VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM SCHEUERN UND MAHLVORBEREITEN VON GETREIDE

申请号 EP94922215.2 申请日 1994-08-10 公开(公告)号 EP0662864B1 公开(公告)日 1999-03-17
申请人 Bühler AG; 发明人 MÜLLER, Roman;
摘要 A new process and device are disclosed for preparing cereals for grinding. Before being decomposed, the grains are cleaned in a first dry step and in a second moist or wet step. The main amount of water is added before or during the second cleaning step. The grains are temporarily stored between 1 to 120 minutes before the moist or wet cleaning steps. A continuous scrubbing machine (16) is preferably used to carry out the dry and the moist or wet cleaning steps. The cereals are forced by conveyor means (113) from the inlet (101) to the outlet (102), are processed by fields of cams (112) that alternate with the conveyor means and are repeatedly separated thanks to the circumferential displacement of the scrubbing rotor.
权利要求 Verfahren zum kontinuierlichen Scheuern von Korngut bzw. Getreide und zur Vorbereitung der Vermahlung zu hellem Mehl, Dunst oder Griess, wobei das Korngut in einem etwa zylindrischen Scheuermantel (103) mit einem Rotor (105) von einem Einlauf (101) zu einem Auslauf (102, 116) bewegt und am Scheuermantel (103) in Umlaufrichtung abwechselnd gescheuert und gesiebt und der Scheuerabrieb wiederholt mit der Rotorumlaufbewegung abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Korngut durch Fördermittel (113, 115) vom Einlauf (101) zum Auslauf (102, 116) zwangsgefördert wird, wobei in dem Scheuerraum eine Korngutschicht als dichte Packung erzeugt wird und die Arbeitselemente (112, 113) des Rotors (105) wechselweise - in Umlaufrichtung gesehen - aus einer Vielzahl bzw. aus Feldern von vorstehenden Nocken sowie Zwangsfördermitteln (113) bestehen, die in die dichte Packung eintauchen, wobei die Nocken hauptsächlich die Einzelkörner bewegen und die Zwangsfördermittel (113) eine Axialbewegung des Korngutes erzeugen.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getreide - vom Auslaufbereich (116) gesehen - rückgestaut und in dem Arbeitsraum (111) zwischen Rotor (105) und Scheuermantel (103) eine dichte, etwa 1-5 Körner starke Korngutschicht aufgebaut wird.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngutschicht bei umlaufendem Rotor (105) stetig abwechselnd geraspelt, vorwärts und in Umlaufrichtung bewegt wird, wobei die Korngutschicht insbesondere mit etwa konstanter Geschwindigkeit vorwärts und in Umlaufrichtung bewegt wird, und die Scheuerintensität über die Stärke des Rückstaus, z.B. über die Stromaufnahme eines Antriebsmotors (28) des Rotors (105), eingestellt bzw. geregelt wird.Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom Scheuermantel eine Vielzahl Nocken in den Scheuerraum vorstehen und in Zusammenwirkung mit den Arbeitselementen des Scheuerrotors die Bewegung der Einzelkörner verstärken.Vorrichtung zur Scheuerung von Getreide, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Scheuermantel (103) und einem Rotor (105), die gemeinsam einen etwa ringzylindrischen Arbeitsraum (111) bilden, durch welchen das Getreide von einem Einlauf (101) zu einem Auslauf (102) hindurchbewegbar ist, wobei der Scheuermantel (103) abwechselnd Sieb- (109) und Scheuerabschnitte (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (105) - in Umlaufrichtung gesehen - abwechselnd in den Scheuerraum vorstehende Nocken, die Raspelflächen (112) bilden, und Zwangsfördermittel (113) für die Axialbewegung des Korngutes aufweist.Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zwangsfördermittel (113) des Rotors (105) über die gesamte Länge des Rotors (105) erstrecken und leistenförmig, sowie im Einlaufbereich über den gesamten Umfang des Rotors, insbesondere als Einzugsschnecke (115), ausgebildet sind.Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsfördermittel (113) des Rotors (105) als - in Umfangsrichtung gesehen - sich axial erstreckende Schneckenelemente (114), insbesondere der Einzugsschnecke (115) geometrisch ähnlich, ausgebildet sind.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (105) als Hohlkörper ausgebildet ist, und die Schnecken der Einzugsschnecke (115) eine grössere Schneckentiefe als die restlichen Zwangsfördermittel (113) aufweisen.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheuermantel (103) - in Umfangsrichtung gesehen - abwechselnd je 3 oder 4 Sieb- (109) und Scheuerabschnitte (110) aufweist, und der Rotor (105) - in Umfangsrichtung gesehen - abwechselnd wenigstens je 3, insbesondere je 4 sich längs des Rotors (105) erstreckende Raspelflächen (112) und Zwangsfördermittel (113) aufweist.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheuermantel (103) aus ortsfesten, kreisringförmigen Siebabschnitten (109) sowie aus gegen den Rotor (105) zu- bzw. einstellbaren Scheuerabschnitten (110) besteht.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheuermantel (103) an seinem Auslaufbereich (116) eine den Rückstau des Getreides in dem Arbeitsraum (111) einstellbare, insbesondere regelbare, Klappe (117) aufweist.
说明书全文

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Scheuern von Getreide in einem, durch einen Scheuermantel sowie einen Scheuerrotor gebildeten Scheuerraum, wobei das Korngut durch die Arbeitselemente des Scheuerrotores von einem Einlauf zu einem Auslauf bewegt wird.

