-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Gewinnung von Malzschrot für
die Bierherstellung in einer für die
Dünnschicht-Maischefilterung
geeigneten Konsistenz, bei dem Braumalz einer ersten Walzenmahlung
unterworfen wird, das durch die erste Walzenmahlung gewonnene, aus
Spelzen, Grießen
und Mehl gebildete Zwischenprodukt einer Siebung unterworfen wird,
und ein die Spelzen enthaltender, durch die Siebung abgesonderter
Teil des Zwischenprodukts einer zweiten Walzenmahlung unterworfen
wird.
-
In der Brauereitechnologie wird Braumalz,
insbesondere Gerstenmalz, zur Maische verarbeitet, aus der dann
anschließend
die Würze
für die
Weiterverarbeitung zum Bier gewonnen wird. Zur Herstellung der Maische
wird ausgegangen von einem Getreide, insbesondere von Gerste. Diese
Gerste wird zunächst
in Grünmalz
umgewandelt, wobei ein Keimungsprozeß stattfindet. Das so gewonnene
Grünmalz
wird sodann auf einer Darre durch Heißluft getrocknet und anschließend gereinigt,
wobei die Keime abgeschieden werden. Das so gereinigte Malz wird
als das "Braumalz" angesprochen, welches
anschließend
zur Maische verarbeitet wird. Die Verarbeitung zur Maische erfolgt
dadurch, daß das
Braumalz geschrotet, d. h. zerkleinert wird. Das geschrotete Braumalz,
genannt das Malzschrot, wird sodann mit dem Brauwasser zusammengebracht,
wobei man vom Einmaischen spricht. Die so gebildete Maische wird
einem biochemischen Umwandlungsprozeß unterworfen, wobei eine Verzukkerung
stattfindet. Die verzuckerten Bestandteile lösen sich in dem Brauwasser. Ungelöst bleiben
die sogenannten Spelzen. Zur Gewinnung der sogenannten Würze, einer
Lösung
der verzukkerten Bestandteile in dem Brauwasser, wird diese Lösung aus
dem Maischebottich, in welchem die Verzuckerung stattgefunden hat,
abgezogen. Man spricht dabei vom Abmaischen. Durch das Abmaischen
wird die Würze
gewonnen, eine von Festbestandteilen befreite Lösung der verzuckerten Bestandteile
des Braumalzes im Brauwasser. Das Abmaischen kann in einem sogenann ten
Läuterbottich-Verfahren
durchgeführt
werden, bei welchem der Maischebottich als sogenannter Läuterbottich
ausgebildet ist, welcher ein Bodensieb besitzt. Auf dem Bodensieb
bildet sich beim Abmaischen aus den Spelzbestandteilen des Braumalzes,
die beim Schroten aufgebrochen worden sind, eine Bodenschicht über dem
Siebboden, welche für
das Abläutern,
d. h. für
die Gewinnung der von Spelzen freien Würze verantwortlich ist.
-
Daneben gibt es das sogenannte Maischefilterverfahren,
auch Pulverschrotverfahren genannt, welches mit Hilfe von sogenannten
Dünnschicht-Maischefiltern
durchgeführt
wird. Die Dünnschicht-Maischefilter bestehen
in ihrem aktiven Teil regelmäßig aus
flüssigkeitsdurchlässigen Kunststofffilterplatten,
auf denen allenfalls eine dünne
Schicht zurückgehalten
wird. Die ungelösten
Bestandteile dringen teilweise in diese Kunststofffilterplatten
ein und können
durch Rückspülen wieder
abgeführt
werden. Für
die Durchführung
des Maischefilterverfahrens oder Pulverschrotverfahrens wird ein
Teilchenspektrum des geschroteten Braumalzes verlangt, das nur verhältnismäßig kleine
Spelzenteilchen enthält.
Demgemäß muß das beim
Schroten gewonnene Malzschrot eine besondere Schrotbehandlung erfahren,
um für
das Maischefilterverfahren bzw. Pulverschrotverfahren hinreichend
geeignet zu sein.
-
Da die Brauindustrie in zunehmendem
Maß auf
das Maischefilterverfahren bzw. Pulverschrotverfahren übergeht,
insbesondere weil dieses einen kontinuierlichen Brauvorgang und
somit einen erhöhten
Durchsatz bei guter Bierqualität
gewährleistet,
besteht ein Bedarf, Malzschrot in einer für das Maischefilterverfahren
oder Pulverschrotverfahren geeigneten Konsistenz (Teilchenspektrum)
in wirtschaftlicher Weise bereitzustellen.
-
Es ist bekannt, Malzschrot für die Anwendung
beim Maischefilterverfahren oder Pulverschrotverfahren in sogenannten
Hammermühlen
herzustellen. Hammermühlen
sind in ihrem prinzipiellen Aufbau beispielsweise aus "Ullmanns Encyklopädie der
technischen Chemie",
1. Band, 3. Auflage, Seiten 629 – 632 bekannt. Weiterhin kennt
man Hammermühlen
als sogenannte Vertikalrotormühlen
aus einem Prospket DFZH 1 der Firma Bühler AG, CH-9240 Uzwil/Schweiz.
-
Neben dem Einsatz von Hammermühlen als
ausschließlicher
Apparatur zur Gewinnung von Malzschrot für die Anwendung beim Maischefilterverfahren
oder Pulverschrotverfahren ist es auch bekannt, Malzschrot dieser
Zweckbestimmung zunächst
in einer sogenannten 6-Walzen-Malzschrotmühle (bekannt beispielsweise
aus einem Prospekt "Künzel 6-Walzen-Malzschrotmühle Modell
E 25") zu gewinnen,
in welcher unter Einsatz von Sieben eine Trennung in eine Spelzenfraktion
und eine Mehl- und Grießfraktion
eintritt. Hierbei wird die Spelzenfraktion nach Austritt aus der
6-Walzen-Malzschrotmühle
einer Zerkleinerung in einer Hammermühle unterworfen und das so
zerkleinerte Spelzenprodukt ganz oder teilweise den ausgesiebten Mehl-
und Grießanteilen
wieder zugegeben.
