TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur industriellen Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig-Extraktion, vorzugsweise durch Fest- Flüssig-Heißextraktion und insbesondere für großtechnische Anwendungen, mit- tels eines Extraktionsbehälters, bei dem ein im Extraktionsbehälter befindliches sekundäres Lösungsmittel und ein primäres Gemisch, bestehend aus einem festen, primären Lösungsmittel und einer Übergangskomponente, zur Gewinnung des Extraktes für eine vorbestimmte Verweilzeit miteinander in Kontakt gebracht werden. Dabei ist das primäre Gemisch in wenigstens einem flüssigkeitsdurchläs- sigen Behältnis innerhalb des Extraktionsbehälters eingeschlossen. Das primäre Gemisch wird mit einer vorbestimmten zweiten Masse in das im Extraktionsbehälter befindliche Behältnis eingebracht, der Extraktionsbehälter wird mit einer vorbestimmten ersten Masse des sekundären Lösungsmittels befüllt und nach der Ver weilzeit werden der gewonnene Extrakt und ein komplementärer Anteil Raffinat voneinander getrennt. Ein von Raffinat mit Restfeuchte befreiter Extrakt wird aus dem Extraktionsbehälter abgeführt. Dem Raffinat mit Restfeuchte wird die aus Extrakt bestehende Restfeuchte durch Entfeuchten mittels mechanischen Verpres- sens in dem Behältnis wenigstens teilweise entzogen und dem Extrakt zugeführt. Mit der vorgeschlagenen Erfindung soll insbesondere die großtechnische industri- eile 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, ermöglicht werden.

STAND DER TECHNIK

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

Die gattungsbildenden Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der WO 2011/046 745 A1 offenbart. Diese beschreibt ein Brühsystem und ein Verfahren zum Aufbrühen von Tee und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Aufbrühen von hochkonzentriertem Tee. Das Brühsystem umfasst in einer Teebrühkanne eine fest angeordnete Brühkammer, der eine Dosis Teeblätter und Heißwasser aus einer Heißwasserquelle zugeführt werden. Die Brühkammer kann als untere Begrenzung einen Kolben enthalten, der innerhalb der Brühkammer auf- und abwärts bewegt werden kann und eine weitgehende wasserdichte Abdichtung gegenüber der Brühkammer aufweist. Nach einer vorbestimmten Verweilzeit wird der gewonnene Teeextrakt durch Aufwärtsbewegung des Kolbens aus der Brühkammer verdrängt und gegebenenfalls über einen im Kopfbereich der Brühkammer angeordneten Filter abgeführt. Die in der Brühkammer verbleibenden extrahierten Teeblätter mit Restfeuchte können durch weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens verdichtet und der dadurch gewonnene Extrakt kann dem bereits abgeführten Extrakt zugeführt werden. Durch Öffnen der Brühkammer und weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens können die komprimierten Teeblätter aus der Brühkammer ausgeschoben werden.

Wesentliche Merkmale zur industriellen Gewinnung einer Teelösung, wie sie einleitend genannt werden, sind aus der EP 2 837 290 A1 bekannt. Es wird dort vorgeschlagen, dass man in einem ersten Verfahrensschritt die Teerohstoffe für eine vorbestimmte Verweilzeit in einer stehenden Flüssigkeit und in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer anderen strömenden Flüssigkeit in Kontakt bringt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird nach Ablauf der Verweilzeit die Teelösung abgeführt und beim Abführen der Teelösung wird gleichzeitig eine vorbestimmte Menge einer Flüssigkeit dem Teerohstoff 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.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorzugsweise für großtechnische industrielle Anwendungen, ein Verfahren zur 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 weiter verbesserte Entfeuchtung eines Raffinats mit Restfeuchte zur Gewinnung weiteren besonders 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 des nebengeordneten Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind in den zugeordneten Unteransprüchen beschrieben. Ein Behältnis für eine Vorrichtung ist Gegenstand der Ansprüche 21 und 22. Eine Verwendung des Verfahrens, der Vorrichtung und des Behältnisses jeweils zur Herstellung eines Teekonzentrats ist Gegenstand des Anspruchs 23.

Nachfolgend wird parallel zu den Begrifflichkeiten für die allgemeine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die spezielle Herstellung eines Teekon- zentrates 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 Herstellung eines Extraktes [ Teekonzentraf] durch Fest-Flüssig-Extraktion mittels eines Extraktionsbehälters. Hierbei werden ein sekundäres Lösungsmittel [Heißwasser o- der kochendes Wasser; nachfolgend steht Heißwasser immer auch für kochendes Wasser] und ein primäres Gemisch [Teebläter oder Teerohstoff; nachfolgend stehen Teeblätter immer auch für Teerohstoff], bestehend aus einem festen, primären Lösungsmittel [Trägerstoff] und einer Übergangskomponente [Tein und an dere erwünschte und unerwünschte Begleitstoffe ], für eine vorbestimmte Verweilzeit [Brühzeif] miteinander in Kontakt gebracht. Dabei ist das primäre Gemisch in wenigstens einem flüssigkeitsdurchlässigen Behältnis innerhalb des Extraktionsbehälters eingeschlossen, wobei das Behältnis im allgemeinsten Falle einen beliebig geformten Raum ausbildet, vorzugsweise einen zylindrischen oder prismatischen, dessen Hauptachse vorzugsweise in Richtung der vertikalen Hauptachse des Extraktionsbehälters orientiert ist.

Das primäre Gemisch wird mit einer vorbestimmten zweiten Masse in das im Extraktionsbehälter befindliche Behältnis eingebracht, der Extraktionsbehälter wird mit einer vorbestimmten ersten Masse des sekundären Lösungsmittels befüllt, und zwar vorzugsweise mit der Brühtemperatur oder etwas darüber, und nach der Verweilzeit werden der gewonnene Extrakt und ein komplementärer Anteil Raffinat (= primäres Lösungsmittel nach der Extraktion) [extrahierte Teebläter] voneinander getrennt. Ein von Raffinat mit Restfeuchte befreiter Extrakt wird aus dem Extraktionsbehälter abgeführt. Dem Raffinat mit Restfeuchte wird die aus Extrakt bestehende Restfeuchte durch Entfeuchten mittels in dem Behältnis durchgeführten mechanischen Verpressens wenigstens teilweise entzogen und dem Extrakt zugeführt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird verfahrenstechnisch gelöst, wenn bei dem Verfahren der gattungsgemäßen Art die nachstehenden Verfahrensschritte (i) bis (iv) vorgesehen sind. Dabei besteht bei dem Verfahren der erfinderische erste Grundgedanke einerseits im Wesentlichen darin, dass zur Lösung der gestellten Aufgabe mit Blick auf die Verbesserung des Stoffaustausches bei der Extraktion das im Behältnis eingeschlossene primäre Gemisch [Teeblätter] wenigsten an Teilbereichen des Behältnisses, die der Anströmung mit sekundärem Lösungsmittel [Heißwasser] und im Verlauf der Extraktion mit dem jeweils erzielten, vorliegenden Extrakt [Teekonzent- rat] zugänglich sind, in Form wenigstens einer planmäßig ausgebrachten Strömung beschwallt wird. Der Stoffaustausch wird signifikant verbessert, wenn alternativ oder zusätzlich ein Aufwirbeln und Inschwebehalten des primären Gemische innerhalb des Behältnisses durch Zufuhr des sekundären Lösungsmittels oder des jeweils erzielten Extrakts über einen Fußraum des Behältnisses durch eine aufwärts gerichtete vierte Strömung vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme kann das primäre Gemisch unbehindert quellen und so seine den Stoffaustausch limitierende Oberfläche vergrößern.