Stand der Technik

Die Vorbereitung des Getreides für die Vermahlung insbesondere nach dem System der Hochmüllerei umfasst mehrere Verfahrensstufen:

  • die Aussiebung von Sand und Schrollen
  • das Auslesen von verschiedenen Fremdpartikeln, zum Beispiel von Steinen, Sämereien und Schalenteilen
  • das Entfernen von anhaftendem Schmutz
  • Befeuchten des Getreides von der Lagerfeuchtigkeit (z.Bsp. 10 - 12 %) auf die Vermahlungsfeuchtigkeit (auf über 15 % Wassergehalt)
  • Abstehen des Getreides während 12 bis 48 Stunden
  • eventuell auch eine Abscheuerung oder Abschälung einzelner Schalenteile oder der ganzen Kornschale.

Das Getreidekorn weist grundsätzlich einen 3-fachen Schalenaufbau auf. Die äusserste Schale besteht aus Oberhaut, Längszellen, Querzellen und Schlauchzellen, welche etwa 5,5 % des Kornganzen ausmachen. Es folgt eine mittlere Doppelschicht, die sogenannte Farbstoffschicht sowie eine farblose Schicht, für welche etwa 2,5 % des Kornes angenommen wird. Die innerste Schicht beträgt 7 % des Korngewichtes und wird als Aleuronschicht bezeichnet. Es bleibt noch der Keim mit 2,5 % und der grosse Rest, der Mehlkern, beträgt etwa 82,5 % des Kornganzen. Ein bekannter Problemkreis bei der Herstellung von Vollkorn, dunklen und hellen Mehlen sowie von Dunst und Griess stellt der Pflanzenkeim dar, weil der Keim einen hohen Fettgehalt hat. Der Keim ist ein Wertbestandteil, und eignet sich zum Beispiel für die Gewinnung von Oel. Das Fett ist es aber, welches in aufgebrochenem Zustand des Keimes besonders bei hohem Keimanteil die Haltbarkeit der Mahl-Produkte beschränkt. Der Müller ist bestrebt, alle Pflanzenkeime im Mahlprozess so schonend wie möglich zu entfernen. Das Getreidekorn soll deshalb mit dem Keim möglichst ohne Beschädigung bis zu der ersten Vermahlung geführt werden.

Die jüngere Vergangenheit war durch zwei Tendenzen geprägt. Erstens durch eine ökonomisch begründete Reduzierung der Anzahl Maschinen resp. Aggregate für die Reinigung beziehungsweise die Mahlvorbereitung. Die Zielrichtung war nur noch Trockenauslesemaschinen, eine Getreidenetzung sowie kleinst mögliche Abstehzellen zu verwenden. Gemäss der zweiten Tendenz wurde gerade umgekehrt vorgeschlagen, analog zu der Reismüllerei das Mahlgetreide über viele Stufen bis fast auf den Mehlkern zu schälen und zu polieren.

So wurde zum Beispiel gemäss der DE-PS Nr. 1 164 210 vorgeschlagen, die äussersten Schichten vollständig zu entfernen. Es werden je nach Getreideart 3,2 -5,7 %, also teils die ganze äussere Schale, durch wiederholtes Befeuchten, Abstreifen und Sichten weggenommen.Die Entfernung eines derart grossen Schalenteiles muss durch eine gezielte und wiederholte Behandlung des Kornes vorbereitet und begleitet werden, wobei neben der Feuchtigkeit auch Wärme über eine genügende Einwirkzeit mit mässiger Bewegung angewendet wurde.

Von der Anmelderin selbst wurde entsprechend der CH-PS Nr. 640 750 sozusagen als mittlerer Weg vorgeschlagen 6 - 10 % des Kornes, oder 50 - 60 % der Kornschale, vor der Vermahlung wegzuschälen. Es werden dafür vier aufeinanderfolgende Verfahrensschritte vorgeschlagen: Trockenreinigen - Feuchtschälen - Intensivnetzen - Walzenvermahlen. Dieses Verfahren konnte sich in der Praxis aber aus ökonomischen, beziehungsweise betriebswirtschaftlichen Gründen nicht durchsetzten.

Bei einer noch älteren Lösung wird gemäss der GB-PS Nr. 1 258 230 vorgeschlagen, zur Erhöhung der Ausbeute, die verschiedenen Schalen durch eine wiederholte "batchweise" Bearbeitung zu entfernen. Obwohl dieses Verfahren einer vollständigen Schälung nun schon seit über zwei Jahrzehnten bekannt ist, fand es in der Praxis keinen Eingang.

