TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig-Extraktion, vorzugsweise durch Fest- Flüssig-Heißextraktion und insbesondere für großtechnische industrielle Anwendungen, mittels wenigstens eines Extraktionsbehälters, bei dem ein sekundäres Lösungsmittel mit einer vorbestimmten ersten Masse und ein primäres Gemisch, bestehend aus einem festen, primären Lösungsmittel und einer Übergangskomponente, mit einer vorbestimmten zweiten Masse zur Gewinnung des Extraktes für eine vorbestimmte Verweilzeit miteinander in Kontakt gebracht werden. Nach der Verweilzeit werden der gewonnene Extrakt und ein komplementärer Anteil Raffinat voneinander getrennt. Mit der vorgeschlagenen Erfindung soll insbesondere die Herstellung eines Teekonzentrats, das verfahrenstechnisch und technologisch auf der vorgenannten Fest-Flüssig-Heißextraktion beruht und bei dem Teerohstoff, beispielsweise Teeblätter, Blüten, Halme, Körner, Samen, Wurzeln oder andere Pflanzenbestandteile, und Heißwasser oder kochendes Wasser miteinander in Kontakt gebracht werden, gesteuert werden.

STAND DER TECHNIK

Verfahren der traditionellen Teeherstellung sind hinlänglich bekannt; sie eignen sich jedoch nicht oder nur bedingt für eine industrielle oder semiindustrielle Herstellung eines Teekonzentrates oder eines Teegetränkes, weil sie aufgrund der physikalischen Gegebenheiten an ihre Grenzen stoßen.

Wesentliche Merkmale zur industriellen Gewinnung einer Teelösung, wie sie einleitend genannt werden, sind aus der US 2017 / 0 208 986 A1 bekannt. Die Extraktion findet in einem Festbett eines Extraktionsbehälters statt, d.h. das primäre Gemisch ist hinsichtlich seiner Bewegungsfreiheitgrade und seines Quellvermö gens im sekundären Lösungsmittel räumlichen Einschränkungen unterworfen. Nach der Extraktion wird nur der Extrakt aus dem Extraktionsbehälter abgeführt und das Raffinat verbleibt als Raffinat mit Restfeuchte im Extraktionsbehälter zu- rück. Der abgeführte Extraktstrom erfährt eine Weiterbehandlung dergestalt, dass sein Feststoffgehalt„inline“ gesteuert wird. Das im Extraktionsbehälter verbleibende Raffinat mit Restfeuchte erfährt keine weitere verfahrenstechnische Behandlung, beispielsweise zur Entfeuchtung.

Aus der EP 2 837 290 A1 sind ebenfalls wesentliche Merkmale zur industriellen Gewinnung einer Teelösung bekannt. Es wird dort vorgeschlagen, dass man in einem Verfahrensschritt die Teerohstoffe für eine vorbestimmte Verweilzeit in einer stehenden Flüssigkeit und in einem anderen Verfahrensschritt mit einer strömenden Flüssigkeit in Kontakt bringt. Die Reihenfolge der Verfahrensschritte ist dabei nicht festgelegt. Nach Ablauf der Verweilzeit wird die Teelösung abgeführt und beim Abführen der Teelösung wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gleichzeitig eine vorbestimmte Menge einer Flüssigkeit dem extrahierten Teerohstoff absatzweise oder kontinuierlich im Durchfluss zugeführt. Die Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens erfolgt in einem Behältnis, wobei nach der Entleerung des Behältnisses die an dem dort verbleibenden extrahierten Teerohstoff anhaftende Flüssigkeit durch Druckstöße mit Gas gelöst wird.

In der DE 699 29 220 T2 oder PCT/US99/23178 ist ein Verfahren zum Extrahieren eines verzehrbaren Materials aus einem festen Rohmaterial, beispielsweise Kaffee oder Tee, beschrieben. Das feste Rohmaterial ist dabei in einem umschlossenen Volumen eines Behälters, beispielsweise in Form eines Bettes, ausgebildet. Dem umschlossenen Volumen und der Menge an festem Rohmaterial wird ein Volumen an wässrigem Lösungsmittel zugeführt. Die Extraktion erfolgt unter Ausübung von Druck, wobei das Lösungsmittel Wasser ist, das eine Temperatur hat, die Raumtemperatur übersteigt und vorzugsweise zwischen ungefähr 88 und ungefähr 100 Grad Celsius beträgt. Das Wasser durchströmt das feste Rohmaterial und der dabei erzeugte wässrige Extrakt wird aus dem Behälter abgeführt.

Die CN 109 569 018 A offenbart eine über einen Extraktionsbehälter geführte Umlaufleitung für das Lösungsmittel mit dem primären Gemisch, die von einer Ablaufleitung abzweigt und in den Kopfraum des Extraktionsbehälters einmündet. Eine Zulaufleitung mündet, unabhängig von der Umlaufleitung, von oben in den Kopfraum des Extraktionsbehälters ein. Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorzugsweise für großtechnische industrielle Anwendungen, ein Verfahren zur Steuerung der Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig- Extraktion, insbesondere Fest-Flüssig-Heißextraktion, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die einerseits den Stoffaustausch bei der Extraktion gegenüber Lösungen nach dem Stand der Technik verbessern und die andererseits eine gesteuerte Entfeuchtung eines Raffinats mit Restfeuchte zur Gewinnung weiteren wertvollen Extrakts ermöglichen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der zugeordneten Unteransprüche. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche 15 und 22. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind in den zugeordneten Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird parallel zu den Begrifflichkeiten für die allgemeine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die spezielle Herstellung eines Teekonzentrates mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Bezug genommen, wobei die adäquaten Begriffe für die spezielle Herstellung jeweils in eckige Klammern und kursiv gesetzt sind.

Die Erfindung geht verfahrenstechnisch aus von einem Verfahren zur Steuerung der Herstellung eines Extraktes [Teekonzentrat] durch Fest-Flüssig-Extraktion mittels wenigstens eines Extraktionsbehälters. Hierbei werden ein sekundäres Lösungsmittel [Heißwasser oder kochendes Wasser] mit einer vorbestimmten ersten Masse und ein primäres Gemisch [Teeblätter oder Teerohstoff], bestehend aus einem festen, primären Lösungsmittel [Trägerstoff] und einer Übergangskomponente [Tein und andere erwünschte und unerwünschte Begleitstoffe], mit einer vorbestimmten zweiten Masse zur Gewinnung des Extraktes für eine vorbestimmte Verweilzeit [Brühzeif] miteinander in Kontakt gebracht. Nach der Verweilzeit wer- den der gewonnene Extrakt und ein komplementärer Anteil Raffinat (= primäres Lösungsmittel nach der Extraktion) [extrahierte Teeblätter] voneinander getrennt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nach dem Verfahren gelöst, wenn bei dem Verfahren der gattungsgemäßen Art die nachstehenden Verfah rensschritte (i) bis (v) vorgesehen sind.

Dabei besteht bei dem Verfahren der erfinderische Grundgedanke einerseits im Wesentlichen darin, dass zur Lösung der gestellten Aufgabe mit Blick auf die Ver besserung des Stoffaustausches bei der Extraktion das primäre Gemisch [Teeblät ter] nicht räumlichen Einschränkungen unterworfen ist. Das bedeutet, dass das primäre Gemisch nicht in einem räumlich begrenzten Volumen (beispielsweise im Sinne von perforierten Begrenzungswänden, durchlässigen Beuteln, Säcken, Siebbehältern) extrahiert wird. Dadurch kann das primäre Gemisch [Teeblätter] im sekundären Lösungsmittel in Schwebe gehalten werden, wodurch sein Quellver halten nicht behindert, die Durchdringung mit sekundärem Lösungsmittel erleich tert und somit der Stoffaustausch gegenüber einer Extraktion im sogenannten Festbett intensiviert wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das primäre Gemisch nicht in Gänze als vorbestimmte zweite Masse, sondern mehr oder weniger in kleinsten Teilmengen bzw. minimalen Vereinzelungsportionen und kontinuierlich über eine vorbestimmte Dosierzeit in das im Umfang der ersten Masse im Extrak tionsbehälter vorgelegte sekundäre Lösungsmittel eingebracht wird. Dabei ist die Dosierzeit sehr viel kürzer als die Verweilzeit vorzusehen, um ein möglichst enges Verweilzeitspektrum für alle Teilmengen des primären Gemischs sicherzustellen.

Andererseits besteht der erfinderische Grundgedanke darin, dass zur Lösung der gestellten Aufgabe mit Blick auf die gesteuerte Entfeuchtung des Raffinats mit Restfeuchte [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] zur Gewinnung weiteren wertvollen Extrakts [Teekonzentraf] die beiden nach der Extraktion vorliegenden Mischungsbestandteile, nämlich ein Gemisch aus Extrakt und Raffinat, wenigstens derart weiterbehandelt werden, dass dem komplementären Anteil in Form eines Raffinats mit Restfeuchte [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] die aus Extrakt bestehende Restfeuchte durch Entfeuchten wenigstens teilweise entzogen und dem bereits abgeschiedenen Extrakt zugeführt wird.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass dem Raffinat mit Restfeuchte mechanische Energie im weitesten Sinne zugeführt wird. Dabei kann es sich beispielsweise um Vibrationen oder Rüttelungen oder um Druckstöße mittels eines impulsweise und dabei ggf. intermittierend zugeführten Druckgases handeln, denen das zu behandelnde Raffinat jeweils ausgesetzt ist. Weiterhin wird im Zuge des Entfeuchtens laufend eine Bilanzierung bzw. eine Bestimmung des Grades der Entfeuchtung durch Vergleich der Massenströme des Substrats vor und hinter dem Entfeuchtungsschritt vorgenommen, wobei die jeweiligen Massenströme ermittelt werden. Der Grad der Entfeuchtung wird durch einen rückgekoppelten Steuerungseingriff auf den ermittelten ersten Massenstrom eines aus dem Extraktionsbehälter nach der Extraktion abgeführten Gemischs [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter] und/oder auf die Zufuhr mechanischer Energie gesteuert. Der Steuerungseingriff und die notwendigen steuerungstechnischen Ermittlungen können in endlichen Zeitspannen oder in infinitesimalen Zeitspannen getaktet sein. Der Steuerungseingriff kann sich auf die ermittelten Daten stützen, die am behandelten Substrat zeitgleich vor und hinter dem Entfeuchtungsschritt oder am selben strömenden Substrat jeweils vor und hinter dem Entfeuchtungsschritt gewonnen werden.

