Verfahren zum Zerkleinern von Stoffen und Maschine zur Durchführung dieses Verfahrens Es sind Verfahren bekannt, bei welchen das zu zerkleinernde Gut zwischen über ein Sieb bewegten Organen und dem Sieb unter Druck gesetzt und durch das Sieb gepresst wird.
Solche Verfahren werden hauptsächlich in der chemischen Industrie angewandt, um verhältnismässig weiche Stoffe zu zerkleinern. Die über das Sieb be wegten Organe werden dabei als feste Stäbe ausgebil det, die z. B. zwischen zwei drehbaren Flanschen ein gesetzt sind und bei der Drehung der Flansche über das Sieb gleiten. Diese Anordnung befriedigt voll kommen für die oben erwähnte Zerkleinerung weicher Stoffe. Dagegen eignet sich das Verfahren schlecht zur Zerkleinerung von aus relativ harten Körnern bestehendem Gut.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Ver fahren, welches sich ganz besonders auch zum Zer kleinern von verhältnismässig harten Körnern, wie z. B. gerösteten Kaffeebohnen, und anderen geröste ten oder getrockneten Samen oder Früchten und von dergleichen körnigem Gut eignet. Das erfindungs gemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Gut durch rollende Bewegung von Organen auf dem Sieb bricht und die gebrochenen Teile durch gleitende Bewegung mindestens eines Organes auf dem Sieb weiter zerkleinert und durch das Sieb durchpresst.
Die erfindungsgemässe Maschine zur Durchfüh rung des obenstehenden Verfahrens ist gekennzeich net durch ein muldenartig angeordnetes Sieb, in wel chem ein Rotor drehbar gelagert ist, an welchem Walzen und Stäbe angeordnet sind, die bei der Drehung des Rotors mit Druck auf dem unter Spannung gehaltenen Sieb rollen bzw. gleiten.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Maschine zur Durchführung des erwähnten Verfahrens dargestellt. Fig.1 zeigt eine perspektivische Schnittansicht der Maschine und Fig. 2 ist eine schematische Darstellung zur Ver anschaulichung der Arbeitsweise der Maschine.
Die Maschine weist eine Rückwand 1 und eine nicht dargestellte, zur Rückwand 1 parallele Vorder wand auf, zwischen welchen Wänden ein Rotor mit einem hinteren Flansch 2 und einem ähnlichen vor deren, nicht dargestellten Flansch drehbar gelagert ist. Zwischen den Flanschen sind ein prismatischer Zerkleinerungsstab 3 mit dem aus Fig. 1 ersichtlichen Querschnitt und ein Versteifungsstab 4 fest und zwei gezahnte Brechwalzen 5 auf Wellen 6 drehbar an geordnet. Der Rotor liegt in .einer durch ein geeigne tes, als Sieb wirkendes-Drahtgeflecht 7 gebildeten Mulde.
Das Drahtgeflecht 7 ist mit seinen Rändern um Spannwalzen 8 geführt und kann durch Drehen der einen oder beider Spannwalzen im gewünschten Masse unter Zug gesetzt werden, so dass sowohl die Brechwalzen 5 als auch der Zerkleinerungsstab 3 des Rotors mit einem gewissen Druck ohne Spiel auf das Drahtgeflecht 7 aufliegen und dasselbe zwischen den Auflagestellen auf die Brechwalzen 5 und auf den Stab 3 in der in Fig. 1 und 2 angedeuteten Weise strecken.
Im Betriebe wird der Rotor mittels eines ge eigneten, nicht dargestellten Kurbeltriebes in eine oszillierende Drehbewegung mit einer Amplitude von rund 45 versetzt, so dass also der Rotor um die in Fig. 1 dargestellte Mittellage periodisch um etwa 90 hin und her geschwenkt wird. Die Kaffeebohnen oder ein anderes körniges Gut 10 werden in die vom Drahtgeflecht oder Sieb 7 und den Flanschen bzw. den Maschinenwänden gebildete Mulde eingefüllt, wie Fig.2 schematisch zeigt. Bei der erwähnten oszil lierenden Bewegung des Rotors rollen nun die Brech walzen 5 auf dem Drahtgeflecht 7 ab und brechen die zwischen sie und das Drahtgeflecht gelangenden Kaffeebohnen.
