DD142504A1 - Universelles verfahren,vorzugsweise zum netzen von brotgetreide und huelsenfruechten - Google Patents

Description

Universelles Verfahren _t vorzugsweise zum Hetzen von Brotgetreide und Hülsenfrüchten

der Erfindung

Das universelle Verfahren, vorzugsweise zum Netzen von Brotgetreide und Hülsenfrüchten dient außerdem der Eliminierung oder Reduzierung produktionsbedingter Vorrats- und Abstehbehälterkapazitäten sowie der technologischen Perfektion der Be- und Verarbeitungsvorbereitung bzw« »Vorbehandlung e ins chi ieJ3 lieh der Schalung und Dekontamination von Brotgetreide aller Arten'und Hülsenfrüchten in allen Klimazonen. Es kann in sämtlichen Getreide- (unter anderem Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Reis, Mais, Hirse) und Schälmühlen sowie speziellen Hülsenfruchtverarbeitung- und aufbereitungsanlagen sowie in Brauschrot- und Braumalzherstellungsanlagen eingesetzt werden·

Charakterigtik_der bekannten technischen Lösungen

Es sind viele technische Lösungen zur T/asseranreicherung (Benetzung) sowie sur Be- und Verarbeitungsvorbereitung des Brotgetreides bekannt. Alle diese Verfahren, Methoden und Prinzipien basieren auf der Anwendung von Wasser mit natürlicher !Temperatur aus dem jeweiligen !Crinkwasser-Versorgungs» netz, erwärmten Wasser oder Dampf. Das Wasser wird den Körnerfrüchten als Schv/allwasser oder Wassertropfen (versprüht oder vernebelt) oder auch als Dampf zugegeben.

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Zur weiteren Verteilung des Wassers auf der Kornoberfläche sind Verteilungsapparate (Streuteller, Sprüh- und Eetzvorrichtungen) und Schnecken verschiedener"Konstruktionen (mit Paddeln, Paletten, Bandgewinde, Vollgewinde) mit verschiedenen Verweilseiten zwecks weiterer Verteilung des Wassers an der Kornoberfläche und zur Entfernung, der Schale, beispielsweise aus Gründen der Dekontamination, mit unterschiedlichen Abatehaeit en, bekannt.

Des weiteren sind Apparaturen und Verfahren zur Vorbehandlung, Schalung und Dekontamination der Körnerfrüchte auf hydrothermischer Basis bekannt· Dabei wird entweder das Korn oder das Wasssr erwärmt öder beides oder das Korn gekühlt.

Alle bisher bekannten Methoden und Verfahren haben den Hachteil, daß sie technisch-Ökonomisch sehr aufwendig sind und da3 sie das technologisch-verfahrenstechnische Problem bei weitem weder allgemein noch Rohstoff- (Sorte, Herkunft) und Finalprodukt spezifisch (z«B. helles Mehl, Vollkommehl, Brauschrot, geschälte Erbsen) erschöpfend und hinreichend universell lösen.

Ein wesentlicher Punkt ist, daß bisher klimesonenspezifische Belange, die tages- und jahreszeitlich bedingten unterschiedlichen Temperaturdifferensen zwischen Wasser und Korn, überhaupt nicht oder physikalisch und verarbeitungstechnisch nur äußerst unvollkommen berücksichtigt werden.

Die hier aufgezeigten Mangel γ/erden, u.a. mit der nachfolgend beschriebenen Erfindung, beseitigt.