Verfahren

(i) Vorlegen der ersten Masse sekundäres Lösungsmittel [Heißwasser oder ko chendes Wasser] in dem Extraktionsbehälter.

Der Extraktionsbehälter wird dabei zügig befüllt.

(ii) Zuführen der vorbestimmten zweiten Masse primären Gemischs [Teeblätter] ohne räumliche Einschränkung in die vorgelegte erste Masse sekundäres Lösungsmittel [Heißwasser oder kochendes Wasser] und Verteilen in und Vermischen mit der ersten Masse.

Was unter der vorbestimmten zweiten Masse ohne räumliche Einschränkung zu verstehen ist, wurde vorstehend bereits erläutert. Das reibungslose und produktschonende Zuführen der zweiten Masse erfolgt zweckmäßig durch Zugabe einer geeigneten Menge Wasser zur zweiten Masse, wodurch quasi eine Schlämme zubereitet wird, die eine leichte und schonende Förderung vorzugsweise mittels einer produktschonenden rotierenden Verdrängerpumpe erlaubt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die vorbestimmte zweite Masse nicht in Gänze, sondern in Teilmengen und kontinuierlich in das sekundäre Lösungsmittel eingebracht.

Das Zuführen der zweiten Masse erfolgt, wie dies ebenfalls vorgeschlagen wird, entweder nach dem Schritt (i) oder bereits im Zuge des Schrittes (i).

Mit dem Verteilen und Vermischen wird insbesondere ein homogener Verteilungszustand angestrebt und verwirklicht, wobei es erfindungswesentlich ist, dass das primäre Gemisch im sekundären Lösungsmittel in Schwebe gehalten wird. Dieser Verteilungszustand und das dadurch verbesserte Quellverhalten des primären Gemischs beinhaltet auch ein Intensivieren des Stoffaustauschs in einer derart erzeugten Mischung während der Verweilzeit durch Relativbewegung zwischen sekundärem Lösungsmittel und primärem Gemisch. Bei der Relativbewegung handelt es sich entweder um eine Bewegung des primären Gemischs [Teebläter] in dem sekundären Lösungsmittel [Heißwasser oder kochendes I/Vasser] oder um ein Umströmen des primären Gemischs durch das sekundäre Lösungsmittel oder um eine Überlagerung beider Bewegungsformen. Die Relativbewegung wird vorzugsweise durch eine mechanische und/oder eine strömungsmechanische Rühreinwirkungen generiert. Es ist nachgewiesen, dass das in Schwebe gehaltene primäre Gemisch stärker quillt als im Festbett, wodurch eine gegenüber dem Festbett effizientere Extraktion stattfindet.

(iii) Abführen eines Gemischs, bestehend aus dem Extrakt [Teekonzentraf] und dem Raffinat (= primäres Lösungsmittel nach der Extraktion) [extrahierte Teebläter], aus dem Extraktionsbehälter.

Das Abführen des Gemischs erfolgt gemäß einer ersten vorteilhaften Verfahrensvariante unter Vermeidung einer Zwangsförderung allein durch Schwerkraft infolge einer Zulaufhöhe des Ablaufanschlusses des Extraktionsbehälters gegenüber einem Zielort für das Gemisch. Eine zweite Verfahrensvariante sieht diesbezüglich vor, das Abführen des Gemischs zusätzlich durch Beaufschlagung einer freien Oberfläche des Gemischs mit einem Gasdruck eines gasförmigen Treibmittels zu unterstützen. Dadurch ist auch weiterhin eine produktschonende Förderung ge währleistet.

(iv) Trennen des nach Schritt (iii) abgeführten Gemischs in ein Raffinat mit Rest feuchte [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] und einen von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte befreites Teekonzentrat ].

Das Trennen des Gemischs wird vorzugsweise durch Absieben des Raffinats mit Restfeuchte durchgeführt, wodurch, wie dies ebenfalls vorgesehen ist, auch das nach Schritt (v) vorgesehene Entfeuchten verwirklicht wird, wenn beim Absieben dem zu behandelnden Substrat mechanische Energie im weitesten Sinne zuge führt wird.

(v) Weiterbehandlung des Raffinats mit Restfeuchte wenigstens derart, dass dem Raffinat mit Restfeuchte die aus Extrakt bestehende Restfeuchte durch Entfeuchten wenigstens teilweise entzogen und dem bereits abgeschiedenen Extrakt zugeführt wird.

Durch die Entfeuchtung wird die Ausbeute an Extrakt des erfindungsgemäßen Verfahrens und damit die seine Wirtschaftlichkeit erhöht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens mit Blick auf die erfindungsgemäße Entfeuchtung sind durch die folgenden Schritte zu realisieren.

(vi) Entfeuchten des Raffinats mit Restfeuchte [extrahierte Teeblätter mit Rest feuchte] auf einen festgelegten, tolerierbaren Anteil Extrakt [Teekonzentraf] im Raffinat mit Restfeuchte durch Zufuhr von mechanischer Energie in das Raffinat mit Restfeuchte.

Der tolerierbare Anteil Extrakt wird abhängig von dem zu Einsatz kommenden primären Gemisch [Teeblätter bzw. Teerohstoff] festgelegt. Diese Festlegung hilft das Maß der Lösung bzw. Ausbeute edler und gewünschter Inhaltsstoffe aus dem Raffinat mit Restfeuchte zu steuern und sie hilft die Lösung bzw. Ausbeute unedler und unerwünschter Inhaltsstoffe zu vermeiden oder wenigstens zu reduzieren. Die Entfeuchtung wird in überraschend einfacher Weise dadurch erreicht, dass dem zu behandelnden Substrat mechanische Energie im weitesten Sinne, beispiels weise Vibrationen oder Rüttelungen oder Druckstöße mit pneumatischen Mitteln, zugeführt werden.

(vii) Ermitteln eines ersten Massenstroms des nach Schritt (iii) abgeführten Ge- mischs [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter] und eines zweiten Massen stroms des nach den Schritten (iv, v) gewonnenen und von Raffinat mit Rest feuchte befreiten Extrakts [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte be freites Teekonzentrat ], jeweils in einer Zeitspanne.

Die Massenstrombestimmung in einer vorgegebenen vorzugsweise endlichen oder auch infinitesimalen Zeitspanne erfolgt zweckmäßig mit einem Massendurch flussmesser, sodass aus den ermittelten Massenströmen auch entsprechende Massen bzw. Massendifferenzen berechnet werden können.

(viii) Bestimmen des Grades des Entfeuchtens durch Vergleichen des ersten Massenstroms mit dem zweiten Massenstrom.

Eine Bilanzierung bzw. ein Vergleich der Massenströme bzw. der Massendifferen zen in der Zeitspanne vor und hinter dem Entfeuchten liefert mittelbar den Grad des Entfeuchtens des Raffinats mit Restfeuchte [extrahierten Teeblättern mit Rest feuchte]. Bei einer vollständigen Entfeuchtung würde sich eine Massendifferenz einstellen, die der Masse des primären Lösungsmittels vor der Extraktion [Träger stoff ohne Tein und andere erwünschte und unerwünschte Begleitstoffe vor der Extraktion] entspricht. Dabei ist, eine homogene Verteilung des primären Ge- mischs im sekundären Lösungsmittel vorausgesetzt, aus dem ersten Massen strom die Masse des primären Lösungsmittels zu ermitteln. Die Übergangskom ponente [Tein und andere erwünschte und unerwünschte Begleitstoffe vor der Ex traktion], die im primären Gemisch [Teeblätter] enthalten ist, kann bei dem Ver gleich in guter Näherung vernachlässigt werden. Für den Fall, dass das primäre Gemisch als Schlämme zugeführt wird, ist in der vorstehenden Bilanz die Wasser zugabe einfach zu berücksichtigen.

(ix) Steuern des Grades des nach Schritt (v; vi) durchgeführten Entfeuchtens durch rückgekoppelten Steuerungseingriff auf den ersten Massenstrom und die Zufuhr mechanischer Energie. Werden Abweichungen von dem festgelegten, tolerierbaren Anteil Extrakt festge stellt, dann werden diese Abweichungen erfindungsgemäß durch Veränderung des ersten Massenstromes, der laufend ermittelt wird, und/oder durch die Zufuhr mechanischer Energie kompensiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist durch den folgenden Verfah rensschritt gekennzeichnet:

(x) Steuern des ersten Massenstroms in Abhängigkeit von dem Raffinat mit Restfeuchte [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte ] dergestalt, dass bei Überschreiten des tolerierbaren Anteils

a) bei gleichbleibender Zufuhr von mechanischer Energie der erste Mas senstrom reduziert wird oder

b) bei gleichbleibendem ersten Massenstrom die Zufuhr von mechani scher Energie erhöht wird oder

c) der erste Massenstrom reduziert und gleichzeitig die Zufuhr von me chanischer Energie erhöht werden,

bis sich bei der jeweils gewählten Steuerungsmaßnahme mindestens der to lerierbare Anteil einstellt.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der in Schritt (vi) fest gelegte, tolerierbare Anteil mit weiteren Steuerungsparametern korreliert, die mit den folgenden Verfahrensschritten ermittelt werden (die notwendigen Berech nungsgleichungen werden weiter unten im Rahmen eines Ausführungsbeispiels konkret angegeben):

(xi) Ermitteln einer ersten Differenzmasse des Raffinats mit Restfeuchte [extra hierte Teeblätter mit Restfeuchte] aus dem nach Schritt (vii) ermittelten ers ten und zweiten Massenstrom;

(xii) Ermitteln einer zweiten Differenzmasse primären Gemischs [Teeblätter] aus dem nach Schritt (vii) ermittelten ersten Massenstrom und anhand einer vor gegebenen Konzentration, die sich aus der zweiten Masse bezogen auf die erste Masse zuzüglich der zweiten Masse ergibt;

(xiii) Bestimmen einer tolerierbaren ersten Differenzmasse des Raffinats mit Restfeuchte [tolerierbare erste Differenzmasse der extrahierten Teeblätter mit Restfeuchte] nach Maßgabe der nach Schritt (xi) ermittelten ersten Diffe- renzmasse und der nach Schritt (xii) ermittelten zweiten Differenzmasse anhand des tolerierbaren Anteils, der als Quotient einerseits aus dem Unterschied zwischen der tolerierbaren ersten und der zweiten Differenzmasse und andererseits aus dem Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Differenzmasse definiert ist.

