DE1247817B - Verfahren und Vorrichtung zum Enthuelsen von Koernerfruechten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B02b

DeuischeKl.: 50 a-6/10

Nummer: 1247817

Aktenzeichen: R 39828 ΠΙ/50 a

Anmeldetag: 5. Februar 1965

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Enthülsen von Körnerfrüchten, bei dem man die Körner längs einer von einer abgeschlossenen Kammer umschlossenen Bahn unter dem Einfluß eines aus wenigstens einer Luftdüse in die Kammer eintretenden und aus der Kammer durch Öffnungen austretenden Luftstrahles führt und nach ihrer Enthülsung aus der Kammer entnimmt,

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden die Körner in einer zylinderförmigen Kammer durch den Luftstrom nach oben gerissen und in rasche Drehungen versetzt. Die Hülsen brechen dann entweder durch die direkte Wirkung, der Druckluft oder durch den Zusammenprall der Körner untereinander oder durch den Anprall derselben an die Zylinderwände los. Weil bei diesem Verfahren die Enthülsungswirkung hauptsächlich durch den Anprall der Körner gegeneinander und gegen die Zylinderwände der Kammer herbeigeführt wird, kommt es zu übermäßigem Bruch der Körner, daneben aber auch zu einer unzureichenden und unvollständigen Enthülsung und damit zu so niedrigen Ausbeuten, daß diese Verfahren keine hinreichend großen Leistungen ent- · wickeln.

Daneben ist vorgeschlagen worden, , die Körner im spitzen Winkel in den Luftstrom einzuführen, der eine überkritische Geschwindigkeit aufweist. Die Leistung auch dieses Verfahrens bleibt unzureichend, so daß es zur Verbesserung der Schälwirkung praktisch erforderlich ist, die Körner einer Vorbehandlung zu unterziehen, um die Schalen aufzuweichen oder zu sprengen.

Allen bekannten Verfahren ist es gemeinsam, daß die Vorrichtungen zu ihrer Durchführung" sich im allgemeinen nur für eine bestimmte Sorte von Körnerfrüchten eignen,, weil sie auf die Eigenschaften dieser Körner abgestimmt sind. Es ist beispielsweise nicht möglich, in der gleichen Vorrichtung Weizen oder Roggen und Reis zu enthülsen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der Nachteile der vorbekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Enthülsen von Körnerfrüchten ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem oder mit der die Einwirkung auf die Körner, die zum Enthülsen der Kömer führt, zeitlich und in ihrer Stärke so differenziert ausgeübt werden kann, daß sich hohe Leistungen unter weitgehender Vermeidung eines? Bruches der Körner erzielen lassen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung gemäß ihrem Grundgedanken dadurch, daß die Körner längs einer Kreisbahn in einem taraidförmigen Kammerraum Verfahren und Vorrichtung zum Enthülsen von
Körnerfrüchten

Anmelder:

Riviana Foods Inc., Houston, Tex. (V. St. A.)
Vertreter:

DipL-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. Ε. Betzier, Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Kenneth F. O'Connor, Yonkers, N. Y. (V. St. A.) Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 6. Februar 1964 (342 919)

unter dem Einfluß des aus der Düse tangential in die Kreisbahn mündenden, in an sich bekannter Weise mit etwa Schallgeschwindigkeit austretenden Luftstrahles mehrfach umgewälzt und tangential zur Kreisbahn abgezogen werden.

Der Enthülsungsvorgang im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt drei wesentliche Einflußgrößen. Zunächst ergibt sich eine Einwirkung auf die Kömer durch die mechanische Reibung der Kömer aneinander und gegenüber der Kammerwandung, die ein rasches Enthülsen ermöglicht, bei der aber keine oder eine nur sehr geringe Zertrümmerungswirkung auf die Kömer ausgeübt wird. Der zweite Einflußfaktor ist die durch die Wirkung des über die Kömer wandernden Luftstromes induzierte Luftreibung, welche zum Abreiben und Abschälen der Hülsen und Spelzen führt, und schließlich ergibt sich ein weiterer Einflußfaktor durch Schallschwingungen, die auf die Oberflächen der Kömer an den Stellen übertragen werden,, wo die Luft die Schallgeschwindigkeit bei ihrer Bewegung über die Kömer erreicht. Alle drei Faktoren ergänzen und verstärken einander und tragen zum raschen und wirkungsvollett Enthülsen mit einer hohen Ausbeute und zur Erzielung eines Endproduktes von hoher Qualität bei.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren auf alle Arten von Körnerfrüchte anwendbar ist, so ist es doch besonders wirksam zum Enthülsen von Reiskörnern unter gleichzeitigem Entfernen der Keime von den Enden der Reiskörner. Früher war das Entfernen der Keime ein besonders mühseliger Teil der

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Reisenthülsung; es läßt sich jedoch gemäß der Erfindung nunmehr leicht und rasch durchführen.

