DE2135173A1

DE2135173A1 - Verfahren und vorrichtung zum schaelen von rapssaat

Info

Publication number: DE2135173A1
Application number: DE2135173A
Authority: DE
Inventors: Leslie Palyi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-14
Filing date: 1971-07-14
Publication date: 1973-03-22
Also published as: US3821451A; GB1351656A; DE2135173C3; JPS5651743B1; SE386837B; DE2135173B2; CA958616A; FR2145900A5

Description

PatontmwSB· Dipl. Ing. C. Wallach Dipl. Ing. G. Koch Dr. T. Haibach

8 München 2 14. Juli 1971

Kuiffiigentr. 8, T«L 240271

^— 13 297 - K/vM

Leslie Palyi, 23 Larabee Cres., Don Mills, Ontario,Canada.

Verfahren und Vorrichtung zum Schälen von Rapssaat

Rapssaat hat einen sehr hohen ölgehalt von etwa 40 Gewichtsprozent, einen Proteingehalt von 32 bis 35 Prozent und einen Paserstoff gehalt, d.h. Zellulosegehalt, von 15 Gewichtsprozent.

Bisher wurde die Rapssaat in der Weise verarbeitet, daß sie zunächst gequetscht und dann ausgepreßt wurde, wobei das öl herauslief und aufgefangen wurde. Der verbleibende Rapskuchen wurde als Viehfutter weiterverarbeitet, wobei der hohe Zelluloseanteil zwar für Großvieh zulässig war, aber nioht für Kleintiere. Das Rapsöl mit hohem Rutinsäure-Gehalt wird ale vegetabilisches Schmiermittel, beispielsweise für Triebwerke, benutzt. Mit geringerem Rutinsäure-Gehalt findet das öl auch für die menschliche Ernährung Anwendung zur Herstellung von Margarine und vegetabilischen Kochölen.

Bisher ist es jedoch noch nicht gelungen, die Rapssaat von der Sohale zu befreien, wie dies bei anderen Getreidefrüchten anrieh

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längst bekannt Ist. Bei Rapssaat war dies bisher nicht möglich, weil beim Αμίβτβοΐιβη des Korns Infolge der hierbei entstehenden Wärme das öl die Schale umschließt, die dann nicht mehr vom öl zu trennen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Rapssaat zu schälen und gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die auf etwa 45° erwärmte und daduroh im Korndurchmesser vergrößerte Rapssaat mittels eines Kaltluftstromes einer Prallplatten-. anordnung zugeführt wird, wodurch die Schale mit Rissen versehen wird und daß die so aufgebrochene Rapssaat dann mechanisch durch Reibung ohne ölextraktion von der Schale getrennt wird, und daß abschließend in einem Windsichter eine Trennung von Schale und Kern stattfindet. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß der Proteingehalt des erhaltenen Produktes, nämlich der Rapskuchen, ansteigt und der Zellulosegehalt vermindert wird. Durch die Erfindung kann eine Reduktion des Zellulosegehaltes bis zu 4 bis 7 Prozent erhalten werden gegenüber früher '15 Prozent, d.h. es erfolgt eine Herabsetzung auf die Hälfte bzw« ein Drittel des Zellulosegehaltes und dies ist auch für Putter bei Kleinvieh zulässig. Der Proteingehalt steigt dabei von 34 Prozent auf 48 Prozent (sämtlich Gewichtsprozente).

Die verbleibenden Schalen können als Streumaterial für Acker und Wiese benutzt werden, was infolge des hohen Stickstoffgehaltes sehr günstig istj auch zur Düngung von Pftlzkulturen ist dieses Abfallprodukt von Wichtigkeit.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung erfolgt die Behandlung der Rapssaat auf folgende Weise:

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Eisenteile werden in einem Magnetabscheider entfernt, Danaoh wird die Rapssaat von Fremdkörpern auf mechanische Weise getrennt, dann wird sie einer Wägestation und schließlich einer Erwärmungsstation zugeführt. In letzterer wird die Rapssaat auf etwa 45°C erwärmt (bei 60° erfolgt bereits ein Austreten von öl). Dann fällt die Rapssaat über einen Trichter in eine Dosiervorrichtung und von dort in eine Mischkammer, in der sie mit einem Kaltluftstrom gemischt und nach einer Batterie mit Prallplatten gefördert wird, wo eine Schlagwirkung eintritt und die Schale aufgebrochen, d.h. mit Rissen versehen wird. Dieser Vorgang kann in mehreren Stationen hintereinander erfolgen. Danach gelangt die Rapssaat in weitere Batterien, in denen die Entfernung der Schale bewirkt wird, wobei die Rapssaat entlang schraubenlinienförmiger Gänge gefördert wird und hier eine mechanische Einwirkung das Abschälen zur Folge hat. Auch von diesen Batterien können mehrere hintereinander geschaltet werden, wobei die äußere Wand von einer Schraubenlinie gebildet wird, und die innere von einem festen Zentralkörper, der am Außenmantel eine Schraubenlinie mit entgegengesetzter Steigung trägt. Hierdurch wird die Schale vom Kern getrennt, ohne daß öl austreten kann. Der innere Kern der Batterien ist leicht konisch in Bewegungsrichtung der Rapssaat verjüngend ausgebildet. Durch die Verkleinerung der Querschnittsfläche in Durchgangsriohtung ergibt sich eine Verbesserung der Abschälung. Die mit der Rapssaat in Berührung kommenden Teile der Batterien können mit Sohleifmaterial überzogen werden, um die mechanische Einwirkung zu verbessern. Stattdessen kann auch eine sägezahnartige Mantelausbildung vorgesehen werden.

