EP0701507B1 - Verfahren zur bestimmung und verwendung der füllmengen von pressgut bei der fest-flüssigtrennung mit einer filterpresse - Google Patents

Verfahren zur bestimmung und verwendung der füllmengen von pressgut bei der fest-flüssigtrennung mit einer filterpresse Download PDF

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EP0701507B1
EP0701507B1 EP95911183A EP95911183A EP0701507B1 EP 0701507 B1 EP0701507 B1 EP 0701507B1 EP 95911183 A EP95911183 A EP 95911183A EP 95911183 A EP95911183 A EP 95911183A EP 0701507 B1 EP0701507 B1 EP 0701507B1
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EP
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filling
working point
pressing
efficiency
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Bucher Guyer AG
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    • 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
    • B30B9/04—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 press rams
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    • B30B9/04—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 press rams
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    • 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
    • B30B9/22—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 a flexible member, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for determining and Use of the filling quantities of pressed material in the solid-liquid separation with a filter press comprising one Press room in which liquid under the influence of a press element acted upon by compressive force several successive lifting operations from the pressed material is squeezed, whereby in the course of a filling phase of Separation process in each lifting a quantity in the Press room is introduced.
  • Prefill quantity The same conditions apply here as with the total filling quantity. Too small or too big The prefill quantity influences the yield / performance behavior very negative.
  • the invention is therefore based on the object specified problems through an optimized procedure for Determination and use of the filling quantities of pressed material at to fix a filter press.
  • this object is achieved achieved through the following steps: 1) it is under measurement a filling and pressing process of performance and yield executed, which in the yield / performance diagram a first operating point with known performance and Yield leads; 2) for at least one subsequent one second filling and pressing process, which in the yield / performance diagram leads to a second working point at least one process variable for the second operating point set and then using relationships for the changes in performance and yield of solid-liquid separation in the filling and pressing processes under Interposition of a fictitious working point Filling quantity determined and used, which is required so that a maximum product of Yield and performance results, the transition from the first Working point to the fictitious working point by a pure Filling takes place and the transition from fictional Working point to the second working point by a pure one Pressing takes place and it is assumed that the rectilinear connections of those working points which differ by a pure pressing process, differ in Yield / performance diagram in a common Working point with maximum yield and vanishing Cut power or are parallel to each other.
  • Fig. 1 shows schematically a horizontal Filter piston press of known type. It comprises one Press cover 11 is located inside the press cover 11 a plunger 6, which is attached to a piston rod 14 is.
  • the piston rod 14 is in a hydraulic Cylinder movably supported and leads over the plunger 6 the pressing operations.
  • the press jacket 11 is about a closable filling opening by means of a pump 8 the pressed material 7 introduced, which a variety of not penetrates with drainage elements shown.
  • the drainage elements guide the liquid during the pressing process Phase of the material to be pressed 7 under the pressure of Press plunger 6 into a drain line 10 to the outside.
  • a drain line 10 to the outside.
  • At the pressed material can be fruit and the liquid phase around fruit juice.
  • the "priming" process ends as soon as the Press plunger 6 no longer at position HS reached. Then in a subsequent step only filled in discontinuous phases, each start withdrawing the plunger 6. It is first ensured by a filling control that the Press plunger 6 always the same for each lifting operation HS lying end position reached.
  • the plunger 6 also reaches progressive filling of the press room positions which move further and further away from HS.
  • the Filling control for every lifting and pressing process the yield or the performance of the pressing process constant remains. Reaches the plunger 6 during its advance the position HE, so in a subsequent step then back to the constant end position of the plunger 6 driven until the desired total amount of Press material is filled and the other press strokes only still take place without filling processes F.
  • Fig. 2 shows in a representation similar to Fig. 1, in which same reference number on same functions indicate separate filling and pressing processes.
  • An operating point denoted by 1 in FIG. 3 corresponds a current operating state of the press, like him within a sequence of individual pressings of FIG. 1 and 2 described type immediately after the end of a Lifting process occurs.
  • the plunger 6 is at Working point 1 is still in the pressing position, the working pressure but has already been dismantled. The previous one The lifting process started at operating point 1 '.
  • the working points 1 ', 1 differ only in this lifting process. If you carry out a certain filling quantity in working point 1 Pressed material too, so working point 1 goes into one Working point 3 'above, the power L increases and the yield A decreases.
  • Working points 1, 3 ' differ only in this filling process.
  • FIG. 4 shows a straight course of the pressing characteristics in the Course of several pure pressing processes. It has Pressed material due to a low total filling quantity Condition a). In comparison, for a state b) the Pressed goods with a larger total filling quantity in the final state another straight line.