Die Enmülsungswirkung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich dadurch verstärken, daß die Körner längs der von ihnen durchlaufenen Kreisbahn mehrfach mit Hilfe einer Vielzahl von tangentialen; Luftstrahlen beschleunigt werden. Dadurch werden Energiestöße auf die Körner durch mit hoher Geschwindigkeit strömende Luftstrahlen während jedes Umlaufes der Körner in der Kammer auf die Körner ausgeübt.

Diese Wirkung läßt sich noch verstärken, wenn man gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung die Körner mit pulsierenden Luftstrahlen beschleunigt.

Es hat sich auch herausgestellt, daß insbesondere beim Enthülsen von Reis die durch den Vorgang anfallenden Hülsen ein ausgezeichnetes Schleifmittel zur Beschleunigung und Verstärkung der Enthülsungswirkung bilden. Daher besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß man in der Kammer durch das Enthülsen freigewordene Hülsen beläßt und gegebenenfalls sogar zusätzliche Hülsen in die Kammer einführt.

Die Erfindung betrifft, auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, die in bekannter Weise aus einer an sich geschlossenen Kammer, einer Zuführungsleitung für die zu enthülsenden und erforderlichenfalls zu entkeimenden Körner, wenigstens einer Luftdüse zur Erzielung eines Luftstromes mit überkritischer Geschwindigkeit und einem Kornauslaß für die zu enthülsenden Körner sowie Perforationen zur Ableitung der Luft aus der Kammer besteht.

Diese bekannte Vorrichtung wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine im wesentlichen toroidförmige, mit wenigstens einer im wesentlichen tangential in sie einmündenden Düse versehene Kammer, die an ihrem Innenumfang Perforationen und den durch die Zuführungsleitung für die Körner gebildeten Körnereinlaß und an ihrem Außenumfang an den Körnerauslaß für die enthülsenden Körner besitzt, verwendbar.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergeben.

Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer teilweise im Schnitt gezeichneten Toroidkammer,

Fig. 2 eine Rückansicht der Einrichtung nach Fig- 1>

F i g. 3 eine Einzelheit im Schnitt zur Wiedergabe der den Lufteinlaß für die Einrichtung bildenden Düse,

Fig. 4 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung und

F i g. 5 eine schematische Darstellung zur Wiedergabe der Arbeitsschritte bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung.

Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung besteht die eigentliche Enthülsungs-Vorrichtung aus einem Gehäuse 10, welches eine toroidförmige Kammer 12 mit einer Achse 13 und einem Innenumfang 16 sowie einem Außenumfang 18 bildet. Eine tangentiale Düse 20 mit einem Einlaßflansch 22 zur Einführung von Druckluft sowie einem sich verengenden

Hals 24 erzeugt einen Luftstrahl mit etwa Schallgeschwindigkeit.

Ein Körnereinlaß 26 führt am Innenumfang 16 in die Kammer 12 und ist mit einem Schieber 28 versehen, der sich wahlweise öffnen und schließen läßt. Am Innenumfang 16 der Kammer 12 sind Perforationen34 zur Abführung der Luft angeordnet. Am Außenumfang sitzt ein Körnerauslaß 30, der bei den wiedergegebenen Ausführungsbeispielen in der Nähe ίο der Oberseite der Kammer 12 und im wesentlichen tangential zum Außenumfang 18 angeordnet ist. Der Körnerauslaß 30 weist einen Schieber 32 auf, der sich ebenfalls öffnen und schließen läßt.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen liegt die mit 13' bezeichnete Toroidkammerachse im wesentlichen parallel zum Boden. Das ist jedoch nicht Voraussetzung für die Erfindung.

Der Körnereinlaß besitzt ein Körnereinlaßrohr 36 und einen Trichter 38, durch welchen die Körner entweder in völlig unenthülstem Zustand oder mit noch haftenden Hülsenteilen gespeichert und in das Körnereinlaßrohr 36 zugeführt werden können. In entsprechender Weise ist der Körnerauslaß 30 mit einem Körnerauslaßrohr 40 versehen.
Bei der in F i g. 4 dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist eine zweite konvergierende Düse 20' und dementsprechend ein zweiter Lufteinlaß 21' vorgesehen. Der Lufteinlaß 21 ist in der Nähe des Bodens der Kammer 12 angeordnet, während der weitere Lufteinlaß 21' in der Nähe des Oberteils sitzt. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Fälle gedacht, bei denen der Durchmesser des Gehäuses 10 und das Volumen der Toroidkammer groß sind.
Luftdrücke in der Größenordnung von 1,05 bis 2,8 kg/cm², vorzugsweise 1,4 kg/cm² ergeben Luftstrahlgeschwindigkeiten in der Nähe der Schallgeschwindigkeit. Bei der Erreichung solcher Geschwindigkeiten am Kammerlufteinlaß 21 kann der " Druck im Düsenhals 24 zwischen 2,4 und 4,2 kg/cm² liegen.