Andererseits werden die vorstehenden Maßnahmen mit gleichem Ziel durch Bewegen des Behältnisses relativ zum Extraktionsbehälter innerhalb des sekundären Lösungsmittels und im Verlauf der Extraktion innerhalb des jeweils erzielten, vorliegenden Extrakts substituiert oder auch flankiert, d.h. Beschwallen, Aufwirbeln und Inschwebehalten sowie Bewegen werden alternativ oder sich überlagernd durchgeführt.

Zur weiteren Verbesserung des Stoffaustauschs besteht ein weiterer erfinderischer Grundgedanke darin, das sekundäre Lösungsmittel oder den Extrakts im Extraktionsbehälter über eine den Extraktionsbehälter einbindende Umlaufführung von oben nach unten, bezogen auf den Extraktionsbehälter umzuwälzen. Das Umwälzen, das Beschwallen und das Aufwirbeln und Inschwebehalten kann beliebig miteinander kombiniert werden.

Ein an sich bekannter Lösungsgedanke besteht darin, dass zur Lösung der gestellten Aufgabe mit Blick auf eine weiter verbesserte Entfeuchtung eines Raffinats mit Restfeuchte [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] zur Gewinnung weiteren besonders wertvollen Extrakts [Teekonzentraf] das Raffinat mit Restfeuchte durch mechanisches Verpressen in dem Behältnis behandelt wird. Dieses Verpressen erfolgt vorzugweise innerhalb des Extraktionsbehälters. Es kann aber auch außerhalb desselben durchgeführt werden, wobei der dabei gewonnene besonders wertvolle Extrakt gleichfalls dem bereits abgeschiedenen Extrakt zugeführt wird.

Verfahren

(i) Einbringen des primären Gemischs [Teeblätter] mit einer vorbestimmten zweiten Masse in das im Extraktionsbehälter befindliche Behältnis oder Verbringen des mit dem primären Gemisch mit einer vorbestimmten zweiten Masse befüllten Behältnisses in den Extraktionsbehälter.

Das wenigstens eine Behältnis wird vorzugsweise innerhalb oder auch außerhalb des Extraktionsbehälters mit der vorbestimmten zweiten Masse nach Maßgabe ei ner vorbestimmten ersten Konzentration befüllt. 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.

(ii) Intensivieren der Fest-Flüssig-Extraktion während einer ersten Verweilzeit durch

• wenigstens teilweises Beschwallen des Behältnisses in Form wenigstens einer mit dem sekundären Lösungsmittel [Heißwasser] oder dem jeweils erzielten Extrakt [Teekonzentraf] planmäßig und zielgerichtet ausgebrachten Strömung und/oder

• Aufwirbeln und Inschwebehalten des primären Gemischs innerhalb des Behältnisses durch Zufuhr des sekundären Lösungsmittels oder des jeweils erzielten Extrakts über einen Fußraum des Behältnisses durch eine aufwärts gerichtete vierte Strömung und/oder

• Bewegen des Behältnisses relativ zum Extraktionsbehälter innerhalb des jeweils erzielten Extrakts oder des sekundären Lösungsmittels.

Das Beschwallen mit dem jeweils erzielten Extrakt oder mit dem anfänglich zur Verfügung stehenden sekundärem Lösungsmittel kann an allen aus dem Innenraum des Extraktionsbehälters zugänglichen Oberflächenbereichen des Behältnisses oder auch nur an Teilbereichen in Form wenigstens einer planmäßig und ziel- gerichtet ausgebrachten Strömung durchgeführt werden. Es kann eine erzwungene Strömung durch eine berandete Strömungsführung und es kann eine freie Strömung durch beispielsweise Umwälzbewegungen erzeugende Mittel erreicht werden. Die Zielrichtung kann durch beispielsweise Düsen in Verbindung mit der Berandung der Strömungsführung oder durch strömungslenkende Mittel in Verbindung mit den Umwälzbewegungen beeinflusst werden. Das Aufwirbeln und vorzugsweise gleichmäßige Inschwebehalten des primären Gemischs schafft stoffaustauschbegünstigende Quellmöglichkeiten für das primäre Gemisch [7ee- blätter ] und sorgt für die Aufrechterhaltung eines den Stoffaustausch treibenden hinreichenden Konzentrationsgefälles.

Das Bewegen kann in vorzugsweise ausgezeichneten Richtungen des Behältnisses erfolgen, insbesondere in Richtung der vertikalen Symmetrieachse des Behältnisses, wobei eine hin- und hergehende erste Translationsbewegung oder alternativ eine erste Rotationsbewegung oder auch eine Überlagerung beider Bewegungsfreiheitsgrade vorgesehen ist.

(iii) Umwälzen des sekundären Lösungsmittels oder des Extrakts im Extraktionsbehälter über eine den Extraktionsbehälter einbindende Umlaufführung von oben nach unten, bezogen auf den Extraktionsbehälter.

Eine weitere Intensivierung des Stoffaustausches ergibt sich, wenn das sekundäre Lösungsmittel oder der Extrakt im Extraktionsbehälter über eine den Extraktionsbehälter einbindende Umlaufführung, bezogen auf den Extraktionsbehälter, von oben nach unten umgewälzt wird. Diese Umlaufführung kann in jeder Phase der ersten und der zweiten Verweilzeit vorteilhaft durchgeführt werden.

(iv) Zuführen des durch Entfeuchten gewonnenen Extrakts zu dem bereits abgeschiedenen oder abzuscheidenden Extrakt.

Verbleibt das Behältnis nach der Extraktion im Extraktionsbehälter, dann kann der durch Verpressen des extrahierten Raffinats gewonnene Extrakt - zum Zwecke des Entfeuchtens des extrahierten Raffinats - dem bereits abgeschiedenen oder abzuscheidenden Extrakt zugeführt werden. In gleicher Weise kann verfahren werden, wenn das Behältnis zum Zwecke des Verpressens des extrahierten Raffinats aus dem Extraktionsbehälter verbracht wird. Das Abführen des Extrakts aus dem Extraktionsbehälter durch Ablassen, ggf. unterstützt durch eine Fördereinrichtung und/oder ein gasförmiges Treibmittel, verwirklicht auf einfachste Weise eine Trennung des Extrakts von dem Raffinat mit Restfeuchte.

Das mechanische Verpressen des extrahierten Raffinats wird an einem flüssigkeitsdurchlässigen Behältnis durchgeführt, das beispielsweise entweder insgesamt elastisch verformbar ist oder bei dem eine Teiloberfläche beweglich, beispielsweise in Form eines Kolbens, ausgeführt ist.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens verbessert die Intensität des Stoffaustauschs der Extraktion erfindungsgemäß dadurch weiter, dass nach der ersten Verweilzeit [erste Brühzeif gemäß Schritt (ii) ein Auffüllen des Extraktionsbehälters mit einer vorbestimmten weiteren ersten Masse des sekundären Lösungsmittels vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme„des Auffrischens mit sekundärem Lösungsmittel“ wird das den Stoffaustausch maßgeblich bestimmende Konzentrationsgefälle zwischen den stoffaustauschenden Komponenten erhöht. Nach dieser Maßnahme ist weiterhin vorgesehen, dass die Fest-Flüssig-Extraktion um eine zweite Verweilzeit [zweite Brühzeif\ fortgesetzt wird.

