DE202009011811U1

DE202009011811U1 - Riffelwalze zum Schroten von Getreide oder Malz

Info

Publication number: DE202009011811U1
Application number: DE200920011811
Authority: DE
Original assignee: GEA Brewery Systems GmbH
Current assignee: GEA Brewery Systems GmbH
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2019-09-02

Abstract

Riffelwalze (02) zum Schroten von Getreide, insbesondere Malz zur Anwendung in der Bierherstellung, wobei auf der Oberfläche der Riffelwalze (02) eine Vielzahl von Riffeln (03) angebracht ist, und wobei ein Riffel (03) jeweils aus einer Folge von Flächenabschnitten im Umfang der Riffelwalze (02) besteht, dabei enthaltend eine Quetschfläche (04), eine Freifläche (05), eine Grundfläche (06) und eine Schneidfläche (07), wobei die Quetschfläche (04) im Wesentlichen auf dem Außenzylinder (09) der Riffelwalze (02) liegt, und wobei eine erste Schneidkante (08) durch die Schneidfläche (07) und die Quetschfläche (04) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidfläche (07) ein Stufenprofil mit zumindest zwei Schneidflächenabschnitten (10, 11) und zumindest einer Zwischenfläche (13) aufweist, wobei zwischen dem ersten Schneidflächenabschnitt (10) und der Quetschfläche (04) die erste Schneidkante (08) gebildet wird, und wobei zwischen dem zweiten Schneidflächenabschnitt (11) und der Zwischenfläche (13) zumindest eine weitere, zweite Schneidkante (12) gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schroteinrichtung zum Schroten oder Mahlen von Getreide, insbesondere von Malz für die Bierherstellung, sowie das relevante Bauteil, die Riffelwalze.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Mahlen von Getreide bekannt. In der Bierherstellung erfolgt das Zerkleinern des Getreides zum gewünschten Produkt, dem Malzschrot, in mehreren Schritten. Hierbei ist ein wesentlicher Schritt, dass das Braumalz geschrotet, d. h. zerkleinert wird. Zu diesem Zwecke werden unter anderem in der Bierherstellung so genannte Hammermühlen eingesetzt. Als nachteilig dieser Hammermühlen wurde erkannt, dass diese sowohl einen relativ hohen Energieverbrauch besitzen als auch eine aufwendige Anlagentechnik erfordern.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die Schrift DE 197 00 989 A1 vor, dass mittels eines Riffelwalzenpaares die entsprechende Zerkleinerung des Getreides erzeugt wird. Zu diesem Zwecke sind im Umfang einer Walze eine Vielzahl von zahnartigen Riffeln eingebracht, die jeweils auf dem Außenzylinder eine kleine Quetschfläche besitzen. In Drehrichtung vor der Quetschfläche befindet sich die Schneidfläche, wodurch sich entsprechend eine Schneidkante zwischen Quetschfläche und Schneidfläche ergibt. Der Quetschfläche entgegen der Drehrichtung folgend beginnt die Freifläche, die wiederum im Grund des Riffels endet. Um die ge wünschte Mahlgutgröße zu erreichen, sind die Riffel entsprechend klein ausgeführt. Entsprechend beträgt bei größerem Walzendurchmesser von z. B. 250 mm die Riffeltiefe weniger als 1 mm. Die fortwährende Produktion führt zu einem kontinuierlichen Verschleiß an der Quetschfläche. Im Laufe der Zeit nimmt entsprechend die Profiltiefe eines Riffels kontinuierlich ab. Auch nutzen sich die Schneidkanten der Riffelung ab. Dadurch ist eine qualitativ ausreichende Schrotung nicht mehr möglich. Die Durchsatzleistung der Mühle sinkt ebenfalls durch stumpfe Schneidkanten. Sobald ein nennenswerter Verschleiß eingetreten ist, ist es erforderlich, die Walzen entweder komplett neu aufzuarbeiten oder zu ersetzen. Aufgrund der geringen Riffeltiefe und der geringen Anzahl von Schneidkanten ist dieser Zustand schnell erreicht. Folglich bedeutet dieser Verschleiß wiederum relativ hohe Produktionskosten, d. h. Wartungskosten für den fortlaufenden Betrieb der Anlage und Stillstandzeiten für den Wechsel der Quetschwalzen.
Ähnliche Quetschwalzen werden auch in so genannten Mühlen für weichkonditionierte Schrotung (früher auch als Nassschrotmühle bezeichnet) eingesetzt, wie sie beispielsweise in der EP 1 424 384 offenbart sind. Das Fachbuch „Technologie Brauer und Mälzer" von Wolfgang Kunze offenbart in seiner 9. Auflage 2007 im Kapitel 3.1.5 (S. 249 ff.) ebenfalls eine solche Mühle. Auch bei solchen Mühlen findet ein entsprechender Verschleiß der Quetschwalzen statt, wodurch auch bei Mühlen dieser Art zusätzliche Kosten für den Betreiber entstehen.
Wird im Folgenden von Mahlen oder Schroten gesprochen, so sind diese Begriffe gleich zu setzen, da die Unterschiede nicht klar differenziert werden können. Unter der Bezeichnungen Getreide und Malz sind im Folgenden alle zu schrotenden, stärkehaltigen Rohstoffe zu verstehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schroteinrichtung bereitzustellen, die einen wirtschaftlichen Betrieb in der Produktion ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Riffelwalze zum Schroten von Getreide und/oder Malz in der Ausführung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Schroteinrichtung mit entsprechend paarweiser Anordnung der erfindungsgemäßen Riffelwalzen ist Bestandteil des Anspruches 8.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ausgehend von dem Verfahren, welches in der Schrift DE 197 00 989 A1 vorgestellt wird und in der eine entsprechende Riffelwalze als vorteilhaft ausgeführt wird, wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Riffelwalze ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil erreicht. Zu diesem Zwecke wird die Riffelwalze, welche entsprechend eine Vielzahl von Riffeln enthält, hinsichtlich der Schneidfläche optimiert.
Ein jeder Riffel besteht hierbei aus einer Folge von verschiedenen Flächen:

