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Verfahren zum Enthülsen und Trocknen von Getreide und
Maschine zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Enthülsen und Trocknen von Getreide, bei dem die vorher gewaschenen Körner in bewegtem Haufen durch Reibung von den Hülsen befreit und die Hülsen aus dem HUlsen-Körnergemisch mittels eines Luftstromes abgeführt werden.
Es ist bekannt, mittels einer Trommelschälmaschine, die eine obere und eine untere Trommel auf- weist, Getreidekörner zu enthülsen, wobei das Korn an der rauhen Innenwandung der Trommeln entlang- geführt wird und die gelösten Schalen durch einen Ventilatorläufer abgesaugt werden.
Nachbekannten Verfahren zur Enthülsung von gewaschenem feuchten Getreide wird das zunächst noch nasse Gut im ersten Teil der Maschine ausgeschleudert, indem es an einer horizontal gelagerten Sieb- trommel mittels Treiber zur Rotation gebracht wird, wobei der Wasseruberschuss durch die Siebwandung abläuft, das Gut aber im Zuge einer axialen Weiterbeförderung zur Vorenthülsung kommt. Dies geschieht beispielsweise mittels gezahnter Treiber, die das Korn mit hoher Geschwindigkeit an einer glatten Trom- melwand entlangschleudern, wobei sich infolge der Reibung die Hülsen lockern.
Dann tritt das Gut in eine andere meist darunter befindliche Trommel über, die ähnlich arbeitet, aber besaugt ist, so dass hier ein Trocknungsprozess erfolgt und die vom Korn gelösten feuchten Hülsen mit der Luft abgeführt werden, während an anderer Stelle die trockenen Körner abgehen. Diese Verfahren, die sich in den verschiedenen Ma- schinenformen nur unwesentlich unterscheiden, haben insbesondere den Nachteil des zu hohen Kraftverbraunhes sowie der Verschmierung der Maschine infolge ungenügender Wasserausschleuderung. Auch wird die von beiden Stirnseiten angesaugte Luft, deren Abgang sich auf die ganze Trommellänge verteilt, zu wenig zur Trocknung ausgenutzt, weil die Beruhrung mit dem feuchten Gut nicht intensiv genug erfolgt.
Darum ist zur Trocknung der Körner und Absaugung der nassen schweren Hülsen ein so starker Luftzug erforderlich, dass auch Körner mitgerissen werden. Das bedingt weitere Vorkehrungen zur Rückleitung der Körner. Eine weitere Verwendung der Hülsen ist vom Vorhandensein einer separaten HUls nirocknungsan- lage abhängig, da sie in feuchtem Zustand nicht lagerfähig sind. Die enthülsten Körner weisen (besonders bei Roggen) den Nachteil auf, dass sich während des Reibens mit den schon gelösten, aber noch zu feuchten Hülsen feinste Teile derselben in den Spalt festsetzen und schwer daraus zu entfernen sind. Schliesslich ist auch bei jedem Enthülsungsvorgang nicht zu vermeiden, dass sich bei manchen Körnern die Keime lösen.
Infolge der starken Besaugung werden diese dann mit den Hülsen abgesaugt und gehen für die Ernährung verloren.
Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile vermieden, indem das Körnergut durch einen geschlossenen Raum unter gleichmässiger Pressung und ständiger Umsetzung hindurchgeknetet wird, wobei die feuchten Hülsen von den Körnern gelöst werden und das so entstehende HUlsen-Körnergemisch nach Aufhebung der Pressung zur Trocknung durch einen der nunmehr lockeren Weiterbewegung entgegengerichteten Druckluftstrom geleitet wird, und die Hülsen durch den Druckluftstrom entgegen der Bewegungsrichtung der Körner abgeführt werden.
An Hand der Zeichnungen ist die nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitende Maschine beschieben.
Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemässen Maschine, teils im
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Schnitt dargestellt, Fig. 2 den Grundriss zu Fig. 1, wobei der HUlsenausgangsschacht weggelassen ist, Fig. 3 eine Stirnansicht der Antriebsseite, unter Auslassung der Hauptantriebsscheibe (s. Fig. 1 ganz links), Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 1 durch die Antriebsseite, Fig. 5 eine Stirnansicht (Luftansaugeseite), Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie C-D durch die Luftansaugeseite.