Eine zusammenfassende Beschreibung der derzeitigen Einrich-tungen, Methoden, Prinzipien und Verfahren ist u.a. nachzulesen

— Getreidekonditionierung/Getreidetrocknung Schäfer/Altrogge Verlag Morita Schäfer, Detmold'i960

- Patentßchriften 84 795» 123 159» .117 814, 128 783* 105

ZJeI_n der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, unter Einbeziehung bekannter technischer Ausrüstungen ein Netz- bzw. Vorbehandlungsverfahren zu schaffen, das unter Berücksichtigung physikalisch«biologischer Gesetzmäßigkeiten universell die Möglichkeit bietet, sowohl technologisch zweckmäßige Teinperaturdifferensen zwischen Wasser und Korn zwecks Regulierung und Egalisierung der Benetzungs- und Wasserwanderung sintensität und -kapazität herbeizuführen und abzusichern, als auch rohstoffart- und rohstoffqualitätsbezogene be- und verarbeitungstechnische Probleme sowohl technologisch/verfahrenstechnisch als auch in bezug auf lebensmittelhygienische/lebensmitteltoxikologische Dekontamination- durch wahlweises gleichzeitiges Programmieren der Scha!intensität, zu lösen.

Aufgabe der Erfindung ist e3, die folgenden Ursachen der Mangel der bekannten lösungen zu beseitigen·

*· Das physikalisch begründete Streben des Wassers in Körnerfrüchten ein Konzentrationsgleichgewicht herzustellen wird von den bekannten Verfahren

nicht hinreichend jahreszeitlich- und klimazonenindividuellj

qualitäts- und ausbeutemäßig nicht hinreichend finalproduktspezifisch (s.B« Eartgrieß, helle Mehle, VoIlkomprodukte, geschälte Erbsen);

nicht hinreichend unter dein Aspekt der aus lebensmittelhygienischen/töxikologischen Gründen notwendigen Dekontamination von Schadstoffen und/oder der Beseitigung von hygienev/idrigen Verunreinigungen (s*B· AfIatoxine> Salmcnellen, Pilth);

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nicht unter Einbeziehung maximaler Energieeinsparungsaspekte durch Ausnutzung der biologischen Gegebenheiten (morphologische, anatomische und histologische Eigenschaften) beim Prozeß der Reinigung, Vorbehandlung, Schalung und Dekontamination der Körnerfrüchte, berücksichtigt.

~ Der Einfluß der Thermodiffusion, hervorgerufen durch natürliche allgemeine sowie Jahreszeit- und klimazonenindividuelle Temperaturdiff Grenzen zwischen Wasser und Korn wird durch die bekannten Verfahren, auch bezüglich der physikalischen Einflüsse des Wassers, insbesondere der Oberflächenspannung und der Viskosität, im Zusammenhang mit den Y/irkungen des Konzentrationsausgleichstreben des V/assers im Korn, technologisch nicht befriedigend und erschöpfend ausgenutzt, Effektivität, Qualität der Produkte, Dekontamination durch Schalung und Vermahlunga- bzw. Zerkleinerungsvorbehandlung (Perfektion der gezielten Wasserwanderung auf und im Korn, Lockerung der Schale vom Mehlkern und rohstoffbezogene Mürbung des Endosperms) v/erden in diesem Sinne technologisch nicht hinreichend beherrscht.

Durch das erfindungsgeraäße Verfahren werden gegenüber bekannten Verfahren Verfahrensschritte, Verweilzeiten und technische Ausrüstungen eingespart und das Prozeßregime wird einfacher und übersichtlicher gestaltet.

Das Verfahren kann unter Nutzung bekannter Ausrüstungen in allen Klimazonen, bei allen jahreszeitlich bedingt vorkommen-, den und absoluten !Temperaturen des Y/assers und der Körnerfrüchte, eingesetzt werden. Alle praktisch auftretenden Semperaturdifferenzen zwischen dem Y/asser und den Körnerfrüchten, technologisch, physikalisch und biologisch begründet, werden so gesteuert, reguliert und variiert, daß ein technologisch auf maximale Snergieeinsparung, Qualität und Effektivität gerichtetes Prozeßregime in bezug auf programmierbare Intensität der

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Reinigung, Schälung, Dekontamination (Entfernung von hygienewidrigen Verunreinigungen und Schadstoffen) und be- und ver~ arbeitungstechnischen Vorbehandlung (beispielsweise für das Schälen von Reis oder Erbsen, der Lockerung des Gefiiges sswischen Mehlkern und Schale bei Weizen und Roggen, der Marbling des Mehlkerns bei Weizen mit höheren Glasigkeitsanteilen bei ~7 30 $» dem gezielten Entfernen von Schalenschichten bei Braugerste, der Befeuchtung der Schale bei Hart-/Durumweizen zur Hartweizengrieß- und Dunstherstellung) verwirklicht wird.

