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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung der
Schale vom Kern des Weizenkorns.
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Bei
den bekannten Verfahren zur Abtrennung der Schalen vom Kern werden
chemische Stoffe oder hohe Temperaturen verwendet, die sowohl den
Kern, als auch die Schale beschädigen,
wodurch deren Weiterverwendung nur eingeschränkt möglich ist. Verwiesen wird auf
den nachstehenden Stand der Technik:
DE 2 014 518 A -
Dieses
Verfahren ist zur Zubereitung von Futtermischungen vorgesehen und
hat nicht die vollständige
Entfernung der Schalen vom Kern zum Ziel und kann nicht zur Abtrennung
der Schalen vom Kern bei der gesamten Masse des zu bearbeitenden
Korns angewandt werden.
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In
der
US 3 744 399 A wird
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen der Außenschale von
Getreidekörnern
durch ein Nassverfahren beschrieben.
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Dieses
Verfahren kann ebenfalls nicht zum vollständigen Abtrennen der Schale
vom Kern der gesamten Masse des zu bearbeitenden Korns angewandt
werden.
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In
der
DE 812 145 B wurde
eine Methode der Vorbehandlung des Haferkornes und ähnlicher
Körnerfrüchte zur
Trennung von Spreu durch Schlagentspelzung dargestellt. Für Weizen
ist die Anwendung dieser Methode ungeeignet, weil der Aufbau und
die Eigenschaften von diesen beiden Kulturen unterschiedlich ist.
Bei Weizen fehlt außerdem
die Spreu (Spelze).
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Die
Unbrauchbarkeit dieser Methode zur Bearbeitung des Weizens bestätigen die
Parameter der Bearbeitung des Haferkorns mit dieser Methode: Dämpfung des
Haferkorns, 10 % iges Anfeuchten und 15 minütige Einwirkung.
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Die
beschriebene Methode kann nicht die komplette Trennung des Kerns
von der Weizenschale gewährleisten.
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Der
Gegenstand der
DE 921
659 B offenbart eine ganz andere Lösung. Beim Mahlen des Weizenkornes
nimmt die gemahlene Schale einen Teil des Mehls mit sich mit. Die
vorgeschlagene Methode strebt eine bessere Trennung des Mehlgehalts
von der Schale im Prozess des Mahlens des ganzen Kerns, und somit
eine Verringerung von Mahlverlusten und damit Erhöhung der
Mehlausbeute an.
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Es
wird eine komplizierte mehrstufige Bearbeitung des Weizens mit Wasser
vorgeschlagen, wonach der Weizen vor dem Mahlen eine Feuchtigkeit von
16% und die Schale von 20% hat.
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Die
oben beschriebene Idee, die Körnerschale
mehr zu befeuchten als den Kern, wird in vielen Vorschlägen, die
gleiche Ziele haben, angewendet. Von einem gleichen Sachverhalt
wurde auch im eigenen Patent
DE 197 32 765 C2 ausgegangen.
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Allen
diesen Verfahren gemeinsam ist die Tatsache, daß diese mit Chemikalien und/oder
bei höheren
Temperaturen arbeiten müssen,
was zu Eiweißdenaturierung
bzw. Verlust an Vitaminen führt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
Verfahrens zum vollständigen
Abtrennen der Schale vom Kern der gesamten Masse des zu bearbeitenden
Weizenkorns durch dessen Anfeuchtung und nachfolgendem Schälen, wobei
dies ohne Einsatz von Chemikalien geschehen soll.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Das
Verfahren zum vollständigen
Abtrennen der Schale vom Kern der gesamten Masse des zu bearbeitenden
Weizenkorns durch dessen Anfeuchtung und nach folgendem Schälen kann
ferner ohne Einsatz von Chemikalien und bei Raumtemperaturen geschehen.
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Die
Anfeuchtung des Korns basiert auf der Idee der Verwendung von Besonderheiten
des anatomischen Aufbaus des Weizenkorns: die Dichte der Schale
eines jeden einzelnen Korns ist wesentlich geringer als die des
Kerns, die Schale ist porös
und sie nimmt beim Anfeuchten schnell die Feuchtigkeit auf. Dabei
treten strukturelle Veränderungen
auf: der Porenumfang und die Feuchtigkeitsaufnahme vergrößert sich
mehrfach.
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Es
ist besonders von Bedeutung, die Anfeuchtung rechtzeitig zu unterbrechen
und die Feuchtigkeit nur in die Schale aber nicht in den Mehlkern
eindringen zu lassen. In dem Moment, in dem die Feuchtigkeit nur
in die Schale eingedrungen ist und der Kern noch trocken bleibt,
wird die Verbindung zwischen dem Kern und der Schale gelockert und
es ist möglich,
sie auf mechanischem Wege aufzureißen. In diesem Augenblick soll
die Anfeuchtung unterbrochen werden und das Korn wird einer mechanischen
Schälung
unterzogen. Falls die Anfeuchtung des Korns fortgesetzt wird, dringt
die Feuchtigkeit in den Kern ein, es entsteht erneut eine Verbindung
und das Abtrennen der Schale ist nicht möglich.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird folgendermaßen
durchgeführt.
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Das
aus dem Vorbereitungsbereich der Mühle kommende Korn weist gewöhnlich eine
Feuchtigkeit von 14–16
% auf.
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Das
Anfeuchten des Korns wird in einem Wasserbad unter vollständigem Eintauchen
des Korns in Wasser durchgeführt,
wobei die Wassertemperatur nicht erhöht sein muss.