In jüngster Zeit wurde gemäss US-PS Nr. 5 025 993 erneut versucht, durch ein systematisches und wiederholtes totales Scheuern und Schälen einen Teil der Operationen des bisherigen Mahlprozesses innerhalb der Mahlvorbereitung durchzuführen. Sehr gross angelegte Praxisversuche ergaben jedoch, zumindest in Bezug auf die Gesamtökonomie einer Mühle, keine Vorteile. Im Gegenteil entstehen bei der vollständigen Kornschälung sehr feuchte Schalenfraktionen, die gesondert behandelt und zum Teil getrocknet werden müssen. Die Mehrzahl der versuche ergab keine höhere Ausbeute an hellen Mehlen oder Griessen. Der Aufwand für den Mahlprozess an sich lässt sich damit nicht wesentlich reduzieren. Die US-Patentschrift Nr. 5 025 993 geht von der Schäl- und Polierpraxis der Reismüllerei aus. Der eigentliche Nachteil liegt darin, dass jede einzelne Maschine nur einen sehr kleinen Durchsatz hat, so dass bei grösseren Leistungen von z.B. 20 - 40 t/h eine grosse Anzahl Einzelmaschinen benötigt werden.

Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung zum Schälen und Abreinigen gemäss EP-A-12790, deren Trommelmantel wechselweise Bereiche von in den Scheuerraum vorstehenden Schälelemente sowie Zwangsfördermittel (Schälschaufeln) für die Axialbewegung des zu behandelnden Gutes aufweist. Die Trommel ist von einem Sieb umgeben.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, die Mahlvorbereitung ohne Nachteil für die Vermahlung zu verbessern, insbesondere das Korn ohne Kornbruch auch bei grösserem Durchsatz auf eine hohe Reinheit zu bringen. Eine weitere Teilaufgabe lag ferner darin, dass auch eine höhere Konstanz der für die Vermahlung beeinflussbaren Eingangsparameter ermöglicht werden soll.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Korngut dürch Fördermittel vom Einlauf zum Auslauf zwangsgefördert wird, wobei in dem Scheuerraum eine Korngutschicht als dichte Packung erzeugt wird und die Arbeitselemente des Scheuerrotores wechselweise - in Umlaufrichtung gesehen - aus einer Vielzahl bzw. aus Feldern von vorstehenden Nocken sowie Zwangsfördermitteln bestehen, die in die dichte Packung eintauchen, wobei die Nocken hauptsächlich die Einzelkörner bewegen und die Zwangsfördermittel eine Axialbewegung des Korngutes erzeugen. Betrachtet man die tatsächliche Ausgestaltung der erfindungsgemässen Arbeitselemente, so entsteht der Eindruck, dass diese das Korn zerkleinern, zumindest sehr viel Kornbruch erzeugen. Mit Testversuchen konnte aber zur Überraschung aller beteiligten Fachleute genau das Gegenteil bewiesen werden. Bis zu einem beachtlichen Scheuereffekt von z.B. 2% entstand nahezu kein Kornbruch. Die Anmelderin hat mit grossem Erfolg die ähnlich aussehende Maisschälmaschine entwickelt (EP-B-0 327 610, die der Druckschrift WO-A-89 00454 entspricht, und die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 5 offenbart). Beim Maisschälen will man das Maiskorn aufbrechen, den Keim ablösen und die Schalen vollständig abtrennen. Das Ziel der Maisschälung ist also gerade das Gegenteil der Mahlvorbereitung von Getreide z.Bsp. für die Herstellung von Backmehl, Dunst und Griess. Erst ein Blick in den Scheuerraum der neuen Erfindung macht den grundlegenden Unterschied klar. Gemäss der neuen Erfindung wird die Bildung einer dichten Packung einer Kornschicht verlangt. Die Arbeitselemente ragen in die Kornschicht hinein. Die Arbeitselemente haben mehrere ganz spezifische Funktionen. Die einzelnen vorstehenden bzw. freistehenden Nocken üben eine sehr starke Bewegungefunktion auf das Einzelkorn aus, so dass vor allem auch eine intensive Reibung Korn an Korn bewirkt wird, und eine nichtagressive und trotzdem sehr wirksame Scheuerung entsteht. Die schneckenartigen Zwangsfördermittel garantieren den gewünschten Gutdurchsatz, wirken aber auch zusammen mit den Nocken, damit die grösstmögliche Bewegung der Einzelkörner erzwungen wird. Die Noppen geben aufgrund ihrer umlaufenden Bewegung eine umlaufende Grundbewegung an die Einzelkörner. Modellmässig lehnt sich die neue Erfindung an zwei bekannte Techniken an. Kugelmühlen haben als einzige Aufgabe die Mahlarbeit insbesondere durch die Walzarbeit der Kugeln. Man ist bei der Kugelmühle natürlich bestrebt, die Kugeln selbst nicht zu beschädigen. Die Kugeln der Kugelmühle können in Bezug auf die Bewegung in einer dichten Packung mit den Getreidekörnern verglichen werden. Das zweite Modell ist eine Homogenisier- und Presschnecke. In einer solchen Schnecke werden ganz verschiedene physikalische Einflussparameter genutzt. Es ist dies zum Beispiel ein sehr starker Mischeffekt, ein Reibeffekt zwischen den Gutteilen oder auch gegenüber den Maschinenelementen. Das Grundkonzept der Homogenisier- und Presschnecke liegt, basierend auf der Reibung, in einer Drehbewegung mit axialer Förderkomponente, welche durch den Gegenhalt durch eine entsprechende Oberflächenstruktur des Schneckengehäuses: Mischung, Reibung, Scheuerung, Druck usw. bewirkt. Die gewünschte Arbeit basiert letztlich auf dem schlechten Förderwirkungsgrad der Förderschnecke. Das Mischen bedingt einen intensiven Orts- und Lagewechsel aller Partikel und ermöglicht eine allseits gleichmässige Scheuerung des Kornes. Die erfindungsgemässe Lösung kann einen Teil dieser Effekte sehr vorteilhaft nutzen.