Um eine effektive Entfeuchtung durch Verpressen des Raffinats mit Restfeuchte sicherzustellen, ist vorgesehen, dass das Entfeuchten frühestens mit Beginn des Trockenfallens eines ersten Teils des Raffinats mit Restfeuchte in dem im Extraktionsbehälter verbleibenden Behältnis beginnt. Falls erfindungsgemäß das Entfeuchten in dem aus dem Extraktionsbehälter heraus verbrachten Behältnis durchgeführt wird, ist die vorstehend erwähnte effektive Entfeuchtung von vornherein sichergestellt.

Anschließend wird gemäß einem weiteren Vorschlag der insgesamt gewonnene und von Raffinat mit Restfeuchte befreite Extrakt [Teekonzentraf\ einer Filterung zur Abscheidung unerwünschter Partikel, die durch die ersten Durchtrittsöffnungen des flüssigkeitsdurchlässigen Behältnisses hindurchgehen, unterzogen. Die ersten Durchtrittsöffnungen werden vorzugsweise durch eine Wandung des Behältnisses gebildet, die aus drei Schichten eines jeweiligen Siebes besteht. Die beiden äußeren Siebe haben vorzugsweise eine Porengröße von 1 mm und das mittlere Sieb weist vorzugsweise eine Porengröße von 0,25 mm auf. Die unerwünschten Partikel, die somit durch die ersten Durchtrittsöffnungen hindurchgehen und der besagten Filterung unterzogen werden, haben im Ausführungsbeispiel eine Partikelgröße von kleiner 0,25 mm. Sie werden im Rahmen der Endfiltration in Form einer Mikrofiltration unterzogen, die vorzugsweise einen Porendurchmesser von 200 nm bis 400 nm aufweist und damit größere Trubbildner weitgehend entfernt, wodurch wertgebende Inhaltsstoffe in annehmbarem Maß erhalten bleiben.

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 Beschleunigung des Entleerungsvorganges bei gleichzeitiger produktschonenden Behandlung des Extrakts ist weiterhin vorgesehen, dass ein Abführen des von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakts, das grundsätzlich selbsttätig oder auch zwangsweise erfolgt, zusätzlich durch einen Gasdruck eines gasförmigen Treibmittels unterstützt wird, das eine freie Oberfläche des Extrakts beaufschlagt. Bei dem gasförmigen Treibmittel kann es sich beispielsweise um sterile Luft oder Stickstoff handeln.

Das Verfahren sieht mit Blick auf die Betriebsweise des Extraktionsbehälters vor, dass das Verfahren in einem Extraktionsbehälter durchgeführt wird, der als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist.

Um die Produktionsleistung zu erhöhen, werden mehr als ein Extraktionsbehälter parallel und zeitgleich oder parallel und zeitversetzt betrieben. Die Weiterbehandlung des jeweils gewonnenen Extrakts bis zur Endfiltration erfolgt dann zeitgleich oder zeitversetzt in der vorstehend beschriebenen Prozesslinie.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Extraktes durch Fest- Flüssig-Extraktion, vorzugsweise durch Fest-Flüssig-Heißextraktion, mittels eines Extraktionsbehälters ist in bekannter Weise derart ausgestaltet, dass der Extrakti- onsbehälter wenigstens ein flüssigkeitsdurchlässiges Behältnis zur Aufnahme eines primären Gemischs [Teeblätter], bestehend aus einem festen, primären Lösungsmittel [ Trägerstoff] und einer Übergangskomponente [Tein und andere erwünschte und unerwünschte Begleitstoffe], in sich aufnimmt. Weiterhin ist der Extraktionsbehälter dazu eingerichtet, ein sekundäres Lösungsmittel [Heißwasser] mit dem primären Gemisch in Kontakt zu bringen und das erzeugte Extraktionsergebnis in ein Raffinat mit Restfeuchte [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] und in einen von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte befreites Teekonzentraf] zu trennen. Das flüssigkeitsdurchlässige Behältnis ist hinsichtlich seiner ersten Durchtrittsöffnungen, beispielsweise Sieböffnungen, so bemessen, wie vorstehend beschrieben, dass das Raffinat mit Restfeuchte in hinreichendem Maße von dem von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt getrennt wird.

Der Extraktionsbehälter besitzt wenigstens einen ersten Zulaufanschluss für die Zufuhr des sekundären Lösungsmittels, der vorzugsweise in den oberen Bereich des Extraktionsbehälters einmündet, erforderlichenfalls einen zweiten Zulaufan schluss für die Zufuhr des primären Gemischs und einen Anschluss für die Abfuhr des Extrakts, der bedarfsweise auch für die Zufuhr des sekundären Lösungsmittels genutzt werden kann.

Der erste Zulaufanschluss im oberen Bereich des Extraktionsbehälters erlaubt die Zufuhr des sekundären Lösungsmittels von oben, d.h. das primäre Gemisch [7ee- blätter] im Behältnis wird bei der diesbezüglichen Befüllung des Extraktionsbehäl ters mit sekundärem Lösungsmittel von oben nach unten durchströmt bzw. durchdrungen. Die alternative Zufuhr des sekundären Lösungsmittels über den vorzugsweise am unteren Ende des Extraktionsbehälters angeordneten Anschluss realisiert bzw. simuliert quasi ein Eintauchen des primären Gemischs [Teeblätter] im Sinne traditioneller häuslicher Zubereitung eines Teegetränks. Falls das flüssigkeitsdurchlässige Behältnis außerhalb des Extraktionsbehälters mit primärem Gemisch befüllt wird, kann der zweite Zulaufanschluss entfallen.

Der Anschluss mündet in eine Ablaufleitung aus. Von der Ablaufleitung zweigt an einer ersten Abzweigungsstelle eine Umlaufleitung ab, die sich, in Strömungsrich- tung gesehen, hinter einer Fördereinrichtung in wenigstens einen zu einem Innenraum des Extraktionsbehälters führenden weiteren Zulaufanschluss verzweigt. Der Extraktionsbehälter weist eine Bewegungseinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, das Behältnis innerhalb des Extraktionsbehälters in eine hin- und hergehende erste Translationsbewegung und/oder wenigstens in eine erste Rotationsbewegung zu versetzen. Die Vorrichtung besitzt eine Presseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen Inhalt des Behältnisses zu verpressen. Weiterhin ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die signaltechnisch wenigstens mit der Bewegungseinrichtung und der Presseinrichtung verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass drei weitere Zulaufanschlüsse in einer zugeordneten Verrohrung fortgeführt sind, von denen eine untere Verrohrung unterhalb, eine obere Verrohrung oberhalb und eine mittlere Verrohrung im Bereich des Umfangs des Behältnisses ausmünden. Dadurch wird bei Bedarf eine besonders wirksame allseitige Beschwallung des Behältnisses mit sekundärem Lösungsmittel oder Extrakt erreicht, die noch wirksamer ist, wenn das Behältnis gleichzeitig translatorisch und/oder rotativ bewegt wird.

Die obere Verrohrung kann alternativ oder zusätzlich fluidgängig an eine wenigstens im Anschlussbereich flexible Verrohrung angeschlossen sein, wobei letztere fluidgängig zu einer im Fußraum des Behältnisses angeordneten zweiten Ringleitung führt. Die Ringleitung erstreckt sich im Fußraum radial innenseits und über dessen gesamten Umfang und an ihrer Oberseite, dem Innenraum des Behältnisses zugewandt, weist sie mehrere über ihren Umfang verteilt angeordnete Austrittsöffnungen auf.

Da die vorstehend erwähnten ersten Durchtrittsöffnungen des flüssigkeitsdurchlässigen Behältnisses eine Trenngrenze hinsichtlich der abzuscheidenden Partikel besitzen, befrachten diese Partikel, die durch diese vorstehend beispielhaft quantifizierten ersten Durchtrittsöffnungen 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 hinter der ersten Abzweigungsstelle in der Ablaufleitung an- geordnet ist, wobei diese Filtereinrichtung vorzugsweise als Mikrofiltration ausge bildet ist.

