(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離過程の充填期間の移動ストローク毎に充填量をプレス室（11）に入れ、圧力の加わるプレス部材（６）の作用の下で連続する多数の移動ストロークによりプレス品物（７）から液体を搾り取る、プレス室（11）を有するフィルタープレスを用いて固体と液体を分離する場合にプレス品物（７）の充填量を計算して利用する方法において、以下のステップ：
１）効率（Ｌ）と収量（Ａ）を測定して、収量と効率のグラフ図形で、既知の効率（L1）と収量（A1）を伴う第一動作点（１）を与える、充填・プレス過程を行い、
２）収量と効率のグラフ図形で、第二動作点（4,4′）となる少なくとも一つの後続する第二充填・プレス過程に対して、第二動作点（4,4′）の少なくとも一つの処理量を規定し、
次いで仮想的な動作点（3,3′）を介在させ、充填・プレス過程で固体と液体の分離の効率（Ｌ）と収量（Ａ）の変化に対する関係式を利用して、分離過程で収量（A4）と効率（L4）の最大の積を与えるのに必要な充填量（G4）を計算して利用し、
その場合、第一動作点（１）から仮想的な動作点（3,3′）への移行が純粋な充填過程で行われ、
仮想的な動作点（3,3′）から第二動作点（4,4′）への移行が純粋なプレス過程で行われ、
純粋なプレス過程とは異なる動作点（１′,1;3′,4′）の直線状の接続線が、収量と効率のグラフ図形中で、最大収量（Ａ）と少ない効率（Ｌ）を有する共通の動作点（A0,A01,A04）において交差するか、互いに平行である、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
第二動作点（4,4′）の処理量としては、フィルタープレスのプレス部材（６）の最終位置が与えられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
第二動作点（4,4′）の処理量としては、固体・液体分離の収量値が与えられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項４】
第二動作点（4,4′）の処理量としては、固体・液体分離の効率値が与えられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項５】
第二動作点（4,4′）の所定の効率値に対して予想すべき収量値を計算し、第二動作点（4,4′）に対して計算した収量値が、第一動作点（１）に対して既知の収量より小さい場合、充填量を導入しないことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。
【請求項６】
所定の処理量となるため、先行する充填とプレス過程に対してプレス部材（６）の一定の最終位置および固体・液体分離の一定の効率を必要とする充填量を比較して、第一動作点から第二動作点に移行する充填とプレスの過程に対して予め与えた一定の効率値になるために必要な充填量が、所定の最終位置に達するのに必要な充填量より少ない場合に、この充填量を使用することを特徴とする請求の範囲第２項または第４項に記載の方法。
【請求項７】
収量と効率のグラフ図形で、フィルタープレスのプレス部材（６）の予め与えられた同じ一定の最終位置を有する動作点になる少なくとも二つの充填とプレス過程を、フィルタープレスを用いて行い、プレス部材（６）の同じ一定の最終位置を有する後続する動作点に対して、分離された最大の液体量となる充填とプレス過程の収量を、達成すべき一定の処理量として与えることを特徴とする請求の範囲第２項または第３項に記載の方法。
【請求項８】
収量と効率のグラフ図形で、後続する多数の動作点となる多数の充填とプレス過程をフィルタープレスを用いて行い、後続する多数の動作点に対して達成すべき少なくとも一つの処理量を、請求の範囲第2,3,4,5,6と７の何れか１項により与え、後続する動作点に達するための充填とプレスの過程に対して固体・液体分離で効率、収量およびプレス部材（６）の位置を変える関係式から、所定の処理量を達成するのに必要な充填量を計算し、当該動作点となる充填とプレスの過程のために使用することを特徴とする請求の範囲第2,3,4,5,6と７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