-
Nachteilig bei den bisher bekannten
Verfahren ist der hohe Energieverbrauch der jeweiligen Hammermühle, welcher
nicht nur die Kostenrechnung bei der Malzschrotherstellung belastet,
sondern überdies
dazu führt,
daß die
in herkömmlichen
Brauereibetrieben vorhandenen elektrischen Anschlußwerte nicht
mehr ausreichend sind. Auch verlangt der Einsatz der bisher zur
Herstellung von Malzschrot für
Maischefilterverfahren verwendeten Anlagen häufig Gebäudedimensionierungen, die in
existierenden, ursprünglich
für die
Läuterbottich-Verfahren
gestalteten Gebäuden
nicht zur Verfügung
stehen.
-
Die Hersteller der Dünnschicht-Maischefilter,
z. B. die belgische Firma Meura und die Firma Ziemann in Ludwigsburg
verlangen für
den Einsatz ihrer Dünnschicht-Maischefilter
eine Schrotung mit folgendem Teilchenspektrum des zum Einmaischen
kommenden Malzschrots:
Tabelle
1
-
Die Angaben dieser Tabelle beruhen
auf der Verwendung des sogenannten Pfungstädter Siebes, welches beispielsweise
beschrieben ist in dem Lehrbuch von Prof. Dr. Karl Schuster: "Die Technologie der
Würzebereitung", Seite 79, z. Band,
4. Auflage, 1963, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart.
-
Dieses Teilchenspektrum hat sich
mit den bisherigen Methoden unter Einsatz von Hammermühlen nur mit
den oben beschriebenen Nachteilen der Hammermühlen erreichen lassen.
-
Aus einer Veröffentlichung in "Brauwelt 19", Mai 1988, Seite
829, ist es bekannt, Vierwalzenmühlen
in der Weise zu betreiben, daß nach
dem Vorbruch Feingrieße
und Mehl durch Siebe aussortiert und die Spelzen und Grobgrieße einem
zweiten Mahlgang unterworfen werden. Das zweite Walzenpaar muß dabei
glatt sein, um eine Beschädigung
der Spelzen zu vermeiden. Diese Aussage betrifft nicht die Herstellung
von Pulverschrot für
die Dünnschicht-Maischefilterung,
sondern kann nur zur herkömmlichen
Malzschrotgewinnung für das
Läuterbottichverfahren
angewandt werden.
-
Aus einer Arbeit von Schöffel "Pulverisierung von
Malz", veröffentlicht
in "Brauwissenschaft" 1972, Seite 310,
ist es bekannt, zur Feinmahlung von Pulverschrot anstelle einer
Walzenmühle
zwei Vierwalzenflachstühle
mit dazwischenliegender eigener Sichtung anzuordnen. Dieser Hinweis
wird bereits im Text der Entgegenhaltung dahin eingeschränkt, daß die An schaffung
einer solchen Mahlanlage äußerst unwirtschaftlich
sei, weil sie einen wesentlich höheren
Preis, keinen wesentlich verringerten Energieverbrauch und einen
größeren Raumbedarf
bringt als eine Prallmühle.
-
Im übrigen gibt die bloße Erwähnung einer "eigenen Sichtung" dem Fachmann noch
keine ausreichende Lehre, um zu entscheiden, wo die Sichtung anzuordnen
ist und welche Art von Sichtung (in welche Fraktionen ?) vorzunehmen
ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
für die
Bierherstellung unter Einsatz der Dünnschicht-Maischefilterung
ein Malzschrot durch Walzenmahlung in einer sowohl unter dem Gesichtspunkt
der Investitionskosten als auch des Energieeinsatzes wirtschaftlichen
Weise herzustellen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß durch
die Siebung von Mehlen und Grießen
befreite Spelzen als reine Spelzenfraktion gewonnen werden, welche
der zweiten Walzenmahlung – im
folgenden genannt Spelzenmahlung – unterworfen werden und daß die durch
die Spelzenmahlung zerkleinerten Spelzen der reinen Spelzenfraktion
wenigstens zum Teil mit den aus dem Zwischenprodukt ausgesiebten
Mehl- und Grießbestandteilen
zur Gewinnung der Maische wieder zusammengeführt werden.
-
Wenn hier von Braumalz gesprochen
wird, so ist insbesondere an ein Gerstenbraumalz gedacht, welches
nach dem Darren gereinigt worden ist.
-
Es hat sich gezeigt, daß man mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
eine Zusammensetzung des für die
Maischegewinnung verwendeten Malzschrots wie folgt erhalten kann: Tabelle
2 (Zusammensetzung
nach der ersten und zweiten Walzenmahlung sowie Wiederzusammenführung)
wobei zur angewandten Meßmethode wieder auf die Literaturstelle
bei Schuster, Seite 79 verwiesen wird.
-
Erläuterung:
-
Man erkennt aus dieser und den folgenden
Tabellen, daß die
Bezeichnungen Spelzen, Grobgrieß, Feingrieß I, Feingrieß II, Feingrieß III und
Mehl jeweils bestimmten Teilchengrößenfraktionen zugeordnet sind, unabhängig von
der stofflichen Zusammensetzung der jeweiligen Fraktionen. Dies
wird besonders deutlich in der Tabelle 4, derzufolge die Fraktionen
der durch die Siebung abgetrennten Spelzen nach deren Spelzenmahlung
entsprechend der jeweiligen Maschenweite erneut mit "Spelzen", "Grobgrieß", "Feingrieß I", "Feingrieß II", "Feingrieß III", "Mehl" bezeichnet sind.
-
Für
die Einstellung eines optimalen Teilchenspektrums stehen verschiedene
Einstellparameter zur Verfügung.
Insbesondere kann man auf die Einstellung des Walzenspalts bei der
Spelzenmahlung zurückgreifen,
um die gewünschte
Teilchengröße der gemahlenen
Spelzen zu erhalten.
-
Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
eine wesentliche Einsparung an Energie für den Schrotprozeß möglich wird
und Ergebnisse hinsichtlich des Teilchenspektrums gewonnen werden,
welche die Anforderungen der Hersteller von Dünnschicht-Maischefiltern zumindest
erreichen, wenn nicht übertreffen.