Bevorzugt weist auch der Scheuermantel eine Vielzahl von in den Scheuerraum vorstehenden Nocken auf, welche in Zusammenwirkung mit den Arbeitselementen des Scheuerrotores die Bewegung der Einzelkörner verstärken. Besonders bevorzugt weist der Scheuermantel in Umfangsrichtung der Arbeitselemente abwechselnd eine Vielzahl von Nocken bzw. mehrere Nockenfelder sowie Sieb-felder auf, durch welche der Scheuerabrieb abgetrennt wird.

Mit der Erfindung konnte bestätigt werden, dass man über Jahrzehnte, bis heute, die eigentlichen Grundoperationen: Reinigen - Netzen - Abstehen - Mahlen für die Gewinnung der verschiedensten Mahlprodukte auf einem hohen Stand beherrscht. Aber alle vermeintlichen Optimierungs-Bestre bungen der jüngeren Zeit, mit vielen Überschneidungen beziehungsweise Vermischungen der Grundoperationen ergaben nur für besondere Teilziele Vorteile. Gesamthaft aber brachten diese für die müllerische Praxis eher einen Rückschritt. Deshalb wurden die genannten Vorschläge von der Praxis abgelehnt. Im Rahmen der industriellen Verarbeitung aller Pflanzensamen besonders der verschiedenen Getreidesorten, stellt anerkannterweise die Hochmüllerei die höchsten Ansprüche. Das Reiskorn hat eine rundliche, betont konvexe Form, so dass es in der Reismüllerei technisch nicht schwierig ist, alle Schalenteile bis auf den Mehlkern abzuschleifen. Das Reis wird traditionell poliert. Das Weizenkorn aber besitzt wegen der tiefen Furche, sowohl konkave wie konvexe Formen, wobei die Furche etwa 20 - 30 % der ganzen Kornschale einschliesst. Gerade die Furchenpartie kann bei einem Arbeitseingriff in der Art der Reispolierung nicht erreicht werden. Der in der Konkav nach innen liegende Schalenanteil muss wie bis anhin, während der Mehrfachvermahlung gelöst und ausgesiebt werden. Damit bietet das Abschleifen und Polieren des Weizenkornes für die Vermahlung gar keine unmittelbaren Vorteile.

Die zweite Fehlüberlegung bei allen genannten Vorschlägen betraf die Reinigung an sich. Die Kornreinigung ist auf vier Hauptziele ausgerichtet:

  • Entfernen von allen Fremdsämereien
  • Entfernen von allen Verunreinigungen und Schalenteile
  • Reduzierung der bakteriologischen Verunreinigungen
  • Erhaltung eines intakten Kornes.

Aus naheliegenden Gründen ist der Schmutz bei pflanzlichen Körnerfrüchten an der Oberfläche und, abgesehen von der Furche, nie im Korninnern. Der Mehlkern ist im Prinzip steril. Wird nun die Kornschicht weggeschält, so werden nur mit einer bloss vordergründigen Logik aller Schmutz und alle Mikroben entfernt. Da die verschiedenen Schalen- schichten des Kornes mit Feuchtigkeit insbesondere aber nach 12 bis 24 ständigem Abstehen am wirkungsvollsten entfernt werden können, wurde bisher jede intensivere Schälung entweder erst nach dem Abstehen oder aber mit einem mehrfachen Wechselspiel von Schälen und Befeuchten durchgeführt. Übersehen wurde dabei, dass die Menge der Mikrolebewesen nicht eine einfache Frage der Statistik ist. Durch ihre eigene Vermehrungsfähigkeit beziehungsweise Verdoppelung zum Beispiel innert 30 - 60 Minuten, bei jeweils idealen Voraussetzungen wie Nährbasis, Wärme und Feuchtigkeit kann sich innert 24 Stunden eine Keimzahl über dem zulässigen Wert einstellen. Viele Mikroben haben tatsächlich optimale Vermehrungsbedingungen die mit dem optimalen Zustand für die Mahlvorbereitung übereinstimmen.

Das Korn soll so gut wie möglich zuerst trocken gereinigt und erst dann mit Netzwasser auf eine höhere Feuchtigkeit und diese zur Einwirkung auf die Schale gebracht werden. In der trockenen Reinigung lässt sich der Hauptteil der Schmutzsubstanz entfernen. Gleichzeitig wird die Keimzahl, wenn diese anfänglich erhöht ist, reduziert. In einem Zeitraum von 5 bis 120, vorzugsweise 10 90 Minuten Zwischenlagerung kann es höchstens zu einer Verdoppelung der Keimzahl kommen. Die zweite feuchte oder nasse Reinigung erlaubt in der Folge in Bezug auf Verunreinigungen, sei es anhaltender Schmutz oder Mikroben die maximal mögliche Entfernung und damit eine Kornmasse mit extrem hoher Reinheit zu erreichen, so dass das anschliessende Abstehen des ganzen Kornes in der Abstehzelle über 12 bis 48 Stunden ohne Nachteil sich nach den jeweils optimalen Anforderungen der Vermahlung richten kann. Der ganze Verarbeitungsprozess wird auf diese Weise in einem ersten unreinen Sektor, sowie einem zweiten völlig reinen Sektor, beginnend von der Überführung des gereinigten Kornes in die Abstehzellen, eingeteilt. Die Reinigung wird konzentriert und mit dem kleinst möglichen Zeitaufwand durchgeführt und abgeschlossen.