Da die Filtereinrichtung vorzugsweise eine Endklärung des Extraktes, das heißt eine Abscheidung von feinen und feinsten Partikel vornehmen soll, die vorstehend hinsichtlich ihrer Partikelgröße quantifiziert wurden, belasten gröbere Partikel, die durch die ersten Durchtrittsöffnungen des Behältnisses 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.

Der Extraktionsbehälter ist in der Nomenklatur der Verfahrenstechnik oder chemischen Technologie vorzugsweise als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt.

Um das selbsttätige oder zwangsweise Abführen des von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakts [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte befreites Teekonzentrat ] produktschonend zu beschleunigen, ist vorgesehen, dass der Extraktionsbehälter im Bereich seines oberen Endes einen dritten Zufuhranschluss für die Zufuhr eines Druckgases aufweist.

Um die Produktionsleistung zu erhöhen ist weiterhin vorgesehen, dass der Extraktionsbehälter das mehr als ein Behältnis in sich aufnimmt, und zwar derart, dass die Behältnisse in einachsig oder mehrachsig reihenförmiger Anordnung dort gruppiert sind. Die Bewegungseinrichtung ist dazu eingerichtet, dem mehr als einen Behältnis eine erste oder eine zweite mechanische Energie zuzuführen. Weiterhin wird vorgeschlagen, die Behältnisse in einfach kreisförmiger oder konzentrisch mehrfach kreisförmiger Anordnung und jeweils mit oder ohne Belegung des Zentrums im Extraktionsbehälter zu gruppieren.

In der reihenförmigen Anordnung der Behältnisse ist vorgesehen, dass sich der ersten Translationsbewegung des einzelnen Behältnisses eine zweite hin- und hergehende Translationsbewegung überlagert, deren Richtung sich vorzugsweise durch die Richtung der jeweiligen Achse bestimmt, die durch die vorzugsweise vertikalen Symmetrieachsen der einachsig oder mehrachsig reihenförmigen Anordnung der Behältnisse gebildet ist. In der kreisförmigen Anordnung der Behältnisse sieht die Erfindung vor, dass sich der ersten Rotationsbewegung des einzelnen Behältnisses eine zweite Rotationsbewegung überlagert, deren Rotationsachse sich vorzugsweise im Zentrum der kreisförmigen Anordnung befindet.

Die Durchdringung des innerhalb des flüssigkeitsdurchlässigen Behältnisses befindlichen primären Gemischs mit sekundärem Lösungsmittel oder bereits erzeugtem Extrakt wird erleichtert und beschleunigt, wenn ein flüssigkeitsdurchlässiges modifiziertes Behältnis einen in sich geschlossenen Raum zur Bevorratung des primären Gemischs ausbildet, durch den ein Innendurchgang von der einen zur anderen Stirnseite des flüssigkeitsdurchlässigen modifiziertes Behältnis vollständig hindurchgreift. Vorzugsweis weist dieser Raum eine ringzylindrische Form auf, und sein Innendurchgang erstreckt sich von einer zur anderen Stirnseite des Raumes. Der Innendurchgang erlaubt einen verbesserten Abtransport des Extrakts aus dem jeweiligen Kernbereich der Schüttung des primären Gemischs innerhalb des modifizierten Behältnisses, weil sich die notwendige Eindringtiefe reduziert und bei der Beschwallung des modifizierten Behältnisses von außen ein Abtransport des Extrakts über den Innendurchgang gegeben ist.

Das vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung und das Behältnis sind in besonderer Weise geeignet, jeweils zur Herstellung eines Teekonzentrates verwendet zu werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine eingehendere Darstellung der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen. Die Erfindung ist in den verschiedensten Ausgestaltungen eines Verfahrens zur Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig-Extraktion der gattungsgemäßen Art realisierbar. Weiterhin ist die Erfindung in den verschiedensten Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Herstellung eines Extraktes durch Fest-Flüssig- Extraktion und eines Behältnisses für diese Vorrichtung verwirklicht. Nachfolgend werden anhand der Zeichnung das Verfahrens, die Vorrichtung und das Behältnis an einem bevorzugten Anwendungsbeispiel zur Herstellung eines Teeextraktes beschrieben. Es zeigen

Figur 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Extraktionsbehälter und einem erfindungsgemäßen flüssigkeitsdurchlässigen Behältnis;

Figur 2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch den Extraktionsbehälter entsprechend einem in Figur 1 mit„E-F“ gekennzeichneten Schnittverlauf, wobei nur der geschnittene Innenbereich des Extraktionsbehälters dargestellt ist;

Figur 3a in einer Prinzipskizze einen Querschnitt durch einen im Wesentlichen zylinderförmigen Extraktionsbehälter innerhalb einer Vorrichtung gemäß Figur 1 mit vier flüssigkeitsdurchlässigen Behältnissen in einfach kreisförmiger Anordnung;

Figur 3b in einer Prinzipskizze einen Querschnitt durch einen im Wesentlichen quaderförmigen Extraktionsbehälter innerhalb einer Vorrichtung gemäß Figur 1 mit vier flüssigkeitsdurchlässigen Behältnissen in einachsig reihenförmiger Anordnung;

Figur 4 in schematischer Darstellung eine Perspektive eines flüssigkeitsdurchlässigen modifizierten Behältnisses in ringzylindrischer Form mit einem Innendurchgang und

Figur 5 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens in zwei alternativen Ausgestaltungen.

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 vollwertige Zerlegung, denn nur die eine der zu trennen- den Komponenten fällt in annähernd reinem Zustand an; die andere wird nur umgelagert und liegt nach der Extraktion wieder in einem Gemisch vor.

Ein Einsatzgemisch (A°°B) wird„primäres Gemisch“ [Teeblätter] und eine durch die Extraktion erzeugte Lösung„sekundäres Gemisch“ oder Extrakt (C°°B) [Tee- konzentraf] genannt, wobei die Schreibweise (A°°B) bzw. (C°°B) die Phase„Gemisch“ bzw.„Lösung“ kennzeichnen soll. Ein von einer Phase in die andere übergehender Stoff ist eine„Übergangskomponente“ [Tein und andere erwünschte oder unerwünschte Begleitstoffe ], die nachfolgend mit B gekennzeichnet wird. Eine nicht übergehende Komponente des primären Gemischs ist ein„primäre Lösungsmittel“ oder ein Trägerstoff A [Trägerstoff vor der Extraktion ]. Er fällt nach der Extraktion in annähernd reinem Zustand als„Raffinat“ A (primäres Lösungsmittel nach Extraktion) [extrahierte Teeblätter] an, während der Extrakt (C°°B) [Tee konzentraf] sich aus einem sekundären Lösungsmittel 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 und 5 dargestellt werden:

(A°°B)+C - (C°°B)+A , (1 ) 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.

Vorrichtung (Figuren 1 bis 4)

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur industriellen Herstellung des Extraktes (C°°B) durch Fest-Flüssig-Extraktion, insbesondere einer Fest-Flüssig-Heißex- traktion, mittels eines erfindungsgemäßen Extraktionsbehälters 10, 100 zeigt

Figur 1.