第二動作点（4,4′）に対して操作を予め与え、収量（A4）と効率（L4）の付属する値は、収量と効率のグラフ図形で、第一動作点（１）と、当該プレス品物の一定最大収量値に相当する収量軸上の動作点（AF）との間の、接続線上にある動作点を与えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
この発明は、分離過程の充填期間の移動ストローク毎に充填量をプレス室に入れ、圧力の加わるプレス部材の作用の下で連続する多数の移動ストロークによりプレス品物から液体を搾り取る、プレス室を有するフィルタープレスを用いて固体と液体を分離する場合にプレス品物の充填量を計算して（測定して）利用する方法に関する。
この種の断続的なフィルタープレスでは、プレス圧の作用の下でプレス品物の液体成分がフィルターを経由して外部に排出される。この場合、プレス圧は、硬い圧力板を介して直接、あるいは柔軟な膜を介して液圧によりプレス品物に加わる。プレス品物の導入を開始する際、第一回の搾り取りに十分なプレスクッションがあるために、プレス室にどれだけの量を予め充填すべきかと言うことが問題になる。この場合に注意すべきことは、圧力板あるいは膜が進む場合に、有効なフィルター面とその時のプレス室の体積の間の割合が、プレス部材を引き戻す場合より大きくなることである。
後続する引き続いての充填過程として、良好な搾り取り状況になるために、プレス部材のストローク当たりどれだけの量を再充填すべきかということが問題になる。処理すべきプレス品物に関して、材料が有機性か無機性かで異なった問題が生じる。有機性材料に対しては、通常、プレスの処理能力（プレス能力）は充填毎に大きく変わる。ほぼ最適なプレス経過を手動で得るための処理パラメータを、上記事情に合わせて連続的に合わせることは、操作員の多くの経験と充填過程におけるプレスの連続的な監視が前提となる。
処理パラメータの必要な合わせを自動化する周知の研究は、成果なく滞っている。プレス過程でこの工程の利用可能なモデル的な認識には未だ成功していない。
操作員に対する非常に高度な要請は、特にプレスの充填にある。果実材料用の水平なフィルタープレスの場合、例えば次の目標値設定が必要である。即ち、
全充填量：これはプレス品物のプレス能力に強く依存する。プレス性の悪い品物はただ僅かな全充填量しか許されないが、プレス性の良好な品物は大きな全充填量が許される。
予備充填量：この場合には全充填量の場合と同じ条件となる。少なすぎたり多すぎる予備充填量は、収量や効率に非常に不利な影響を及ぼす。
ピストンのストローク当たりの充填量：予備充填が終わると、周知のプレス処理の場合、フィルタープレスのピストンのストローク当たり一定のプレス品物の量を再充填する。この押し込み充填パルスは、加算値としての所定の全充填量に達するまで行われる。同様に、処理量としてのこの充填量の適当な選択も、品物のプレス能力に強く依存する。
全体的にプレスの結果はプレスの操作員の能力と経験に応じて非常に異なる。何故なら、処理パラメータの手動設定は予想が必要であるためプレス過程の収量や効率状況が稀に最適にするからである。
この発明の課題は、フィルタープレスでプレス品物の充填量を計算して（測定して）利用する最適な方法により上記の問題を排除することにある。
上記の課題は、この発明により、以下のステップ:1）効率と収量を測定して、収量と効率のグラフ図形で、既知の効率と収量を伴う第一動作点を与える、充填・プレス過程を行い、２）収量と効率のグラフ図形で、第二動作点となる少なくとも一つの後続する第二充填・プレス過程に対して、第二動作点の少なくとも一つの処理量を規定し、次いで仮想的な動作点を介在させ、充填・プレス過程で固体と液体の分離の効率と収量の変化に対する関係式を利用して、分離過程で収量と効率の最大の積を与えるのに必要な充填量を計算して（求めて）利用し、その場合、第一動作点から仮想的な動作点への移行が純粋な充填過程で行われ、仮想的な動作点から第二動作点への移行が純粋なプレス過程で行われ、純粋なプレス過程とは異なる動作点の直線状の接続線が、収量と効率のグラフ図形中で、最大収量と少ない効率を有する共通の動作点において交差するか、互いに平行であることによって解決されている。