Das Verfahren beruht im wesentliehen auf der Kombination zeitlich gezielter, durch gesteuerte V/asser- und/oder Korntemperaturen herbeigeführter qualitativer und quantitativer Feuchtigkeitsverteilung und -wanderung auf und im Korn sowie den, einzeln oder in Kombination, wahlweise disponierbaren Wirkmechanismen Quellung, Wärmedehnung, Schalenablb'sungsverm'dgen durch Reibungs- (Eormal-) Kräfte und dem Y/agserverteilungsvermb'gen an der Körnoberfläche durch Reibungskräfte zum Zwecke der Reduzierung des Randbenetzungswinkels (mechanisches Breitwischen der Wassertröpfehen),

Für das Verfahren sind folgende technologisch-physikalischbiologische Verfahrensgrundsätze maßgebend:

- Bei gleicher Temperatur von Korn und Uetzwasser ist die Geschwindigkeit der Wasserwanderung abhängig

einmal vom Konzentrationsgefälle, das heißt, Je höher die quantitative Wasseranreicherung, umso schneller geht die Wasserwanderung vonstattenj zum anderen vom Temperaturniveau, je höher die Temperatur, um so schneller erfolgt die Wassereinwanderung, damit verbunden ist jedoch eine unvollkommenere Be·» netzung der Komobsrf lache und ein kürzerer Seitraum für mechanisches Breitwischen der Wassertröpfchen (Reduzierung des Randbenetzungswinkels-der Wasser« tropfen)«

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Ist das lletzwasser wärmer als das Korn, wird das Einziehen durch die Thermodiffusion begünstigt; die Fasserverteilung an der Kornoberfläche wird dabei jedoch, wie vor beschrieben, benachteiligt, weil mit steigender Temperatur die Oberflächenspannung (ein Kriterium für die Benetzungsfähigkeit), weniger schnell abnimmt als die Viskosität (das bedeutende Kriterium für die Geschwindigkeit der"Wassereinwanderung).

Ist das Mfetzwasser kalter als das Korn, wird die Wassereinwanderung durch die Thermodiffusion gehemmt. Es erfolgt eine bessere selbsttätige Verteilung an der Kornoberfläche und es verbleibt für die mechanische Verteilung (Breit wischen der Wassertropfen) des Wassers an der Kornoberfläche mehr Zeit·

Je höher und konzentrierter die Hetzwasserzugaben, um so hoher ist das Quellungsvermögen der Schalenschichten und ihr Ablösungsverinögen sov/ie die Lockerung des gesamten Gefüges.

Das Ablösungsvermögen der Schale durch Reibung ist unmittelbar nach der Befeuchtung am größten und am energieärmsten durchzuführen.

Je höher die Kornerwärmung und je kurzer der dazu erforderliche Zeitraum ist, um so größer ist sowohl das Schalenablösevermögen als auch die Gefügelockerung einschließlich in der Trennschicht zwischen Schale und Mehlkern bzw. Endosperm.

Je langer die Verweilzeiten in den Palettenschnecken sind, um so höher ist der Schäleffekt und damit auch die Dekontaminationswirkung.

Die mechanische Verteilung des ITetzwassers an der Kornoberfläche mittels Palettengchnecke muß unmittelbar nach der Wasserzugabe mit hoher Intensität erfolgen.