Die Erfindung erlaubt ferner eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Bevorzugt wird das Korn in der feuchten oder nassen Reinigung einer Oberflächenbearbeitung unterworfen. Ein Teil der äussersten Kornschale wird weggescheuert und der Abrieb vom Korngut sofort abgetrennt, wobei bevorzugt 0,3 bis 2% vom Korn weggescheuert wird. Ganz besonders bevorzugt wird das Korn in der trockenen Reinigung einer mehr oberflächig wirkende Scheuerung unterworfen unter Vermeidung einer Wegscheuerung der äusseren Kornschalen. Die Reinigung wird damit zu dem was sie sein soll zurückgeführt, nämlich sowohl jedes Einzelkorn wie auch die ganze Kornmasse auf einen höheren Reinheitsgrad zu bringen, ohne Kornbeschä-digung. Jegliches Freilegen des Endospermes oder Aufbrechen des Keimes wird so vermieden. Der Schalenaufbau des

Kornes bleibt mit Ausnahme eines Teiles der äussersten Schale intakt und schützt das Endosperm bis zur ersten Mahlpassage. In vielen Fällen können durch die Entfernung eines Teiles der äussersten Schale auch dort konzentriert vorhandene Reste von Umweltgiften gleichzeitig entfernt werden. Man nimmt in der Reinigung nur unreine Teil, weg, so dass diese Unreinfraktion einer speziellen Entsorgung zuführbar ist. Der Rest des Kornes als Mehlkern, Keim und auch Kleie sind Wertbestandteile und lassen sich optimal einer spezifischen Verwertung zuführen.

Versuche haben bestätigt, dass die Kombination der Zwangsförderung mit der Scheuerung und gleichzeitigem Abtrennen des Scheuerabriebes die Beschädigung des Kornes vermieden, und trotzdem eine unerwartet hohe Reinigungswirkung erreicht wird. Auf das Getreide wird von dem Auslaufbereich her ein Rückstau und in dem Arbeitsraum, zwischen Rotor und Scheuermantel eine dichte, etwa 1 - 5 Körner dicke Kornschicht, erzeugt, wobei vorzugsweise die Rauhigkeit der Raspelflächen beziehungsweise das entsprechende Raspelprofil grösser ist, als die Grösse eines Getreidekornes. Mit der Umlaufbewegung des Rotors wird die Kornschicht einem stetigen Wechselspiel von Raspelung sowie Umlauf - und Vorwärtsbewegung unterworfen. Die Umlauf- und Vorwärtsbewegung wird konstant gehalten, so dass die Scheuerintensität durch Einstellung oder Regelung des Rückstaues oder auf Grund der Stromaufnahme des Antriebsmotores festlegbar ist.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Scheuerung von Getreide mit einem Arbeitselemente aufweisenden Scheuerrotor und einen Scheuermantel welche gemeinsam einen Scheuerraum bilden, durch den über einen Einlauf zu einem Auslauf das Getreide durch die Arbeitselemente gefördert wird, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Scheuerrotor - in Umlaufrichtung gesehen - wechselweise Felder von in den Scheuerraum vorstehenden Nocken sowie Zwangsfördermittel für die Axialbewegung des Korngutes aufweist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Die Arbeitselemente des Scheuerrotores werden in Umfangsrichtung abwechselnd als Felder von vorstehenden Nocken sowie schneckenförmgien Zwangsfördermitteln ausgebildet. Bevorzugt weist auch der Scheuermantel Felder von vorstehenden Nocken auf, welche in dem Scheuerraum vorstehen, wobei die Höhe aller Arbeitselemente in der gleichen Grössenordnung wie der freie Abstand (Rotorspiel) zwischen den Arbeitselementen z.Bsp. zwischen 5 und 15 mm liegen. Die Zwangsfördermittel werden vorteilhafterweise auf Trägerleisten angeordnet, welche sich über die wesentlichen Länge des Scheuerrotores erstrecken und in dem Bereich des Einlaufes vorzugsweise als Einzugsschnecke ausgebildet sind.

Der Rotor wird als Hohlkörper ausgebildet und die Einzugsschnecke vorzugsweise mit einer grösseren Schneckentiefe versehen, gegenüber den Zwangsfördermitteln in dem nachfolgenden Scheuerraum. Die Arbeitselemente können auf mehrere, z.Bsp. 6 bis 10 auf den Rotor montierbaren Trägerleisten ausgebildet werden, die sich je über die ganze Rotorlänge erstrecken und entsprechende Nockenfelder und/oder Zwangsfördermittel aufweisen. Der Rotor kann in Umfangsrichtung abwechselnd wenigstens je 3, vorzugsweise je 4 sich längs erstreckende Felder von Nocken und Zwangsfördermittel aufweisen. Der Scheuermantel weist auf seiner ganzen Oberfläche entweder nur Scheuerelemente auf oder kann in Umfangsrichtung abwechselnd z.Bsp. je 3 oder 4 Sieb- und Scheuerabschnitte aufweisen. Der Scheuermantel kann aus ortsfesten, kreisringförmigen Siebabschnitten sowie Feldern von Nocken, die gegen den Rotor zustellbar bzw. einstellbar sind, bestehen, wobei die dichte Packung der Korngutschicht vorzugsweise durch eine einstellbare vorzugsweise regelbare Klappe erzeugbar ist.