  • the extended courses a) and b) run through one under idealized conditions common intersection A0 with the yield axis, corresponding to a performance value of zero. In practice it can this intersection A0 its location during processing change a batch of pressed material.
  • Fig. 5 shows the power yield comparative Combinations with different regulations of the Press operations can be achieved.
  • R1 Pre-filling process
  • L constant power L
  • Yield A shows the pressing process R2 a regulation with the The goal is constant performance with almost sufficient Refill performance.
  • R3 a pressing process without refill.
  • the course b shows a pressing process with insufficient refill performance.
  • the course a finally shows three parts, which one after the other constant end position of the pressing element for everyone Press stroke, with constant yield and finally after End of filling.
  • Fig. 7 shows the course in the yield / performance diagram a single pressing process, in which between the Working points 1 at the beginning and 4 at the end quantity of pressed material supplied is determined so that the Yield is kept constant. Another one Pressability of the goods can also be a point 4 result in greater power to the right of point 1.
  • FIG. 8 shows the course in the yield / performance diagram a pressing process in which during a Pre-fill R1 and several piston strokes comprehensive pre-pressing process is no longer refilled. This process was described in relation to FIG. 2. To the Prepress closes a non-pressing Refill process that leads from point 4 to point 3 '. At the transition from point 3 'to point 4' follow again several pressing processes without refilling. The one for the pressure-free refilling process is used working time through a transition to a virtual working point 1 ' shown.
  • Fig. 9 shows how in the yield / performance diagram of the Influence of a refill quantity supplied by a theoretical consideration can be captured. Similar to already described for FIG. 3, corresponds to the operating point 1 the current operating status immediately after the end of a single previous press stroke. The plunger 6 (Fig. 1) is still in the pressing position HS, the pressing pressure but already dismantled. Due to the refill quantity Press residues are diluted and the yield is reduced. In a virtually no time consumption through pure filling If you reach point 2, the yield will decrease, while performance remains the same.
  • G1 denotes the quantity of pressed material supplied up to point 1
  • G2 the quantity supplied up to point 2 and A1 and A2 the yields in points 1 and 2
  • A2 A1 (G1 / G2)
  • Fig. 10 shows similar to Figs. 3 and 9 in a yield / performance diagram the working points that arise if for the second, through a single filling and Lifting process from working point 1 reached working point 4 the condition specifies that the associated values of Yield A4 and power L4 of this operating point 4 one Point 4 on the straight line connecting the first Working point 1 and a working point AF on the Define the yield axis, which is a fixed maximum theoretical yield value for the material to be pressed corresponds.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und Verwendung der Füllmengen von Pressgut bei der Fest-Flüssigtrennung mit einer Filterpresse umfassend einen Pressraum, in welchem Flüssigkeit unter Einwirkung eines mit Druckkraft beaufschlagten Presselementes mittels mehrerer aufeinander folgender Hubvorgänge vom Pressgut abgepresst wird, wobei im Verlauf einer Füllphase des Trennvorganges in jedem Hubvorgang eine Füllmenge in den Pressraum eingebracht wird.
Bei derartigen diskentinuierlichen Filterpressen wird unter Einwirkung eines Pressdruckes der flüssige Anteil des Pressgutes über Filter nach aussen abgeleitet. Dabei wird der Pressdruck direkt über eine starre Druckplatte oder pneumatisch oder hydraulisch über eine flexible Membran auf das Pressgut aufgebracht. Bei Beginn der Pressgutzuführung stellt sich die Frage, welche Menge in den Pressraum vorgefüllt werden muss, damit ein für eine erste Abpressung ausreichendes Presspolster vorliegt. Dabei ist zu beachten, dass bei vorgefahrener Druckplatte oder Membrane das Verhältnis zwischen wirksamer Filterfläche und momentanem Pressraumvolumen grösser ist als bei zurückgezogenem Presselement.
Für den nachfolgenden weiteren Füllvorgang stellt sich die Frage, welche Menge pro Hub des Presselementes nachgefüllt werden soll, damit ein günstiges Entsaftungsverhalten erreicht wird. Hinsichtlich der zu verarbeitenden Pressgüter ergeben sich bei organischen und anorganischen Materialien unterschiedliche Probleme. Für organische Materialien ist typisch, dass sich die Verarbeitbarkeit in der Presse (Pressbarkeit) von Charge zu Charge stark ändert. Eine dementsprechende bekannte fortlaufende Anpassung der Prozessparameter zur Erzielung annähernd optimaler Pressablaufe von Hand setzt beim Bedienungspersonal viel Erfahrung und eine weitgehend kontinuierliche Überwachung der Presse beim Füllvorgang voraus.
Bekannte Versuche, erforderliche Anpassungen der Prozessparameter zu automatisieren sind ohne Erfolg geblieben. Eine brauchbare modellmässige Erfassung der Vorgänge beim Pressvorgang ist bisher nicht gelungen.