Über den ersten Massenstrom ist aufgrund der vorgegebenen, homogenen Konzentration bekannt, welche Masse Teeblätter (bezogen auf den Zustand vor der Extraktion und vor dem Zuführen in das Heißwasser oder das kochende Wasser) in dem ersten Massenstrom in der Zeitspanne enthalten ist bzw. enthalten sein muss. Durch die vorgeschlagene Bilanzierung des ersten und des zweiten Massenstromes in der Zeitspanne wird der Istwert einer Masse Teeblätter mit Restfeuchte bzw. die erste Differenzmasse ermittelt, die beim Entfeuchten anfällt. Aus diesen Informationen wird der momentane Anteil Teekonzentrat in den extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte ermittelt. Diesen Anteil gilt es erfindungsgemäß auf den festgelegten, tolerierbaren bzw. auf einen wünschenswerten Anteil Teekonzentrat steuerungstechnisch zu reduzieren.

Das nach Schritt (v) durchgeführte Entfeuchten wird gemäß einem Vorschlag zeitgleich mit dem oder im Anschluss an das nach Schritt (iv) durchgeführte Trennen durchgeführt. Anschließend wird gemäß einem weiteren Vorschlag der insgesamt gewonnene Extrakt [ Teekonzentrat ] einer Filterung zur Abscheidung unerwünschter feiner und feinster Partikel unterzogen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Filterung eine Vorklärung durch Separierung in einem Zentrifugalfeld vorgeschaltet wird, wodurch sich die Standzeit einer Filtereinrichtung zur Durchführung der Filterung signifikant erhöht. Zur produktschonenden Behandlung ist weiterhin vorgesehen, dass das nach Schritt (iii) abgeführte Gemisch allein unter der Wirkung der Schwerkraft abgeführt wird. Um den Entleerungsvorgang bei Sicherstellung der produktschonenden Behandlung zu beschleunigen, wird vorgeschlagen, dass das Abführen des Gemischs zusätzlich durch Beaufschlagung einer freien Oberfläche des Gemischs mit einem Gasdruck eines gasförmigen Treibmittels unterstützt wird.

Ein erstes Verfahren mit Blick auf die Betriebsweise des Extraktionsbehälters sieht vor, dass der durch die Schritte (i und ii) definierte Teil des Verfahrens in einem ersten Extraktionsbehälter durchgeführt wird, der als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist. Zur Sicherstellung eines gewünsch ten Massenverhältnisses der zweiten Masse zur ersten Masse wird die zweite Masse in Gänze der ersten Masse zugeführt. In Gänze bedeutet in diesem Falle, dass keine Aufspaltung der zweiten Masse in Teilmassen und Zuführung dieser Teilmassen in entsprechende, an anderen Orten verödete Teilmassen der ersten Masse vorgenommen und die zweite Masse durchaus über eine mehr oder weni ger lange Dosierzeit und einem einzigen Bereich der sich dort befindlichen gesam ten ersten Masse zugeführt wird.

Um die Produktionsleistung zu erhöhen, werden mehr als ein erster Extraktions behälter parallel und zeitgleich oder parallel und zeitversetzt betrieben. Die Wei terbehandlung des jeweils gewonnenen Gemischs erfolgt zeitgleich oder zeitver setzt in der bereits beschriebenen einzigen Prozesslinie nach Maßgabe der Schrit te (iii bis v).

Ein zweites Verfahren mit Blick auf die Betriebsweise des Extraktionsbehälters sieht vor, dass der durch die Schritte (i und ii) definierte Teil des Verfahrens in ei nem zweiten Extraktionsbehälter durchgeführt wird, der als diskontinuierlich arbei tender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist. Die zweite Masse wird in eine endliche Anzahl zweite Teilmassen und hierbei in mindestens zwei zweite Teil massen aufgeteilt. Die zweiten Teilmassen werden voneinander getrennt jeweils entsprechenden ersten Teilmassen der ersten Masse zur Sicherstellung eines gewünschten Massenverhältnisses der zweiten Masse zur ersten Masse zuge führt.

Das zweite Verfahren reduziert die Befüllzeit mit Teeblättern entsprechend der Anzahl der zweiten Teilmassen bei Sicherstellung der gewünschten produktscho nenden Behandlung und hoher Qualität mit Blick auf die Einhaltung einer vorge gebenen Verweilzeit (Brühzeit).

Ein drittes Verfahren sieht mit Blick auf die Betriebsweise des Extraktionsbehälters vor, dass der durch die Schritte (i und ii) definierte Teil des Verfahrens in und mit einem dritten Extraktionsbehälter durchgeführt wird, wobei die nach Schritt (i) vor- gelegte erste Masse, die vorzugsweise über den oberen Bereich des dritten Extraktionsbehälters zugeführt wird, in der Verweilzeit in Gestalt einer in Schwerkraftrichtung vertikal orientierten Kolbenströmung abgeführt wird. Dabei wird die erste Masse zwangsweise abgeführt und einem dabei zwangsweise generierten Massenstrom der ersten Masse wird ein Massenstrom der zweiten Masse fortlaufend derart zudosiert, dass in der gewonnene Mischung aus primärem Gemisch und sekundärem Lösungsmittel ein gewünschtes Massenverhältnisses der zweiten Masse zur ersten Masse sichergestellt ist. Die Mischung aus primärem Gemisch und sekundärem Lösungsmittel wird einer freien Oberfläche einer im dritten Extraktionsbehälter befindlichen Mischung von oben zugeführt. Demzufolge strömt die Mischung aus primärem Gemisch und sekundärem Lösungsmittel der freien Oberfläche in dem Maße zu, wie sekundäres Lösungsmittel in der Verweilzeit den dritten Extraktionsbehälter über seinen Ablaufanschluss verlässt. Das Dosieren der zweiten Masse in die erste Masse endet dann, wenn die zuerst dem dritten Extraktionsbehälter zugeführte Mischung nach Ablauf der Verweilzeit als Gemisch den dritten Extraktionsbehälter in Form der Kolbenströmung von oben nach unten durchströmt hat. Alsdann wird das Verfahren nach den Schritten (iii bis v) fortgesetzt.

Das dritte Verfahren realisiert im Gegensatz zum ersten und zweiten Verfahren ein quasi kontinuierliches Verfahren mit sehr präziser Einstellung und Einhaltung der gewünschten Verweilzeit bzw. Brühzeit. Die Ausbildung einer Kolbenströmung wird begünstigt, wenn der dritte Extraktionsbehälter eine schlanke Geometrie aufweist, d.h. wenn seine flüssigkeitsbeaufschlagte Höhe ein Mehrfaches seines Durchmessers bzw. seiner Abmessungen quer zu seiner Höhe aufweist. Im Grenzfall führt eine diesbezügliche Auslegung zu einem Strömungsrohr mit einem entsprechenden Verweilzeitverhalten.

Das dritte Verfahren kann mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10 durchgeführt werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig- Extraktion mittels eines Extraktionsbehälters geht von einem Extraktionsbehälter aus, der wenigstens einen ersten Innenbereich aufweist. Dieser erste Innenbereich besitzt in einem oberen Bereich einen Zulaufanschluss für die Zufuhr eines sekundären Lösungsmittels, einen ersten Zulaufanschluss für die Zufuhr eines primären Gemischs und in einem unteren Bereich einen Ablaufanschluss für die vollständige Abfuhr eines Gemischs, bestehend aus einem Extrakt und einem Raffinat. Der Ablaufanschluss mündet in eine Ablaufleitung aus, die, bezogen auf die Schwerkraftrichtung, um eine Zulaufhöhe vom Ablaufanschluss beabstandet ist. Die Ablaufleitung weist, in Strömungsrichtung gesehen, ein Regelventil zur Veränderung eines das Regelventil durchströmenden Massenstromes, einen ersten Massendurchflussmesser zur Ermittlung eines ersten Massenstromes für das Gemisch, eine Trennvorrichtung zur Trennung des Gemischs in den Extrakt und ein Raffinat mit Restfeuchte, eine Entfeuchtungseinrichtung zur Entfeuchtung des Raffinats mit Restfeuchte und einen zweiten Massendurchflussmesser zur Ermittlung eines zweiten Massenstromes für einen von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt auf. Weiterhin ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die signaltech nisch wenigstens mit dem Regelventil, dem ersten und dem zweiten Massendurchflussmesser und der Entfeuchtungseinrichtung verbunden ist.