In der Folge wird die Erfindung nun an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Es zeigen:

die Figur 1
diagrammatisch eine Mahlvorbereitung;

die Figur 2
die feuchte bzw. nasse Stufe der Reinigung in grösserem Massstab;

die Figur 3, 3a und 3b
an sich bekannte Schnitte durch ein Weizenkorn;

die Figur 4
eine kombinierte Trockenscheuerung mit anschliessender Befeuchtung;

die Figur 5
eine Kornscheuermaschine in grösserem Massstab;

die Figur 6
einen Schnitt VI der Figur 5;

die Figur 7
eine weitere Ausführungsform mit mehrstufiger Reinigung;

die Figur 8
zeigt ein Foto einer Gegenüberstellung eines Nockenfeldes sowie Zwangsfördermitteln mit einer kleinen Menge von Hand darauf gelegten Getreidekörner;

die Figur 9
die Figur 8 mit einer grösseren Menge Getreidekörner;

die Figur 10
gibt einen Blick in den Scheuerraum mit geöffnetem Scheuermantel;

die Figuren 11-13
geben einen Einblick in den Scheuerraum zwischen Scheuerrotor und Scheuermantel bei normaler Arbeitsstellung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Es wird nun auf die Figur 1 Bezug genommen. Die sogenannte Rohfrucht 1 wird über einen Verteilförderer 2 in die jeweiligen Rohfruchtzellen 3, 3' bis 3IV usw. für die Verarbeitung bereitgestellt. Die Rohfrucht ist nur teilweise oder nicht gereinigtes Getreide. Üblicherweise wird das Getreide vorgängig von den gröbsten Verunreinigungen durch Siebe und Aspirationen befreit, ohne dass dabei eine Einzelkornreinigung vorgenommen wird. Die Rohfruchtzellen dienen ferner der Bereitstellung verschiedener Getreidesorten, die in der Folge über Mengenregler 4 nach vorgewählter Menge und Prozentanteilen über eine Sammelschnecke 5 zusammengemischt werden. Die Rohfruchtmischung wird dann über einen Elevator 6 überhoben und über eine Waage 7 in die erste Vorreinigungsstufe 8 der Trockenreinigung geführt, welche eine Kombination einer Grössenklassierung im oberen Teil sowie einer Schwereklassierung im unteren Teil, wie sie zum Beispiel in der EP-PS Nr. 293 426 beschrieben ist, darstellt. Die Rohfrucht wird über einen Einlauf 9 der Vorreinigungsstufe 8 eingeführt, wobei über einen Auslauf 10 grössere Fremdbestandteile sogenannte Schrollen über einen Auslauf 11 feiner Sand, über den Auslauf 12 Steine sowie über eine Abluftleitung 13 Feinstaub abgetrennt und weggeführt werden. Das Getreide wird in der Folge über eine Verbindungsleitung 14 resp. 14' einem Trieur 15 eingespiesen. Über den Trieuer 15 können die meisten Fremdsämereien wie Rundkörner und Langkörner, Hafer Gerste, Wicke usw. ferner Raden und Kornbruch ausgelesen werden. Das Mahlgetreide wird als Hauptfraktion einer Trockenscheuermaschine 16 über einen Einlauf 17 zugeleitet, wo nun erstmals eine intensive Oberflächenreinigung von jedem Einzelkorn stattfindet. Der trockene Scheuerabrieb wird über einen Sammeltrichter 18 sowie eine Abführleitung 19 weggeführt. Das Korngut wird in einem Tarar 20 von losen Schalen sowie von allem Scheuerabrieb befreit, und über einen Förderer 21 als trockengereinigtes Gut kontinuierlich in eine Netzeinrichtung 22 gespiesen. Die Netzeinrichtung 22 kann irgend eine Ausführungsart sein, wichtig ist, dass über eine Regeleinrichtung 23 eine genau über einen Rechner 24 bestimmbare Netzwassermenge über eine entsprechende Netzwasserleitung 25 zugegeben werden