-
Durch geeignete Betriebsweise, insbesondere
Walzenspalteinstellung bei der ersten Walzenmahlung, läßt sich
die Zusammensetzung des Zwischenprodukts nach der ersten Walzenmahlung
wie folgt einstellen: Tabelle
3 (Zusammensetzung
nach der ersten Walzenmahlung)
-
Es hat sich gezeigt, daß man, ausgehend
von diesem Zwischenprodukt, nach erfolgter Trennung der Spelzenanteile
einerseits und der Mehl- und Grießanteile andererseits die Spel zenanteile
in der Spelzenmahlung leicht auf ein Teilchenspektrum bringen kann
wie folgt: Tabelle
4 (Zusammensetzung
der reinen Spelzenfraktion nach der zweiten Walzenmahlung)
-
Die erste Walzenmahlung kann in zwei
Schritten durchgeführt
werden, wobei die Zusammensetzung nach dem ersten Walzenmahlungsschritt
wie folgt eingestellt werden kann: Tabelle
5 (Zusammensetzung
nach dem ersten Walzenmahlungsschritt)
und wobei die Zusammensetzung nach dem zweiten
Walzenmahlungsschritt dann entsprechend der Tabelle 3 eingestellt
werden kann.
-
Es sei auch noch die Zusammensetzung
der Mehle und der Grieße,
gemessen nach deren Absiebung von dem Zwischenprodukt, angegeben,
die etwa wie folgt ist: Tabelle
6 (Zusammensetzung
der Mehle und Grieße
nach der Absiebung von dem Zwischenprodukt)
-
Auch die Spelzenmahlung kann in zwei
Schritten durchgeführt
werden.
-
Die Trennung des Zwischenprodukts
in Spelzen einerseits und Grieß-
sowie Mehlbestandteile andererseits kann beispielsweise in einer
Plansiebmaschine durchgeführt
werden.
-
Die vorstehend in den Tabellen angegebenen
Werte wurden alle unter Anwendung der bei Schuster l.c. beschriebenen
Methode des Pfungstädter
Siebes gemessen.
-
Die Erfindung betrifft weiter eine
Einrichtung zur Gewinnung von Malzschrot für die Bierherstellung in einer
für die
Dünnschicht-Maischefilterung
geeigneten Konsistenz, umfassend
- a) eine erste
Walzenmahleinrichtung,
- b) eine zweite Walzenmahleinrichtung,
- c) eine Siebmaschine,
- d) eine Beschickungsstrecke zur Beschickung der ersten Walzenmahleinrichtung
mit Braumalz,
- e) eine erste Förderstrecke
von der ersten Walzenmahleinrichtung zu der Siebmaschine,
- f) eine zweite Förderstrecke
von einem Grobgutausgang – im
folgenden genannt Spelzenausgang – der Siebmaschine zur zweiten
Walzenmahleinrichtung,
- g) eine dritte Förderstrecke
anschließend
an einen Feingutausgang – im
folgenden genannt Mehl- und Grießausgang – der Siebmaschine,
- h) eine vierte Förderstrecke
anschließend
an den Ausgang der zweiten Walzenmahleinrichtung,
- i) eine Zusammenführung
der dritten Förderstrecke
und der vierten Förderstrecke.
-
Zur Lösung der weiter oben formulierten
Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird vorgeschlagen, daß die
Siebmaschine zur Trennung des aus der ersten Walzenmahleinrichtung
gewonnen Zwischenprodukts in Mehl und Grieße einerseits und eine reine
Spelzenfraktion andererseits ausgebildet ist und daß die mit
den Spelzen der reinen Spelzenfraktion beschickte zweite Walzenmahleinrichtung
als eine Spelzenmahleinrichtung zur Zerkleinerung der Spelzen ausgebildet
ist.
-
Die gewünschten Schrotungsergebnisse
für das
Maischefilterverfahren lassen sich dabei relativ einfach und energiesparend
dann erreichen, wenn von den beiden Walzenmahleinrichtungen, der
ersten Walzenmahleinrichtung und der Spelzenmahleinrichtung, mindestens
eine mit zwei im Mahlgutfluß hintereinandergeschalteten
Walzenpaaren ausgeführt
ist.
-
Im Hinblick auf die Zerkleinerung
der Spelzen in Richtung auf das Teilchenspektrum gemäß Tabelle
4 ist es von Vorteil, wenn mindestens eine der beiden Walzenmahleinrichtungen
jeweils mindestens ein sägezahngeriffeltes,
Schneide gegen Schneide arbeitendes Riffelwalzenpaar umfaßt, wobei
von den beiden Riffelwalzen dieses Riffelwalzenpaars im Bereich
des Walzenspalts die eine – mit
der Schneide des jeweiligen Sägezahns
voraus laufend – eine
größere Umlaufgeschwindigkeit
und die andere – mit
dem Rücken
des jeweiligen Sägezahns
vorauslaufend – eine
geringere Umlaufgeschwindigkeit besitzt.
-
Es hat sich gezeigt, daß vor allem
durch die Verwendung eines "Schneide
gegen Schneide" arbeitenden
Riffelwalzenpaars die Forderungen nach Zerteilung der Spelzen relativ
leicht erfüllt
werden können.
-
Geeignete Riffelwalzen lassen sich
wie folgt kennzeichnen:
- a) die Walzen sind
einander gleich;
- b) die Walzenlänge
beträgt
je nach Leistung 1500 mm, 1250 mm, 1000 mm, 800 mm oder 600 mm;
- c) der Walzendurchmesser beträgt 250 mm oder 200 mm;
- d) die Riffelbreite beträgt
1,11 mm;
- e) die Riffelfläche
beträgt
in Umfangsrichtung 0,2 mm;
- f) die Riffelzahl pro cm beträgt 9 Stück;
- g) der Schneidenwinkel beträgt
30°;
- h) der Rückenwinkel
beträgt
65°;
- i) der Drall beträgt
12%;
- k) das Verhältnis
der Drehzahlen beträgt
49 : 24;
- l) die Arbeitsweise ist Schneide gegen Schneide.
-
Die Ausbildung der Riffelwalzen im
einzelnen wird in der nachfolgenden Beispielbeschreibung angegeben,
wo auch den verwendeten Fachausdrücken die jeweilige geometrische
Gestaltung zugeordnet wird.
