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Verfahren und Vorrichtung zur Vermahlung von Getreide und ähnlichen
Körnerfrüchten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermahlung
von Getreide, insbesondere Weizen und Roggen und ähnlichen Körnerfrüchten, wobei
die Körner zwischen umlaufende Walzenpaare geleitet werden.
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Die Aufgabe des Vermahlvorganges in der Getreidemüllerei ist die Erzeugung
von Grieß, Dunst und Mehl durch eine entsprechende Zerkleinerung des Getreidekorns
und eine gleichzeitige Ablösung seines Mehlkörpers von der umhüllenden Schale, um
so die ausschließlich im Mehlkörper vorhandenen, ernährungsphysiologisch wichtigen
Bestandteile, Stärke und Eiweiß, zu gewinnen und sie von den ihren Gebrauchswert
für die menschliche Ernährung beeinträchtigenden Bestandteilen der Schale - möglichst
ohne Verlust - zu trennen.
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Da die Umhüllung des Kornes, die Schale, im Vergleich zum Mehlkern,
dem Endosperm, einen verhältnismäßig hohen Gehalt an Asche, d. h. an mineralischen
Stoffen, aufweist, kann man als die Aufgabe dieses Vermahlungsprozesses auch die
Gewinnung möglichst aschearmer Erzeugnisse der obengenannten Art betrachten.
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Zu diesem Zweck bedarf es eines Vermahlungsvorganges, der einerseits
den Mehlkörper auf die gewünschte Feinheit bzw. Korngröße zerkleinert und andererseits
die Schalenbestandteile weitgehend vor der Zerkleinerung bewahrt, um sie nach ihrer
möglichst restlosen Trennung bzw. Ablösung von den Endospermteilchen durch entsprechende
Sichtverfahren abzusondern.
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Zerkleinerungsverfahren mit schlagenden, schneidenden und reibenden
Werkzeugen sind daher für die Durchführung dieser Vermahlung unzweckmäßig, da sie
gleichzeitig mit dem Mehlkörper bzw. Endosperm auch die Schalenbestandteile mehr
oder weniger weitgehend zerkleinern.
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Alle bisher bekannten und in der Getreidemüllerei zur Anwendung kommenden
Zerkleinerungsmaschinen bedienen sich jedoch der vorgenannten Arbeitsweise in mehr
oder weniger ausgeprägter Form. Dieser Umstand hat zur Entwicklung von sehr ausgedehnten,
stufenweisen Vermahlungsverfahren geführt, deren einzelne Arbeitsvorgänge gleichzeitig
auf eine weitgehende Erhaltung der Kornumhüllung bzw. ihrer Bestandteile ausgerichtet
sind.
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Diese Verfahren führen trotz schonendster Führung in Hinsicht auf
eine weitgehende Verhütung einer gleichzeitigen Vermahlung der Schalenbestandteile
infolge ihrer schneidenden und zerreibenden Arbeistweise dennoch in beträchtlichem
Umfang zu einer Zerkleinerung jener zu einer dem Mehl entsprechenden maximalen Teilchengröße
von etwa 150 R,. Diese Schalenteilchen sind durch eine Sichtung oder andere Verfahren
von dem erzeugten Mehl nicht mehr zu trennen und erhöhen damit mehr oder weniger
erheblich den Aschegehalt des Mehles mit seinen den Gebrauchswert des letzteren
beeinträchtigenden Folgeerscheinungen.