- Abstehzait ist durch höhere Korntemperatur ersetzbar. Der umgekehrte Vorgang ist durch Verzicht auf höheres Schalenablösevermögen, höhere Dekontamination und bessere Lockerung des Gefüges erreichbar.

- Die Vermahlung von Brotgetreide zu hellen Mehlen

( β 82 i» Ausbeute) erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 20° und 25° C.

Ausführung sbeispiel .

Die Erfindung soll an nachstehenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden«

Die dazugehörigen Zeichnungen seigern

Figur 1 - Prinzipschema zu Ausführungsbeispiel 1 Figur 2 - Prinzipschema zu Ausführungsbeispiel 2 Figur 3 - Prinzipschema zu Ausführungsbeispiel 3

Aueführungjebeispiel 1

Weizen mit Glasigkeitsanteil 21 30 # und 14,5 i> H₂O soll zu hellen Mehlen mit einem Y/assergehalt ^15 $> bei etwa 80 $ Ausbeute vermählen werden. Die Wassertemperatur aus dem Versorgungsnetz W beträgt 9° C, die Temperatur des Weizens 11° C.

Die Teniperaturdifferenz zwischen Getreide und Metzwasser ist zu gering, das bedeutet, die gleichmäßige Benetzung der Kornoberfläche (Zähmachung der Schale) die für die Erzeugung von hellen Mehlen erforderlich ist, kann nur durch Senkung der Temperatur des Netzwassers und/oder Erwärmung der Körner bei gleichseitig intensiver Kornbewegung erreicht werden*

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Variante

Das ungenetzte Korn G_u wird bei 3 der Schnecke 4 zugeführt· Gleichzeitig wird dem Korn (Kornstrom) G_u gekühltes Netzwasser W- zugegeben. " . Die Paletten der Schnecke 4 verteilen das Wasser an der Kornoberfläche· Mittels Verweilzeit und gegebenenfalls Kornerwärmung in der Schnecke 4 wird sowohl die Perfektion der Wasserverteilung an der Kornoberfläche, sowie Intensität und Kapazität der Wasserwanderung im Korn als auch der Schälgrad und damit die Dekontaminationswirkung programmiert. Bei erstrebter bedeutsamer Schalung/Dekontamination werden die Para· meter so gewählt, daß der Kornstrom G_n entweder sofort nach dem Verlassen der Schnecke 4 das Schälaggregat 9 passiert, ohne das die Schälkleie getrocknet werden muß, oder daß vor dem Passieren des Schälaggregates 9 eine spezifisch v/irkende Pause eingelegt wird, indem ein kleiner Absteh- (Ruhe-) behälter 8 dazwischengeschaltet wird·

Variante IL

Wird bei sortenspezifischer Zersplitterungsempfindlichkeit der Schale bzw« hohem Glasigkeitsanteil (^70 ^eJ>) oder hoher relativer Luftfeuchtigkeit (nur geringfügige Aufnetzung mangels geringen Vermahlungs- (Verdunstungs-) Verlustes) durch die Anwendung gekühlten ITetzwassers W^ mangels hinreichender Temperaturdifferenz zwischen Hetzwasser und Korn (als näherungsweiser Maßstab können sommerliche Verhältnisse in gemäßigten Klimazonen gelten Wassertemperatur S « 10° C, Weizentemperatur 20 - 25° G), die gewünschte technologische Wirkung (gleichmäßige Benetzung der Kornoberfläche) nicht erreicht.werden, so wird das ungenetzte Korn G_u bei 1 in die Paletten-Vorwärmschnecke 2 geleitet. ITach programmierter Erwärmung passiert der Kornstrom G_u bei 3 die Schnecke 4. Dort erfolgt entsprechend dem technologischen Ziel die Hetzwassersugabe aus dein Versorgungsnetz W oder als gekühltes

Der weitere Vorgang erfolgt analog der Variante

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Ausführungebeispiel 2

Körnerfrüchte mit einer beliebigen Temperatur sollen mit geringstem Kosten- und Ausrüstungsaufwand sowie umbautem Raum zu einem Produkt, das in jedem Falle einen konstatierbaren Anteil an Schale/Hülle enthält (z.B. Weizenmehl 85 $ Ausbeute oder Vollkornschrot) verarbeitet werden. Die Wasseranreicherung der Körnerfrüchte soll beliebig hoch sein können.