kann. Es kann zusätzlich oder anstelle des Wassers auch Dampf über eine Dampf zuleitung 26 zur Auf netzung dem Getreides eingesetzt werden. Die Netzeinrichtung kann entsprechend dem Vorschlag in dem CH-Patent 686 229, auf welche hier vollumfänglich Bezug genommen wird, ausgeführt werden. Die Netzeinrichtung 22 weist einen Antriebsmotor 28 einen Eintragsförderer 29 sowie eine Netzkammer 30 mit darin drehbar gelagerten Beschleunigungsrotoren 31 auf. Das frisch genetzte Getreide wird dann in einen Zwischendepot 40 bis zu 120 Minuten zwischengelagert. Über einen Austragdosierer 41 wird nach vorwählbarer Zeit das Getreide einer feucht beziehungsweise Nass-Scheuermaschine 42, übergeben, wobei je nach Aufgabenstellung 0,2 bis 2% von dem Korn weggescheuert, wobei auch hier der Scheuerstaub direkt über dem Sammeltrichter 43 weggeführt wird. Ein weiterer interessanter Ausgestaltungsgedanke liegt darin, dass in dem Zwischendepot 40 mit konditionierter Luft 44 über eine Luftaufbereitung 45 mit gesteuerter Temperatur sowie Luftfeuchtigkeit, vorzugsweise im Umluftbetrieb eine zusätzliche Behandlung durchführbar ist. Ferner ist es aber auch möglich, in dem Zwischendepot 40 eine besondere Gasatmosphäre, z.B. Mit CO2 über eine Begasungseinrichtung 46, herzustellen. Dem Zwischendepot 40 könnte auch eine Umschichteinrichtung zugeordnet werden, bevorzugt wird er jedoch im Durchlaufbetrieb verwendet. Die Getreidetemperatur wird über eine Sonde 47 festgestellt, ebenso wie die effektive Kornfeuchtigkeit nach der Reinigung, welche zum Beispiel über eine Mikrowellenmesseinheit 50 gemessen wird. Beide Werte werden über ein Datenbussystem 51 dem Rechner 24 zugeführt, welcher auch alle Operationen auf Grund von übergeordneten Vorgaben koordiniert. In dem Zwischendepot kann das Getreide auf eine konstante Temperatur von 20°C erwärmt und falls erforderlich, gekühlt werden. Mit der ganzen Einrichtung kann nun bei abwechselnder Feuchtigkeit des Mahlgetreides nach der Feucht beziehungsweise Nassreinigung über dem Feuchtigkeitsistwert, einem Vergleich mit einem Sollwert entweder über die Luftaufbereitung 45 oder über Netzeinrichtung 22 eine entsprechende Korrektur vorgenommen werden. Bis dahin wurden alle Verfahrensstufen innerhalb dem Unrein-Sektor UR jedoch mit möglichst kleiner Verweilzeit von höchstens zwei Stunden durchgeführt. Das nun auf höchste Ansprüche gereinigte und genetzte Mahlgetreide wird in der Folge auf die Mühlenseite, welcher ein Reinsektor R ist, überführt und durch einen weiteren Elevator 60 einen Verteilförderer 61 in eine vorwählbare Abstehzelle 62 bis 62IV eingelagert, in welchen das Getreide nun zum Beispiel für 12 bis 24 Stunden abgestanden wird. Darauf wird das Mahlgetreide über eine Durchflussregeleinrichtung 70, einem Horizontalförderer 71 sowie einem Elevator 72 einer weiteren Netzeinrichtung 73 zugeführt, wobei nur noch zum Beispiel 0,1 bis 0,5 % Wasser zugegeben wird, zur Befeuchtung der Oberfläche des Kornes. Nach einer kurzen Ruhezeit in einem B1-Depot 74 wird die Mühleneingangsleistung mit der sogenannten B1-Waage 75 erfasst, über einen Sicherheitsmagentabscheider 76 der ersten Mahlstufe, beziehungsweise dem ersten Mahlwalzenstuhl 77 übergeben. Danach werden mit dem System der Hochmüllerei die Mahlprodukte auf an sich bekannte Weise gewonnen.