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In neuerer Zeit hat man auch für den Arbeitsvorgang der Auflösung
und Ausmahlung statt Glattwalzenpaare mit einer Voreilung von etwa 4: 5 sogenannte
Ausmahlmaschinen eingeführt. Sie bestehen aus einem Paar mit gleicher oder annähernd
gleicher Umafssungsgeschwindigkeit umlaufender Glattwalzen und einer nachgeordneten
Kunststeinwalze, die gegen ein feststehendes Mahlsegment von gleichem Material mit
mehr oder weniger starker Pressung umläuft. Die gleichzeitige zerdrückende und zerreibende
Wirkung des Vermahlungsvorganges der üblichen Glattwalzenpaare wird bei dieser Vermahlungsmaschine
lediglich in zwei getrennt aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge aufgeteilt, die man
auch wohl als »Druck ohne Reibung« und »Reibung ohne Druck« bezeichnet hat. Die
Glattwalzen haben hier nur eine vorbereitende Aufgabe. Der Reibungsvorgang ist also
ein wesentlicher Bestandteil auch des Zerkleinerungsverfahrens dieser Ausmahlmaschinen.
Schalenbestandteile werden daher auch hier unvermeidlich mit zerrieben, als zerkleinert,
bis zu einer Korngröße, die ihre Trennung von dem erzeugten Mehl durch den üblichen
Sichtvorgang nicht mehr ermöglicht. Diese Mehle fallen daher mit keineswegs geringerem,
sondern vielfach sogar höherem Aschegehalt als von
Glattwalzenpaaren
mit den üblichen nachgeschalteten Auflösemaschinen an.
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Dieser vorstehend beschriebene, ausgedehnte, stufenweise Zerkleinerungsvorgang
mit seinen weiter benötigten Hilfsmitteln und Verfahren, wie Grießputzerei und Belüftung
der einzelnen Maschinen u. dgl., erfordert einen erheblichen maschinellen und apparativen
Aufwand. Ferner wird bei dieser Art der Vermahlung durch die erwähnte Arbeitsweise
der Mahlwerkzeuge eine erhebliche Wärmemenge erzeugt. Dies hat verschiedene Nachteile,
unter anderem erhebliche Verdunstung mit störenden Kondensationserscheinungen und
damit eine Beeinträchtigung des Arbeitsvorganges und der Leistung der Sichtung.
Hierdurch wiederum ist ein hoher Aufwand in der Überwachung des gesamten Arbeitsablaufes
der Vermahlung bedingt. Die Lagerfähigkeit des Mehles wird dadurch stark beeinträchtigt.
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Die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten lassen sich nunmehr, wie
zahlreiche Versuche ergeben haben, dadurch vermeiden, daß die Vermahlung der ganzen
oder nur wenig vorzerkleinerten Körner zwischen einem oder mehreren Paaren Glattwalzen
mit ungefähr gleicher Umfangsgeschwindigkeit beider Walzen jedes Paares bei einer
Spaltweite zwischen den Walzen jedes Paares geschieht, die erheblich geringer als
die Abmessung der zu vermahlenden Körner ist, wobei ein Druck entsteht, welcher
ohne erhebliche Reibung die Kohäsion im Endosperm bis auf die Kornfeinheit des erwünschten
Endproduktes aufhebt, und daß nach der Vermahlung gegebenenfalls bei mehreren Vermahlungsstufen,
wenigstens nach der ersten Vermahlungsstufe, eine Auflösewirkung ohne erhebliche
Reibung stattfindet.
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Das Gefüge des Endosperms wird dem jeweiligen Abstand der Walzen voneinander
entsprechend weitgehend in dem gewünschten Umfange deformiert. Durch die Pressung
bzw. das Zerdrücken des Mahlgutes beim Durchgang zwischen den Walzen fällt es zum
Teil zwar auch in der Form von Plättchen an, die aus einzelnen, infolge der physikalischen
Beschaffenheit zusammenklebenden Panikelchen gebildet werden. Durch einen dem jeweiligen
Walzendurchgang nachgeschalteten Schleudervorgang in einem sogenannten Fliehkraftauflöser,
wie er in der derzeitigen Getreidemüllerei bereits Verwendung findet, oder durch
einen anderen Auflösevorgang ohne nennenswerte Reibung, werden diese Plättchen dann
in ein körniges Produkt von der bei der vorausgegangenen Deformation bereits erzielten
Kornfeinheit - also ohne jegliche weitere Zerkleinerungswirkung - aufgelöst bzw.
zerlegt.