Mit Blick auf eine schnelle Trennung und eine hinreichende Entfeuchtung ist es besonders zielführend, wenn die Trenn- und die Entfeuchtungseinrichtung in Gestalt eines steuerbaren Vibrations- oder Rüttelsiebes verwirklicht sind. In diesem Falle werden beide verfahrenstechnischen Maßnahmen, nämlich das Trennen und Entfeuchten, in einem einzigen Aggregat besonders effektiv und effizient durchgeführt. Die Sieböffnungen sind dabei so bemessen, dass das Raffinat [extrahierte Teeblätter] in hinreichendem Maße von dem Extrakt [ Teekonzentraf] getrennt wird.

Da Siebe eine Trenngrenze hinsichtlich der abzuscheidenden Partikel besitzen, belasten diese Partikel, die durch die Sieböffnungen hindurchgehen und in der Regel unerwünscht sind, den Extrakt und müssen in einem weiteren Behandlungsschritt abgeschieden werden. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass, in Strömungsrichtung gesehen, eine Filtereinrichtung im Anschluss an den zweiten Massendurchflussmesser in der Ablaufleitung angeordnet ist. Da die Filtereinrichtung vorzugsweise eine Endklärung des Extraktes, das heißt eine Abscheidung von feinen und feinsten Partikel vornehmen soll, belasten gröbere Partikel, die durch die Sieböffnungen hindurchgehen, die Standzeit der Filtereinrichtung. Um dies zu vermeiden, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung vor, dass, in Strömungsrichtung gesehen, der Filtereinrichtung ein Zentrifugalseparator vorgeschaltet ist, der für eine Vorklärung des Extraktes sorgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird alternativ mit drei unterschiedlich ausgestalteten Extraktionsbehältern ausgerüstet, wobei ein erster Extraktionsbehälter als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist. Der erste Extraktionsbehälter umgrenzt einen ersten Innenbereich, der einen einzigen Zulaufanschluss und einen einzigen Ablaufanschluss aufweist.

Um die Befüllzeit des Extraktionsbehälters mit primärem Gemisch [Teeblätter] zu reduzieren und dabei die Ausbeute an Extrakt bei mindestens gleicher hoher Qualität mindestens beizubehalten, schlägt die Erfindung einen zweiter Extraktionsbehälter vor, der als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist und der oberhalb des ersten Innenbereichs und diesem unmittelbar benachbart wenigstens einen zweiten Innenbereich aufweist. Jeder weitere Innenbereich ist oberhalb des vorhergehenden Innenbereichs und diesem unmittelbar benachbart angeordnet. Weiterhin ist jedem Innenbereich oberhalb des ersten Innenbereichs jeweils ein weiterer erster Zulaufanschluss für das primäre Gemisch zugeordnet. Jedem weiteren erster Zulaufanschluss ist unterhalb und im Abstand von diesem, ein weiterer Ablaufanschluss derart zugeordnet, dass das im jeweils zugeordneten Innenbereich gewonnene Gemisch möglichst unverfälscht von dem primären Gemisch, das dem jeweils unterhalb benachbarten Innenbereich über den jeweils zugeordneten ersten Zulaufanschluss zugeführt wird, abgeführt wird. Die vorgenannten Innenbereiche erstrecken sich über die Höhe des zweiten Extraktionsbehälters. Sie sind nicht durch irgendwie geartete Einbauten voneinander getrennt, sondern durch die jeweilige erfindungsgemäße Strömungsführung in ihrem Bereich lediglich strömungstechnisch quasi voneinander separiert, wobei eine begrenzte Mischbewegung über die gedachten Grenzen zwischen den Innenbereichen stattfinden kann. Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass der erste Zulaufanschluss und jeder weitere erste Zulaufanschluss jeweils mit einer produktschonenden, rotierenden Fördereinrichtung verbunden ist.

Ein quasi kontinuierliches Extraktionsverfahren wird realisiert, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem dritten Extraktionsbehälter ausgerüstet ist, über den eine von einer Ablaufleitung abzweigende Umlaufleitung geführt ist.

• Dieser dritte Extraktionsbehälter weist eine Zulaufleitung für die Zufuhr eines sekundären Lösungsmittels [Heißwasser oder kochendes Wasser] oder einer Mischung aus primärem Gemisch [Teeblätter] und sekundärem Lösungsmittel auf. Die Zulaufleitung tritt über einen dritten Fußraum in den dritten Extraktionsbehälter ein, durchdringt diesen bis in einen dritten Kopfraum und mündet dort über einen Auslauf aus.

• Der dritte Extraktionsbehälter weist einen Ablaufanschluss für die Abfuhr des sekundären Lösungsmittels oder eines Gemisch [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter], bestehend aus einem Extrakt [Teekonzentraf] und einem Raffinat [extrahierte Teeblätter], auf, wobei der Ablaufanschluss aus dem dritten Fußraum ausmündet und dort in die Ablaufleitung übergeht.

• Die Ablaufleitung weist, in Strömungsrichtung gesehen und um eine Zulaufhöhe vom Ablaufanschluss in Schwerkraftrichtung vertikal beabstandet, ein Regelventil, einen ersten Massendurchflussmesser zur Ermittlung eines ersten Massenstromes für das Gemisch, eine Trennvorrichtung zur Trennung des Gemischs in den Extrakt und ein Raffinat mit Restfeuchte [extrahierte Teeblät ter mit Restfeuchte], eine Entfeuchtungseinrichtung zur Entfeuchtung des Raffinats mit Restfeuchte, und einen zweiten Massendurchflussmesser zur Ermittlung eines zweiten Massenstromes für einen von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte befreites Teekon zentraf] auf.

• Von der Ablaufleitung zweigt, oberstromig des Regelventils, an einer Abzweigungsstelle die Umlaufleitung ab, die an einer Vereinigungsstelle in die Zulaufleitung einmündet und die von der Verzweigungsstelle zur Vereinigungsstelle hin durchströmt wird.

• In der Umlaufleitung sind, bezogen auf die Verzweigungsstelle, zunächst eine Pumpe zur Förderung des sekundären Lösungsmittels und anschließend eine Dosiereinrichtung zur Dosierung von primärem Gemisch in das sekundäre Lösungsmittel vorgesehen.

• Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die signaltechnisch wenigstens mit dem Regelventil, dem ersten und dem zweiten Massendurchflussmesser und der Entfeuchtungseinrichtung verbunden ist.

Mehrere der ersten, zweiten oder dritten Extraktionsbehälter können parallel und zeitgleich oder in zeitlicher Abfolge hintereinander betrieben und das jeweils gewonnene Gemisch kann in die nach den Schritten (iii bis v) betriebene Prozesslinie abgeführt werden.

Um insbesondere im Anfahrbetrieb des dritten Extraktionsbehälter, aber auch in dessen Dauer- und/oder Abfahrbetrieb, die Generierung einer, in Schwerkraftrich tung gesehen, von oben nach unten gerichteten Kolbenströmung zu unterstützen, sieht eine Ausgestaltung des dritten Extraktionsbehälters vor, dass in einem flüs sigkeitsbeaufschlagten randständigen Außenbereich des dritten Kopfraumes wenigstens zwei dritte Rühreinrichtungen vorgesehen sind. Diese sind bevorzugt gleichverteilt über diesen Außenbereich angeordnet und durch ihre jeweilige Ein baulage befähigt, jeweils eine zum Zentrum des dritten Extraktionsbehälters gerichtete Strömungsbewegung mit einer abwärts orientierten Strömungskomponen te zu erzeugen.

Eine möglichst ungestörte Ausbildung der Kolbenströmung wird mit einer weiteren Ausgestaltung des dritten Extraktionsbehälters dadurch sichergestellt, dass der Ablaufanschluss zentral und am unteren Ende des dritten Extraktionsbehälters angeordnet und dass die Zulaufleitung konzentrisch durch den Ablaufanschluss hindurchgeführt ist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Dosiereinrichtung mit einer produktschonenden rotierenden Verdrängerpumpe verbunden ist, wodurch das primäre Gemisch [Teeblätter] weitestgehend von mechanischen und/oder strömungsmechanischen Beanspruchungen freigehalten wird. Um das Abführen des Gemischs [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter] unter Beibehaltung des Prinzips der produktschonenden Abförderung zu beschleunigen, ist vorgesehen, dass der erste, zweite und dritte Extraktionsbehälter jeweils im Be reich seines oberen Endes einen Zufuhranschluss für die Zufuhr eines Druckgases aufweist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine eingehendere Darstellung der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Be- Schreibung und den beigefügten Figuren der Zeichnung sowie aus den Ansprü chen. Die Erfindung ist in den verschiedensten Ausgestaltungen eines Verfahrens zur Steuerung der Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig-Extraktion der gattungsgemäßen Art und jeweils mittels drei unterschiedlich ausgebildeten Ex traktionsbehältern realisierbar. Weiterhin ist die Erfindung in den verschiedensten Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend erwähn ten jeweiligen Verfahrens verwirklicht. Nachfolgend werden anhand der Zeichnung das Verfahrens und die Vorrichtung, jeweils in Verbindung mit einem der drei Ex traktionsbehälter und dargestellt am bevorzugten Anwendungsbeispiel zur Steue rung der Herstellung eines Teeextraktes, beschrieben. Es zeigen

Figur 1 in schematischer Darstellung eine erste Vorrichtung mit einem ersten Extraktionsbehälter;

Figur 2 in schematischer Darstellung eine zweite Vorrichtung mit einem zweiten Extraktionsbehälter;

Figur 3 in schematischer Darstellung eine dritte Vorrichtung mit einem dritten Extraktionsbehälter und

Figur 4 ein Flussdiagramm des Verfahrens, das mit jeder der Vorrichtun gen gemäß den Figuren 1 bis 3 durchgeführt wird.