-
Zur Einstellung des Mahlresultats
insbesondere bei der Spelzenmahlung kann man auf verschiedene Betriebsparameter
der Walzenmahleinrichtungen zurückgreifen
so z. B. auch auf das Verhältnis
der Umlaufgeschwindigkeiten der Walzen eines Walzenpaars. Da diese
Umlaufgeschwindigkeiten in ihrer gegenseitigen Abstimmung aber in
der Regel durch ein Getriebe vorgegeben sind, häufig ein sogenanntes Zwei-Stoff-Getriebe
mit ineinander greifenden Zahnrädern
aus Metall und aus Kunststoff, erweist sich für die Einstellung des jeweiligen
Teilchenspektrums am Ausgang eines Walzenpaars am günstigsten
die Einstellung der Walzenspaltbreite. Diese kann durch übliche Einstellvorrichtungen
gewählt
und auch angezeigt werden. Im Hinblick auf das besondere Problem,
die Spelzen durch Zerkleinerung auf ein bestimmtes Teilchenspektrum,
etwa gemäß Tabelle
4, zu bringen greift man vorzugsweise auf eine Einstellung des Walzenspalts
in der Spelzenmahleinrichtuag zurück, wobei man vergrößerte Variationsmöglichkeiten
dann hat, wenn man in der Spelzenmahleinrichtung zwei oder mehr
hintereinander geschaltete Walzenpaare zuzr Verfügung hat, deren jedes in seinem
Spalt einstellbar ist.
-
Es sei angemerkt, daß die Angaben über die
Riffelwalzen nur als beispielhaft zu verstehen sind. Man kann auch
mit anderes Walzenformen die gewünschten
Ergebnisse erreichen, und man kann bei anderen Walzenformen durch
einfache Vorversuche diejenigen Walzenspalteinstellungen bestimmen,
die zu den gewünschten
Schrotungsergebnissen führen.
-
Ein weiteres Problem bei der Schrotung
und insbesondere bei der Schrotung mit Teilchenspektren entsprechend
den Tabellen 2–6
ist die Staubentwicklung, die natürlich noch problematischer
wird, wenn auch die Spelzen feinteilig zermahlt werden sollen. Die
Staubentwicklung ist gefährlich,
da sie zu Staubexplosionen führen
kann, diese beispielsweise ausgelöst durch Funkenbildung, wenn
etwa ein Metallteil zwischen zwei Walzen gelangt.
-
Die Staubexplosionsgefahr hängt von
der Staubkonzentration im jeweiligen Luftraum ab. Etwaige Staubexplosionen
werden in ihrer Wucht umso größer, je
größer die
erfaßten
staubhaltigen Lufträume
sind. Um die Gefahr des Auftretens von Staubexplosionen herabzusetzen
und etwaige Staubexplosionen in einem beherrschbaren Bereich zu
halten, wird weiter vorgeschlagen, daß die Beschickungsstrecke,
die Wege des Mahlguts in den Walzenmahleinrichtungen und die Förderstrecken
wenigstens zum Teil und insbesondere dort gekapselt sind, wo die
Gefahr von Staubentwicklung und damit die Gefahr von Staubexplosionen
besteht Besonders wird empfohlen, daß ein Mahlgutweg zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Riffelwalzenpaaren einer Walzenmahleinrichtung
gekapselt ist Handelt es sich bei diesem Mahlgutweg um eine Fallstrecke,
so kann durch die Kapselung die Vergrößerung des sich in dieser Fallstrecke
bildenden staubtragenden Luftvolumens erheblich eingeschränkt werden.
Aus dem gleichen Grunde wird auch empfohlen, daß ein Mahlgutweg zwischen einem
Speiseapparat und einem Riffelwalzenpaar einer Walzenmahleinrichtung
gekapselt ist.
-
Da die Wucht von Staubexplosionen
umso größer wird,
je größer das
von der Explosion erfaßte
staubtragende Luftvolumen ist, wird weiter vorgeschlagen, daß in der
Beschickungsstrecke und/oder einem Mahlgutweg innerhalb einer Walzenmahleinrichtung
und/oder in einer Förderstrecke
Rückschlagklappen
angeordnet sind, welche eine Druckwellenausbreitung entgegen der
jeweiligen Mahlgutbewegungsrichtung verhindern. Durch diese Maßnahme können Staubexplosionen
lokalisiert werden. Insbesondere wird empfohlen, daß in einem
gekapselten Mahlgutweg zwischen einem Speiseapparat und einem Riffelwalzenpaar
einer Walzenmahleinrichtung eine Rückschlagklappe vorgesehen ist
und/oder daß in
einem gekapselten Mahlgutweg zwischen aufeinan derfolgenden Riffelwalzenpaaren
einer Walzenmahleinrichtung eine Rückschlagklappe angeordnet ist.
-
Eine weitere Maßnahme zur Eindämmung von
Staubexplosionsgefahr besteht darin, daß in Bereichen der Beschickungsstrecke
und/oder eines Mahlgutwegs innerhalb einer Walzenmahleinrichtung
und/oder in einer Förderstrecke,
in denen die Gefahr hoher Staubentwicklung besteht, Maßnahmen
zur Aufrechterhaltung einer wenigstens teilweisen Mahlgutfüllung des
jeweiligen Bereichs getroffen sind. Je größer nämlich die Mahlgutfülung in
einem bestimmten Raumbereich ist, umso geringer ist erfahrungsgemäß die Staubexplosionsgefahr.
Man kann dieser Erkenntnis dadurch Rechnung tragen, daß im Ausgangsbereich
einer Walzenmahleinrichtung ein Mahlgut-Rückhalteraum ausgebildet ist,
daß diesem
Mahlgut-Rückhalteraum
eine Fördereinrichtung
nachgeschaltet ist und daß die
Förderwirkung
dieser Fördereinrichtung
durch eine Füllstand-Meßeinrichtung
derart gesteuert ist, daß in
dem Mahlgut-Rückhalteraum
stets ein Mindestfüllstand
an Mahlgut aufrechterhalten wird.