– Auf dem Außenzylinder liegt die Quetschfläche.
– Entgegen der Drehrichtung folgend liegt hinter der Quetschfläche eine Freifläche.
– Die Freifläche mündet im Grund bzw. in der Grundfläche.
– Zwischen dem Grund bzw. der Grundfläche und der Quetschfläche befindet sich die Schneidfläche.

Die Schnittlinie bzw. Schnittkante zwischen Quetschfläche und Schneidfläche eines Riffels bildet eine erste Schneidkante.
Ein wirtschaftlicher Vorteil in der Produktion und in der Standzeit der Schroteinrichtung sowie der Riffelwalze wird durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Schneidfläche in Form eines Stufenprofils mit wenigstens 2 Schneidflächenabschnitten und folglich 2 Schneidkanten erreicht.
Hierbei gibt es einen ersten Schneidflächenabschnitt, welcher bis zur Quetschfläche reicht und somit dort die erste Schneidkante bildet. In Stufenform abgesetzt befindet sich unterhalb des ersten Schneidflächen abschnittes ein weiterer, zweiter Schneidflächenabschnitt. Entsprechend des Stufenprofils wird somit automatisch eine erste Zwischenfläche zwischen dem ersten Schneidflächenabschnitt und dem zweiten Schneidflächenabschnitt gebildet. Die Zwischenfläche liegt im Wesentlichen parallel unterhalb der Quetschfläche. Die Schnittkante der Zwischenfläche mit dem zweiten Schneidflächenabschnitt bildet die zweite Schneidkante.
Durch diese erfindungsgemäße Gestalt wird eine besonders lange Standzeit der Riffelwalze in der laufenden Produktion erreicht. Aufgrund des Vorhandenseins zweier Schneidflächen und zweier Schneidkanten wirkt bei Verschleiß auf der Quetschfläche und somit der Abnahme des ersten Schneidflächenabschnitts die zweite Schneidfläche mit der zweiten Schneidkante und der Zwischenfläche weiterhin als wirksames Mittel zum Schroten des Getreides fort.
Die Wirksamkeit kann dadurch gesteigert werden, dass ein vorteilhafter Winkel an der Schneidfläche gewählt wird. Dieser liegt hierzu zwischen 75 bis 100°, vorzugsweise zwischen 85 und 90°. Dieser Winkel wird gemessen zwischen der Schneidfläche und der Tangente, welche den theoretischen Zylinder an der Schneidkante berührt.
Vorteilhafterweise sind beide Schneidflächenabschnitte zu diesem Zwecke im Wesentlichen parallel zueinander ausgeführt.
Zur Erzielung einer möglichst langen Standzeit der Riffelwalze beträgt der Abstand von der ersten Schneidkante, d. h. vom Außenzylinder, zur zweiten Schneidkante, d. h. zur Zwischenfläche, circa 35%–40% des Abstandes zwischen dem Außenzylinder und dem Grund. Aber auch jeder andere Abstand ist prinzipiell möglich.
Der Abstand der beiden Schneidflächenabschnitte zueinander, d. h. der Abstand der zweiten Schneidkante zum ersten Schneidflächenabschnitt, beträgt vorteilhafter Weise mehr als 0,05 mm, in jedem Fall weniger als 1 mm. Vorteilhafterweise liegt dieser unter 0,25 mm.
In Fortführung der vorteilhaften Ausgestaltung des stufenförmigen Abschnitts eines Riffels der Riffelwalze besitzt die oberste Stufe näherungsweise ein quadratisches Profil, d. h., dass der Abstand der zweiten Schneidkante zum ersten Schneidflächenabschnitt in etwa dem Abstand der Zwischenfläche zur ersten Schneidkante entspricht.
Die Sequenz der Riffel folgt in einem Abstand von vorzugsweise über 2 mm aufeinander aber auf jeden Fall unterhalb von 20 mm. Vorteilhafterweise wird eine Sequenz zwischen 2 und 5 mm gewählt.