Sehr hohe Anforderungen an die Bedienungsperson stellt vor allem das Befüllen der Fressen. Bei einer horizontalen Filterpresse für Fruchtmaterial sind beispielsweise folgende Sollwertvorgaben erforderlich:
Totale Füllmenge. Diese ist stark abhängig von der Pressbarkeit des Pressgutes. Schlecht pressbare Güter erlauben nur kleine, während gut pressbare Güter grosse Totalfüllmengen zulassen.
Vorfüllmenge. Hierbei gelten die gleichen Bedingungen, wie bei der Totalfüllmenge. Eine zu kleine oder zu grosse Vorfüllmenge beeinflusst das Ausbeute/ Leistungsverhalten sehr negativ.
Füllmenge pro Kolbenhub. Nach Ende der Vorfüllung wird bei bekannten Pressverfahren pro Kolbenhub einer Filterkolbenpresse eine definierte Pressgutmenge nachgefüllt. Diese schubweisen Füllimpulse erfolgen so lange, bis die vorgegebene Totalfüllmenge als Summe erreicht ist. Auch die passende Wahl dieser Füllmenge als Prozessgrösse ist stark von der Pressbarkeit des Gutes abhängig.
Insgesamt ergibt sich, dass die Pressergebnisse je nach Können und Erfahrung der Bedienungsperson der Presse sehr unterschiedlich ausfallen, weil manuelle Vorgaben der Prozessparameter aufgrund der notwendigen Schätzungen das Ausbeute/ Leistungsverhalten der Pressvorgänge selten optimal ausfallen lassen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Probleme durch ein optimiertes Verfahren zur Bestimmung und Verwendung der Füllmengen von Pressgut bei einer Filterpresse zu beheben.
Gemäss der Erfindung wird die Lösung dieser Aufgabe erreicht durch folgende Schritte: 1) es wird unter Messung von Leistung und Ausbeute ein Füll- und Pressvorgang ausgeführt, welcher im Ausbeute/ Leistungsdiagramm zu einem ersten Arbeitspunkt mit bekannter Leistung und Ausbeute führt; 2) für mindestens einen nachfolgenden zweiten Füll- und Pressvorgang, welcher im Ausbeute/ Leistungsdiagramm zu einem zweiten Arbeitspunkt führt, wird mindestens eine Prozessgrösse für den zweiten Arbeitspunkt festgelegt und dann unter Verwendung von Beziehungen für die Änderungen von Leistung und Ausbeute der Fest-Flüssigtrennung bei den Füll- und Pressvorgängen unter Zwischenschaltung eines fiktiven Arbeitspunktes eine Füllmenge bestimmt und verwendet, welche erforderlich ist, damit sich bei dem Trennvorgang ein maximales Produkt von Ausbeute und Leistung ergibt, wobei der Übergang vom ersten Arbeitspunkt zum fiktiven Arbeitspunkt durch einen reinen Füllvorgang erfolgt und der Übergang vom fiktiven Arbeitspunkt zum zweiten Arbeitspunkt durch einen reinen Pressvorgang erfolgt und vorausgesetzt wird, dass die geradlinigen Verbindungen derjenigen Arbeitspunkte, welche sich durch einen reinen Pressvorgang unterscheiden, sich im Ausbeute/ Leistungsdiagramm in einem gemeinsamen Arbeitspunkt mit maximaler Ausbeute und verschwindender Leistung schneiden oder zueinander parallel sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind den Patentansprüchen zu entnehmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung und den Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
  • Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Filterpresse mit Presskolben nebst einer graphischen Darstellung des zeitlichen Verlaufes von Kolbenhüben und Zuführung des Pressgutes bei unterschiedlichen Regelvorgängen,
  • Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine Filterpresse mit Presskolben nebst einer graphischen Darstellung des zeitlichen Verlaufes von Kolbenhüben und Zuführung des Pressgutes bei weiteren Regelvorgängen,
  • Fig. 3 in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm verschiedene Arbeitspunkte, welche sich bei einer Pressgutzufuhr ergeben,
  • Fig. 4 in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm verschiedene Presscharakteristiken welche sich bei unterschiedlicher total verarbeiteter Pressgutmenge ergeben,
  • Fig. 5 in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm verschiedene Regelvorgänge und deren Einfluss auf den Verlauf der Pressvorgänge,
  • Fig. 6 in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm einen Regelvorgang mit gleichbleibender Leistung als vorgegebener Prozessgrösse,
  • Fig. 7 in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm einen Regelvorgang mit gleichbleibender Ausbeute als vorgegebener Prozessgrösse,
  • Fig. 8 in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm verschiedene Arbeitspunkte, welche sich bei einem Füllvorgang ohne gleichzeitige Presswirkung durch eine Presskraft am Presskolben ergeben, und
  • Fig. 9, in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm verschiedene Arbeitspunkte, welche sich bei erfindungsgemässen Füll- und Pressvorgängen einer Filterkolbenpresse ergeben.