Das Verhältnis der gesamten Lufteintrittsfläche zur gesamten Luftaustrittsfläche (Perforationen 34) kann schwanken. Ein Verhältnis des Lufteinlasses zum Luftauslaß zwischen 1: 1 und 1:2 ist wünsehenswert, wobei sich ein Verhältnis von etwa 1 :· 1,3 als besonders vorteilhaft in der Praxis erwiesen hat. Nach Luftbeaufschlagung der Düse oder der mehreren Düsen wird der Kömereinlaß 26 geöffnet, wodurch die Körner zunächst unter dem Einnuß der Schwerkraft in die Kammer 12 eintreten. Unterstützend wirkt jedoch der Sog, der an der Mündung des Körnereinlasses 26 durch die Druckdifferenz zwischen dem Lufteinlaß 21 und dem Körnereinlaß 26 erzeugt wird, weshalb man auch gegebenenfalls auf die Einführung der Körner unter Einfluß der Schwerkraft verzichten kann. Das Enthülsen der Körner erfolgt dadurch, daß sie in der Toroidkammer 12 einer wählbaren Anzahl von Umläufen in extrem kurzer Zeit ausgesetzt werden. Da sich der Luftstrom in der Nähe der Schallgeschwindigkeit bewegt, läßt sich absehen, daß eine große Anzahl von Umläufen in der Toroidkammer pro Zeiteinheit, die die Körner in der Kammer verbleiben, ausgeführt wird. Andererseits verringert natürlieh ein größerer Kammerdurchmesser die Anzahl der Umläufe.

Gute Enthülsungsergebnisse erzielt man in Kammern von etwa 1 m und mehr mittlerem Durch-

Claims (5)

1. messer. Bei Verwendung von Kammern mit größeren Abmessungen hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, mehr als einen Luftstrom in die Kammer eintreten zu lassen, wie dies im Ausfiihrungsbeispiel nach F i g. 4 durchgeführt ist.

   Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 werden die Körner wenigstens einem verstärkenden Energiestoß jedesmal dann ausgesetzt, wenn sie einen Umlauf in der Kammer vollenden. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden die Körner zweimal beschleunigt. Natürlich kann man auch eine Vielzahl von Düsen vorsehen, um eine mehrfache Beschleunigung zu erzielen. Die Geschwindigkeiten und der, Nutzeffekt der Enthülsung lassen sich verbessern, wenn man Schwingungen oder Pulsationen in den Luftstrom einführt, so daß der Strom zwischen Geschwindigkeit und oberhalb und unterhalb der Schallgeschwindigkeit pulsiert. Solche Pulsationen führen zur Vergrößerung der Wirkung der Schallschwingungen beim Enthülsen der Körnerfrüchte, wie sie als einer der Einflußfaktoren beim Behandlungsvorgang gemäß der Erfindung oben erwähnt worden sind. Ein möglicher Betriebsablauf ist schematisch in F i g. 5 wiedergegeben. Wie dies im linken Teil A des Diagramms erläutert ist, öffnet sich der Körnereinlaß 30 für ein bestimmtes Zeitintervall, während dem die Körner in die Kammer 12 gegeben werden. Der Körnereinlaß wird dann geschlossen (Teil B), worauf der Enthülsungsprozeß einsetzt, obwohl ein gewisses Enthülsen auch bei geöffnetem Kömereinlaß und beim Aufgeben der Körner in die Kammer erfolgen kann.

   Diese Anfangsenthülsung wird möglich, weil die auf die Körner durch den Luftstrom übertragene Zentrifugalkraft die Körner veranlaßt, in der Kammer in der Nähe oder in Berührung mit der äußeren Umfangswandung umzulaufen. Die Körner, die somit in der Kammer enthülst werden, stören deshalb nicht die Körner, die in die Kammer durch den offenen Körnereinlaß 26 aufgegeben werden (F i g. 1).