Die erfindungsgemäße Schroteinrichtung ist entsprechend mit mindestens einer paarweisen Anordnung der erfindungsgemäßen Riffelwalzen ausgeführt. Es ist aber auch möglich, eine beliebige weitere Anzahl von Riffelwalzen in einer Gruppe angeordnet einzusetzen.
Hierbei ist die Schroteinrichtung vorgesehen zur Schrotung von Getreide und/oder Malz im Verfahren des weichkonditionierten Schrotens. Hierbei wird das Getreide in Anwesenheit von Wasser verarbeitet.
Zu diesem Zwecke werden die Riffelwalzen gegenläufig angetrieben.
In den folgenden Figuren wird schematisch Folgendes dargestellt:
1: ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Schroteinrichtung zur weichkonditionierten Schrotung;
2: ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Schroteinrichtung;
3: Beispiele verschiedener bekannter Riffelausführungen;
4: eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Riffels der Riffelwalze.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Schroteinrichtung 01 skizziert. Hierbei werden in der Schroteinrichtung 01 paarweise erfindungsgemäße Riffelwalzen 02 angeordnet.
In 2 ist ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Schroteinrichtung 01 skizziert. Hierbei werden in der Schroteinrichtung 01a paarweise erfindungsgemäße Riffelwalzen 02 angeordnet.
In 3 werden skizzenhaft verschiedene Riffelformen dargestellt. Gleichsam ist allen Riffelformen (03a, 03b, 03c und 03d) das Vorhandensein der relevanten Flächen eines Riffels: der Quetschfläche 04 auf dem Außenzylinder liegend, der Freifläche 05 hinter einem Riffel zur Grundfläche 06 führend und der Schneidfläche 07, welche in der Schneidkante 08 im Schnitt zur Quetschfläche 04 endet. Unabhängig von der genauen Ausführung von Quetschfläche 04, Freifläche 05 und Grund 06 besitzen diese allesamt genau eine Schneidfläche 07 mit genau einer Schneidkante 08. Die bevorzugte Drehrichtung bei der Verwendung der Riffelwalze ist skizziert mit 17.
In 4 ist nun die erfindungsgemäße Ausführung eines Riffels skizziert. Diese besteht wiederum aus entsprechender Quetschfläche 04, der Freifläche 05 als auch aus der Grundfläche 06. Die Quetschfläche 04 liegt wiederum auf dem Außenzylinder 09, wobei sich zwischen der Schneidfläche 10 und der Quetschfläche 04 entsprechend die erste bzw. oberste Schneidkante 08 ergibt. An der Schneidkante 08 kann an den Außenzylinder 09 entsprechend eine Tangente 14 angelegt werden. Zwischen der Tangente und der Schneidfläche 10 ergibt sich der Schneidwinkel 15. Die erfindungsgemäße Schneidfläche ist nun in einer Stufenform ausgeführt, wobei diese aus einem ersten Schneidflächenabschnitt 10, einer Zwischenfläche 13, einer zweiten Schneidkante 12 sowie dem zweiten Schneidflächeabschnitt 11 besteht. Gleichsam ergibt sich zwischen der Tangente 14 und dem zweiten Schneidflächenabschnitt 11 der Schneidwinkel 16. Der zweite Schneidflächenabschnitt 11 liegt näherungsweise parallel zum ersten Schneidflächenabschnitt 10. Die Zwischenfläche 13 wiederum liegt näherungsweise parallel unterhalb des Außenzylinders, d. h. parallel zur Quetschfläche 04. Die bevorzugte Drehrichtung bei der Verwendung der Riffelwalze ist skizziert mit 17.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19700989 A1 [0003, 0009]
- EP 1424384 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Technologie Brauer und Mälzer” von Wolfgang Kunze offenbart in seiner 9. Auflage 2007 im Kapitel 3.1.5 (S. 249 ff.) [0004]