  • Fig. 10, in einem Ansbeute/ Leistungsdiagramm verschiedene Arbeitspunkte, welche sich bei erfindungsgemässen Füll- und Pressvorgängen einer Filterkolbenpresse mit Vorgabe einer Zielbedingung ergeben.
    • Fig. 1 zeigt schematisch eine horizontale Filterkolbenpresse bekannter Art. Sie umfasst einen Pressmantel 11. Innerhalb des Pressmantels 11 befindet sich ein Presskolben 6, der an einer Kolbenstange 14 befestigt ist. Die Kolbenstange 14 ist in einem hydraulischen Zylinder beweglich gelagert und führt über den Presskolben 6 die Pressvorgänge aus. In den Pressmantel 11 wird über eine verschliessbare Einfüllöffnung mittels einer Pumpe 8 das Pressgut 7 eingebracht, welches eine Vielzahl von nicht mit dargestellten Drainageelementen durchdringt.
    Die Drainageelemente leiten beim Pressvorgang die flüssige Phase des Pressgutes 7 unter der Druckwirkung des Presskolbens 6 in eine Abflussleitung 10 nach aussen. Bei dem Pressgut kann es sich um Obst handeln und bei der flüssigen Phase somit um Obstsaft.
    Der bekannte Verfahrensablauf des Pressens ist im Normalfall folgender:
    Füllvorgang:
    • Der Presskolben 6 wird zurückgezogen und gleichzeitig wird das Pressgut 7 über die Öffnung eingefüllt.
    Pressvorgang:
    • Die ganze in Fig. 1 gezeigte Presseinheit wird um die Mittelachse rotiert,
    • Der Presskolben 6 wird unter Druck vorgefahren,
    • Der Saft wird durch Pressen vom Pressgut abgetrennt,
    • Der Pressdruck wird abgestellt.
    Auflockerungsvorgang:
    • Der Presskolben 6 wird unter Rotation der ganzen in Fig. 1 gezeigten Presseinheit zurückgezogen, wobei das zurückgebliebene Pressgut aufgelockert und aufgerissen wird.
    Weiterer Pressvorgang:
    • Die Verfahrensschritte Pressen und Auflockern werden als Abpressungen pro Charge Pressgut mehrfach wiederholt, bis ein erwünschter End- Auspresszustand erreicht ist.
    Entleerungsvorgang:
    • Die Pressrückstände werden durch Öffnen des Pressmantels 11 entleert.
    Der Verfahrensablauf bei einer Filterkolbenpresse wird anhand der Fig. 1 näher beschrieben. Dort sind neben dem schon beschriebenen Schema der Filterkolbenpresse zugehörige graphische Darstellungen gezeigt, welche die Kolbenhube zwischen den Positionen HM und HS und die Füllfunktion F über der Zeit t zeigen. Wie durch die Zeit-Diagramme neben dem Pressmantel 11 dargestellt, wird zu Beginn das Pressgut 7 kontinuierlich mittels der Pumpe 8 über eine Öffnung dem Pressraum zugeführt. Dabei wird der Presskolben 6, ausgehend von einer Position HM bewegt und bei Erreichen der Position HS sogleich wieder in seine Ausgangsposition HM zurückgezogen. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt. Ein mit F bezeichneter Balken zeigt den gleichzeitig ablaufenden kontinuierlichen Vorgang "Vorfüllen".
    Der Vorgang "Vorfüllen" wird beendet, sobald der Presskolben 6 bei seinem Vorlauf die Position HS nicht mehr erreicht. Dann wird in einem nachfolgenden Schritt nur noch in diskontinuierlichen Phasen eingefüllt, welche jeweils mit dem Rückzug des Presskolbens 6 beginnen. Dabei ist zunächst durch eine Füllregelung dafür gesorgt, dass der Presskolben 6 bei jedem Hubvorgang immer eine gleiche, vor HS liegende Endposition erreicht.
    Bei einem weiteren Schritt erreicht der Presskolben 6 mit fortschreitender Füllung des Pressraumes Positionen, welche sich von HS immer weiter entfernen. Dabei sorgt die Füllregelung dafür, dass bei jedem Hub- und Pressvorgang die Ausbeute oder die Leistung des Pressvorganges konstant bleibt. Erreicht dabei der Presskolben 6 bei seinem Vorlauf die Position HE, so wird in einem nachfolgenden Schritt dann wieder auf konstante Endposition des Presskolbens 6 gefahren, bis insgesamt die gewünschte Gesamtmenge des Pressgutes eingefüllt ist und die weiteren Presshübe nur noch ohne Füllvorgänge F erfolgen.
