripper wird das noch in den Poren verbliebene gasförmige Lösungsmittel unter Vakuum durch überhitzten Wasserdampf entfernt. Durch entsprechende Steuerung der Parameter Druck, Dampfzugabe und Boden- bzw. Manteltemperatur lassen sich je nach Rohmaterial PDI-Werte im Bereich von 20 - 90% einstellen.
Das Flash-Desolventizing-System wird ebenfalls mit integrierter Trocknungs- und Kühlungsstufe geliefert. Eine Reihe von Anlagen befindet sich seit Jahren in Betrieb, auch für die Lösungsmittelabtreibung aus Futtermittelschroten, die keiner Toastung bedürfen. Dabei wird der niedrigste Dampfverbrauch im Vergleich zu anderen Desolventizer-Systemen erreicht.
Proteingewinnung
Sojaschrote aus dem Flash-Desolventizing-System können entweder direkt zur Herstellung von vermahlenen oder texturierten Protein-Erzeugnissen verwendet werden oder bilden das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Protein-Konzentraten/Isolaten.
Destillation / Lösungsmittelrückgewinnung / Absorption
Das aus dem Extrakteur austretende Lösungsmittel-Öl Gemisch, die Miscella, muss in seine Bestandteile zerlegt werden, wobei das Lösungsmittel in den Prozess zurückgeführt wird. Die dafür von Harburg-Freudenberger realisierten Lösungen haben überzeugende Vorteile:
- höchstmögliche Produktqualität,
- maximale Energieausnutzung,
- hohe Betriebssicherheit,
- geringe Umweltbelastung,
- geringer Raumbedarf durch kompakte Anordnung,
- weite Anpassungsmöglichkeiten an kundenspezifische Anforderungen.
In der Verfahrensstufe "Destillation" wird das Rohöl mittels Steigfilmverdampfern und Strippingkolonnen modernster Bauart vom Lösungsmittel getrennt. Die Verwendung unterschiedlicher Druckstufen sichert dabei hohe Effizienz und Produktschonung. Die für die Vakuumerzeugung aufgewandte Energie - ebenso wie die Brüden aus dem Desolventizer-Toaster - werden dabei weitgehend für die Aufkonzentrierung des Rohöls ausgenutzt. Zusätzlich erhöht ein Brüdenkontaktor die Wirtschaftlichkeit der Einrichtung.
Die kondensierten Brüden werden in der Anlagengruppe "Lösungsmittel-Rückgewinnung" in die Bestandteile Wasser und Lösungsmittel getrennt sowie von mitgeführter Luft befreit. Das Lösungsmittel steht dabei mit nahezu optimaler Temperatur für die Rückführung in den Extrakteur zur Verfügung.
Der Einsatz eines Wasserstrippers für das Abwasser sowie eines Absorptionssystems für die Abluft gewährleisten minimale Lösungsmittelbelastung der Umwelt. Das Absorptionssystem wird mit zirkulierendem Mineralöl betrieben und sichert neben einer wirkungsvollen Abluftreinigung einen leichten Unterdruck in der gesamten Anlage zur Vermeidung von Leckagen.
Abwassereindampfung für abwasserfreie Extraktion
Die Entsorgung von industriellen Abwässern wird durch die ständig ansteigenden Forderungen des Umweltschutzes und den damit verbundenen Kosten auch zu einem Problem der Ölsaaten-Verarbeitung.
Wir haben uns dieser Aufgabe gestellt und mit der "abwasserfreien Extraktion" ein Verfahren im Programm, das sich durch folgende Kriterien auszeichnet:
- kompletter Fortfall der Ableitung des Abwassers aus der Extraktion durch Umwandlung in den Sekundärdampf für den Desolventizer- Toaster (DT),
- Reduzierung des Frischdampfverbrauches durch Sekundärdampfnutzung für den Desolventizer,
- Einsparung der Abwasser- und Kesselspeisewasser-Aufbereitungskosten,
- optimale Ausnutzung der Wärmeströme in der Anlage,
- das Verfahren der abwasserfreien Extraktion kann jederzeit in vorhandenen Extraktionsanlagen integriert werden.