Allgemeines

Zum Verständnis der nachfolgenden Symbolik zur Darstellung einer Fest-Flüssig- Extraktion bzw. Fest-Flüssig-Heißextraktion werden vorab einige grundsätzliche Hinweise gegeben (zur nachfolgenden und auch vorhergehenden Schreibweise:

1. Begrifflichkeiten für den allgemeinen Fall an erster Stelle;

2. [Herstellung von Teekonzentraf] an zweiter Stelle). Eine Fest-Flüssig-Extraktion liegt beispielsweise vor, wenn Teekonzentrat mit Hilfe von Wasser aus Teeblättern extrahiert wird. Die Extraktion ist also keine vollwerti ge Zerlegung, denn nur die eine der zu trennenden Komponenten fällt in annä hernd reinem Zustand an; die andere wird nur umgelagert und liegt nach der Ex traktion wieder in einem Gemisch vor.

Die nachfolgen an einigen Stellen verwendete Schreibweise, beispielsweise

• m(A°°B) ist im Sinne von m = f((A°°B)) und

• (M+m)((C°°B)+A) ist im Sinne von (M+m) = f((C°°B)+A)

zu verstehen (analog zur mathematischen Schreibweise y = f(x) bzw. y(x).

Ein Einsatzgemisch (A°°B) wird„primäres Gemisch“ [Teeblätter] und eine durch die Extraktion erzeugte Lösung„sekundäres Gemisch“ oder Extrakt (C°°B) [ Tee konzentrat \ genannt, wobei die Schreibweise (A°°B) bzw. (C°°B) die Phase„Ge misch“ bzw.„Lösung“ kennzeichnen soll. Ein von einer Phase in die andere über gehender Stoff ist eine„Übergangskomponente“ [Tein und andere erwünschte oder unerwünschte Begleitstoffe], die nachfolgend mit B gekennzeichnet wird. Ei ne nicht übergehende Komponente des primären Gemischs ist ein„primäre Lö sungsmittel“ oder ein Trägerstoff A [Trägerstoff vor der Extraktion]. Er fällt nach der Extraktion in annähernd reinem Zustand als„Raffinat“ [extrahierte Teeblätter] an, während der Extrakt (C°°B) [Teekonzentraf] sich aus einem sekundären Lö sungsmittel C [Wasser; Heißextraktion: Heißwasser oder kochendes Wasser nachfolgend auf Heißwasser reduziert] und der Übergangskomponente B [Tein und andere erwünschte oder unerwünschte Begleitstoffe] zusammensetzt. Die vorstehende Fest-Flüssig-Extraktion oder die Fest-Flüssig-Heißextraktion kann bei Verwendung der obigen Symbole durch das folgende Schema (1 ), siehe auch Figuren 1 bis 4 dargestellt werden:

wobei der Term (A°°B)+C nachfolgend als Mischung (aus primärem Gemisch und sekundärem Lösungsmittel) [Mischung (aus Teeblättern und Heißwasser)] und der Term (C°°B)+A nachfolgend als Gemisch (aus Extrakt + Raffinat nach der Extraktion) [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter] bezeichnet werden. Erste Vorrichtung (Figur 1 )

Eine erfindungsgemäße erste Vorrichtung 1 zur Steuerung der Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig-Extraktion, insbesondere einer Fest-Flüssig- Heißextraktion, mittels eines ersten erfindungsgemäßen Extraktionsbehälters 10 zeigt Figur 1.

Der erste Extraktionsbehälter 10 weist einen einzigen und ersten Innenbereich Ib1 auf, der in einem oberen Bereich, einem ersten Kopfraum 10.1 , einen einzigen Zulaufanschluss 11 mit einem Zulaufventil 11a für die Zufuhr des sekundären Lösungsmittels C, das mit einer vorbestimmten ersten Masse M im ersten Innenbereich Ib1 vorgelegt wird und dort eine freie Oberfläche N ausbildet, besitzt. Weiterhin ist im ersten Kopfraum 10.1 ein erster Zulaufanschluss 12 mit einem ersten Zulaufventil 12a für die Zufuhr des primären Gemischs (A°°B) [Teeblätter], das mit einer vorbestimmten zweiten Masse m der ersten Masse M zu einer entsprechenden Mischung (A°°B)+C [Mischung aus Teeblättern und Heißwasser] zudosiert wird, vorgesehen. Ein erster Fußraum 10.2 des ersten Extraktionsbehälters 10 weist einen einzigen Ablaufanschluss 14 mit einem Ablaufventil 14a für die vollständige Abfuhr des Gemischs (C°°B)+A, bestehend aus dem Extrakt (C°°B) und dem Raffinat A, auf. Weiterhin ist am oberen Ende des ersten Kopfraumes 10.1 ein Zufuhranschluss 13 mit einem Zufuhrventil 13a für die Zufuhr eines Druckgases G mit einem Gasdruck p vorgesehen.

Der erste Extraktionsbehälter 10 besitzt zur thermischen Isolierung gegenüber seiner Umgebung eine Dämmung D und eine erste Rühreinrichtung 10a, die in dem als diskontinuierlich arbeitendem homogenen Reaktionsbehälter für eine möglichst homogene, in jedem Falle aber produktschonende Gleichverteilung der dort befindlichen Substrate sorgt. Der erste Zulaufanschluss 12 ist mit einer produktschonenden, vorzugsweise rotierenden Fördereinrichtung 22 verbunden, die vorzugsweise eine Förderschnecke 22a aufweist, die von einem vorzugsweise regelbaren Antriebsmotor 22b (MA) angetrieben ist. Das primäre Gemisch (A°°B) ist in einem Vorratsbehälter 22c bevorratet, aus dem es der Förderschnecke 22a zuläuft. Der Ablaufanschluss 14 mündet in eine Ablaufleitung 15 aus, die, in Strömungsrichtung gesehen und um eine Zulaufhöhe H in Schwerkraftrichtung vom Ab laufanschluss 14 vertikal beabstandet, ein Regelventil 16 aufweist. Die Ablaufleitung 15 nimmt weiterhin, wiederum in Strömungsrichtung gesehen, einen ersten Massendurchflussmesser 17 zur Ermittlung eines ersten Massenstromes m- _L für das Gemisch, eine Trennvorrichtung 18 mit einem geeigneten Sieb 18a und einem Raffinat-Sammelbehälter 18b zur Trennung des Gemischs in den Extrakt (C°°B) und ein Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte], eine Entfeuchtungseinrichtung 19 zur Entfeuchtung des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ und einen zweiten Massendurchflussmesser 20 zur Ermittlung eines zweiten Massenstromes m ₂ für einen von Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ befreiten Extrakt (C°°B) ^** [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte befreites Teekonzentraf] auf.

Die Trenn- und die Entfeuchtungseinrichtung 18, 19 (nachfolgend auch nur Sieb 18, 19) können in zwei getrennten Aggregaten oder in einem einzigen Aggregat, vorzugsweise in einem Vibrations- oder Rüttelsieb 18+19, realisiert sein, wobei im Falle der integrierten Ausbildung dem Sieb 18a mittels eines vorzugsweise steuerbaren Vibrations- oder Rüttelantriebes 19a (MA) mechanische Energie ME zugeführt wird.

Mit der Neigung des Siebes 18, 19 kann die Verweilzeit des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ beeinflusst werden, wodurch wiederum dessen Restfeuchtegehalt gesteuert werden kann. Größere Siebneigung verkürzt die Verweilzeit und erhöht den Restfeuchtegehalt; eine geringere Siebneigung beeinflusst diese Größen im umgekehrten Sinne. Die Siebgeometrie hat ebenfalls Einfluss auf den Durchsatz des Gemischs nach der Extraktion. Die Breite des Siebes 18, 19 wird vom gefor derten Durchsatz bestimmt. Eine Ausweitung der Siebbreite bei erhöhtem Durchsatz ist notwendig, um eine ausreichende Verteilung der Feststoffpartikel auf der Sieboberfläche zu gewährleisten. Eine Verlängerung des Siebes 18, 19 erhöht die Verweilzeit des Feststoffes auf dem Sieb 18, 19 und bedeutet durch eine längere Behandlung eine weitergehende Entfeuchtung des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ . Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher unter anderem durch eine veränderte Zulaufmenge des Gemischs auf das Sieb 18, 19, durch die Neigung des Siebes 18, 19 sowie durch eine Veränderung der Siebgeometrie modifiziert wer den.

Es ist eine Steuereinrichtung 21 vorgesehen, die signaltechnisch über Signalüber tragungsleitungen 21a wenigstens mit dem Regelventil 16, dem ersten und dem zweiten Massendurchflussmesser 17, 20 und der Entfeuchtungseinrichtung 19 verbunden ist (Signalanschlüsse e bis h). Die Ventile 11 bis 14 werden im Auto matikbetrieb von der Steuereinrichtung 21 über die Signalanschlüsse a bis d an gesteuert.

Im Anschluss an den zweiten Massendurchflussmesser 20 ist, in Strömungsrich tung gesehen, in der Ablaufleitung 15 eine Filtereinrichtung 24 zur Abscheidung feiner und feinster Partikel aus dem Extrakt angeordnet, wobei der Extrakt durch die Filtereinrichtung 24 vom von Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ befreiten Extrakt (C°°B)** zum filtrierten Extrakt (C°°B) wird.

Zur Vorklärung des Extraktes (C°°B)** ist, ebenfalls in Strömungsrichtung gesehen, der Filtereinrichtung 24 optional ein Zentrifugalseparator 23 zur Abscheidung von gröberen Partikeln P, die das Sieb 18a der Trenneinrichtung 18 bei der Ab scheidung des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ passiert haben, vorgeschaltet, wodurch aus dem Extrakt (C°°B)** ein vorgeklärter Extrakt (C°°B) ^* wird, der sich standzeitverlängernd für die Filtereinrichtung 24 auswirkt.

An die Ablaufleitung 15, zwischen Ablaufventil 14a und Regelventil 16, können weitere erste Extraktionsbehälter 10‘, 10“ der vorbeschriebenen Art angeschlos sen werden, um die Produktionsleistung der ersten Vorrichtung 1 zu erhöhen.