    Fig. 2 zeigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung, in welcher gleiche Bezugszeichen auf gleiche Funktionen hinweisen, voneinander getrennte Füll- und Pressvorgänge. Vor Beginn der am Balken F erkennbaren "Vorfüllung" läuft der Presskolben 6 auf eine Endposition HS vor. Beim anschliessenden Vorfüllen wird der Presskolben 6 nicht verriegelt, er wird durch den Einpumpdruck auf eine Position HM zurückgeschoben, ohne Presshübe auszuüben. Nach Ende des Vorfüllens erfolgt mittels mehrerer Hübe eine "Vorpressung" ohne Füllvorgänge, an welche sich wieder eine Nachfüllung ohne Presshübe anschliesst, sobald der Presskolben 6 eine Hubposition HN überschreitet. Schliesslich erfolgen die weiteren Presshübe nur noch ohne Füllvorgänge F.
    Die soweit als Beispiele beschriebenen unterschiedlich geregelten Pressvorgänge lassen sich in einem für grundsätzliche Betrachtungen geeigneten Ausbeute/ Leistungsdiagramm darstellen, wie es Fig. 3 zeigt. Dabei gelten die Vereinbarungen Leistung L = (zugeführte Menge Pressgut) / (verbrauchte Arbeitszeit) und Ausbeute A = (erzeugte Menge Saft) / (verbrauchte Menge Pressgut).
    Ein in Fig. 3 mit 1 bezeichneter Arbeitspunkt entspricht einem momentanen Betriebszustand der Presse, wie er innerhalb einer Folge von Einzelpressungen der zu Fig. 1 und 2 beschriebenen Art unmittelbar nach dem Ende eines Hubvorganges auftritt. Der Presskolben 6 befindet sich beim Arbeitspunkt 1 noch in der Pressposition, der Arbeits-Pressdruck ist aber schon abgebaut. Der vorhergehende Hubvorgang begann im Arbeitspunkt 1'. Die Arbeitspunkte 1', 1 unterscheiden sich also nur durch diesen Hubvorgang. Führt man im Arbeitspunkt 1 eine bestimmte Füllmenge Pressgut zu, so geht der Arbeitspunkt 1 in einen Arbeitspunkt 3' über, wobei sich die Leistung L erhöht und die Ausbeute A abnimmt. Die Arbeitspunkte 1, 3' unterscheiden sich also nur durch diesen Füllvorgang.
    Da in der Praxis, wie zu Fig. 1 beschrieben, Hubvorgänge und Füllvorgänge kombiniert erfolgen, sind die Übergänge 1', 1 und 1, 3', sowie der Arbeitpunkt 3' selbst fiktiv. Ebenso ein auf 3' nachfolgender Hubvorgang 3', 4', wobei sich die Ausbeute A wegen der erzeugten Saftmenge erhöht und die Leistung L wegen der verbrauchten Arbeitszeit abnimmt. Es wird nun angenommen, dass die Schnittpunkte A01 und A04 der verlängerten geradlinigen Verbindungen der Arbeitspunkte 1', 1 oder 3', 4' mit der A- Achse, entsprechend einer Leistung Null, zusammenfallen. Dies ermöglicht erfindungsgemäss, eine Prozessgrösse für den Arbeitspunkt 4' vorzugeben und die dann erforderliche Füllmenge derart zu bestimmen, dass sich ein maximales Produkt von Ausbeute und Leistung ergibt.
    Obwohl die so bestimmten Füllmengen zu optimalen Ergebnissen führen, ergibt sich praktisch ein vom Arbeitspunkt 4' abweichender Arbeitspunkt 4 mit etwas geringerer Ausbeute. Für die Bestimmung des nächsten anschliessenden Presshub- Vorganges kombiniert man dann den praktisch erreichten Punkt 4 mit dem vorher bestimmten fiktiven Punkt 3', entsprechend dem Paar 1, 1' des vorhergehenden Hubvorganges.
    Als zusammenfassende Ergänzung zu Fig. 3 zeigt Fig. 4, einen geradlinigen Verlauf der Presscharakteristik im Verlauf mehrerer reiner Pressvorgänge. Dabei hat das Pressgut infolge einer geringen totalen Füllmenge einen Zustand a). Im Vergleich dazu gilt für einen Zustand b) des Pressgutes mit grösserer totaler Füllmenge im Endzustand ein anderer geradliniger Verlauf. Die verlängerten Verläufe a) und b) laufen bei idealisierten Bedingungen durch einen gemeinsamen Schnittpunkt A0 mit der Ausbeute- Achse, entsprechend einem Leistungs- Wert Null. In der Praxis kann dieser Schnittpunkt A0 seine Lage bei der Verarbeitung einer Charge Pressgut verändern.