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Die Umhüllung des Kornes, also die Schale, wird bei diesem Mahlvorgang
nicht in kleine und kleinste Partikelchen zerschnitten und zerrieben. Sie bricht
lediglich zu mehr oder weniger großflächenförmigen Bruchstücken auf und behält damit
eine Größe und Form, die in der Sichtung dann ohne weiteres ihre Absonderung vom
wesentlich feiner zerkleinerten Endosperm ermöglichen.
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Durch die Pressung des Mahlgutes zwischen den Walzen wird auch der
natürliche Zusammenhang zwischen Endosperm und Schale zerstört und damit ihre völlige
Trennung durch den Sichtvorgang ermöglicht.
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Die weitgehende Erhaltung der Schale in großflächenförmigen Bruchstücken
bei diesem Mahlverfahren gestattet es, auf eine so ausgedehnte stufenweise Zerkleinerung
wie bisher mit einem großen Teil all ihrer Hilfsmittel zu verzichten, d. h. den
gesamten Vermahlungsprozeß mit einem wesentlich geringeren maschinellen und apparativen
Aufwand durchzuführen.
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Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Das Getreide, besonders Weizen oder Roggen, wird zwischen den gleichlaufenden
Glattwalzen 1 mit einer Spaltweite von 0,8 bis 1 mm vermahlen, dann werden in einem
Zentrifugalauflöser 2 die nur noch in geringem Maße zusammenhängenden Körnerteile
getrennt, so daß sich ein erheblicher Anteil des Mehles und gröberer Endospermteile
von den Schalenteilen trennt. Danach wird das so vermahlene Getreide in einem Plansichter
3 mit schüttelnden Siebflächen gebracht, wo die gröberen Teile, Schalenteile mit
anhaftendem Endosperm, auf den zwei gröberen Siebflächen abgesiebt werden und durch
die Leitungen 4 und 5 zu einem zweiten gleichlaufenden Glattwalzenpaar 9 geführt
werden. Bei 6 und 7 wird Mehl und Feinstmehl abgeführt, bei 8 wird das Material,
das auf den unteren Siebflächen liegenbleibt, abgeführt und einem gleichlaufenden
Glattwalzenpaar 25 zugeführt.
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Die Glattwalzen 9 haben eine Spaltweite von 0,1 bis 0,12 mm, und das
Mahlgut darauf wird einem Zentrifugalauflöser 10 zugeführt. Von dort wird das Mahlgut
dem Plansichter 11 zugeleitet. Die gröberen Teile werden bei 12 und 13 zu Zentrifugalkleieschleudern
geführt, worin durch Schlagleisten die Körner auf ein Mantelsieb geworfen werden
und das von der Kleie sich dadurch lösende Mehl durch 17 bzw. 18 zu einer Zentrifugalsichtmaschine
geführt wird. Die Kleie wird durch 16 bzw. 19 abgeführt. Das Mehl wird in der Sichtmaschine
20 in zwei Fraktionen verschiedener Feinheit getrennt, welche durch 21 bzw. 22 abgeführt
werden, und die Schalenteilchen u. dgl. bleiben in der rotierenden Trommel und werden
bei 23 abgeführt. In dem Plansichter 11 werden die feinsten Fraktionen 39 und
40 als Mehl (gegebenenfalls als Feinstmehl) abgeführt und die Teile, welche
auf den unteren Siebflächen liegenbleiben, werden durch Leitung 24
zusammen
mit dem Material aus der Leitung 8 den Glattwalzen 25 zugeführt, welche auch eine
Spaltweite von 0,1 bis 0,12 mm haben.