Der Extraktionsbehälter 10, 100 nimmt wenigstens ein mit ersten Durchtrittsöffnungen 13 versehenes flüssigkeitsdurchlässiges Behältnis 12, 12.1 zur Aufnahme des primären Gemischs (A°°B), bestehend aus dem festen, primären Lösungsmit- tel A und der Übergangskomponente B, in sich auf. Das Behältnis 12, 12.1 kann einen beliebigen Rauminhalt ausbilden; bevorzugt wird eine zylindrische oder prismatische Form, deren Längsachse vorzugsweise in Richtung der Längsachse des Extraktionsbehälters 10, 100 orientiert ist. Der Extraktionsbehälter 10, 100 ist dazu eingerichtet, das sekundäre Lösungsmittel C mit dem primären Gemisch (A°°B) in Kontakt zu bringen und das erzeugte Extraktionsergebnis, den Extrakt (C°°B), in ein Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ und in einen von Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ befreiten Extrakt (C°°B)** zu trennen.

Der Extraktionsbehälter 10, 100 besitzt in einem oberen Bereich, einem Kopfraum 10.1 , einen ersten Zulaufanschluss 14 mit einem ersten Zulaufventil 14a für die Zufuhr des sekundären Lösungsmittels C, das mit einer vorbestimmten ersten Masse M vorgelegt wird und dort eine erste freie Oberfläche N1 , einen ersten Flüssigkeitsspiegel, ausbildet. Erforderlichenfalls ist im ersten Kopfraum 10.1 ein zweiter Zulaufanschluss 16 mit einem zweiten Zulaufventil 16a vorgesehen, über den das im Extraktionsbehälter 10, 100 befindliche Behältnis 12, 12.1 mit primärem Gemischs (A°°B) [Teeblätter] mit einer vorbestimmten zweiten Masse m be fallt wird. Die erste Masse M und die zweite Masse m ergeben zusammen eine entsprechende Mischung (A°°B)+C [Mischung aus Teeblättern und Heißwasser ]. Ein Fußraum 10.2 des Extraktionsbehälters 10, 100 weist einen Anschluss 24 mit einem Anschlussventil 24a für die Abfuhr des von Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ befreiten Extrakts (C°°B)** und bedarfsweise für die Zufuhr des sekundären Lö sungsmittels C auf. Weiterhin ist am oberen Ende des Kopfraumes 10.1 ein dritter Zulaufanschluss 18 mit einem dritten Zulaufventil 18a für die Zufuhr eines gasförmigen Treibmittels, eines Druckgases G, mit einem Gasdruck p vorgesehen. Über den dritten Zulaufanschluss 18 und das zugeordnete dritte Zulaufventil 18a wird im Zuge des Befüllens des Extraktionsbehälters 10, 100 zweckmäßig ein Druckausgleich durch Abfuhr von verdrängter Luft L hergestellt. Der Extraktionsbehälter 10, 100 besitzt zur thermischen Isolierung gegenüber seiner Umgebung eine Dämmung D.

Der Anschluss 24 mündet in eine Ablaufleitung 26 aus, die, in Strömungsrichtung gesehen und vorzugsweise um eine hinreichende Zulaufhöhe in Schwerkraftrichtung vom Anschluss 24 vertikal beabstandet, hinter einer Vereinigungsstelle 46, an der ein erster Zulaufleitungsabschnitt 41 einmündet, ein erstes Absperrventil 48 aufweist. Die Ablaufleitung 26 nimmt weiterhin, wiederum in Strömungsrichtung gesehen, hinter einer ersten Abzweigungsstelle 28 ein zweites Absperrventil 50 auf. Im Anschluss an das zweite Absperrventil 50 ist, in Strömungsrichtung gesehen, in der Ablaufleitung 26 eine Filtereinrichtung 36 zur Abscheidung feiner und feinster Partikel aus dem Extrakt angeordnet, wobei der Extrakt durch die Filtereinrichtung 36 vom von Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ befreiten Extrakt (C°°B) ^** zum filtrierten Extrakt (C°°B) wird. Der erste Zulaufleitungsabschnitt 41 ist über ein drittes Absperrventil 52 absperrbar. Eine Zulaufleitung 40, über das sekundäre Lösungsmittel C mit der ersten Masse M und einer weiteren ersten Masse DM bereitgestellt wird, verzweigt sich an einer zweiten Abzweigungsstelle 44 in den ersten Zulauf leitungsabschnitt 41 und in einen zweiten Zulaufleitungsabschnitt 42, wobei letzterer über das erste Zulaufventil 14a mit dem ersten Zulaufanschluss 14 verbunden ist.

Zur Vorklärung des von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extraktes (C°°B)* ^* ist, ebenfalls in Strömungsrichtung gesehen, der Filtereinrichtung 36 optional ein Zentrifugalseparator 34 zur Abscheidung von gröberen Partikeln P, die die ersten Durchtrittsöffnungen 13 des Behältnisses 12, 12.1 beim Abführen des von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extraktes (C°°B)* ^* aus dem Extraktionsbehälter 10, 100 passiert haben, vorgeschaltet. Dadurch wird aus dem an dieser Stelle abgeführten von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt (C°°B) ^** ein vorgeklärter Extrakt (C°°B) ^* , der sich standzeitverlängernd für die Filtereinrichtung 36 auswirkt.

Von der Ablaufleitung 26 zweigt an der ersten Abzweigungsstelle 28 eine Umlaufleitung 30 ab, die sich, in Strömungsrichtung gesehen, auf dem Weg über ein viertes Absperrventil 54 und eine nachgeordnete Fördereinrichtung 32 in wenigstens einen weiteren Zulaufanschluss 20 verzweigt, wobei im Ausführungsbeispiel drei weitere Zulaufanschlüsse 20, 20.1 , 20.2, die jeweils in den Innenraum des Extrak tionsbehälters 10, 100 führen, vorgesehen sind. Die weiteren Zulaufanschlüsse 20, 20.1 , 20.2 sind jeweils mittels eines zugeordneten weiteren Absperrventils 20a, 20.1a, 20.2a absperrbar. In einer vorgeschlagenen Ausführungsform sind die drei weiteren Zulaufanschlüsse 20, 20.1 , 20.2 in einer zugeordneten Verrohrung 21 , 22, 23 fortgeführt, von denen eine untere Verrohrung 21 unterhalb, eine obere Verrohrung 22 oberhalb und eine mittlere Verrohrung 23 im Bereich des Umfangs des Behältnisses 12, 12.1 ausmünden. Die mittlere Verrohrung 23 führt in eine das Behältnis 12, 12.1 umschließende erste Ringleitung 23a (Figuren 2, 1), wobei vorzugsweise mindestens zwei Anschlüsse vorgesehen sind, die diametral zueinander bzw. vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der ersten Ringleitung 23a verteilt angeordnet sind. Die erste Ringleitung 23a ist im Bereich ihres dem Behältnis 12, 12.1 zugewandten Umfangsbereichs vorzugsweise mit mehreren über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilten zweiten Durchtrittsöffnungen 23b versehen, die eine Beschwallung des mit primärem Gemisch (A°°B) be- füllten Behältnisses 12, 12.1 mit sekundärem Lösungsmittel C oder mit dem jeweils erzeugten von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt (C°°B)** in Form einer dritten Strömung S3 ermöglichen. Über die untere Verrohrung 21 wird eine planmäßige und zielgerichtete erste Strömung S1 und über die obere Verrohrung 22 wird eine ebensolche zweite Strömung S2 in Form einer vorstehend beschriebenen Beschwallung auf die jeweilige Stirnseite des Behältnisses 12, 12.1 ausgebracht.