In den Figuren 3, 3a und 3b ist je ein, an sich bekannter, Schnitt durch ein Getreidekorn dargestellt. Das Korn besteht zur Hauptsache aus dem Mehlkern 80, der Aleuronschicht 81, einer Samenschale 82 sowie einer Fruchtschale 83, ferner aus einem Keimling 84. Das besondere Charaktristikum des Weizens ist die sogenannte Furche 85, welche einen Anteil von 20 und mehr Prozenten der verschiedenen Schichten 81 - 83 einschliesst.

Die Figur 4 zeigt eine kombinierte Maschine, wobei die Trockenscheuermaschine 16 sowie die Netzeinrichtung 22 wie in Figur 1 als Baugruppe zusammengefasst sind. Aus der Figur 4 ist ferner ersichtlich, dass die beiden Aggregate auch eine Steuer und Regeleinheit aufweisen. Dabei kann sowohl der Grad der Scheuerung wie auch der Wert der Netzung nach Vorgabe gesteuert werden.

In den Figuren 5 und 6 ist die Trockenscheuermaschine 16 resp. die Feucht- beziehungsweise Nassscheuermaschine 42 in grösserem Massstab dargestellt. Die Scheuermaschine weist einen Arbeitsgehäuse 100, mit einem Einlauf 101 sowie einem Auslauf 102 für das gereinigte Getreide auf. Innerhalb dem Arbeitsgehäuse 100 ist ein zylindrischer Scheuermantel 103 ortsfest angeordnet, wobei sich innerhalb dem Scheuermantel 103 ein um eine Achse drehbeweglicher Rotor 105 befindet, welcher auf beiden Endseiten in Lagern 106 gelagert und von einem Antriebsmotor 28 über einen Riemenübertrieb 107 angetrieben wird. Das Arbeitsgehäuse 100 weist ferner beidseits Kontroll- und Servicetüren 108 auf und mündet im mittleren Teil in den Sammeltrichter 18, über welchen der Scheuerantrieb abführbar ist. Der Scheuermantel 103 besteht aus Siebabschnitten 109 sowie Raspelflächen 110, wobei die Raspelflächen vorzugsweise gegen den Rotor 105 zu- beziehungsweise wegstellbar sind, zur Einstellung des wirksamen Arbeitsspaltes zwischen dem Rotor 105 sowie 110. Bei dem in der Figur 5 und 6 gezeigten Beispiel weist der Scheuermantel 103 abwechselnd je drei Sieb- und Scheurabschnitte resp. Raspelflächen 110 auf, so dass der Scheuerabrieb unmittelbar nach dessen Bildung sofort durch die Siebabschnitte aus dem Arbeitsraum 111 entfernt wird. Der Rotor 105 seinerseits ist in 4-teiliger Form aufgebaut, wobei je Raspelflächen 112 und Fördermittel 113 mit Ausnahme einer Einlaufspartie, in dem Arbeitsraum 111 wechselnd angeordnet sind. Die Fördermittel 113 erstrecken sich über die ganze Länge des Arbeitsraumes 111 und sind durch entsprechende, auf dem ganzen Umfang verteilte Einzugsschneckenelemente 114 ergänzt, und bilden in dem Bereich des Einlaufes 101 eine Einzugsschnecke 115. Im Auslaufbereich 116 ist eine Rückstauklappe 117 angebracht, die für einfachste Fälle durch verschiebbare Gewichte 118 für eine jeweilige Schälintensität einstellbar ist.

Die Figur 7 zeigt eine Ausführungsform mit mehrfacher Feucht- beziehungsweise Nassscheuerung. Die Netzeinrichtung 22' beziehungsweise 22'' weist eine entsprechend vergrösserte Netzkammer 30' beziehungsweise 30'' auf, zur Sicherstellung einer Wassereinwirkzeit von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Minuten. Das Korn wird während der Zwischenlagerung durch mechanische Prall- und Reibeinwirkungen intensiv bewegt und stufenweise vorbereitet. Damit ist es möglich noch schonender genau den gewünschten Anteil der Schale zu entfernen, welcher für die zu gewinnenden Mahlprodukte optimal ist. Wie ferner aus der Figur 7 ersichtlich ist, kann die Scheuermaschine 42' auch schräg nach oben fördernd angeordnet werden. Vorteilhafterweise wird nach der Reingung über eine weitere Netzeinrichtung 22''' die für die Mahlfeuchtigkeit noch fehlende Wassermenge zugegeben. Der Wassergehalt wird beim Austritt aus der Netzkammer 30''' gemessen und über eine Regeleinrichtung 23'' auf den gewünschten Wert gebracht.

Versuche haben gezeigt, dass je nach gewünschter Qualität des Endproduktes beziehungsweise der dafür verwendeten Rohfruchtmischung mit der erfindungsgemässen Lösung eine bessere Beherrschung und exaktere Vorausbestimmung der Endprodukte möglich wird, so dass der ganze Vermahlungsprozess besonders bei höherem Automatisierungsgrad mit grösserer Reproduzierbarkeit führbar ist. Es ist möglich, die beeinflussbaren Eingangsparameter des Mahlgutes innerhalb einer sehr kleinen Bandbreite zu halten. Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die folgenden Werte kontinuierlich gemessen beziehungsweise überwacht werden. Es sind dies Wassergehalt, Farbe und Asche des Getreides, ferner die Temperatur, das Schüttgewicht, wobei eventuell auch die Kornhärte vor oder nach der Reinigung erfasst wird. In vielen Fällen lässt sich mit der neuen Erfindung die Abstehzeit, ohne Nachteile für die Vermahlung, reduzieren.

In der Folge wird nun auf die Ausschnittsfotos gemäss Figuren 8 - 13 Bezug genommen.

Die Figur 8 und 9 zeigen zwei verschiedene Trägerleisten des Scheuerrotores mit einem Nockenfeld bzw. Zwangsfördermitteln, welche als Teile von Schneckengängen ausgebildet sind. Aus den Fotos ist besonders gut die Grössenrelation zwischen den Einzelkörnern sowie den Arbeitselementen erkennbar.

Die Figur 10 zeigt den Übergang von der Einzugsgschnecke in den eigentlichen Scheuerraum, wobei der Scheuermantel etwas geöffnet worden ist. Die Figur 10 und die folgenden veranschaulichen, dass mit der Bewegung des Scheuerrotores die Einzelkörner nicht aufgerissen werden, wie dies z.Bsp. bei der Maisentkeimung der Fall ist. Die verschiedenen Arbeitselemente lassen genügend Freiraum, damit die Einzelkörner eine sehr intensive Wirbelbewegung machen können was auch den Scheuereffekt verursacht.

Die Figur 11 zeigt den Scheuerraum, wobei der Scheuerrotor und der Scheuermantel die gleichen Nocken als Arbeitselemente aufweisen.

Die Figur 12 zeigt den Scheuerraum wobei der gezeigte Ausschnitt des Scheuermantels als Siebfeld ausgebildet ist. Es ist erkennbar, dass sogar an der engsten Stelle zwischen der höchsten Spitze des Zwangsfördermittels sowie dem Sieb das einzelne Korn durchschlüpfen kann.

Die Figur 13 zeigt, dass auch im Bereich des Siebfeldes durch die Nocken des Scheuerrotores Scheuerarbeit geleistet wird.

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