Erstes Verfahren (Figuren 1. 4)

Das erste Verfahren ist, ebenso wie das zweite und das dritte Verfahren (Figuren 2 und 3) durch die Verfahrensschritte (i) bis (v) des Anspruchs 1 und in einer vor teilhaften Ausgestaltung durch die Verfahrensschritte (vi) bis (xiii) der Ansprüche 3 bis 5 gekennzeichnet, die in ihrem Bedingungszusammenhang und ihrer Bedeu tung in einem Flussdiagramm der Figur 4 grafisch veranschaulicht sind. Das zwei te und das dritte Verfahren unterscheiden sich vom ersten Verfahren, das mittels des ersten Extraktionsbehälters 10 durchgeführt wird, durch die Behandlung des Substrats im jeweils zugeordneten zweiten bzw. dritten Extraktionsbehälter 100, 1000 und die diesbezüglichen verfahrenstechnischen Maßnahmen bis zum Abfüh ren des Gemischs nach Schritt (iii) des Verfahrens. Die nachfolgende Verfahrens beschreibung beschränkt sich auf die Begrifflichkeiten zur Herstellung von Tee konzentrat, wie diese in der Bezugszeichenliste der verwendeten Abkürzungen in Konkordanz zu den übergeordneten Begriffen angegeben sind.

• Gemäß Schritt (i) wird im ersten Extraktionsbehälter 10 über den Zufuhran schluss 11 eine erste Masse M [Heißwasser C] vorgelegt (Figur 4: Vorgabe C und Figur 1 ).

• Gemäß Schritt (ii) wird der vorgelegten ersten Masse M die vorbestimmte zweite Masse m [Teebläter (A°°B)] ohne räumliche Einschränkung entspre chend einer vorgegebenen Konzentration k = m/M über den ersten Zulaufan schluss 12 zugeführt, in der ersten Masse M mittels der ersten Rühreinrich tung 10a verteilt, mit der ersten Masse M möglichst homogen vermischt und für eine vorbestimmte Verweilzeit t [Brüh zeit] im Stoffaustausch durch Extrak tion miteinander gehalten (Figur 4: Vorgabe (A°°B) und m, - m((A°°B)), k und t; Figur 1).

Die Extraktion kann durch folgendes Schema (1 ) dargestellt werden:

(A°°B)+C - (C°°B)+A (1 )

Die Konzentration k wird nach Gleichung (4) definiert:

• Gemäß Schritt (iii) wird nach der Verweilzeit t das Gemisch (C°°B)+A [7ee- konzentrat + extrahierte Teebläter] mit der Gesamtmasse M+m, bestehend aus dem Extrakt (C°°B) [ Tee konzentraf] und dem Raffinat A [Teeblätter], aus dem ersten Extraktionsbehälter 10 über den Ablaufanschluss 14 abgeführt (Figur 4: (M+m)((OB)+A); Figur 1).

• Gemäß Schritt (iv) wird das nach Schritt (iii) abgeführte Gemisch in ein Raffi nat mit Restfeuchte A ⁺ [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] und einen von Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ befreiten Extrakt (C°°B) ^** [von extrahierten Teeblät tern mit Restfeuchte A ⁺ befreites Teekonzentraf mittels der Trennvorrichtung 18 getrennt (Figur 4; Figur 1 ).

• Gemäß Schritt (v) ist eine Weiterbehandlung des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ wenigstens derart vorgesehen, dass dem Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ die aus Extrakt bestehende Restfeuchte durch Entfeuchten wenigstens teilweise entzogen und dem bereits abgeschiedenen Extrakt (C°°B) zugeführt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltung des ersten Verfahrens

• Gemäß Schritt (vi) wird das Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ in der Entfeuchtungseinrichtung 19 entfeuchtet, und zwar auf einen festgelegten, tolerierbaren Anteil d Extrakt (C°°B)** im Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ durch Zufuhr von mechanischer Energie (ME) in das Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ . Der dadurch zusätzlich gewonnene Extrakt (C°°B)** wird dem nach Schritt (iv) gewonnenen Extrakt (C°°B)** zugeführt (Figur 4: Vorgabe d und ME; Figur 1 ).

• Gemäß Schritt (vii) werden ermittelt: ein erster Massenstroms rr^ des nach Schritt (iii) abgeführten Gemischs über den Massendurchflussmesser 17 und über den zweiten Massendurchflussmesser 20 ein zweiter Massenstroms m ₂ des nach den Schritten (iv, v) gewonnenen und von Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ befreiten Extrakts (C°°B) ^* \ jeweils in einer endlichen Zeitspanne At oder einer infinitesimalen Zeitspanne dt (Figur 4: Vorgabe At, k; Figur 1 ).

Nach der Definitionsgleichung (3)

Am(Aooß) = rhi tk (3) lässt sich gemäß Schritt (xii) des Anspruchs 5 mit den Vorgabedaten At, k eine zweite Differenzmasse A (Aooß) primären Gemischs (A°°B) ermitteln.

• Gemäß Schritt (viii) wird der Grades des Entfeuchtens durch Vergleichen des ersten Massenstroms rri ₁ mit dem zweiten Massenstrom m ₂ bestimmt (Figur 4; Figur 1). Nach der Bilanzgleichung (2)

lässt sich gemäß Schritt (xi) des Anspruchs 5 mit den Vorgabedaten At, ₁ 77i ₂ eine erste Differenzmasse Am(A ⁺ ) des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ ermitteln.

• Gemäß Schritt (ix) wird der Grad des nach Schritt (v; vi) durchgeführten Ent- feuchtens durch rückgekoppelten Steuerungseingriff auf den ersten Massenstrom 771 _·! und/oder die Zufuhr mechanischer Energie ME gesteuert. Dies ge schieht konkret dadurch, dass aus der gemäß den Schritten (xi) und (xii) ermit telten ersten Differenzmasse Am(A ⁺ ) und zweiten Differenzmasse Am(AooB) über die Definitionsbeziehung (5) für den vorzugebenden tolerierbaren Anteil d Extrakt (C°°B) im Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ , nämlich

eine tolerierbare erste Differenzmasse Am(A ⁺ )toi des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ berechnet werden kann. Diese wird dann im Vergleich mit der ersten Diffe renzmasse Am(A ⁺ ) des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ zur Steuerung herange zogen, wenn sich zeigt, dass Am(A ⁺ ) > Am(A ⁺ )toi ist (Figur 4, Figur 1).

Das von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte A ⁺ befreite Teekonzentrat (C°°B) ^** wird zweckmäßig in dem Zentrifugalseparator 23 durch die Abscheidung von Partikeln P unterhalb der Trenngrenze des Siebes 18a vorgeklärt und an schließend als vorgeklärtes Teekonzentrat (C°°B) ^* der Filtereinrichtung 24 zuge führt, die es dann als filtriertes Teekonzentrat (C°°B) verlässt, um beispielsweise zu einem Teegetränk weiterbehandelt zu werden.

Das vorbeschriebene erste Verfahren wird im Umfang der Schritte (i und ii) in dem ersten Extraktionsbehälter 10 durchgeführt, der als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist, wobei zur Sicherstellung eines ge wünschten Massenverhältnisses der zweiten Masse zur ersten Masse k = m/M die zweite Masse m in Gänze über den ersten Zulaufanschluss 12 der ersten Masse M zugeführt wird.

Eine Extraktion mittels der ersten Vorrichtung 10 wird anhand folgender Prozess daten dokumentiert: • erste Masse M (1000 I Wasser) mit einer Anfangstemperatur von 84 °C,

• zweite Masse m = 20 kg Tee;

• Füllzeit 4,5 min für die erste und die zweite Masse M, m;

• Einschalten eines Zweischeiben-Rührwerks (erstes Rührwerk 10a) mit einer Umdrehungszahl 50 1/min mit Beginn der Einbringung des Tees;

• nach 5 min Brühdauer wird das Vibrationssieb 18, 19 in Betrieb genommen;

• nach weiteren 30 s wird das Ablaufventil 14 a geöffnet und das Gemisch verlässt den Extraktionsgehälter 10 mit einer Durchflussgeschwindigkeit vom 18.000 l/h;

• die Dauer des Vibrationsvorganges beträgt 3,5 min;

• die Ausbeute liegt bei 880 I Extrakt.

Zweite Vorrichtung (Figur 2)

Eine erfindungsgemäße zweite Vorrichtung 1* zur Steuerung der Herstellung ei nes Extraktes durch Fest-Flüssig-Extraktion, insbesondere einer Fest-Flüssig- Heißextraktion, mittels eines zweiten erfindungsgemäßen Extraktionsbehälters 100 zeigt Figur 2.

Der zweite Extraktionsbehälter 100 ist, ebenso wie der erste Extraktionsbehälter 10, als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt, der aber im Unterschied zum ersten Extraktionsbehälter 10 oberhalb des ersten Innenbereichs Ib1 (mit dem ersten Zulaufanschluss 12, dem ersten Zulaufventil 12a, dem Ablaufanschluss 14, dem Ablaufventil 14a) und diesem unmittelbar benachbart wenigstens einen zweiten Innenbereich Ib2 aufweist. Jeder weitere Innenbereich Ib3, ... , Ibn, wobei n eine endliche Anzahl bedeutet, ist oberhalb des vorhergehenden Innenbereichs Ib2, ... , Ib(n-1 ), ... und diesem unmittelbar benachbart angeordnet. Weiterhin ist jedem oberhalb des ersten Innenbereichs Ib1 vorgesehenen Innenbereich Ib2, Ib3, ... jeweils ein weiterer erster Zulaufanschluss 12.1 , 12.2, ... für das primäre Gemisch (A°°B) [Teeblätter] mit jeweils einem weiteren ersten Zulaufventil 12.1a, 12.2a, ... zugeordnet. Jedem weiteren ersten Zulaufanschluss 12.1 , 12.2, ... ist, unterhalb und im Abstand von diesem, ein weiterer Ablaufanschluss 14.1 , 14.2, ... mit jeweils einem weiteren Ablaufventil 14.1 a, 14.2a, ... derart zugeordnet, dass das im jeweils zugeordneten Innenbereich Ib2, Ib3, ... gewonnene Gemisch (C°°B)+A [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter] möglichst unverfälscht von dem primären Gemisch (A°°B), das dem jeweils unterhalb benachbarten Innenbereich Ib1 , Ib2, ... über den jeweils zugeordneten ersten Zulaufanschluss 12, 12.1 , ... zufließt, abgeführt wird.