Die obere Verrohrung 22 ist optional oder zusätzlich fluidgängig an eine zumindest in ihrem Anschlussbereich flexible Verrohrung 25a angeschlossen. Sie führt entweder außer- oder innerhalb des Behältnisses 12, 12.1 fluidgängig zu einer im Fußraum des Behältnisses 12; 12.1 angeordneten zweiten Ringleitung 25, die sich dort radial innenseits und über dessen gesamten Umfang erstreckt. Die zweite Ringleitung 25 weist an ihrer Oberseite, dem Innenraum des Behältnisses 12; 12.1 zugewandt, mehrere über ihren Umfang verteilt angeordnete Austrittsöffnungen auf, über die eine vierte Strömung S4, die der zweiten Strömung S2 oder einem Teil derselben entsprechen kann, in den Innenraum des Behältnisses 12, 12.1 ausgebracht wird.

Der Extraktionsbehälter 10, 100 weist eine Bewegungseinrichtung 60 auf, die dazu eingerichtet ist, das Behältnis 12 12.1 innerhalb des Extraktionsbehälters 10, 100 durch Zufuhr einer ersten und einer zweiten mechanischen Energie ME1 , ME2 in eine hin- und hergehende erste Translationsbewegung T1 und/oder wenigstens in eine erste Rotationsbewegung R1 zu versetzen. Die erste mechanische Energie ME1 ist dem Befüllungsgrad des Extraktionsbehälters 12, 12.1 mit der ersten Masse M (erste freie Oberfläche N1 ) und die zweite mechanische Energie ME2 ist jenem mit der ersten Masse M und der weiteren ersten Masse DM (eine zweite freie Oberfläche N2) zugeordnet.

Die Vorrichtung 1 besitzt eine Presseinrichtung 70, die im Ausführungsbeispiel im Extraktionsbehälter 10, 100 angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen Inhalt des Behältnisses 12, 12.1 dort zu verpressen. Eine Presskraft Pr wirkt dabei beispielsweise auf eine beweglich ausgebildete Teilfläche des Behältnisses 12, 12.1 , beispielweise in Form eines flüssigkeitsdurchlässigen Kolbens, wobei eine Reaktionskraft zur Presskraft Pr über Auflager 72 für die Presseinrichtung, wie in Figur 1 gezeigt, generiert wird. Falls die Vorrichtung 1 dazu eingerichtet ist, das Behältnis 12, 12.1 außerhalb des Extraktionsbehälters 10, 100 mit primärem Gemisch (A°°B) zu befüllen, können die Presseinrichtung 70 und die zugeordneten Auflager 72 zweckmäßig auch außerhalb des Extraktionsbehälters 10, 100 angeordnet sein. In diesem Falle kann das erfindungsgemäße Entfeuchten des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ durch mechanisches Verpressen desselben zweckmäßig auch außer halb des Extraktionsbehälters 10, 100 durchgeführt werden. Weiterhin wird bei der letztgenannten zweiten Betriebsweise nach dem Verbringen des mit primärem Gemisch (A°°B) befüllten Behältnisses 12, 12.1 der Extraktionsbehälter 10, 100 entweder, wie vorstehend beschrieben, mit sekundärem Lösungsmittel C befüllt oder das diesbezügliche Behältnis 12, 12.1 wird in das im Extraktionsbehälter 10, 100 mit der ersten Masse M vorgelegte sekundäre Lösungsmittel C abgesenkt.

Falls das Behältnis 12, 12.1 im Rahmen einer ersten Betriebsweise innerhalb des Extraktionsbehälters 10, 100 mit dem primären Gemisch (A°°B) [Teebläter] befüllt wird, ist der zweite Zulaufanschluss 16 zweckmäßig mit einer produktschonenden, vorzugsweise rotierenden Fördereinrichtung 56 verbunden, die vorzugsweise eine Förderschnecke 56a aufweist, die von einem Antrieb 56b, vorzugsweise einem re gelbaren Antriebsmotor MA, angetrieben ist. Das primäre Gemisch (A°°B) ist in einem Vorratsbehälter 56c bevorratet, aus dem es der Förderschnecke 56a, vorzugsweise mit Wasser zu einer Schlämme aufbereitet, zuläuft. Bei beiden Betriebsweisen kann der durch Entfeuchten mittels Verpressen gewonnene von Raffinat mit Restfeuchte befreite Extrakt (OB)** dem bereits abgeschiedenen oder abzuscheidenden von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt (C°°B)** zugeführt werden.

Es ist eine Steuereinrichtung 38 vorgesehen, die signaltechnisch über Signalübertragungsleitungen 38a wenigstens mit der Bewegungseinrichtung 60 und der Presseinrichtung 70 verbunden ist (Signalanschlüsse a, b, c). Die Zulaufventile 14a, 16a, 18a und 20a bis 20.2a, das Anschlussventil 24a, die Fördereinrichtung 32 und die Absperrventile 48, 50, 52 und 54 werden im Automatikbetrieb von der Steuereinrichtung 38 über die Signalanschlüsse d, e, f und g1 bis g3, h, i und j, k, I und n angesteuert.

An die Ablaufleitung 26, zwischen der ersten Abzweigungsstelle 28 und dem zweiten Absperrventil 50, können weitere Extraktionsbehälter 10, 100 der vorbeschriebenen Art angeschlossen werden, um die Produktionsleistung der Vorrichtung 1 zu erhöhen.

Der Extraktionsbehälter 10 in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ist dazu eingerichtet, das mehr als eine Behältnis 12, 12.1 in einfach kreisförmiger (Figur 3a) oder konzentrisch mehrfach kreisförmiger Anordnung (nicht dargestellt) und jeweils mit oder ohne Belegung des Zentrums in sich aufzunehmen. Bei dieser Anordnung der Behältnisse 12, 12.1 überlagert sich der ersten Rotationsbe wegung R1 des einzelnen Behältnisses 12, 12.1 eine zweite Rotationsbewegung R2, deren Rotationsachse R sich im Zentrum der kreisförmigen Anordnung befindet. Den Rotationsbewegungen R1 , R2 kann sich jeweils die erste Translationsbewegung T1 überlagern.

Ein modifizierter Extraktionsbehälter 100 in einer im Wesentlichen quaderförmigen Ausgestaltung (Figur 3b) ist dazu eingerichtet, das mehr als eine Behältnis 12, 12.1 in einachsig oder mehrachsig reihenförmiger Anordnung in sich aufzunehmen. Bei dieser Anordnung der Behältnisse 12, 12.1 überlagert sich der ersten Translationsbewegung T1 des einzelnen Behältnisses 12, 12.1 eine zweite hin- und hergehende Translationsbewegung T2, deren Richtung r sich durch die Richtung der jeweiligen Achse bestimmt, die durch die Symmetrieachsen S der einachsig oder mehrachsig reihenförmigen Anordnung gebildet ist. Den Translations- bewegungen T1 , T2 kann sich jeweils die erste Rotationsbewegung T1 überlagern.

Figur 4 zeigt ein flüssigkeitsdurchlässiges modifiziertes Behältnis 12.1 das einen in sich geschlossenen Raum 12.1 b zur Bevorratung des primären Gemischs (A°°B) ausbildet, durch den ein Innendurchgang 12.1a von der einen zur anderen Stirnseite des modifizierten Behältnisses 12.1 vollständig hindurchgreift. Der Raum 12.1 b weist vorzugsweise eine ringzylindrische Form auf mit dem von einer zur anderen Stirnseite des Raumes 12.1a vollständig durchgreifenden und vor- zugsweise zylindrisch ausgeführten Innendurchgang 12.1a. Ein Außendurchmesser des modifizierten Behältnisses 12.1 ist mit D1 , sein Innendurchmesser (Innendurchgang 12.1a) ist mit Innendurchmesser D2 und seine Höhe ist mit H bezeichnet. Für die vorbestimmte zweite Menge m primären Gemischs (A°°B) im modifizierten Behältnis 12.1 wird die vom sekundären Lösungsmittel C oder dem vorlie- genden Extrakt bis zum Kern der jeweiligen Schüttung zu überwindende notwendige Eindringtiefe umso kleiner, je kleiner die Durchmesserdifferenz D1-D2 und damit je größer die Höhe H ist (schlanker Ringzylinder). Die erste Translationsbewegung T1 und die erste Rotationsbewegung R1 orientieren sich zweckmäßig an der vorzugsweise vertikal ausgerichteten Symmetrieachse S des ringzylindrischen modifizierten Behältnisses 12.1.