    Fig. 5 zeigt vergleichend die Leistung- Ausbeute Kombinationen, welche mit unterschiedlichen Regelungen der Pressvorgänge erreicht werden können. Ausgehend von einem Vorfüllvorgang R1 bei konstanter Leistung L und zunehmender Ausbeute A zeigt der Pressvorgang R2 eine Regelung mit dem Ziel einer konstanten Leistung bei annähernd ausreichender Nachfülleistung. Daran schliesst sich ein Pressvorgang R3 ohne Nachfüllung an. Der Verlauf b zeigt einen Pressvorgang mit unzureichender Nachfülleistung. Der Verlauf a schliesslich zeigt drei Teile, welche sich nacheinander bei konstanter Endposition des Presselementes für jeden Presshub, bei konstanter Ausbeute und schliesslich nach Ende des Füllens ergeben.
    Fig. 6 zeigt im Ausbeute/ Leistungsdiagramm den Verlauf eines Einzel- Pressvorganges, bei dem zwischen den Arbeitspunkten 1 zu Beginn und 4 am Ende die Leistung konstant gehalten wird. Man erkennt eine Verbesserung des Produkes von Leistung und Ausbeute.
    Fig. 7 zeigt im Ausbeute/ Leistungsdiagramm den Verlauf eines Einzel- Pressvorganges, bei dem zwischen den Arbeitspunkten 1 zu Beginn und 4 am Ende die dabei zugeführte Menge Pressgut so bestimmt wird, dass die Ausbeute konstant gehalten wird. Bei einer anderen Pressbarkeit der Ware kann sich auch ein Punkt 4 mit grösserer Leistung rechts von Punkt 1 ergeben.
    Fig. 8 zeigt im Ausbeute/ Leistungsdiagramm den Verlauf eines Pressvorganges, bei dem während eines sich an die Vorfüllung R1 anschliessenden und mehrere Kolbenhübe umfassenden Vorpressvorganges nicht mehr nachgefüllt wird. Dieser Vorgang wurde zu Fig. 2 beschrieben. An die Vorpressung schliesst sich ein pressungsfreier Nachfüllvorgang an, der vom Punkt 4 zum Punkt 3' führt. Beim Übergang von Punkt 3' nach Punkt 4' folgen dann wieder mehrere Pressvorgänge ohne Nachfüllung. Die für den pressungsfreien Nachfüllvorgang verbrauchte Arbeitszeit ist durch einen Übergang zu einem virtuellen Arbeitpunkt 1' dargestellt.
    Fig. 9 zeigt, wie im Ausbeute/ Leistungsdiagramm der Einfluss einer zugeführten Nachfüllmenge durch eine theoretische Betrachtung erfasst werden kann. Ähnlich wie schon zu Fig. 3 beschrieben, entspricht der Arbeitspunkt 1 dem momentanen Betriebszustand unmittelbar nach dem Ende eines einzelnen vorhergehenden Presshubes. Der Presskolben 6 (Fig. 1) ist noch in der Pressposition HS, der Pressdruck aber schon abgebaut. Durch die Nachfüllmenge werden die Pressrückstände verdünnt, und die Ausbeute wird reduziert. In einem virtuell ohne Zeitverbrauch durch reines Füllen erreichten Punkt 2 wird sich die Ausbeute reduzieren, während die Leistung gleich bleibt.
    Bezeichnet G1 die bis zum Punkt 1 zugeführte Menge Pressgut, G2 die bis zum Punkt 2 zugeführte Menge und A1 und A2 die Ausbeuten in den Punkten 1 und 2, so ist A2 = A1 (G1/G2)
    In einem virtuell erreichten Punkt 3 wird sich die Leistung erhöhen, während die Ausbeute gleich bleibt. Bezeichnen L1 und L3 die Leistungen in den Punkten 1 und 3, so ist L3 = L1 (G2/G1)
    Da sich die Leistung aus der bisher zugeführten Pressgutmenge und der bis zu diesem Zeitpunkt verflossenen Zeit berechnet, nimmt also die Leistung bei einer Pressgutzuführung zu. Ähnlich wie zu Fig. 3 beschrieben, bildet der virtuell erreichte Punkt 3 den Ausgangspunkt für die theoretische Bestimmung des nachfolgenden, zum Punkt 4 führenden Presschrittes. Für diesen Presschritt ist der erforderliche Verbrauch Δt an Arbeitszeit durch die Pressanlage vorgegeben. Da ausserdem erfindungsgemäss vorausgesetzt wird, dass die geradlinigen Verlängerungen der der Charakteristiken für die Presshubvorgänge, welche zum Punkt 1 und zum Punkt 4 führen, für eine Leistung Null zum gleichen Punkt A0 auf der Ausbeute- Achse führen, sind durch die Verbindung der Punkte 3 und A0 die Prozessgrössen L4 und A4 für den Punkt 4 bestimmbar.