この方法の有利な実施態様は請求の範囲の従属請求項から読み取れる。
この発明の実施例を以下の説明と図面でより詳しく説明する。
ここに示すのは、
第１図、異なった制御過程で、ピストンの移動ストロークとプレス品物の導入の時間経過のグラフ表示と共にプレスピストンを有するフィルタープレスの模式的な断面図、
第２図、引き続いての制御過程で、ピストンの移動ストロークとプレス品物の導入の時間経過のグラフ表示と共に、プレスピストンを有するフィルタープレスの模式的な断面図、
第３図、収量と効率のグラフ図形で、プレス品物の導入時に生じる種々の動作点の図、
第４図、収量と効率のグラフ図形で、種々の全処理プレス品物の量の時に生じる異なったプレス特性の図、
第５図、収量と効率のグラフ図形で、種々の制御過程とプレス過程の経過に対するその影響の図、
第６図、収量と効率のグラフ図形で、所定の処理量としての同じにされた効率を伴う制御過程の図、
第７図、収量と効率のグラフ図形で、所定の処理量としての同じにされた収量を伴う制御過程の図、
第８図、収量と効率のグラフ図形で、充填過程で同時にプレス作用なしにプレスピストンへの圧力により生じる種々の動作点の図、
第９図、収量と効率のグラフ図形で、充填過程でフィルターピストンプレスのこの発明による充填とプレスの過程で生じる種々の動作点の図、
第10図、収量と効率のグラフ図形で、フィルターピストンプレスのこの発明による充填とプレスの過程で目標条件を予め指定して生じる種々の動作点の図、
である。
第１図は周知のタイプの水平フィルターピストンプレスを模式的に示す。このプレスはプレスジャケット11を有する。プレスジャケット11の内部には、ピストン連接棒14に固定されているプレスピストン６がある。ピストン連接棒14は油圧シリンダ内に移動可能に支承されていて、プレスピストン６を介してプレス過程を行う。プレスジャケット11には、遮断可能な充填開口を経由してポンプ８によりプレス品物７が導入される。このプレス品物７は一緒に図示していない多数の排出部材を通過する。
これ等の排出部材は、プレス過程でプレスピストン６の圧力作用の下でプレス品物７の液相を排出流導管10に外向きに導く。プレス品物は果実であり、液相は果実の液である。
プレスの周知の処理経過は、通常の場合、以下のようである。即ち、
充填過程：
−プレスピストン６が引き戻され、同時にプレス品物７が開口を介して充填される。
プレス過程：
−第１図に示す全プレスユニットは中心軸の回りに回転する。
−プレスピストン６は圧力の下で進む。
−果実の液はプレスによりプレス品物から分離する。
−プレス圧は下がる。
揉みほぐし過程：
−プレスピストン６を第１図に示すプレスユニットを回転させて引き戻す。
この場合、後に残ったプレス品物を揉みほぐし且つ引裂く。
引き続いてのプレス過程：
−処理ステップ、プレスと揉みほぐしは、望ましい最終搾り出し状態が達成されるまで、プレス品物の装入当たりの搾り取りとして何度も繰り返される。
排出過程：
−プレス残渣は、プレスジャケット11を開いて排出される。
フィルターピストンプレスの処理経過を第１図に基づきより詳しく説明する。ここでは、既に説明したフィルターピストンプレスの図面の外に、付属するグラフ図面を示す。これ等の図面は位置HMとHSの間のピストンのストロークと、時間ｔに対する充填関数Ｆとを示す。プレスジャケット11の傍に、タイムチャートで示すように、最初プレス品物７が連続的にポンプ８により開口を経由してプレス室に導入される。この場合、プレスピストン６は位置HMから初めて移動し、位置HSに達すると、直ちに再び初期位置HMに戻る。この過程が何度も繰り返される。符合Ｆを付けた帯状領域は同時に経過する連続過程「予備充填」を示す。
プレスピストン６がその前進動作で位置HSに最早達しないと、過程「予備充填」が終わる。次いで、後続するステップでプレスピストン６の戻りと共にその都度始まる不連続期間にも充填される。この場合、最初に、充填調整により各ストロークでプレスピストン６が、何時もHSの前にある同じ最終位置に達することになる。