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Nach Vermahlung zwischen diesen Glattwalzen 25 wird das Material wieder
in einem Zentrifugalauflöser 26 gelöst, dann in einem Plansichter 27 gesiebt. Die
gröbere Fraktion wird durch 28 der Zentrifugalkleieschleuder 32 zugeleitet und dort
getrennt in Kleie (bei 33 abgeführt) und Mehl. Das Mehl wird durch 34 einer Zentrifugalsichtmaschine
35 zugeleitet. Die feinsten Fraktionen aus dem Plansichter 27 werden als Mehl, gegebenenfalls
Feinstmehl, durch 29 und 30 abgeleitet. Die Fraktion mit Abmessungen zwischen der
gröbsten Fraktion 28 und den feinsten Fraktionen 29 und 30 werden durch 31 auch
der Zentrifugalsichtmaschine 35 zugeführt, und dort wird das Gut getrennt in zwei
Mehlfraktionen verschiedener Feinheit, welche bei 21 und 22 abgeführt werden. Die
gröberen Abfälle, Schalenteilchen usw. werden bei 38 sternseitig aus der Siebtrommel
entfernt.
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Im Prinzip könnte die Mahlung völlig in einer einzigen Stufe stattfinden,
aber eine mehrstufige Mahlung wie im obigen Beispiel hat unter anderem
den
Vorteil, daß Staub- und Schmutzteilchen, welche sich in der Furche der Körner befinden,
bei der Siebung besser entfernt werden können und nicht oder fast nicht in das Endprodukt
kommen.
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Es kann bemerkt werden, daß es bekannt ist, in wenig Stufen Getreide
zu mahlen, wobei das Getreide in der ersten Stufe zwischen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit
laufenden Glattwalzen behandelt wird. Der Spalt zwischen den Walzen ist dabei aber
so weit, daß nur die Schalen vom Getreidekern gelöst werden und der Kern nicht gemahlen
wird. In einer folgenden Stufe wird dann auf mit ungleicher Umfangsgeschwindigkeit
umdrehenden geriffelten Walzen die eigentliche Mahlung vorgenommen.
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Der Zerkleinerungsvorgang nach der Erfindung erzeugt ferner nahezu
keine Reibungs-, sondern lediglich eine Deformationswärme. Die gesamte Wärmeentwicklung
ist somit wesentlich geringer als bei dem derzeitigen Mahlverfahren. Infolgedessen
können die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen und damit ihre Leistungen bedeutend
erhöht werden, was zu einer weiteren Beschränkung der erforderlichen maschinellen
Einrichtung führt.
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Der Entfall der Reibungswärme des bisherigen Vermahlungsvorganges
hat weiterhin eine erhebliche Ersparnis an Energie zur Folge. Die Erwärmung des
Mahlgutes tritt in wesentlich geringerem Ausmaße auf und bedingt damit auch einen
geringeren Verdunstungsverlust. Die Gefahr des Auftretens von Kondensationserscheinungen
mit ihren nachteiligen Folgen entfällt ebenfalls, da überdies die Vermahlung bei
gleichem Feuchtigkeitsgehalt der Enderzeugnisse mit wesentlich geringerem Feuchtigkeitsgehalt
im Rohstoff erfolgen kann.
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Die anfallenden Mehle bleiben griffiger. Auch die Entfernung des Keimlings
während des Mahlprozesses wird bedeutend erleichtert, da er nicht mehr, wie bisher,
teilweise zerschnitten und zerrieben, sondern nur noch geplättet wird und damit
leichter und in wesentlich erhöhtem Umfange abgeschieden werden kann. Seine Enzyme
und Fermente, sowie auch die der übrigen Schalenbestandteile, gelangen nur noch
in unbedeutendem Ausmaße in die Endospermerzeugnisse und können somit auch ihrerseits
deren Gebrauchseigenschaften nicht mehr beeinträchtigen.
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Ein Antrieb beider Walzen eines Paares, also die bisher übliche Zahn-
und Kettenradübersetzung, ist nicht mehr erforderlich, da die zweite Walze ohne
weiteres als sogenannte Schleppwalze mitlaufen kann, was zu einer Vereinfachung
der Walzenstuhlkonstruktion führt.