    Bezeichnet wieder G4=G3 die bis zum Punkt 4 zugeführte Menge und Δt die zum Punkt 4 führende Presszeit, so ist L4 = L3 (G3 / (G3 + L3*Δt)) und A4 = A0 - ((L4/L3) * (A0-A3)) L4 = L3 ((A0-A4) / (A0-A3))
    Aus den gemachten Voraussetzungen und den Beziehungen (1) bis (5) lassen sich somit erfindungsgemäss die zu verwendenden Füllmengen pro Hubvorgang als Differenzen ΔG der bis zu den Punkten 3 bzw. 1 zugeführten Mengen G4=G3 bzw. G1 bestimmen gemäss ΔG = G4 - G1.
    Für acht aufeinander folgende Füll- Presshubvorgänge einer Filter- Kolbenpresse als Teil einer umfangreicheren Folge derartiger Vorgänge zur Verarbeitung einer Gesamt-Pressgutmenge von 10'000 kg, mit vorgegebener annähernd konstanter Druckzeit von 2 Minuten pro Presshubvorgang und einem für alle Presshubvorgänge konstanten Weg (Hub) des Presselementes von 500 mm als vorgegebener Prozessgrösse zeigt die nachfolgende Tabelle die Ausgangswerte A1, L1, die Endwerte A4, L4, die erfindungsgemäss ermittelten und verwendeten Nachfüllmengen ΔG und die erzielten Ist- Hübe:
    n A1 Gew. % L1 t/h ΔG kg Hub mm A4 Gew. % L4 t/h
    1 53.56 17.63 330 499.9 55.65 16.57
    2 55.65 16.57 220 493.4 57.13 15.78
    3 57.13 15.78 240 498.7 58.63 15.09
    4 58.63 15.09 210 497.5 59.85 14.51
    5 59.85 14.51 210 500.3 61.28 13.90
    6 61.28 13.90 190 494.4 62.16 13.50
    7 62.16 13.50 220 502.5 63.51 13.01
    8 63.51 13.01 180 494.3 65.19 12.42
    Fig. 10 zeigt ähnlich den Fig. 3 und 9 in einem Ausbeute/ Leistungsdiagramm die Arbeitspunkte, welche sich ergeben, wenn man für den zweiten, durch einen einzelnen Füll- und Hubvorgang vom Arbeitspunkt 1 aus erreichten Arbeitspunkt 4 die Bedingung vorgibt, dass die zugehörigen Werte von Ausbeute A4 und Leistung L4 dieses Arbeitspunktes 4 einen Punkt 4 auf der Verbindungsgeraden zwischen dem ersten Arbeitspunkt 1 und einem Arbeitspunkt AF auf der Ausbeuteachse definieren, welcher einem festen maximalen theoretischen Ausbeutewert für das betreffende Pressgut entspricht.
    Die Festlegung einer derartigen Bedingung ist insbesondere dann zweckmässig, wenn ein Pressgut mit mässiger Pressbarkeit zu verarbeiten ist. Für ein derartiges Material würde eine Festlegung eines konstanten Weges (Hubes) nach Art des oben angegebenen Tabellenbeispieles ein schlechteres Pressergebnis liefern.