引き続いてのステップでは、プレスピストン６がプレス室の充填の進行と共にHSから更に離れた位置に達する。この場合、充填調整は、ストロークとプレス過程毎にプレス過程の収量あるいは効率が一定になるようにする。この場合、プレスピストン６がその前進動作で位置HEに達すると、後続ステップでプレス品物の所望の全量が充填され、引き続いてのプレスストロークが充填過程Ｆなしに行われるまで、再びプレスピストン６の一定の最終位置に移動する。
第２図は、同じ機能部に同じ参照符号を付けた第１図に似た図面で、互いに分離された充填過程とプレス過程を示す。続く予備充填で、プレスピストン６がロックされないと、ポンプ圧により位置HMに戻り、プレスストロークを行わない。予備充填が終わると、多くのストロークで「予備プレス」が充填過程なしに行われる。この充填過程には、プレスピストン６がストローク位置HNを越えると、再び再充填がプレスストロークなしに続く。最後に、充填過程Ｆなしに引き続いてのプレスストロークが行われる。
例として説明した種々調整されたプレス過程は、第３図に示すように、基本的な考察に適した収量／効率図に示すことができる。この場合、約束は
効率Ｌ＝（導入されたプレス品物の量）／（使用した作業時間）
および
収量Ａ＝（発生した果実液の量）／（使用したプレス品物の量）
である。
第３図で符号１を付けた動作点は、第１図と第２図で説明したタイプの一連の個々のプレス内で移動ストロークの終わりで直ぐ生じるような、プレスのその時の動作状態に相当する。この動作点１では、プレスピストン６がプレス位置に未だある。しかし、作業プレス圧は既に低下している。先行する移動ストローク過程は動作点１′で始まる。動作点1,1′はこの移動ストロークだけ異なる。動作点１でプレス品物の一定の充填量を導入すると、動作点１は動作点３′に移行する。ここでは、効率Ｌが上昇し、収量Ａが低下する。動作点1,3′はこの充填過程だけ異なる。
実際には、第１図で説明したように、移動ストローク過程と充填過程を組み合わせて行うので、移行１′,1と1,3′、および動作点３′自体は、仮想的である。この動作点３′に後続する移動ストローク３′,4′も同じに仮想的である。この場合、収量Ａは発生した果実液の量のため上昇し、効率Ｌは使用された作業時間のために低下する。ここで、動作点１′,1あるいは３′,4′の延長された直線上の接続線の交点A01とA04が、効率０に相当するＡ軸に一致すると仮定する。これは、この発明により、動作点４′の処理量を予め与え、次いで収量と効率の最大の積が生じるように、必要な充填量を決めることを可能にする。
このように決めた充填量が最適な結果となるにもかかわらず、実際に動作点４′からずれた収量の幾分少ない動作点４が生じる。次に続くプレスストローク過程を決めるため、実際に達成された点４を、先行するストローク過程の対1,1′に相当する予め決めた仮想点３′と組み合わせる。
第３図に対して統一された補足として、第４図は多数の純粋プレス過程の経過にあるプレス特性の直線状の経過を示す。この場合、プレス品物は全充填量が少ないため状態ａ）となる。これに比べて、最終状態でより大きな全充填量を伴うプレス品物の状態ｂ）に他の直線状の経過が当てはまる。延長された経過ａ）とｂ）は、理想的な条件で効率の値０に相当する収量軸と共通の交点A0を通過する。実際に、この交点A0はプレス品物の一回の装填を処理する時、その位置を変える。
第５図は、プレス過程の異なった調整で達成できる効率と収量の組み合わせを比較して示す。一定の効率Ｌと増加する収量Ａの時に予備充填過程R1から出発して、プレス過程R2はほぼ十分な再充填効率で一定の効率の目的を持つ調整を示す。これには、プレス過程R3が再充填なしに続く。経過ｂは不十分な再充填効率のプレス工程を示す。経過ａは、順次各プレスストロークに対してプレス部材の一定の最終位置で、一定の収量で、および次いで充填の後で生じる、３つの部分を示している。
第６図は、開始動作点１と収量動作点４の間で効率は一定に維持されている個々のプレス過程の経過を収量と効率グラフにして示す。効率と収量の積の改善を認識できる。
第７図は、開始動作点１と収量動作点４の間で収量が一定に維持されるようにこの場合に導入されるプレス品物の量を決める、個々のプレス過程の経過を収量と効率グラフにして示す。品物の他のプレス能力では、より大きい効率の点４も点１の右に生じる。