Verfahren (Figuren 1, 5)

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Verfahrensschritte (i) bis (iv) des Anspruchs 1 gekennzeichnet, die in ihrem Bedingungszusammenhang und ihrer Bedeutung in einem Flussdiagramm der Figur 5 grafisch veranschaulicht sind. Die nachfolgende Verfahrensbeschreibung stellt wiederum die Begrifflichkeiten zur Herstellung von Teekonzentrat, wie diese in der Bezugszeichenliste der verwendeten Abkürzungen in Konkordanz zu den übergeordneten Begriffen angegeben sind, neben die übergeordneten Begriffe. Die gegenüber dem Stand der Technik neuen Verfahrensschritte bzw. Behandlungsmerkmale sind in Figur 5 durch eine breitere Linienführung hervorgehoben.

Gemäß Schritt (i) wird primäres Gemisch (A°°B) [Teeblätter] mit der vorbestimmten zweiten Masse m in das im Extraktionsbehälter 10, 100 befindliche Behältnis 12, 12.1 über den zweiten Zulaufanschluss 16 eingebracht oder es wird das mit dem primären Gemisch (A°°B) mit einer vorbestimmten zweiten Masse m befüllte Behältnis 12, 12.1 in den Extraktionsbehälter 10, 100 verbracht (Pfeil bei (i)) - (Figur 5: Vorgabe (A°°B) und m, -> m((A°°B)); Figur 1).

• In an sich bekannter Weise wird der Extraktionsbehälter 10, 100 mit einer vorbestimmten ersten Masse M des sekundären Lösungsmittels C [Heißwasser] entsprechend einer vorgegebenen ersten Konzentration k1 = m/M über den ersten Zulaufanschluss 14 oder alternativ über den Anschluss 24 bis zur ersten freien Oberfläche N1 (erster Flüssigkeitsspiegel) in einer ersten Befüllzeit At1 befüllt (Figur 5: Vorgabe C, M, k1 und At1 - M(C); Figur 1).

Die erste Konzentration k1 ist nach Gleichung (1 ) definiert:

• Die sich anschließende Extraktion in der ersten Verweilzeit t1 [Brühzeif] kann durch folgendes Schema (2) dargestellt werden:

Die erste Masse M sekundäres Lösungsmittel C [Heißwasser] und die zweite Masse m primäres Gemisch (A°°B) [Teebläter] bilden zu Beginn der ersten

Verweilzeit t1 die Mischung (A°°B)+C.

• Nach Schritt (ii) wird während der ersten Verweilzeit t1 die Fest-Flüssig- Extraktion intensiviert, und zwar

• durch wenigstens teilweises Beschwallen des Behältnisses 12, 12.1 in Form wenigstens einer mit dem sekundären Lösungsmittel C oder dem jeweils erzielten Extrakt (C°°B) planmäßig und zielgerichtet ausgebrachten Strömung und/oder

• Aufwirbeln und Inschwebehalten des primären Gemischs (A°°B) innerhalb des Behältnisses 12; 12.1 durch Zufuhr des sekundären Lösungsmittels C oder des jeweils erzielten Extrakts (C°°B) über einen Fußraum des Behältnisses 12; 12.1 durch eine aufwärts gerichtete vierte Strömung S4 und/oder • durch Bewegen des Behältnisses 12, 12.1 relativ zum Extraktionsbehälter 10, 100 innerhalb des jeweils erzielten Extrakts (C°°B) durch Zufuhr einer ersten mechanischen Energie ME1 über die Bewegungseinrichtung 60.

• Nach Schritt (iii) ergibt sich eine weitere Intensivierung des Stoffaustauschs durch Umwälzen des sekundären Lösungsmittels C [Heißwasser] oder des Extrakts (OB) im Extraktionsbehälter 10; 100 über eine den Extraktionsbehälter 10; 100 einbindende Umlaufführung 30 von oben nach unten, bezogen auf den Extraktionsbehälter 10; 100.

• Nach der ersten Verweilzeit t1 liegt das Gemisch (C°°B)+A [Teekonzentrat + extrahierte Teeblätter] mit der Gesamtmasse M+m vor, bestehend aus dem Extrakt (OB) [Teekonzentraf] und dem Raffinat A [Teeblätter] (Figur 5:

Vorgabe ME1 und T1 -> (M+m)[(C°°B)+A]; Figur 1 ).

• In an sich bekannter Weise wird ein von Raffinat mit Restfeuchte befreiter Extrakt (OB) ^** [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte befreites Teekonzentraf] aus dem Extraktionsbehälter 10, 100 über den Anschluss 24 in die Ablaufleitung 26 abgeführt.

Es liegen eine erste Masse M‘ von Raffinat mit Restfeuchte befreiter Extrakt (OB)** [von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte befreites Teekonzentraf] und eine zweite Masse m‘ Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] vor (Figur 5; Figur 1 ).

• In an sich bekannter Weise wird das Raffinat mit Restfeuchte A ⁺ [extrahierte Teeblätter mit Restfeuchte] durch mechanisches Verpressen des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ in dem Behältnis 12, 12.1 mittels der Presseinrichtung 70 durch Aufbringung einer Presskraft Pr über eine Presszeit At3 entfeuchtet. Der dadurch zusätzlich gewonnene von Raffinat mit Restfeuchte befreite Extrakt (OB)** wird dem bereits gewonnenen von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt (OB)** zugeführt (Figur 5: Vorgabe Pr und At3; Figur 1). Das Entfeuchten beginnt vorzugsweise, wie dies vorgeschlagen wird, frühestens mit Beginn des Trockenfallens eines ersten Teils des Raffinats mit Restfeuchte A ⁺ in dem im Extraktionsbehälter 10, 100 verbleibenden Behältnis 12, 12.1.

• Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens verbessert die Intensität des Stoff- austauschs der Extraktion erfindungsgemäß dadurch weiter, dass nach der ersten Verweilzeit T1 [erste Brühzeif] gemäß den Schritten (ii, iii) ein Auffüllen des Extraktionsbehälters 10, 100 mit einer vorbestimmten weiteren ersten Masse DM des sekundären Lösungsmittels C [Heißwasser] vorgesehen ist.

Die weitere erste Masse DM wird entsprechend einer vorgegebenen zweiten Konzentration k2 = m/(M+AM) über den ersten Zulaufanschluss 14 oder alternativ über den Anschluss 24 bis zur zweiten freien Oberfläche N2 (zweiter Flüssigkeitsspiegel) in einer zweiten Befüllzeit Dί2 zugeführt (Anspruch 2).

Die zweite Konzentration k2 ist nach Gleichung (3) definiert:

Durch diese Maßnahme„des Auffrischens mit sekundärem Lösungsmittel“ C [Heißwasser] wird das den Stoffaustausch maßgeblich bestimmende Konzentrationsgefälle zwischen den stoffaustauschenden Komponenten erhöht. Nach dieser Maßnahme ist weiterhin vorgesehen, dass die Fest-Flüssig-Extraktion um eine zweite Verweilzeit T2 [zweite Brühzeif] fortgesetzt wird (Anspruch 3).