    Claims (9)

    1. Verfahren zur Bestimmung und und Verwendung der Füllmengen von Pressgut (7) bei der Fest- Flüssigtrennung mit einer Filterpresse umfassend einen Pressraum (11), in welchem Flüssigkeit unter Einwirkung eines mit Druckkraft beaufschlagten Presselementes (6) mittels mehrerer aufeinander folgender Hubvorgänge vom Pressgut (7) abgepresst wird, wobei im Verlauf einer Füllphase des Trennvorganges in jedem Hubvorgang eine Füllmenge in den Pressraum (11) eingebracht wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: 1) es wird unter Messung von Leistung (L) und Ausbeute (A) ein Füll- und Pressvorgang ausgeführt, welcher im Ausbeute/ Leistungsdiagramm zu einem ersten Arbeitspunkt (1) mit bekannter Leistung (L1) und Ausbeute (A1) führt; 2) für mindestens einen nachfolgenden zweiten Füll- und Pressvorgang, welcher im Ausbeute/ Leistungsdiagramm zu einem zweiten Arbeitspunkt (4, 4') führt, wird mindestens eine Prozessgrösse für den zweiten Arbeitspunkt (4, 4,) festgelegt und dann unter Verwendung von Beziehungen für die Änderungen von Leistung (L) und Ausbeute (A) der Fest- Flüssigtrennung bei den Füll- und Pressvorgängen unter Zwischenschaltung eines fiktiven Arbeitspunktes (3, 3') eine Füllmenge (G4) bestimmt und verwendet, welche erforderlich ist, damit sich bei dem Trennvorgang ein maximales Produkt von Ausbeute (A4) und Leistung (L4) ergibt, wobei der Übergang vom ersten Arbeitspunkt (1) zum fiktiven Arbeitspunkt (3, 3') durch einen reinen Füllvorgang erfolgt und der Übergang vom fiktiven Arbeitspunkt (3, 3') zum zweiten Arbeitspunkt (4, 4') durch einen reinen Pressvorgang erfolgt und vorausgesetzt wird, dass die geradlinigen Verbindungen derjenigen Arbeitspunkte (1', 1; 3', 4'), welche sich durch einen reinen Pressvorgang unterscheiden, sich im Ausbeute/ Leistungsdiagramm in einem gemeinsamen Arbeitspunkt (A0 A01, A04) mit maximaler Ausbeute (A) und verschwindender Leistung (L) schneiden oder zueinander parallel sind.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Prozessgrösse für den zweiten Arbeitspunkt (4, 4') eine Endposition des Presselementes (6) der Filterpresse vorgegeben wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Prozessgrösse für den zweiten Arbeitspunkt (4, 4') ein Ausbeutewert der Fest- Flüssigtrennung vorgegeben wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Prozessgrösse für den zweiten Arbeitspunkt (4, 4') ein Leistungswert der Fest- Flüssigtrennung vorgegeben wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem vorgegebenen Leistungswert für den zweiten Arbeitspunkt (4, 4') der zu erwartende Ausbeutewert bestimmt wird und dass keine Füllmenge zugeführt wird, wenn der für den zweiten Arbeitspunkt (4, 4') ermittelte Ausbeutewert kleiner ist als der für den ersten Arbeitspunkt (1) bekannte Ausbeutewert.
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmengen, welche zum Erreichen der vorgegebenen Prozessgrössen konstante Endposition des Presselementes (6) und konstante Leistung der Fest- Flüssigtrennung gegenüber dem vorhergehenden Füll- und Pressvorgang erforderlich sind, verglichen werden, und dass die zum Erreichen des vorgegebenen konstanten Leistungswertes erforderliche Füllmenge für den vom ersten Arbeitspunkt zum zweiten Arbeitspunkt führenden Füll- und Pressvorgang verwendet wird, falls dieselbe kleiner ist, als die zum Erreichen der vorgegebenen Endposition erforderliche Füllmenge.
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Füll- und Pressvorgänge mit der Filterpresse ausgeführt werden, welche im Ausbeute/ Leistungsdiagramm zu einem Arbeitspunkt mit vorgegebener gleicher konstanter Endposition des Presselementes (6) der Filterpresse führen und dass für einen nachfolgenden Arbeitspunkt mit gleicher konstanter Endpositicn des Presselementes (6) die Ausbeute desjenigen Füll- und Pressvorganges als zu erreichende konstante Prozessgrösse vorgegeben wird, bei welchem sich eine maximale abgetrennte Flüssigkeitsmenge ergibt.
    8. Verfahren nach den Ansprüchen 2, 3, 4, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Füll- und Pressvorgänge mit der Filterpresse ausgeführt werden, welche im Ausbeute/ Leistungsdiagramm zu mehreren nachfolgenden Arbeitspunkten führen, dass für mehrere der nachfolgenden Arbeitspunkte mindestens eine zu erreichende Prozessgrösse gemäss einem der Ansprüche 2, 3, 4, 5, 6 und 7 vorgegeben wird und dass für die Füll- und Pressvorgänge zum Erreichen der nachfolgenden Arbeitspunkte aus den Beziehungen für die Änderungen von Leistung, Ausbeute und Position des Presselementes (6) bei der Fest- Flüssigtrennug die zum Erreichen der vorgegebenen Prozessgrössen erforderlichen Füllmengen bestimmt und für die zu den betreffenden Arbeitspunkten führenden Füll- und Pressvorgänge verwendet werden.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Arbeitspunkt (4, 4,) die Bedingung vorgegeben wird, dass die zugehörigen Werte von Ausbeute (A4) und Leistung (L4) im Ausbeute/ Leistungsdiagramm einen Arbeitspunkt ergeben, welcher auf der Verbindungsgeraden zwischen dem ersten Arbeitspunkt (1) und einem Arbeitspunkt (AF) auf der Ausbeuteachse liegt, welcher einem festen maximalen Ausbeutewert für das betreffende Pressgut entspricht.
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