-
Die erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Walzenmahleinrichtungen
können
in Anlehnung an bekannte Walzenmahleinrichtung gestattet werden,
wie sie beispielsweise in Prospekten der Firma Wilhelm Künzel mit
den Bezeichnungen "Zweiwalzenmühle Modell
AS" und "6-Walzen-Malzschrotmühle Modell
25" beschrieben
und dargestellt sind. Auch hinsichtlich der Beschickung kann man
weitgehend auf bekannte Lösungen
zurückgreifen
etwa in der Weise, daß in
der Beschickungsstrecke der ersten Walzenmahleinrichtung und oder
der zweiten Walzeneinrichtung ein Speiseapparat mit einem Eingangsschacht,
einem Ausgangsschacht, einer profilierten Speisewalze und einem
Schieber gebildet ist, wobei der Schieber zusammen mit der Umfangsfläche der
Speisewalze einen den Eingangsschacht mit dem Ausgangsschacht verbindenden
Dosierspalt bildet und die Spaltweite dieses Dosierspalts einstellbar
ist.
-
Auch in dem Speiseapparat können Mittel
vorgesehen sein, um im Hinblick auf die Staubexplosionsgefahr den
Füllstand
in dem Eingangsschacht und/oder dem Ausgangsschacht über einem
Mindestwert zu halten.
-
Aufgrund der Ausführung der Gesamteinrichtung
mit mindestens zwei Walzenpaaren, vorzugsweise aber insgesamt vier
Walzenpaaren wird vorgeschlagen, daß die Walzen eines Doppelwalzenpaars
und/oder die Walzen beider Doppelwalzenpaare innerhalb einer Walzenmahleinrichtung
und/oder die Walzen der beiden Walzenmahleinrichtungen gegeneinander
austauschbar sind. Der Betreiber einer solchen Einrichtung kann
dann die Vorhaltung von Austauschwalzen auf einem Minimum halten
und innerhalb der Einrichtung auch einen rotierenden Austausch vornehmen,
etwa dahingehend, daß an
den kritischen Stellen im Mahlungsablauf jeweils neue Walzen eingesetzt
werden und die dort entnommenen Walzen an weniger kritische Stellen übertragen
werden.
-
Um dem Betreiber der Einrichtung
solche Austauschmaßnahmen
noch weiter zu erleichtern, wird vorgeschlagen, daß die Walzen
in Richtung ihrer Achse in die jeweilige Walzenmahleinrichtung einbaubar
und aus dieser ausbaubar sind.
-
Um eine Walzenbeschädigung oder
-zerstörung
infolge des Eintritts von Eisenteilen in den Walzenspalt nach Möglichkeit
zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß zumindest im Eingangsbereich
der ersten Walzenmahleinrichtung magnetische Metallabscheidungsmittel
vorgesehen sind. Weiter kann dieser Gefahr vorgebeugt werden, wenn
die Walzen zumindest eines malzzuflußnahen Walzenpaars bei Eintritt
harter Gegenstände
in den zugehörigen
Walzenspalt gegen elastischen Widerstand voneinander abhebbar sind.
-
Um die Erzielung richtiger Mahlresultate
jederzeit leicht feststellen zu können, werden weiterhin Mittel der
Bestimmung des Teilchenspektrums an vorbestimmten Stellen des Mahlgutflusses
vorgeschlagen.
-
Man kann dann entweder nach Maßgabe der
Meßergebnisse
von Hand oder auch automatisch die Betriebsparameter verändern, welche
zur Anpassung der Mahlresultate an ein vorgegebenes Profil führen.
-
Die beiliegenden Figuren erläutern die
Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen.
Es stellen dar:
-
1 eine
schematische Übersicht
einer Gesamtanlage zur Herstellung von Malzschrot für die Dünnschicht-Maischefilterung;
-
2 eine
Untersicht auf die Plansiebmaschine in Pfeilrichtung II-II gemäß 1;
-
Fig.
3 einen Speiseapparat am Eingang der ersten Walzenmahleinrichtung;
-
4 das
Profil einer Riffelwalze in einem zur Achse der Riffelwalze orthogonalen
Querschnitt;
-
5 den
Mahlspalt zwischen den Walzen eines Riffelwalzenpaar;
-
Fig.
6 eine Kenndaten-Aufstellung für die Riffelwalzen entsprechend
den 4 und 5;
-
Fig.
7 eine Abwandlung der Gesamtanlage nach 1;
-
Fig.
8 eine Abwandlung des Speiseapparats nach 3;
-
9 eine
Abwandlung des Riffelwalzenprofils nach 4, insbesondere für die Spelzenmahleinrichtung;
-
10 eine
Darstellung des Mahlspalts zwischen Riffelwalzen gemäß 9 der Spelzenmahleinrichtung;
-
11 eine
Kenndatenaufstellung entsprechend 6 für Riffelwalzen
nach 9 und 10 und
-
12 eine
Abwandlung einer Walzenmahleinrichtung.
-
In Fig.
1 ist eine erste Walzeneinrichtung mit 10 bezeichnet.
Diese umfaßt
anschließend
an eine Malzbeschikkungsstrecke 11 einen Speiseapparat 12,
ein erstes Walzenpaar 13 and ein zweites Walzenpaar 14 und
einen Auffangbehälter 15 unterhalb
des zweiten Walzenpaar 14. In einer Bodenrinne des Auffangbehälter 15 läuft eine
Schnecke 16, welche an einem Ende in die Förderstrecke
eines Rohrkettenförderers 17 führt, welcher
gebildet ist von einer Folge von Förderrohren, in welchen eine
Förderkette 18 ständig umläuft und
mit Mitnehmern das aus dem Auffangbehälter oder Auffangtrichter 15 kommende
Mahlgut zum Eingang einer Plansiebmaschine 19 fördert. Die
Plansiebmaschine 19 hat einen Einlauf 20, einen
Grobgutauslauf 21 und einen Feingutauslauf 22 Der
Grobgutauslauf 21 ist über
einen weiteren Rohrkettenförderer 23 an
eine Beschickungsstrecke 11a einer zweiten Walzenmahleinrichtung 10a,
der "Spelzenmahleinrichtung", angeschlossen.