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Durch
Laboruntersuchungen wurde festgestellt, dass beim Anfeuchten des
Weizenkornes eine Feuchtigkeitszunahme von 6,0–6,5 % gegenüber der Ausgangs feuchtigkeit
auftritt, bei der eine völlige Trennung
der Schale erfolgen kann. Die optimale Einwirkzeit des Anfeuchtens
liegt bei 6 ± 0,5
Minuten.
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Diese
Bedingungen sind von der Feuchtigkeit des gelieferten Weizens (14–16 %) unabhängig.
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Als
wichtigerer Parameter, der am genauesten die Möglichkeit des Abtrennens der
Schale vom Kern bestimmt, ist die Feuchtigkeit der Schale zum Zeitpunkt
des Abtrennens anzusehen.
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Unter
Berücksichtigung
dessen, dass die maximale Menge der Schalen im einzelnen Weizenkorn
bei verschiedenen Sorten in einem Bereich von 11,1 bis 14,5 Gew.-%
schwankt, und dass die gesamte erhaltene zusätzliche Feuchtigkeit sich nur
in der Schale befindet, beträgt
die Feuchtigkeit der Schale in Moment der Abtrennung 30,0–40,0 %,
bezogen auf die ursprüngliche
Feuchtigkeit.
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In
Bezug auf die Anfangsfeuchtigkeit des zum Mahlen angelieferten Weizens,
die durchschnittlich 15 % beträgt,
liegt die volle Feuchtigkeit der Schale im Moment der Abtrennung
von Kern zwischen 70,0 und 75,0 % von ihrem Trockengewicht.
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Die
Versuche wurden hauptsächlich
mit dem Weizen der weizenproduzierenden Ländern, wie USA, Kanada, Deutschland,
Italien, Spanien, Ukraine, durchgeführt. Die Versuchsergebnisse
haben gezeigt, dass Abweichungen von der Anfeuchtungszeit von 6,0 ± 0,5 Minuten
in beiden Richtungen zur plötzlichen
Verschlechterung der Schalenabtrennung führt.
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Weitere
Versuche mit anderen Weizensorten erlauben größere Abweichungen von über 4 Minuten bezüglich der
Anfeuchtungszeit von 6,0 ± 0,5
Minuten, also eine Anfeuchtungszeit von 2–10 Minuten.
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Nach
der Behandlung mit Wasser muss das Korn sofort geschält werden.
Der maximale Zeitraum zwischen der Behandlung mit Wasser und dem Schälen, in
dem die Verbindung der Schale mit dem Kern noch schwach und das
Schälen
effektiv ist, soll nicht länger
als 7 ± 1
Minuten betragen.
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Das
maschinelle Schälen
des Korns gewährleistet
das Abtrennen der Schale von der gesamten Masse des zu bearbeitenden
Korns durch die erfindungsgemäße gleichmäßige Anfeuchtung.
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Während des
Schälens
besteht auch die Möglichkeit,
die Aleuronschicht zu entfernen, die sich unter der Schale befindet.
Die Menge der zu entfernenden Aleuronschicht wird durch technische
Gegebenheiten bestimmt und durch die Dauer des Schälprozesses
reguliert.
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Nach
dem Schälen
wird das Schalen-/Kerngemisch zum Trocknen und anschließend zum
Abtrennen z.B. in einem Luftstrom gegeben.
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Die
Gesamtmenge der beim Schälen
zu entfernenden Außenschichten
des Korns und der Aleuronschicht kann durch die Parameter des Schälprozesses
reguliert werden und bis zu 20% im Vergleich zum Ausgangsgewicht
des Korns betragen. Eine solche Menge der zu entfernenden Schalen
entspricht der in Mühlen üblichen
Mehlausbeute von mindestens 79–80%.
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Wenn
die Aleuronschicht nicht entfernt wird, erlaubt das vorgeschlagene
Verfahren auch den Erhalt von einem Großteil von Vitaminen und Nährstoffen
im Mehl, die im Ausgangkorn enthalten sind und an der Peripherie
des Endosperms unter der Schale liegen. Das aus solchen Kernen erhaltene
Mehl weist erhöhte
Nähreigenschaffen
auf. Gegenwärtig
geht ein Großteil
dieser Nährstoffe
und Vitamine bei der Verarbeitung des Korns verloren.
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Die
Reihenfolge der Operation der neuen Technologie kann folgendermaßen dargestellt
werden:
- 1. Vorbereitung des Korns (nach bekannten
Verfahren)
- 2. Anfeuchtung
- 3. Schälen
- 4. Trocknung der geschälten
Produkte
- 5. Mahlen der gereinigten Kerne
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Durch
die vorgeschlagene industrielle Technologie der Mehlherstellung,
bei der ein Mahlen nicht des ganzen (unbearbeiteten) Korns sondern
des von den Schalen gereinigten Korns vorgesehen ist, werden wesentliche
Vorteile im Vergleich zur bekannten Technologien erreicht, insbesondere
durch die Verringerung der Mahlvorgänge und durch die Herstellung
eines Mehls mit hohem Nährwert.
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Weitere
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegen in reduzierten Mehlverlusten, damit auch in mehlfreien Schalen,
was zu Kostenersparnissen bei der Schalenverarbeitung führt und
zu einem Korn, das sämtliche
Mineralstoffe und Vitamine enthält
(bei Nichtabtrennung der Aleuronschicht), und das zur Herstellung
besonderer Sorten von Lebensmittelprodukten dient. Darüberhinaus
besteht die Möglichkeit,
vom Korn lediglich die Aleuronschicht abzutrennen und diese bei
der Kosmetikherstellung und in der Pharmaindustrie einzusetzen.
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Damit
ist eine effektivere einfache und billige wirtschaftliche Technologie
der Getreidebehandlung geschaffen.