Wie aus Fig. l und 4 ersichtlich ist, sind in der erfindungsgemässen Maschine zwei Trommeln 2 und 7 angeordnet, von denen eine obere Trommel 2 von geringerem Durchmesser für die Vorenthülsung, und darunter eine Trommel 7 mit grösserem Durchmesser für Trennung und Trocknung und separate Abführung von Korn und Hülsen dient. In jeder Trommel befindet sich eine von aussen angetrie- bene Welle 4 bzw. 8.
Vom Hauptantriebsrad 21 an der unteren Welle 8 (Fig. 1 links unten) geht ein Antrieb 22 zur oberen Welle 4 (s. auch Fig. 3) und vom andern Ende derselben wieder ein Antrieb 23 nach unten (s. auch Fig. 5 und 6) zu einer Antriebsscheibe 24, die im Zwischenraum 25 zwischen der Stirnwand der Maschine und einem im Abstand von dieser befestigten Lagerschild 12 um- läuft und den auf der Hauptwelle 8 gesondert gelagerten Ventilatorläufer 11 (Fig. 6) antreibt, der aus dem Zwischenraum 25 allseitig Luft ansaugt. Am andern Ende der unteren Trommel 7 befindet sich tangential nach oben abgehend die Ableitung 16 der Luft mit den getrockneten Hülsen.
Der Arbeitsvorgang : Die bei l der Vortrommel 2 zugeführten feuchten Körner werden mittels der auf der Welle 4 sitzenden Schnecke 3 in die Trommel 2 hineingedrückt. Dort werden sie von den KnetflUgeln 5 im gefüllten Raum geknetet. Gegenüber den auf der Welle 4 rotierenden Knetflügeln 5 befinden sich in der Trommelwand feststehende Knetstifte 5a so angeordnet, dass jeder KnetflUgel 5 zwischen zwei Knetstiften 5a rotiert ; dadurch wird die Körnermasse durchwühlt, wobei sich die Hülsen in grossflockiger Form lösen. Nun sind, wie Fig. 1 erkennen lässt, die Knetflügel 5 schräggesetzt, so dass sie die geknetete Körnermasse zugleich auch in axialer Richtung fördern.
Gegen das linke Ende der Trommel staut sich die Körnermasse und öffnet durch ihren eigenen Druck gegen die Wandung eine mit Gegengewicht belastete Klappe 6 (Fig. 4), durch welche das Gemisch von Körnern mit den noch anhängenden feuchten Hülsen vom Druck entspannt in die untere Trommel 7 fällt.
In der Trommel 7 erfolgt die Trennung und Trocknung von Korn und Hülsen. Zu diesem Zweck besteht die Trommelwandung aus Buckelblech (nicht dargestellt) und die Hauptwelle 8 ist mit gezahnten Treibern 9 versehen (s.. Fig. 1, 2, 4 und 6), die hier das Korn im Unterschied zu den Knet- flilgeln 5 frei fliegend an der Trommelwand entlangtreiben, wobei die gebuckelte Mantelfläche ähnlich wie ein Waschbrett wirkt, an deren Unebenheiten die Körner durchwirbelt werden, wobei die voll- ständige Lösung der Hülsen vom Korn erfolgt. Ähnlich wie die Knetr'1ilgel 5 haben auch die Treiber 9 eine Schrägstellung, die sich jedoch auf die.
Länge der Treiber bezieht und durch Verdrehung der beiden
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doch statt durch Gewicht durch eine Feder belastet, die dem Druck der kreisenden Körner zunächst ganz leicht nachgibt, um erst bei weitem Öffnen einen starken Gegendruck zu entwickeln, gegen welchen die enthülsten trockenen Körner ausströmen, während die Hülsen einen andern Weg nehmen.