Während der zweiten Verweilzeit T2 wird die Fest-Flüssig-Extraktion durch wenigstens teilweises Beschwallen des Behältnisses 12, 12.1 und/oder Aufwirbeln und Inschwebehalten des primären Gemischs (A°°B) innerhalb des Behältnisses 12; 12.1 gemäß Schritt (ii) mit dem jeweils erzielten Extrakt (C°°B) und/oder durch Bewegen des Behältnisses 12, 12.1 relativ zum Extraktionsbehälter 10, 100 innerhalb des jeweils erzielten Extrakts (C°°B) gemäß Schritt (ii) durch Zufuhr einer zweiten mechanischen Energie ME2 über die Bewegungseinrichtung 60 intensiviert (Figur 5: Vorgabe Dί, k2, ME2 und T2 -> (M+AM+m)[(C°°B)+A]; Figur 1). Die vorstehend angegebene Umlaufführung gemäß Schritt (iii) kann in jeder Phase der ersten und der zweiten Verweilzeit t1 , t2 vorteilhaft durchgeführt.

• Nach Schritt (iv) wird der durch Entfeuchten gewonnene von Raffinat mit Rest- feuchte befreite Extrakt (C°°B)** dem bereits abgeschiedenen oder abzuscheidenden von Raffinat mit Restfeuchte befreiten Extrakt (OB) zugeführt.

• Das von extrahierten Teeblättern mit Restfeuchte A ⁺ befreite Teekonzentrat (C°°B) ^** wird zweckmäßig in dem Zentrifugalseparator 34 durch die Abschei- düng von Partikeln P unterhalb der Trenngrenze der ersten Durchtrittsöffnungen 13 im Behältnis 12, 12.1 vorgeklärt und anschließend als vorgeklärtes Teekonzentrat (OB) ^* der Filtereinrichtung 36 zugeführt, die es dann als filtriertes Teekonzentrat (OB) verlässt, um beispielsweise zu einem Teegetränk weiterbehandelt zu werden.

Das vorbeschriebene Verfahren wird in dem Extraktionsbehälter 10, 100 durchgeführt, der als diskontinuierlich arbeitender homogener Reaktionsbehälter ausgeführt ist.

BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN

Figuren 1 bis 4

1 Vorrichtung

Extraktionsbehälter

100 modifizierter Extraktionsbehälter

10.1 Kopfraum

10.2 Fußraum

Behältnis (flüssigkeitsdurchlässig)

12.1 modifiziertes Behältnis

12.1a Innendurchgang

12.1 b Raum 13 erste Durchtrittsöffnungen

14 erster Zulaufanschluss

14a erstes Zulaufventil

16 zweiter Zulaufanschluss

16a zweites Zulaufventil

18 dritter Zulaufanschluss

18a drittes Zulaufventil

20, 20.1 , 20.2 weitere Zulaufanschlüsse

20a, 20.1a, 20.2a weitere Zulaufventile

21 untere Verrohrung

22 obere Verrohrung

23 mittlere Verrohrung (erste Ringleitung) 23a erste Ringleitung

23b zweite Durchtrittsöffnung

24 Anschluss

24a Anschlussventil

25 zweite Ringleitung

25a flexible Verrohrung

26 Ablaufleitung

28 erste Abzweigungsstelle

30 Umlaufleitung

32 Fördereinrichtung

34 Zentrifugalseparator

36 Filtereinrichtung

38 Steuereinrichtung

38a Signalübertragungsleitung 40 Zulaufleitung

41 erster Zulaufleitungsabschnitt

42 zweiter Zulaufleitungsabschnitt

44 zweite Abzweigungsstelle

46 Vereinigungsstelle

48 erstes Absperrventil

50 zweites Absperrventil

52 drittes Absperrventil

54 viertes Absperrventil

56 Fördereinrichtung

56a Förderschnecke

56b Antriebsmotor

56c Vorratsbehälter

60 Bewegungseinrichtung

70 Presseinrichtung

72 Auflager (für die Presseinrichtung)

D Dämmung

D1 Außendurchmesser

D2 Innendurchmesser

G gasförmiges Treibmittel/Druckgas - (Luft; Stickstoff, inertes Gas)

H Höhe

L Luft

MA Antriebsmotor (allgemein)

ME1 erste mechanische Energie

ME2 zweite mechanische Energie

N1 erste freie Oberfläche (erster Flüssigkeitsspiegel)

N2 zweite freie Oberfläche (zweiter Flüssigkeitsspiegel) P Partikel

Pr Presskraft

R Rotationsachse

R1 erste Rotationsbewegung

R2 zweite Rotationsbewegung

S Symmetrieachse 51 erste Strömung

52 zweite Strömung

53 dritte Strömung

54 vierte Strömung

T1 erste Translationsbewegung

T2 zweite Translationsbewegung a bis I, n Signalanschluss

P Gasdruck

r Richtung

Figur 5

Spezielle Anwendung:

Herstellung von Teekonzentrat

A primäres Lösungsmittel Trägerstoff

(vor Extraktion) (vor Extraktion)

A Raffinat (= primäres Lösungsextrahierte 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 GeMischung aus Teeblättern und misch und sekundärem Heißwasser Lösungsmittel

(OB) Extrakt Teekonzentrat (in der Endstufe filtriert)

(C°°B) ^** von Raffinat mit Restfeuchte von extrahierten Teeblättern mit befreiter Extrakt Restfeuchte befreites Teekonzentrat

(C°°B)* vorgeklärter Extrakt vorgeklärtes Teekonzentrat

(OB)+A Gemisch (Extrakt + Raffinat Teekonzentrat + extrahierte

nach Extraktion) Teeblätter

M erste Masse (C) erste Masse (Heißwasser)

M‘ erste Masse von Raffinat mit erste Masse von extrahierten

Restfeuchte befreiter ExTeeblättern mit Restfeuchte trakt befreites Teekonzentrat DM weitere erste Masse (C) weitere erste Masse (Heißwasser) k1 erste Konzentration (zweite erste Konzentration (zweite MasMasse m des primären se m der Teeblätter bezogen Gemischs bezogen auf das auf das Heißwasser mit der sekundäre Lösungsmittel ersten Masse M)

mit der ersten Masse M)

-» k1 = m/M

k2 zweite Konzentration (zweite zweite Konzentration (zweite

Masse m des primären Masse m der Teeblätter beGemischs bezogen auf das zogen auf das Heißwasser sekundäre Lösungsmittel mit der ersten Masse M und mit der ersten Masse M und der weiteren ersten

der weiteren ersten Masse DM)

Masse DM)

m zweite Masse ((A°°B)) zweite Masse (Teeblätter) m' zweite Masse Raffinat mit zweite Masse extrahierte TeeblätRestfeuchte ter mit Restfeuchte

Dί1 erste Befüllzeit (sekundäres erste Befüllzeit (Heißwasser mit

Lösungsmittel mit der der ersten Masse M) ersten Masse M)

Dί2 zweite Befüllzeit (sekundäres zweite Befüllzeit (Heißwasser mit

Lösungsmittel mit der weiteder weiteren ersten Masse DM) ren ersten Masse DM)

DC3 Presszeit (Raffinat mit RestPresszeit (extrahierte Teeblätter feuchte) mit Restfeuchte)

T1 erste Verweilzeit erste Brühzeit t2 zweite Verweilzeit zweite Brühzeit