Die gebrochenen Teile gelangen in die zwischen dem Drahtgeflecht 7 und den geneigten Unterseiten des Stabes 3 gebildeten keilartigen Räume und werden bei der Gleitbewegung des Stabes 3 auf dem Drahtgeflecht 7 zwischen diesen Teilen ver keilt, weiter zermalmt und durch das Drahtgeflecht 7 durchgepresst. Unter dem Drahtgeflecht 7 wird der zerkleinerte, gemahlene Kaffee in nicht dargestell ter Weise gesammelt und einer Verpackungsvorrich tung zugeführt.
Es hat sich gezeigt, dass der oben beschriebene Vorgang dem bisher üblichen Mahlen des Kaffees weit überlegen ist, weil beim Zerkleinern praktisch gleichmässige Teilchengrösse erzielt wird, während beim Mahlen des Kaffees die Korngrösse sehr ver schieden ausfällt und ein grosser Teil des Kaffees als Staub verlorengeht. Ausserdem erfolgt das beschrie bene Verfahren praktisch ohne Erhitzung des Kaf fees, so dass auch aus diesem Grunde weit geringere Verluste an Aromastoffen auftreten und auch keine geschmackliche Veränderungen des Kaffees auftreten können. Ausserdem ist die Leistung der oben be schriebenen Maschine sehr hoch.
Sie ist imstande, pro Stunde 200 bis 250 kg Kaffee zu granulieren. Zum Zerkleinern von Kaffeebohnen ist z. B. ein Drahtgeflecht von 0,5 mm Maschenweite geeignet. Es wurde festgestellt, dass dabei 98 /o aller Teilchen eine Korngrösse von über 0,35 mm aufweisen. Für die Brechwalzen hat sich eine Zahnhöhe von rund 2 mm als günstig erwiesen. Die Arbeitsflächen des Stabes 3 stehen vorzugsweise unter einem Winkel von rund 40 gegenüber einer Horizontalen (bei der Lage nach Fig. 1). Ausserdem stehen die Brechwalzen und der Stab 3 z.
B. um rund 0,25 mm radial über die Flansche 2 vor, um überall satte Berührung zwi schen diesen Teilen und dem Drahtgeflecht 7 zu erzielen. Der Rotor kann pro Minute rund 180 Hübe ausführen.
Anstelle des dargestellten oszillierenden Rotors mit einem Zerkleinerungsstab 3 und zwei symmetrisch dazu angeordneten Brechwalzen 5 könnte ein Rotor vorgesehen sein, in welchem Brechwalzen 5 und Zerkleinerungsstäbe 3 am ganzen Umfang des Rotors abwechslungsweise und gleichmässig verteilt angeord net sind, wobei dem Rotor eine kontinuierliche Dreh bewegung erteilt werden könnte. Für besondere Zwecke könnten in diesem Falle auch nur Walzen angeordnet sein, welche teilweise auf dem Sieb rol len und teilweise auf demselben gleiten.
Es wäre auch denkbar, das erfindungsgemässe Verfahren mit einer Maschine durchzuführen, welche anstelle der frei drehbaren Brechwalzen 5 in einem bestimmten geeigneten Drehzahlverhältnis zur Rotor drehzahl angetriebene Brechwalzen aufweist, so dass die Brechwalzen auf dem Drahtgeflecht 7 nicht nur rollen, sondern gleichzeitig auf demselben gleiten. In diesem Falle könnten nämlich die Brechwalzen zu gleich die Aufgabe der in Fig. 1 dargestellten Brech- walzen 5 und des Zerkleinerungsstabes 3 überneh men.
Solche zugleich rollende und gleitende Brech- walzen können aber auch zusammen mit gleitenden Zerkleinerungsstäben 3 angeordnet sein.
Zur Granulierung bestimmter Stoffe könnten an stelle der dargestellten Brechwalzen auch solche mit einer anderen Oberflächenzahnung vorgesehen sein.
Anstelle des Drahtgeflechtes 7 könnte auch ein anders konstruiertes, geeignetes Sieb verwendet wer den.
Process for comminuting substances and a machine for carrying out this process There are known processes in which the material to be comminuted is put under pressure between organs moved over a sieve and the sieve and is pressed through the sieve.
Such processes are mainly used in the chemical industry to crush relatively soft substances. The organs moved over the sieve are as solid rods ausgebil det that z. B. are set between two rotatable flanges and slide over the sieve when the flanges are rotated. This arrangement is fully satisfactory for the above-mentioned crushing of soft materials. On the other hand, the method is poorly suited for the comminution of material consisting of relatively hard grains.