Diese Funktion in der Trommel 7 wird aber erst durch den hier zugleich erzeugten Luftdruck samt Lenkung desselben erreicht. Der Ventilatorläufer 11, der auf der Hauptwelle 8 drehbar gelagert ist (s. Fig. 1 und 6), wird von aussen mittels eines Riemens von der oberen Welle 4 mit entsprechend höherer Drehzahl als die Hauptwelle 8 angetrieben (s. Fig. 1 und 5). Zwischen der Stirnwand und dem ausgezogenen Lagerschild 12 saugt der Ventilatorläufer 11 Luft an und bläst sie über seinen ganzen Umfang mit sehr grosser Austrittsgeschwindigkeit in die am Ende der Trommel 7 in Höhe der Auslaufklappe 10 kreisenden Körner (s. Fig. 1 rechts und Fig. 6). Dabei werden die hier noch mitkreisenden Hillsen kräftig aufgewirbelt, vom schwereren, durch die Zentrifugalkraft noch erhöhten Gewicht des Körnerstromes getrennt und folgen dem entgegengesetzt gerichteten Luftstrom.
Nach dem ersten kräftigsten Eintritt der frischen Luft in die kreisende Körnermasse am Auslauf der Trommel, der jedoch die Luft infolge der Federbelastung der Klappe 6 nicht folgen kann, zieht die Luft mit den Hülsen durch den inneren Trommelkern in axialer Richtung nach links (s. Fig. 1) im Gegenstrom zu der am Trommelumfang kreisenden schwereren Körnermasse, wobei die noch an den Körnern hängenden mitkreisenden Hülsen immer mehr gelöst und von der Luft aufgenommen werden, um im Kern der Trommel den gleichen Weg zurückzugehen bis zum Luftabgangsschacht 16. Dieser Schacht mit einer Breite, die der halben Trommellänge entspricht, ist so angeordnet, dass die Luft tangential, jedoch entgegen der Drehrichtung der Treiber 9 abgeführt wird (s. Fig. 4). Hiebei kommt nun ein drittes komplizierteres Gegenstromprinzip zur Wirkung.
Die an der Peripherie fliegend kreisende Körner-
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Hülsen-Masse bildet an der durch die Schachtöffnung unterbrochenen Mantelfläche eine Art bewegten Schleier. Hier kreist das von der Trommel 2 durch die Klappe 6 und vom Schacht 6a an der lin- ken Seite des Schachtes 16 herunterfallende noch feuchte Körner-Hülsen-Gemisch, das entsprechend dem von den Treibern 9 bewirkten Drall langsam nach rechts wandert. Fig. 2 gibt einen Blick von oben in den Schacht 16, wo einer der acht Treiber 9 auf ganzer Schachtlänge sichtbar ist.
Der im Trommelkern herrschende Luftüberdruck durchdringt nun den Schleier auf der ganzen
Schachtbreite, u. zw. entgegen der Drehrichtung nach oben (s. Fig. 4 Pfeilkreuzung). So wie die Körner kurz vor dem Austritt aus der Maschine von dem in die Maschine eintretenden frischen trockensten Luft- strom durchwirbelt werden und dabei noch die letztmögliche Trocknung erfahren, so wird am andem Ende der Trommel die Luft kurz vor dem Austritt aus der Maschine noch in innigste Berührung mit dem feuch- testen Körner-HUlsen-Gemisch gebracht und dadurch der Trocknungseffekt der Luft bis zur Grenze des
Möglichen ausgenutzt. Die von der Luft schon mitgeführten trockeneren und darum leichteren Hülsen durchdringen den geschilderten Schleier und gehen mit der Luft nach oben ab (Fig. 4).
Die hier mit den
Körnern noch kreisenden feuchteren und darum schwereren Hülsen folgen der Luft nicht, sondern folgen dem Bewegungsgesetz der schwereren Körner. Der abgehende Luftstrom bewirkt auf diese Hülsen nur noch eine erste Vortrocknung, soweit die Luft auf ihrem Wege bis hieher noch nicht 100joug mit Feuchtigkeit gesättigt ist. An Tagen besonders grosser Lufttrockenheit kann mit diesem dreifachen Gegenstromprinzip der Luftführung ohne Wärmezugabe eine bereits befriedigende Trocknung erzielt werden.