第８図は、予備充填R1に続き、多くのピストンストロークを有する予備プレス過程の間に最早再充填されない、プレス過程の経過を収量と効率グラフにして示す。この過程は第２図で説明した。予備プレスには、点４から点３′になるプレスのない再充填過程が続く。点３′から点４′に移行する場合、再び多数のプレス過程が続き、再充填はない。プレスのない再充填過程に対して費やされる作業時間は仮想的な動作点１′への移行により示してある。
第９図は、収量と効率グラフで導入された再充填量の影響が理論的な考察によりどのように理解できるかを示す。既に第３図で説明したように、動作点１は個々の先行するプレスストローク直後のその時の動作状態に相当する。プレスピストン６（第１図）は未だプレス位置HSにあるが、プレス圧は既に低下している。再充填によりプレス残渣が薄まり、収量が低下する。純粋な充填により時間を費やすことなく仮想的に達成される点２で、収量が低減するが、効率は同じに維持される。
G1を点１までに導入されたプレス品物の量、G2を点２までに導入された量、およびA1とA2を点１と２の収量とすると、
A2＝A1（G1/G2）                           （１）
となる。仮想的に達成する点３では効率が高くなるが、収量は同じに維持されている。L1とL3を点１と３の効率とすると、
L3＝L1（G1/G2）                           （２）
となる。
今までに導入されたプレス品物の量とその時点までに経過した時点から効率が計算されるので、この効率はプレス品物を導入すると増加する。第３図で説明したように、仮想的に到達する点３は、点４となる次のプレス過程を決める出発点となる。このプレスステップには、プレス装置を通過する作業時間に関して必要な消費Δｔが指定される。更に、この発明によれば、点１と点４になるプレスストローク過程の特性の直線状の延長が効率０に対して収量軸の同じ点A0になると仮定するので、点３とA0を結んで点４の処理量L4とA4が決まる。
G4＝G3を再び点４までに導入された量とし、Δｔを点４になるプレス時間とすると、
L4＝L3（G3/（G3＋L3＊Δｔ））             （３）
と
A4＝A0−（（L4/L3）＊（A0−A3））         （４）
L4＝L3（（A0−A4）／（A0−A3））          （５）
となる。
前記仮定と関係式（１）〜（５）から、この発明によれば、移動ストローク当たりの利用すべき充填量は、点４あるいは点１までに導入される量G4＝G3あるいはG1の差ΔＧとして、
ΔＧ＝G4−G1
として規定することができる。
プレスストローク当たり２分間の、所定のほぼ一定の圧力時間と、全てのプレスストローク過程に対して一定である500mmのプレス部材の距離（ストローク）を伴う、所定の処理量としての10,000kgのプレス品物の全量を処理するためのこの種の広範な順序の一部としてフィルターピストンプレスの連続する８つの充填とプレスストローク過程に対して、以下の表は、初期値A1,L1、最終値A4,L4、この発明により求め利用される再充填量ΔＧおよび得られた実測ストロークを示す。
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第10図は、第３図と第９図のように、収量と効率のグラフにして以下の場合に生じる動作点を示す。つまり、動作点１から個々の充填とストローク過程により達成される第二動作点４に対して、動作点４の収量A4と効率L4の付属する値が、第一動作点１と、当該プレス品物の一定の最大理論収量値に相当する収量軸上の動作点AFとの間の接続線上の点４を決めるという条件を指定する場合である。
この種の操作を決めることは、余りプレス特性の良くないプレス品物を処理する場合に特に合理的である。この種の材料に対しては、上に与えた表の例の方式に従って一定の距離（ストローク）を決めると悪い結果となる。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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