Analoge Teile der zweiten Walzenmahleinrichtung 10a sind
mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie im Falle der ersten
Walzenmahleinrichtung 10, jeweils unter Hinzusetzung des
Buchstabens a. Der an den Auffangbehälter 15a der zweiten
Walzenmahleinrichtung 10a angeschlossene Rohrkettenförderer 17a führt zu einem Schrotbehälter 24.
Der Feingutauslauf 22 ist über eine weitere Förderstrecke 25,
die wieder als Rohrkettenförderer
ausgebildet sein kann, ebenfalls an den Schrotbehälter 24 angeschlossen.
-
Das Braumalz, wie oben definiert,
wird über
die Beschickungsstrecke 11 dem Speiseapparat 12 zugeführt Von
dem Speiseapparat 12 gelangt das Braumalz durch einen gekapselten
Fallschacht 26 in den Walzenspalt des ersten Walzenpaar 13 der
ersten Walenmahleinrichtung 10. Vom Ausgang des Walenspalts
des ersten Walzenpaar 13 gelangt das Mahlgut über eine
zweite gekapselte Fallstrecke 27 in den Walzenspalt des zweiten
Walzenapaar 14. Aus diesem Walzenspalt gelangt das weiter
zerkleinerte Mahlgut durch einen weiteren gekapselten Fallschacht 28 in
den Auffangbehälter 15.
Das Mahlgut am Ausgang des ersten Walzenpaar 13, welches
in den Walzenspalt des zweiten Walzenpaars 14 fällt, hat
eine Zusammensetzung entsprechend der Tabelle 5. Das in dem zweiten
Walzenpaar 14 weiter vermahlene Mahlgut, welches in den
Auffangbehälter 15 fällt und
durch den Rohrkettenförderer 17 zu
der Plansiebmaschine 19 gefördert wird, hat eine Zusammensetzung
entsprechend der Tabelle 3. In der Plansiebmaschine 19 findet
eine Trennung in eine Spelzenfraktion und eine Mehl-Grieß-Fraktion
statt Die Mehl-Grieß-Fraktion
fällt aus
dem Feingutauslauf 22 durch die Förderstrecke 25 unmittelbar
in den Schrotbehälter 24.
Sie hat dabei eine Zusammensetzung entsprechend der Tabelle 6. Die
Spelzenfraktion am Grobgutauslauf 21 der Plansiebmaschine 19,
die von Mehlen und Grießen
befreit ist, gelangt über
den Rohrkettenförderer 23 zu
dem Speiseapparat 12a der zweiten Walzenmahleinrichtung 10a.
Sie hat dabei eine Zusammensetzung entsprechend der Tabelle 3, diese
korrigiert durch Subtraktion der Mehle und Grieße entsprechend Tabelle 6.
Die Spelzenfraktion wird in den beiden Walzenpaaren 13a und 14a der
zweiten Walzenmahleinrichtung oder Spelzenmahleinrichtung 10a zerkleinert
und gelangt mit der Zusammensetzung entsprechend der Tabelle 4 über den
Rohrkettenförderer 17a ebenfalls
in den Schrotbehälter 24.
Durch geeignete Vermischung innerhalb des Schrotbehälter, spätestens
aber beim Einmaischvorgang, ergibt sich eine Zusammensetzung des
zur Maische verarbeiteten, aus Spelzen Mehlen und Grießen bestehenden
Schrots entsprechend der Tabelle 2.
-
Es sei hier angemerkt, daß man die
Schrotzusammensetzung in dem Behälter 24 verändern kann,
indem man beispielsweise nur einen Teil des aus der Spelzenmahleinrichtung 10a gewonnenen
Mahlguts über den
Rohrkettenförderer 17a dem
Schrotbehälter 24 zuführt In der
Regel wird man allerdings die Gesamtheit der in der Plansiebmaschine 19 gewonnenen
Grieße
und Mehle und die Gesamtheit der in der Spelzenmahleinrichtung 10a gewonnenen
Spelzenteilchen in dem Schrotbehälter 24 wieder
zusammensetzen, so daß in dem
Schrotbehälter 24 die
stoffliche Zusammensetzung wieder der stofflichen Zusammensetzung
des Braumalzes entspricht, welches über die Beschickungsstrecke 11 zugeführt wurde.
-
Zu der Plansiebmaschine ist zu bemerken,
daß diese
aus zwei Siebblöcken 19a und 19b besteht
Diese sind übereinander
angeordnet und durch einen gemeinsamen Rüttler 19c angetrieben.
Jeder der Siebblöcke
besteht aus einer Mehrzahl von Plansieben 19a1, 19a2 usw.
bzw. 19b1, 19b2 usw., die nacheinander von dem
jeweiligen Siebrückstand
durchlaufen werden. Unter jedem der Plansiebe 19a1, 19a2, 19b1, 19b2 usw. ist
ein Siebboden 29a1, 29a2 bzw. 29b1, 29b2 angeordnet.
Die auf den Siebböden 29a1, 29a2, 29b1, 29b2 usw.
gesammelten Mehle und Grieße
werden gemeinsam gesammelt und durch den Feingutablauf 22 abgegeben.
Dabei werden die Siebe der Siebblöcke 19a und 19b parallel über eines
Verteiler 30 beschickt Die Siebrückstände von den jeweils untersten
Plansieben beider Siebblöcke 19a und 19b werden
als die Spelzenfraktion wieder vereinigt und durch den Grobgutauslaß 21 an
die Spelzenmahleinrichtung 10a abgegeben.
-
Die Riffelwalzen sämtlicher
Walzenpaare 13, 14, 13a und 14a sind,
wie in Fig. 4 dargestellt,
profiliert. Für
die Dimension der untereinander durchwegs gleichen Walzen und für die Profilgebung
gelten die in Fig. 6 gemachten
Angaben.
-
Die Fig.