Um auch an weniger günstigen Tagen (Regenwetter) eine brauchbare Vortrocknung zu erreichen, kann der Ansaugluft Wärme zugeführt werden. Bei der wirtschaftlichen Ausnutzung der Luft wird mit je 1 KWh zugeführte Wärme von der gleichen Luftmenge zirka 1, 01 Wasser mehr aufgenommen, wobei die Tem- peraturerhöhung nicht wesentlich in Erscheinung tritt, weil die Wärme gleich in Verdunstungsleistung umgesetzt wird.
Zwecks Luftvorwärmung ist der Zwischenraum zwischen Stirnwand und Lagerschild 12 mit einer
Blechhaube 13 umkleidet, die unten eine breite Ansaugeöffnung 14 aufweist. Hier sind, über die ganze Breite verteilt, mehrere elektrische Heizkörper 15 eingebaut, die dem Wärmebedarf entspre- chend eingeschaltet werden. Der gleiche Zweck kann auch mittels Dampfheizelementen oder andern
Wärmespendern erreicht werden. Die mit der Luft abgehenden Hülsen werden durch einen Zyklon oder durch einen Filter bzw. eine Staubkammer von der entweichenden Luft getrennt. Der Abgang der Hülsen aus der Maschine durch den Schacht 16 ist hinter dem Schiebefenster 17 sichtbar. Ebenfalls hier ist an der linken Seite der Zulauf 6a von der oberen Trommel sichtbar (s. Fig. 1 und 4).
Durch das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Maschine werden folgende fort- schrittliche Wirkungen erzielt :
1. Für EnthUlsung von 500 kg/h Roggen oder Weizen ist ein Kraftaufwand von 9 KW oder ein 12 PS-
Motor erforderlich. Bisher wurden für diese Leistung 40 PS benötigt.
2. Die enthülsten Körner sind gegenüber den bisherigen unterschiedlichen Ergebnissen vollständig lagertrocken. In Fällen, wo zwischen Enthulsung und Weiterverarbeitung noch eine Lagerung erfolgen soll, bestehen nun keine Schwierigkeiten mehr.
3. Die Hülsen, die bei den bisherigen Verfahren eine Überbefeuchtung bis zu 50 Gew. -0/0 aufwiesen und ohne separate Nachtrocknung wertloser Abfall waren, kommen nun annähernd trocken aus der Maschine. Für manche Zwecke sind sie bereits ohne weitere Nachtrocknung verwendbar oder können mit wesentlich geringerem Aufwand als bisher erforderlich noch nachgetrocknet werden.
4. Die Hülsenform ist im Gegensatz zu dem bisherigen (besonders bei Roggen) zerriebenen Zustand von grossflockiger Art, was die Weiterverwertung erleichtert.
5. Die Wärmezuführung und Trocknung der Hülsen schon im EnthUlsungsvorgang vermindert beim Roggen die Spaltzusetzung und trägt somit zur weiteren hygienischen Verbesserung bei.
6. Durch intensivste Ausnutzung der Luft auch zur Hülsentrocknung mittels des dreifachen Gegenstromprinzips ist der Mengenbedarf so wesentlich verringert, dass alle mit der bisherigen Luftbewältigung verbundenen Umstände entfallen. Kleine Körner und abgeschlagene Keime werden nicht mehr abgesaugt, sondern bleiben im Korn, so dass die Hülsen keine Spuren körniger Bestandteile mehr aufweisen. Abmessungen von Zyklon oder Filterflächen sind geringer und erfordern weniger Kosten und Raum.
7. Die Gefahr einer Verschmierung der Maschine, die insbesondere bei Roggenbetrieb oft in Erscheinung trat und die der Mengenleistung eine Grenze setzte, ist mit dem neuen Verfahren der schon in der Maschine beginnenden HUlsentrocknung überwunden. Die Maximalleistung bei Roggen, bisher zirka 601o der Weizenleistung, ist nun genau so hoch wie bei Weizen. Für EnthUlsung auch von Hafer oder Gerste kann der Anlage ein Dämpftrog in bekannter Art vorgeschaltet werden.