Die Trennung der Schale (Hülle/Hülse) vom Endosperm hat keine oder wenig Bedeutung. Es kommt aus Be- und/oder Verarbeitungsoder sonstigen Effektivitätsgründen primär auf eine schnelle Wasseranreicherung der gesamten Frucht an.

Variante A₀

Das ungenetzte Getreide G wird bei 3 in die Schnecke 4 geleitet*

Gleichzeitig wird entsprechend vorgegebenen Parametern erwärmtes Wasser W aus dem Warmwasserboiler 11 dazugegeben (Je weniger V/asser dazugegeben wird, um so höher muß die Temperatur sein). Der weitere Vorgang, Variation der Verweilzeit und Durchführung einer Kornerwärmung, erfolgt analog zur Variante

Variante

V/ird durch die Anwendung erwärmten Hetzwassers W und durch eventuslls zusätzliche Erwärmung der Körner in der Schnecke 4 die gewünschte technologische Wirkung nicht erreicht und die Erwärmung der Körner in der Schnecke 4 wird energetisch aufwendig, so ist es rationeller, statt einer Kornerrvänaung, entsprechend der Variante A₂ die ungenetzten Körner G_u bei 5 in die Kühlschnecke δ zu leiten. In der doppelwandigen Kühl«= schnecke 6 wird zum Erreichen der .Kühlwirkung dos Kornstromes mit Wasser W aus dem Versorgungsnets gearbeitet·

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In Sonderfällen, wo tiefere Temperaturen des Kornhaufwerkes die Weiterverarbeitung positiv beeinflussen, kommt im Kühlaggregat (10) gekühltes Kühlmedium zur Verwendung· Nach programmierter Vorabkühlung der Körnerfrüchte G treten diese bei 3 in die Schnecke 4 ein. Dort wird entsprechend der programmierten Wirkung mit Hetzwas3er aus dem Versorgungsnetz W_y oder erwärmtem Wasser W genetzt. Der weitere Vorgang erfolgt analog der Variante A.. ·

Ausführunqsbeispiel 3

Weizen mit einem Temperaturspektrum von 10 bis 35° C und Feuchtigkeiten von ^. 8 fo soll zu hochwertigen hellen Mehlen bei höchstmöglichen Ausbeuten verarbeitet werden· Gleichzeitig soll aus Ausbeute- und Dekontamination- bzw. lebensmittelhygienisehen Gründen ein Anteil von >z~ 1,5 $ frucht schale durch Schalung entfernt werden·

Die Reinigung und Vorbehandlung soll aus Rationalisierungsund Effektivitätsgründen sowohl eine schnelle Einwanderung des Wassers in den Kern als auch eine gleichmäßige Wasseranreicherung der Schale (Hülle/Hülse) sowie ein Ablösevermögen der FruchtschaIe hervorbringen·

Das wird gelöst, indem das ungenetzte Korn G_u bei 1 in die Vorwärmschnecke 2 geleitet wird· Gleichzeitig wird entsprechend vorgegebenen Parametern abhängig von der Korntemperatur er»

wärmtes ITeizwasser W zugegeben, wobei die absoluten Temperatüren des Kornes in der Vorwärmschnecke 2 und des Eetzwassers W,, sowie die Differenz beider Temperaturen W_y/>G_U bzw· W >-G die Wassereinwanderungszeit bestimmen. Das genetzte Korn G gelangt entweder unmittelbar oder nach Zwischenlagerung im Behälter 7 bei 3 iß die Schnecke 4. Durch Zugabe von gekühltem ITetzwasser ?/, oder Uetzwaseer W entsteht eine große Temperaturdifferenz zwischen Korn G_n und Uetzwasser W^ bzw. W ( 15° C anzustreben) and somit auch ein großer Thermodif-