Claims

Riffelwalze (02) zum Schroten von Getreide, insbesondere Malz zur Anwendung in der Bierherstellung, wobei auf der Oberfläche der Riffelwalze (02) eine Vielzahl von Riffeln (03) angebracht ist, und wobei ein Riffel (03) jeweils aus einer Folge von Flächenabschnitten im Umfang der Riffelwalze (02) besteht, dabei enthaltend eine Quetschfläche (04), eine Freifläche (05), eine Grundfläche (06) und eine Schneidfläche (07), wobei die Quetschfläche (04) im Wesentlichen auf dem Außenzylinder (09) der Riffelwalze (02) liegt, und wobei eine erste Schneidkante (08) durch die Schneidfläche (07) und die Quetschfläche (04) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidfläche (07) ein Stufenprofil mit zumindest zwei Schneidflächenabschnitten (10, 11) und zumindest einer Zwischenfläche (13) aufweist, wobei zwischen dem ersten Schneidflächenabschnitt (10) und der Quetschfläche (04) die erste Schneidkante (08) gebildet wird, und wobei zwischen dem zweiten Schneidflächenabschnitt (11) und der Zwischenfläche (13) zumindest eine weitere, zweite Schneidkante (12) gebildet wird.
Riffelwalze (02) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidflächenabschnitte (10, 11) eines Riffels (03) jeweils einen Winkel (15, 16) zwischen 75° und 100°, vorzugsweise zwischen 85° und 90°, aufweisen, gemessen an der jeweiligen Schneidkante (08, 12) im Freiraum vor der Schneidfläche (10, 11) gegenüber der Tangente (14) am Zylinder (09).
Riffelwalze (02) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Schneidflächenabschnitt (10, 11) im Wesentlichen parallel zueinander liegen.
Riffelwalze (02) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand in radialer Richtung von der ersten Schneidkante (08) zur zweiten Schneidkante (12) zwischen 30% und 60%, vorzugsweise zwischen 35% und 40%, bezogen auf den Abstand von der Quetschfläche (04) zur Grundfläche (06) beträgt.
Riffelwalze (02) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der zweiten Schneidkante (12) zum ersten Schneidflächenabschnitt (10) mehr als 0,05 mm, jedoch weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,25 mm, beträgt.
Riffelwalze (02) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von der zweiten Schneidkante (12) zum ersten Schneidflächenabschnitt (10) im Wesentlichen dem Abstand von der ersten Zwischenfläche (13) zur ersten Schneidkante (08) entspricht.
Riffelwalze (02) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand eines Riffels (03) zum folgenden Riffel mehr als 2 mm aber weniger als 20 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm, beträgt.
Schroteinrichtung (01) mit einer paarweisen Anordnung von Riffelwalzen (02), welche entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt sind.
Schroteinrichtung (01) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schroteinrichtung (01) in der Art einer Mühle zur weichkonditionierten Schrotung ausgebildet ist, in der das Getreide und/oder Malz in Anwesenheit von Wasser verarbeitet werden kann.
Schroteinrichtung (01) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Riffelwalzen (02) gegenläufig angetrieben werden.