5 entspreche beispielsweise dem Walzenpaar 13 aus
der ersten Walzenmahleinrichtung 10. Die Walzen dieses
Walzenpaars seien mit 13I und 13II bezeichnet
In beiden Fällen
handelt es sich um Riffelwalzen wie in den 4 und 6 definiert
Die Riffelwalze 13I läuft
mit einer großen
Umlaufgeschwindigkeit UI in der Pfeilrichtung PI um. Die Riffelwalze 13II läuft mit
einer kleineren Umlaufgeschwindigkeit UII in der Pfeilrichtung PII
um. Das Verhältnis
der Umlaufgeschwindigkeiten ist beispielsweise 49 : 24. Durch die
Annäherung der
Schneiden 3II und der Schneiden 3III infolge der
differierenden Umlaufgeschwindigkeiten UI und UII tritt ein Zerschneiden
der Spelzen ein. Dabei ist zu beachten, daß die Schneiden 31I an
den Schneiden 3III vorbeigehen können,
ohne daß Berührung eintritt.
Durch das Verhältnis
der Umlaufgeschwindigkeiten UI und UII und durch die Einstellung
des Walzenspalts G kann das Maß der
Zerkleinerung der Spelzen bestimmt werden.
-
Die Speiseapparate 12 und 12a gemäß 1 sind in Fig. 3 im einzelnen dargestellt Man erkennt
dort eines Eiagangsschacht 32, in den das längs der
Beschickungsstrecke 11 zugeführte Braumalz einfällt, und
einen Ausgangsschacht 33, aus welchem das Braumalz in den
Walzenspalt des ersten Walzenpaars 13 gelangt Eine Speisewalze 34 mit
Umlaufrichtung 35 ist in einem Durchbruch 36 zwischen
den beiden Schächten 32 und 33 angeordnet.
Die Speisewalze 34 bildet zusammen mit einem, Schwenkschieber 37 einen
Dosierspalt 38, der durch Einstellung des Schwenkschiebers 37 variiert
werden kann. Die Speisewalze 34 ist mit einer die Mitnahme
des Braumalzes begünstigenden
Oberflächenprofilierung 33 versehen.
In dem Eingangsschacht 32 kann durch Niveau-Ermittlung
und Niveau-Regelung ein vorbestimmter Füllstand 40 aufrechterhalten
werden. Das gleiche gilt auch für
den Ausgangsschacht 33. Der Ausgangsschacht 33 setzt
sich in dem gekapselten Fallschacht 26 gemäß Fig. 1 fort In diesem gekapselten
Fallschacht 26 ist eine Rückschlagklappe 41 angeordnet,
die nach unten öffnet,
bei Überdruck
von unten jedoch schließt.
Eine entsprechende Rückschlagklappe 42 ist
in der gekapselten Fallstrecke 27 vorgesehen. Im oberen
Teil des Auffangraums 15 ist ein Niveau-Sensor 43 angeordnet.
Dieser Niveau-Sensor 43 setzt die Rohrschnecke 16 jeweils
dann in Betrieb, wenn das in dem Auffangbehälter 15 aufgefangene
Mahlgut ein bestimmtes Niveau überschreitet.
Damit ist sichergestellt, daß in
dem Auffangbehälter 15 ein
annähernd
konstantes Niveau 44 ständig
aufrechterhalten wird. Wenn innerhalb der ersten Walzenmahleinrichtung 10 eine
Staubexplosion eintreten sollte, so kann sie, falls sie unterhalb
der Rückschlagklappe 42 entsteht,
sich nicht über
die Rückschlagklappe 42 hinaus
nach oben ausdehnen. Entsteht sie zwischen den beiden Rückschlagklappen 42 und 41,
so kann sie sich nicht über
die Rückschlagklappe 41 hinaus
nach oben ausbreiten.
-
Das zu der Niveau-Regelung und zu
den Rückschlagklappen
für die
erste Walzenmahleinrichtung 10 Gesagte gilt auch für die Spelzenmahleinrichtung 10a.
-
Die als Rohrkettenförderer ausgebildeten
Förderstrecken 17, 23, 17a, 25 erfüllen ebenfalls
eine Schutzfunktion gegen Staubexplosionen. Im oberen Bereich der
Walzenmahleinrichtung 10 ist ein schematisch angedeuteter
Elektromagnet 45 mit Selbstreinigung angeordnet, welcher
ankommende Eisenteile von der Walzenmahleinrichtung fernhält. Eine
Funkenlöscheinrichtung
ist schematisch mit 46 bezeichnet.
-
Unter Bezugnahme von 5 ist noch darauf hinzuweisen, daß die beiden
Riffelwalzen 13I und 13II in Richtung der Pfeile
Q1 und Q2 voneinander ausweichen können, wenn ein harter Gegenstand
in den Walzenspalt G gelangt, so daß eine Beschädigung der
Walzen unterbleibt.
-
In 1 erkennt
man, daß die
Speisewalze 34 durch einen Elektromotor M34 angetrieben
ist, während
die Walzenpaare 13 und 14 durch Elektromotore
M13 und M14 je für
sich angetrieben sind.
-
Der Leistungsbedarf in der ersten
Walzenmahleinrichtung 10 ist ersichtlich wesentlich größer als
in der zweiten Walzenmahleinrichtung 10a, da der Mahlgutdurchsatz
durch die erste Walzenmahleinrichtung 10 wesentlich größer als
der Mahlgutdurchsatz durch die Spelzenmahleinrichtung 10a ist
Aus diesem Grunde kann man zum Antrieb der beiden Walzenpaare 13a und 14a einen
gemeinsamen Elektromotor M13a-14a verwenden.
-
Als Antriebsmotoren kommen insbesondere
Drehstromnormmotoren in Frage.
-
Den Walzen sind Abstreifmesser zugeordnet,
von denen eines in 1 mit 47 bezeichnet
ist Diese Abstreifmesser verhindern ein Aufwickeln des jeweiligen
Produkts auf die Walzen.
-
Anstelle der Rohrkettenförderer können auch
sogenannte Ketteelevatoren verwendet werden.
-
Man erkennt aus der 1, daß im Prinzip einfache 4-Walzen-Mühlen verwendet
werden können,
die seit langem bekannt und beim Bau von alten Brauereigebäuden berücksichtigt
wurden. Diese Walzenmahleinrichtungen 10 und 10a können in
beliebiger räumlicher
Zuordnung aufgestellt werden, wobei die Verwendung der Rohrkettenförderer jegliche
gegenseitige Niveau-Zuordnung gestattet Dies gilt auch für die Anordnung
der Plansiebmaschine 19 und für die Anordnung des Schrotbehälters 24.