Ein zweiter Fußraum 100.2 des zweiten Extraktionsbehälters 100 weist den Ablaufanschluss 14 mit dem Ablaufventil 14a für die vollständige Abfuhr des Ge- mischs (C°°B)+A aus dem untersten, dem ersten Innenbereich Ib1 , auf. Weiterhin ist am oberen Ende eines zweiten Kopfraumes 100.1 der Zufuhranschluss 13 mit dem Zufuhrventil 13a für die Zufuhr des Druckgases G mit dem Gasdruck p vorgesehen.

Über den einzigen Zulaufanschluss 11 mit dem Zulaufventil 11 a, der sich in dem oberen Bereich des zweiten Extraktionsbehälters 100, dem zweiten Kopfraum

100.1 , befindet, wird das sekundären Lösungsmittel C mit der vorbestimmten ersten Masse M in den vorgesehenen Innenbereichen Ib1 , Ib2, Ib3, ... vorgelegt, und es bildet dort im obersten Innenbereich die freie Oberfläche N aus.

Entsprechend einer Anzahl n Innenbereiche Ib1 bis Ibn verteilt sich die erste Masse M anteilig auf diese Innenbereiche, wobei in der Regel von gleichen Anteilen M/n auszugehen ist, die in Figur 2 mit n = 3 Innenbereichen mit jeweils einer ersten Teilmasse M‘, M“ und M“‘ bezeichnet sind (hier: M/3).

Über den ersten Zulaufanschluss 12 und die weiteren ersten Zulaufanschlüsse

12.1 , 12.2, ... wird das primäre Gemischs (A°°B) [Teeblätter] mit der vorbestimmten zweiten Masse m jeweils anteilig in die vorgelegte erste Masse M zudosiert, wobei auf jede erste Teilmasse M‘, M“, M“‘ der vorgelegten ersten Masse M ein entsprechender gleicher Anteil m/n (hier: m/3) entfällt, der in Figur 2 mit zweiter Teilmasse m‘, m“ und m'“ bezeichnet ist.

Der zweite Extraktionsbehälter 100 besitzt zur thermischen Isolierung gegenüber seiner Umgebung eine Dämmung D und eine zweite Rühreinrichtung 100a, die so beschaffen sein kann, dass sie in jedem der Innenbereiche Ib1 , Ib2 und Ib3 des als diskontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionsbehälters für eine möglichst homogene, in jedem Falle aber produktschonende Gleichverteilung der dort befindlichen Substrate sorgt. Der erste Zulaufanschluss 12 und alle weiteren ersten Zulaufanschlüsse 12.1 , 12.2, ... sind jeweils mit einer produktschonenden, vorzugsweise rotierenden Fördereinrichtung 22 verbunden, die vorzugsweise jeweils eine Förderschnecke 22a aufweist, die jeweils von einem vorzugsweise regelbaren Antriebsmotor 22b (MA) angetrieben ist. Das primäre Gemisch (A°°B) ist vorzugsweise in einem einzigen Vorratsbehälter 22c bevorratet, aus dem es den jeweiligen Förderschnecke 22a zuläuft.

Der Ablaufanschluss 14 mündet in die Ablaufleitung 15 aus, die, in Strömungsrichtung gesehen und um eine Zulaufhöhe H in Schwerkraftrichtung vom Ablaufanschluss 14 vertikal beabstandet, in das Regelventil 16 einmündet und sich von dort in die zweite Vorrichtung 1* fortsetzt. Dieser Teil der zweiten Vorrichtung 1* ist identisch mit dem entsprechenden Teil der ersten Vorrichtung 1.

Zweites Verfahren (Figur 2)

Das zweite Verfahren wird im Umfang der Schritte (i und ii) in dem zweiten Extraktionsbehälter 100 durchgeführt, der als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist. Die zweite Masse m wird dabei in eine endliche Anzahl n zweite Teilmassen m‘, m“, ... und hierbei in mindestens zwei zweite Teilmassen m‘, m“, ... aufgeteilt und die zweiten Teilmassen m‘, m“, ... werden voneinander getrennt jeweils entsprechenden ersten Teilmassen M‘, M“, ... zur Sicherstellung eines gewünschten Massenverhältnisses der zweiten Masse zur ersten Masse (k = m/M) über den ersten Zulaufanschluss 12 und weitere erste Zulaufanschlüsse 12.1 , 12.2, ... zugeführt. Jedem dieser ersten Zulaufanschlüsse kann eine Fördereinrichtung 22 zugeordnet sein. Es kann aber auch eine einzige Fördereinrichtung 22 durch eine geeignete steuerbare Verteileinrichtung die ersten Zulaufanschlüsse 12.1 , 12.2, ... mit primärem Gemisch (A°°B) versorgen. Das durch die Extraktion gewonnene Gemisch (C°°B)+A, das Teekonzentrat C°°B mit den extrahierten Teeblättern A, wird über den Ablaufanschluss 14 und weitere Ablaufanschlüsse 14.1 , 14.2, ... ab- und der Ablaufleitung 15 zugeführt.

Dritte Vorrichtung (Figur 3)

Eine erfindungsgemäße dritte Vorrichtung 1 ^** zur Steuerung der Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig-Extraktion, insbesondere einer Fest-Flüssig- Heißextraktion, mittels eines dritten erfindungsgemäßen Extraktionsbehälters 1000, über den eine von einer Ablaufleitung 15 abzweigende Umlaufleitung 25 ge führt ist, zeigt Figur 3.

Der dritte Extraktionsbehälter 1000 weist eine Zulaufleitung 33 auf, in der, in Strö mungsrichtung gesehen, oberstromig einer Vereinigungsstelle 27 ein dritte Absperrventil 32 vorgesehen ist, wobei dieser Teil der Zulaufleitung der Zufuhr des sekundären Lösungsmittels C mit der ersten Masse M [Heißwasser] dient. Unter- stromig der Vereinigungsstelle 27 tritt die Zulaufleitung 33 über den Zulaufan schluss 11 mit dem Zulaufventil 11a zur Zufuhr des sekundären Lösungsmittels C [Heißwasser] oder einer Mischung (A°°B)+C aus primärem Gemisch (A°°B) und sekundärem Lösungsmittel C [Mischung aus Teeblätern und Heißwasser] über einen dritten Fußraum 1000.2 in den dritten Extraktionsbehälter 1000 ein, durch dringt diesen bis in einen dritten Kopfraum 1000.1 und mündet dort über einen Auslauf 34 oberhalb einer freien Oberfläche N (maximale Höhe eines Flüssigkeits spiegels) aus. Ein Ablaufanschluss 14 für die Abfuhr des sekundären Lösungsmit tels C oder eines Gemischs (C°°B)+A, bestehend aus einem Extrakt (C°°B) und einem Raffinat A [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter], mündet aus dem dritten Fußraum 1000.1 aus und geht dort in eine Ablaufleitung 15 über. Der Ablaufan schluss 14 ist bevorzugt zentral und am unteren Ende des dritten Extraktionsbe hälters 1000 angeordnet und die Zulaufleitung 33 ist vorzugsweise konzentrisch durch den Ablaufanschluss 14 hindurchgeführt.

Die Ablaufleitung 15 ist um die Zulaufhöhe H vom Ablaufanschluss 14 mit einem Ablaufventil 14a in Schwerkraftrichtung vertikal beabstandet, sie mündet in das Regelventil 16 ein und setzt sich von dort in die dritte Vorrichtung 1 ** fort. Dieser Teil der dritten Vorrichtung 1** ist identisch mit dem entsprechenden Teil der ersten bzw. zweiten Vorrichtung 1 , 1 *.

Von der Ablaufleitung 15, oberstromig des Regelventils 16, zweigt an einer Ab zweigungsstelle 26 die Umlaufleitung 25 ab, die an der Vereinigungsstelle 27 in die Zulaufleitung 33 einmündet und die von der Verzweigungsstelle 26 zur Verei nigungsstelle 27 hin durchströmt wird. In der Umlaufleitung 25 sind, bezogen auf die Verzweigungsstelle 26, zunächst ein erstes Absperrventil 28, eine Pumpe 29 zur Förderung des sekundären Lösungsmittels C, anschließend eine Dosiereinrichtung 30 zur Dosierung des primären Gemischs (A°°B) in das sekundäre Lösungsmittel C und ein zweites Absperrventil 31 vorgesehen. Die Dosiereinrichtung 30 ist über einen ersten Zulaufanschluss 12 mit einem ersten Zulaufventil 12a mit der produktschonenden rotierenden Verdrängerpumpe 22 verbunden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des dritten Extraktionsbehälters 1000 sieht vor, dass in einem flüssigkeitsbeaufschlagten randständigen Außenbereich des dritten Kopfraumes 1000.1 wenigstens zwei dritte Rühreinrichtungen 1000a vorgesehen sind, die vorzugsweise gleichverteilt über diesen Außenbereich angeordnet und durch ihre jeweilige Einbaulage befähigt sind, jeweils eine zum Zentrum des dritten Extraktionsbehälters 1000 gerichtete Strömungsbewegung mit einer in Schwerkraftrichtung orientierten Strömungskomponente, die die Ausbildung einer Kolbenströmung K unterstützt, zu erzeugen.

Der dritte Extraktionsbehälter 1000 besitzt zur thermischen Isolierung gegenüber seiner Umgebung eine Dämmung D. Weiterhin ist am oberen Ende des dritten Kopfraumes 1000.1 der Zufuhranschluss 13 mit dem Zufuhrventil 13a für die Zufuhr des Druckgases G mit dem Gasdruck p vorgesehen.