fusionsgradient, der die Wassereinwanderung hemmt·

(Eine derartig gezielte Wasserkonzentrationsverteilung wird beispielsv/eise auch in der Hartgrießmüllerei, insbesondere unmittelbar vor der Vermahlung, angestrebt. Durch diese Wasseranreicherungsinethode kann bei perfektionierter Wasserverteilung an der Kornoberfläche eine programmierbare Wasserkonzentration- und Verteilung sowohl im Korninneren als auch an der Kornbberfläehe erreicht werden). Iiach Verlassen der Schnecke 4 gelangen die Körner G je nach Feuchtigkeitsgehalt der Frucht schale oder dem Grad der Beuchtigkeitswanderung (abhängig von angewandten bzw. vorliegenden absoluten und/oder der Temperaturdifferenzen zwischen Wasser und Korn) entweder in den Abstehbehälter 8 (je nach vorliegenden Verhältnissen 1 bis 5/h Abstehzeit) und dann zum Schälaggregat oder direkt zum öchälaggregat 9 und von da aus direkt zur Vermahlungsanlage. Diese Vorbehandlungsinethode ermöglicht eine jegliche gezielte Wasseranreicherung und Wasserverteilung im Korn und kann bis zur völligen Eliminierung des Abstehbehälters 8 geführt werden.

Claims (8)

1» Universelles Verfahren vorzugsweise zum Hetzen von Brotgetreide und Hülsenfrüchten, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen möglichen Wasser- und Kornausgangstemperaturen durch programmierte Vorwärmung und/oder Kühlung des Kornes, oder durch Kühlung des Uetzwassers, oder durch Erwärmung das Hetzwassers, in Kombination mit programmierter Verweilzeit, durch verschiedenartige Kombination bekannter Einrichtungen jedes beliebige technologisch gewünschte Vorbereitungs- oder Vorbehandlungsergebnis einschließlich der Feuchtigkeitsverteilung im und auf dem Korn sowie eine programmierbare Schälvrirkung und Dekontamination erreicht wird.

2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnerfrüchte vor dem Benetzen mittels Kontakterwärmung auf die dafür günstigste !Temperatur gebracht werden_e

3, Verfahrennach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das. Korn im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorbehandlung einer spezifischen Kühlung unterzogen wird·

4« Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl bei der Erwärmung als auch, bei der Kühlung des Kornes durch Programmieren der Intensität und Verweilzeit die Perfektion der Wasserverteilung an der Eorn-Oberfläche sowie die Schadwirkung und die Dekontamination programmiert wird.

5» Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Programmieren der speziellen Behandlungstemperaturen der Wasseranreicherung und der Schälwirkung die Körnerfrüchte unmittelbar nach der Einwirkung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte mit bekannten Schälaggregaien (9) geschält werden, ohne daß die Schalen zur Erhaltung des Futterwertes künstlich getrocknet werden.

6· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Diapositionskoinbinationen der Hetzwasser- und Körntemperatur die Wasserkonzentration zwischen dem Korninnern und der Kornoberfläche dem technologischen Optimum exakt angepaßt wird.

7· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bshandiungsdispositionskombinationen wie !Temperatur, Verweilzeit und Reibungsintensität und den Bispositionskombinationen nach Punkt 6 die be- und verarbeitungsgerechte Vorbehandlung sowie Dekontamination zeitlich und effektivitätsmäßig programmiert erfolgt.

8· Verfahren nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch verschiedene Bispositionskombinationen produktions· bedingte Ruhe- und Vorratsbehälter (Abstehbehälter 7,8) entfallen.

Hisnu_j-L.Seil8n Zeichnungen