Auf diese Weise ist es möglich,
in vorhandenen Gebäuden
die Gesamteinrichtung leicht unterbringen.
-
Die Walzen sämtlicher Walzenpaare in 1 können orthogonal zur Zeichenebene
aus der jeweiligen Walzenmahleinrichtung entnommen und wieder eingebaut
werden. Dies erleichtert den Austausch und die regelmäßige Überarbeitung.
-
Der Verschleiß der erfindungsgemäß zur Anwendung
kommenden Walzenmahleinrichtung ist wesentlich geringer als der
Verschleiß der
früher
notwendigen Hammermühlen.
-
Der geringere Energieeinsatz kann
auch so verstanden werden, daß bei
gleichem Energieeinsatz vergrößerte Mahlleistungen
erzielt werden können.
-
Die Einstellung des Walzenspalts
G kann elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Die jeweilige
Einstellung des Walzenspalts G kann mittels einer Digitalanzeige
ermittelt werden.
-
Zur Kontrolle der Schrotarbeit können Probenehmer
an jeder interessierenden Stelle eingebaut werden. Der Funkenschutz
kann mit sogenannten Funkenblechen insbesondere unter den Walzenpaaren
bewerkstelligt werden. Die Verkleidungen sollten für Reinigungs-
und Reparaturzwecke leicht abnehmbar sein. Außerdem werden großzügige Inspektionsöffnungen
empfohlen.
-
Die Ausführungsform der Anlage gemäß 7 entspricht teilweise der
Ausführungsform
nach Fg. 1. Insoweit
als Übereinstimmung
besteht, sind analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen,
diese jeweils vermehrt um die Zahl 100.
-
Folgende Unterschiede sind festzustellen:
In
der Spelzenmahleinrichtung 110a sind nunmehr insgesamt
3 Walzenpaare 113a, 114a und 150a in
der Reihenfolge der Aufzählung
hintereinandergeschaltet. Dadurch kann ein noch höherer Zerkleinerungsgrad
erreicht werden. Auch die Walzenprofile haben sich geändert. Hierzu
wird auf die Fig. 9, 10 und 11 verwiesen. Durch die Veränderung
der Winkel α und β wird erreicht,
daß die
Schnittkanten 51 einem geringeren Verschleiß ausgesetzt
sind. Aus der Tabelle nach 11 kann
man ersehen, daß der
Walzendrehmesser und die Walzenlänge
variiert werden können.
-
In Fig.
7 ist auch der untere Ausgang des Auffangbehälters 115 anders
gestaltet. Es befindet sich dort eine schematisch gezeichnete Zellenradschleuse 152,
die verhindert, daß eine
Druckfortpflanzung zwischen dem Auffangbehälter 115 und dem Rohrkettenförderer 117 eintreten
kann. Dies ist wichtig bei Feuer- oder
Explosionsgefahr.
-
Weitere Änderungen der Walzeneinrichtung 110 entnimmt
man aus der Fig. 12.
Es sind Rückschlageinichtungen 153, 155 vorgesehen
welche jeweils von einem Klappenpaar 157, 158 gebildet
sind Sie sind bei 159 bzw. 160 gelenkig gelagert
und können
im Fall eines jeweils unterhalb der Klappen auftretenden Überdrucks
nach oben zusammenschwenken, um damit eine Ausbreitung von Druck
bei Feuer oder Explosion nach oben zu vermeiden.
-
Weiterhin erkennt man jeweils unterhalb
der Walzenpaare 113, 114 Staublechanordnungen 161,163. Aufgabe
dieser Staublechanordnungen 161, 163 ist es, den
Mahlgutstrom jeweils unterhalb der Walzenpaare 113, 114 zu
verdichten und damit das Staub- und Sauerstoffgemisch in ein nichtexplosives
Verhältnis
zu bringen.
-
Es versteht sich, daß die Klappenanordnungen 153, 155 und
die Staublechanordnungen 161, 163 auch an der
unteren Walzenmahleinrichtung 110a gemäß 7 angebracht werden können, wie in 7 schematisch eingezeichnet.
-
In 8 ist
eine Abwandlung des Speiseapparats dargestellt Man erkennt bei Vergleich
mit Fig. 3, daß der Schacht 132 direkt
auf die Oberfläche
der Speisewalze 134 hinführt und insgesamt enger geworden
ist Dadurch wird verhindert, daß sich
Produkte in dem Schacht 132 ablagern und ansammeln.
-
Bei Verwendung der Zellenradschleuse 152 gemäß 7 kann auf die Niveauregelung
verzichtet werden, die in 1 zur
Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Füllstands vorgesehen war. Damit
kann auch der Niveau sensor 43 entfallen.
-
Der Funkensensor 46 der
Anlage gemäß Fig. 1 ist in der Anlage
gemäß Fig. 7 durch einen Funkenerkennungssensor 165 ersetzt
worden. Dies ist vorteilhaft, weil damit die Funkenerkennung kurz
vor dem Eintritt in die Siebmaschine stattfindet, jedoch mit solchem
Abstand, daß bei
Erkennung eines Funkens noch eine ausreichende Reaktionszeit verbleibt,
um die Anlage außer
Betrieb zu setzen.
-
Die in 1 vorgesehenen
separaten Antriebsmotoren für
die Walzenpaare 13, 14 können durch einen gemeinsamen
Motor und ein Verzweigungsgetriebe, z.B. ein Riemensystem, ersetzt
werden. Die Angaben zum Leistungsbedarf bei der Ausführungsform
nach 1 sind dahin zu
korrigieren, daß jedenfalls
bei einer dreistufigen Spelzenmahleinrichtung, wie in 7 dargestellt, die Leistungsanforderungen
der Spelzenmahleinrichtung 10a in die Größenordnung
der Leistungsanforderungen der ersten Walzenmahleinrichtung wachsen
können.
-
Ergänzend zu den Ausführungen über die
Einstellung des Walzenspalts G sei gesagt, daß die Einstellung bevorzugt
elektromechanisch oder manuell erfolgt und auch mittels einer einfachen
Skala überwacht
werden kann.