The present invention now relates to a Ver drive, which is particularly suitable for crushing relatively hard grains, such as. B. roasted coffee beans, and other roasted th or dried seeds or fruits and the like granular material is suitable. The method according to the invention is characterized in that the material is broken by rolling movement of organs on the sieve and the broken parts are further crushed by sliding movement of at least one organ on the sieve and pressed through the sieve.
The machine according to the invention for the implementation of the above method is marked by a trough-like sieve in which a rotor is rotatably mounted on which rollers and rods are arranged that roll with pressure on the tensioned sieve when the rotor rotates or slide.
The drawing shows an embodiment of the machine according to the invention for carrying out the mentioned method. FIG. 1 shows a perspective sectional view of the machine and FIG. 2 is a schematic representation for illustrating the operation of the machine.
The machine has a rear wall 1 and a not shown, parallel to the rear wall 1 front wall, between which walls a rotor with a rear flange 2 and a similar one is rotatably mounted in front of the flange, not shown. Between the flanges, a prismatic shredding rod 3 with the cross-section shown in FIG. 1 and a stiffening rod 4 are fixed and two toothed crushing rollers 5 are rotatably arranged on shafts 6. The rotor is in .einer formed by a suitable wire mesh 7 acting as a sieve.
The wire mesh 7 is guided with its edges around tensioning rollers 8 and can be put under tension to the desired extent by turning one or both tensioning rollers, so that both the crushing rollers 5 and the shredding rod 3 of the rotor apply a certain pressure without play on the wire mesh 7 and stretch the same between the support points on the crushing rollers 5 and on the rod 3 in the manner indicated in FIGS. 1 and 2.
In operation, the rotor is set in an oscillating rotary motion with an amplitude of around 45 by means of a suitable crank drive, not shown, so that the rotor is periodically pivoted back and forth by about 90 about the central position shown in FIG. The coffee beans or other granular material 10 are filled into the trough formed by the wire mesh or sieve 7 and the flanges or the machine walls, as shown schematically in FIG. In the mentioned oscillating movement of the rotor now roll the crushing rollers 5 on the wire mesh 7 and break the coffee beans coming between them and the wire mesh.
The broken parts get into the wedge-like spaces formed between the wire mesh 7 and the inclined underside of the rod 3 and are wedged ver wedges between these parts during the sliding movement of the rod 3 on the wire mesh 7, further crushed and pressed through the wire mesh 7. Under the wire mesh 7, the crushed, ground coffee is collected in a manner not dargestell ter and fed to a packaging device.
It has been shown that the process described above is far superior to the previously customary grinding of coffee because practically uniform particle size is achieved when grinding the coffee, while the grain size is very different when grinding the coffee and a large part of the coffee is lost as dust. In addition, the process described takes place practically without heating the kaf fees, so that for this reason, too, much lower losses of aroma substances occur and no changes in the taste of the coffee can occur. In addition, the performance of the machine described above is very high.
It is able to granulate 200 to 250 kg of coffee per hour. For crushing coffee beans z. B. a wire mesh of 0.5 mm mesh size is suitable. It was found that 98 / o of all particles have a grain size of over 0.35 mm. A tooth height of around 2 mm has proven to be favorable for the crushing rollers. The working surfaces of the rod 3 are preferably at an angle of around 40 to a horizontal (in the position according to FIG. 1). In addition, the crushing rollers and the rod 3 z.
B. by around 0.25 mm radially across the flanges 2 to achieve full contact between these parts and the wire mesh 7 everywhere. The rotor can perform around 180 strokes per minute.
Instead of the illustrated oscillating rotor with a shredding rod 3 and two symmetrically arranged crushing rollers 5, a rotor could be provided in which crushing rollers 5 and crushing rods 3 are arranged alternately and evenly distributed over the entire circumference of the rotor, whereby the rotor is given a continuous rotation could be. For special purposes, only rollers could be arranged in this case, which partly roll on the sieve and partly slide on the same.
It would also be conceivable to carry out the method according to the invention with a machine which, instead of the freely rotatable crushing rollers 5, has crushing rollers driven at a certain suitable speed ratio to the rotor, so that the crushing rollers not only roll on the wire mesh 7, but also slide on it at the same time. In this case, the crushing rollers could at the same time take on the task of the crushing rollers 5 shown in FIG. 1 and the comminuting rod 3.
Such crushing rollers, which roll and slide at the same time, can, however, also be arranged together with sliding comminuting rods 3.
For granulating certain substances, instead of the crushing rollers shown, those with a different surface toothing could also be provided.
Instead of the wire mesh 7, a differently constructed, suitable screen could be used who.