Im Automatikbetrieb ist die nicht dargestellte Steuereinrichtung 21 zusätzlich signaltechnisch auch mit dem ersten Absperrventil 28, der Pumpe 29, der Dosiereinrichtung 30 und dem zweiten und dem dritten Absperrventil 31 , 32 verbunden (Signalanschlüsse i, j, , I, 11 und I2).

Drittes Verfahren (Figur 3)

Das dritte Verfahren wird im Umfang der Schritte (i und ii) in und mit dem dritten Extraktionsbehälter 1000 durchgeführt, wobei die nach Schritt (i) vorgelegte erste Masse M, die vorzugsweise über den oberhalb der freien Oberfläche N ausmündenden Auslauf 34 der Zulaufleitung 33 zugeführt wird, in der Verweilzeit t in Gestalt der in Schwerkraftrichtung orientierten Kolbenströmung K über den Ablaufanschluss 14 zwangsweise abgeführt wird. Einem dabei zwangsweise generierten Massenstrom der ersten Masse M wird ein Massenstrom der zweiten Masse m fortlaufend über die Dosiereinrichtung 30 derart zudosiert, dass in der gewönne- nen Mischung ein gewünschtes Massenverhältnisses der zweiten Masse zur ersten Masse mit k = m/M sichergestellt ist. Die fortlaufend gewonnene Mischung wird der freien Oberfläche N einer im dritten Extraktionsbehälter 1000 befindlichen Mischung von oben zugeführt. Das Dosieren der zweiten Masse m in die erste Masse M endet dann, wenn die zuerst dem dritten Extraktionsbehälter 1000 zugeführte Mischung (A°°B)+C [Mischung aus Teeblättern + Heißwasser] nach Ablauf der Verweilzeit t als Gemisch (C°°B)+A [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter] den dritten Extraktionsbehälter 1000 in Form der Kolbenströmung K von oben nach unten durchströmt hat. Während dieser Durchlaufzeit, die der mittleren Verweilzeit bzw. der Brühzeit t entspricht, findet der Stoffaustausch durch Extraktion statt. Alsdann wird das dritte Verfahren nach den Schritten (iii bis v) und in vorteilhaften Ausgestaltungen nach den Schritten (vi bis xiii) fortgesetzt bzw. nach einem der Ansprüche 2 bis 10 durchgeführt.

Im Idealfall bewegt sich die Kolbenströmung K mit einer Sinkgeschwindigkeit v, die sich aus einer maximalen Füllhöhe L und der mittleren Verweilzeit t ergibt (v = L/t), sodass über die Füllhöhe L und die durch die Förderleistung der Pumpe 29 bestimmte Sinkgeschwindigkeit v die mittlere Verweilzeit t eingestellt wird. Die dem Auslauf 34 zugeführte Mischung aus Teeblättern und Heißwasser (A°°B)+C sinkt somit in der mittleren Verweilzeit t von der maximalen Füllhöhe L bis in den Auslauf 14 des dritten Extraktionsbehälters 1000 hinab, wodurch ein quasi kontinuierliches Extraktionsverfahren verwirklicht wird.

Die Generierung der Kolbenströmung K wird insbesondere im Anfahrbetrieb, aber auch im Dauer- und Abfahrbetrieb, durch die beschriebenen dritten Rühreinrichtungen 1000a unterstützt.

Durch die Parallelschaltung von wenigstens zwei Extraktionsbehältern 10, 100, 1000, die zeitlich versetzt betrieben werden, ist ein kontinuierlicher Betrieb des steuerbaren Vibrations- oder Rüttelsiebes 18, 19 sichergestellt, wodurch die Produktionsleistung gegenüber einem jeweiligen reinen Chargenbetrieb erhöht ist. BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN

Figuren 1 , 2

1 erste Vorrichtung

1 zweite Vorrichtung

10 erster Extraktionsbehälter

10‘, 10“ weitere erste Extraktionsbehälter

100 zweiter Extraktionsbehälter

10.1 erster Kopfraum

10.2 erster Fußraum

10a erste Rühreinrichtung

100.1 zweiter Kopfraum

100.2 zweiter Fußraum

100a zweite Rühreinrichtung

11 Zulaufanschluss

11a Zulaufventil

12 erster Zulaufanschluss

12.1 , 12.2, ... weitere erste Zulaufanschlüsse

12a erstes Zulaufventil

12.1a, 12.2a, weiteres erstes Zulaufventil

13 Zufuhranschluss

13a Zufuhrventil

14 Ablaufanschluss

14.1 , 14.2, ... weitere Ablaufanschlüsse

14a Ablaufventil

14.1a, 14.2a, weiteres Ablaufventil

15 Ablaufleitung

16 Regelventil

17 erster Massendurchflussmesser 18 Trennvorrichtung

18a Sieb

18b Raffinat-Sammelbehälter

19 Entfeuchtungseinrichtung

19a Vibrations- oder Rüttelantrieb

18+19 Vibrations- oder Rüttelsieb

20 zweiter Massendurchflussmesser

21 Steuereinrichtung

21a Signalübertragungsleitungen

22 Fördereinrichtung

22a Förderschnecke

22b Antriebsmotor

22c Vorratsbehälter

23 Zentrifugalseparator

24 Filtereinrichtung

D Dämmung

G gasförmiges Treibmittel - Druckgas (Luft; Stickstoff, inertes

Gas)

H Zulaufhöhe

Ib1 erster Innenbereich

Ib2 zweiter Innenbereich

Ib3, Ib(n-1 ), Ibn weitere Innenbereiche

MA Antriebsmotor (allgemein)

ME mechanische Energie N freie Oberfläche (Flüssigkeitsspiegel)

P Partikel a bis h Signalanschluss

n endliche Anzahl der Innenbereiche Ib

P Gasdruck

Figur 3

- _{| **} dritte Vorrichtung

1000 dritter Extraktionsbehälter

1000.1 dritter Kopfraum

1000.2 dritter Fußraum

1000a dritte Rühreinrichtung

25 Umlaufleitung

26 Verzweigungsstelle

27 Vereinigungsstelle

28 erstes Absperrventil

29 Pumpe

30 Dosiereinrichtung

31 zweites Absperrventil

32 drittes Absperrventil

33 Zulaufleitung

34 Auslauf

K Kolbenströmung

L maximale Füllhöhe i, j, 1, 11 , 12 Signalanschluss

v Sinkgeschwindigkeit Figuren 4, 1-3

Spezielle Anwendung:

Herstellung von Teekonzentrat

A primäres Lösungsmittel Trägerstoff

(vor Extraktion) (vor Extraktion)

A Raffinat (= primäres Lösungs extrahierte Teeblätter

mittel nach

Extraktion)

A ⁺ Raffinat mit Restfeuchte extrahierte Teeblätter mit

Restfeuchte

B Übergangskomponente Tein und andere erwünschte und unerwünschte Begleitstoffe

C sekundäres Lösungsmittel Heißwasser oder kochendes

Wasser

(A°°B) primäres Gemisch Teeblätter (Teerohstoff)

(A°°B)+C Mischung aus primärem Ge Mischung aus Teeblättern und misch und sekundärem Heißwasser

Lösungsmittel

(C°°B) Extrakt Teekonzentrat (in der Endstufe filtriert)

(C°°B)** von Raffinat mit Restfeuchte von extrahierten Teeblättern mit

A ⁺ befreiter Extrakt Restfeuchte A ⁺ befreites Tee konzentrat

(C°°B)* vorgeklärter Extrakt vorgeklärtes Teekonzentrat

(C°°B)+A Gemisch (Extrakt + Raffinat Teekonzentrat + extrahierte

nach Extraktion) Teebläter

M erste Masse (C) erste Masse (Heißwasser)

M‘, M“, M erste Teilmasse (C) erste Teilmasse (Heißwasser) k Konzentration des primären Konzentration der Teeblätter

Gemischs (A°°B) bezogen (A°°B) bezogen auf das Heiß auf das Lösungsmittel C wasser C und die Teeblätter und das primäre Gemisch (A°°B)

(A°°B) m zweite Masse (A°°B) zweite Masse (Teebläter) m\ m“, m zweite Teilmasse (A°°B) zweite Teilmasse (Heißwasser) m 1 erster Massenstrom erster Massenstrom

(Extrakt (C°°B) + Raffinat (Teekonzentrat + extrahierte mit Restfeuchte A ⁺ ) Teeblätter mit Restfeuchte A ⁺ ) m ₂ zweiter Massenstrom (des von zweiter Massenstrom (des von

Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ extrahierten Teeblätern mit befreiten Extrakts (C°°B) ^* Restfeuchte A ⁺ befreiten Tee konzentrats (C°°B) ^*

Äm(A°°B) zweite Differenzmasse des zweite Differenzmasse der Tee- primären Gemischs (A°°B) blätter (A°°B) in der Zeitspanne in der Zeitspanne At At

Am(A ⁺ ) erste Differenzmasse des Raferste Differenzmasse der extrafinats mit Restfeuchte A ⁺ in hierten Teebiättern mit Restder Zeitspanne At feuchte A ⁺ in der Zeitspanne At

Äm(A ⁺ )toi tolerierbare erste Differenztolerierbare erste Differenzmasse masse des Raffinats mit der extrahierten Teeblätter mit Restfeuchte A ⁺ in der ZeitRestfeuchte A ⁺ in der Zeitspanne At spanne At

At Zeitspanne (endlich)

dt Zeitspanne (infinitesimal)

d tolerierbarer Anteil Extrakt tolerierbarer Anteil Teekonzentrat

(C°°B) im Raffinat mit Rest(C°°B) in den extrahierten feuchte A ⁺ Teeblättern mit Restfeucht A ⁺ t Verweilzeit Brühzeit