   Wie weiter aus Fig. 5 ersichtüch ist, bleiben Körnereinlaß und Körnerauslaß für ein zweites besonderes Zeitintervall (B), in dem der eigentliche Enthülsungsvorgang vor sich geht, geschlossen. Ist der Enthülsungsvorgang beendet, was eine Angelegenheit von wenigen Sekunden ist, dann wird der Körnerauslaß 30 durch den Schieber 32 im Uhrzeigersinn nach Fig. 1 geöffnet, und der Körnerauslaß 30 bleibt für ein bestimmtes Zeitintervall (C) offen, in dem das gemahlene Korn und die abgelösten Hülsen im wesentlichen vollständig aus der Kammer entfernt werden. Ist der Körnereinlaß 30 geschlossen, dann wird der Körnereinlaß 36 wiederum zur Aufgabe einer neuen Charge geöffnet (^₁), und der Vorgang wiederholt sich.·

   Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine automa- . tische Schaltvorrichtung zum wahlweisen Öffnen und Schließen des den Körnereinlaß abschließenden Schiebers 28 und zum wahlweisen Öffnen und Schließen des den Kornauslaß abschließenden Schiebers 32 zur Entfernung der Körner und gegebenenfalls der Hülsen aus der Kammer. Dann kann das Diagramm nach Fig. 5 oder auch ein anderes Diagramm automatisch gefahren werden.

   Die Vorrichtungen des Verfahrens gemäß der Erfindung haben sich als besonders vorteilhaft für das Enthülsen von Reiskörnern erwiesen. Denn es ist mit diesem Verfahren möglich, die vollständige Beseiti-

   gung der Hülsen so durchzuführen, daß nichts oder nur ein unbeachtlicher Teil des wertvollen weißen Kernes verlorengeht. Der Hauptvorieil der Erfindung besteht jedoch darin, daß das Entfernen der Hülsen in erster Linie durch Luftreibung und Schallschwingungen erzielt wird, welche die Hülsen abschälen, aber das Korn selbst unbeschädigt lassen. Obwohl eine gewisse Reibung der Körner untereinander und gegenüber den Wandungen der Toroidkammer stattfindet, ist diese Reibung nicht groß und führt nicht zu einem Verlust des wertvollen Kernanteiles, der vergleichbar wäre mit demjenigen, wie er sich bei den bekannten Schälverfahren ergibt. Infolgedessen machen es Vorrichtung und Verfahren gemäß der Erfindung möglich, eine maximale Hülsenentfernung bei minimalem Bruch und Ausbeuteverlust durch Abrieb des Innenkernes zu erreichen.

   Im Rahmen der Erfindung Hegt es ferner, besondere, den Enthülsungsvorgang befördernde Körper in die Vorrichtung einzuführen. Das kann dadurch geschehen, daß man, wie dies eingangs erwähnt wurde, durch das Enthülsen freigewordener Hülsen in der Kammer beläßt, oder zusätzlich Hülsen in die Kammer einführt. Man kann aber auch verschiedene Kunststoffe, beispielsweise Acrylkunststoffe, zu diesem Zweck in die Kammer einführen.

   Patentansprüche:

   1 Verfahren zum Enthülsen von Körnerfrüchten, bei dem man die Körner längs einer von einer geschlossenen Kammer umschlossenen Bahn unter dem Einfluß eines aus wenigstens einer Luftdüse in die Kammer eintretenden und aus der Kammer durch Öffnungen austretenden Luftstrahles führt und nach ihrer Enthülsung aus der , Kammer entnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner längs einer Kreisbahn in einem toroidförmigen Kammerraum unter dem Einfluß des aus der Düse tangential in die Kreisbahn mündenden, in an sich bekannter Weise mit etwa Schallgeschwindigkeit austretenden Luftstrahles mehrfach umgewälzt und tangential zur Kreisbahn abgezogen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner längs der von ihnen durchlaufenen Kreisbahn mehrfach mit Hilfe einer Mehrzahl von tangentialen Luftstrahlen beschleunigt werden.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner mit pulsierenden Luftstrahlen beschleunigt werden.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Kammer durch das Enthülsen freigewordene Hülsen beläßt und gegebenenfalls zusätzlich Hülsen in die Kammer einführt.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und/oder 2 bis 4, mit einer in sich geschlossenen Kammer, einer Zufiih- · rungsleitung für die zu enthülsenden Körner, wenigstens einer Luftdüse zur Erzielung eines Luftstromes mit etwa Schallgeschwindigkeit, einem Körnerauslaß für die enthülsten Körner und Perforationen zum Ableiten der Luft aus der Kammer, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen toroidförmige, mit wenigstens einer im wesentlichen tangential einmündenden Düse (20) ver-