Danach gelangt die Mischung in einen Sammler und dann in einen Luftsichter, in dem die Trennung der Schale von dem Kern durch Schwerkraftabscheidung stattfindet und zwar vorzugsweise in einem Zweistufenverfahren. Am Ausgang der Sichter wird dann ein Endprodukt erhalten, nämlich die ölhaltige und proteinhaltige Kernmasse

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in einem Gewichtsanteil von etwa 16 Prozent. Das Ergebnis ist ein grobes Korn. Die abgeschiedenen Schalen werden einem weiteren Sichter zugeführt und von anhaftenden feinkörnigen Kernbestandteilen getrennt. Die kleinen Kernteilchen werden einem Separator zu- " geführt, in dem mit Nylonmantel versehene Walzen umlaufen. Infolge der statischen Anziehung haften die Schalen auf der Oberfläche der Nylonwalzen und werden abgeführt, während das Endprodukt durch Schwerkraft nach unten fällt. Das Entfernen der Schalen erfolgt über rotierende Bürsten. Auf diese Weise wird ein Endprodukt zweiter Klasse erhalten und zwar in einer Menge von 12 Prozent. Die zweite Qualität des Endproduktes erklärt sich daraus, daß hierin . ,mehr Zellulose enthalten ist und zwar etwa 8 bis 9 Prozent.

Wenn aus der erfindungsgemäß geschälten Rapssaat das öl ausgepreßt ist, ergibt sich ein Rapskuchen mit einem Proteingehalt zwischen 50 und 6o Prozent und einem Zellulosegehalt von etwa 4 Prozent. Diese Versuchsergebnisse, die durch Laborversuche erhalten wurden, zeigen den Vorteil des SchälVorganges. Die Schale selbst kann, wie erwähnt, als Streumaterial benutzt werden, aber auch als Filterkörper für die Industrie, wobei der Stickstoffgehalt sich günstig für eine natürliche Filtrierung auswirkt.

Je nach Durchmesser der Rapskörner töbrägt der Gewichtsanteil der Schale 12 bis 16 Prozent und es hat sich bisher als unmöglich erwiesen, eine solche Schälung vorzunehmen, weil die Korngröße derart unterschiedlich ist und weil außerdem der Kern sehr weich im Vergleich mit der Schale ist. Der Kern hat einen hohen ölgehalt und bereits eine geringfügige Erhitzung führt zum Austreten des Öls, was wiederum einen wirksamen SchälVorgang entgegenstand.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt. In der Zeichnung zeigen:

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Pig. ΪΑ und IB eine schematisehe Ansicht der kontinuierlich arbeitenden Anlage zum Schälen von Rapssaat,

Fig. 2 eine der Anlage gemäß Pig.IA und IB nachgeschalteten Sichteranlage,

Fig. 35 in einem gegenüber Fig. IA größeren Maßstab eine Schnittansicht einer der dort dargestellten, mit B bezeichneten Batterien,

Fig. 4 in einem gegenüber der Fig,IB größeren Maßstab eine Schnittansicht einer Batterie C«

Die Rapssaat wird über einem Magnetabscheider MA,der metallische Bestandteile entnimmt, dem Einlauf 10 eines Abscheiders AS zugeführt, in dem Fremdkörper und Verunreinigungen entfernt werden. Vom Ausgang 12 des Abscheiders gelangt die so gereinigte Rapssaat in eine Wägevorrichtung W und aus dieser in eine Heizeinrichtung H, in der die Rapssaat auf eine Temperatur von etwa 5²I-⁰C (110⁰F) gebracht wird. Die Heizeinrichtung ist von der Radiatorbauart und die Rapssaat verbleibt auf dieser erhöhten Temperatur etwa 2 bis

end
3 Sekunden lang. Währ¹/dieser kurzen Erhitzung vergrößert sich der Durchmesser der Rapskörner um etwa 2 bis 3 /um. Aus der Heizvorrichtung wird die erwärmte Rapssaat über einen Trichter T und eine Dosiervorrichtung D einer Mischkammer MK zugeführt, die auf einer Temperatur von maximal 10⁰C (50° F) steht und eine Luftfeuchtigkeit von maximal 45 Prozent besitzt. In dieser Mischkammer MK wird die erwärmte Rapssaat ständig in Berührung mit einem Kaltluft strom gebracht, der von einem Gebläse V geliefert wird. Dies hat zur Folge, daß eine Schrumpfung des Korns stattfindet, wae eine physikalische Voraussetzung für die Trennung von Schale und Kern ist. Die Schale behält die gleiche Gestalt bei, wie vor der Wärmebehandlung.

Bei einer LuftStromgeschwindigkeit von I300 m/min bis 17ΟΟ m/min wird die mit der Luft vermischte Rapssaat der eigentlichen Sohälmaschine zugeführt, die aus den hintereinander geschalteten Batte-

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rlen A3 und C besteht. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind von jeder Gattung drei Batterien vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, mit weniger Batterien auszukommen oder in Sonderfällen noch mehrere Batterien jeder Gattung hintereinander zu schalten. Die Batterien A besitzen trichterförmig hintereinander geschaltete Prallplatten 14, wobei der Aufprallwinkel so gewählt ist, daß nur eine relativ schwache Stoßbelastung auftritt, die lediglich ein Aufbreohen der Schale zur Folge hat un<3 diese für den eigentlichen SchälVorgang vorbereitet.

Mit den so aufgebrochenen Schalen gelangt die Rapssaat im Luftstrom nach den Batterien B, von denen eine in Fig.3 im einzelnen dargestellt ist. Diese Batterien B sind so aufgebaut, daß die

r Rapssaat einer spiraligen bzw. sohraubenlinienförmigen Bewegung unterworfen wird und durch' Berührung mit der Kanalwandung erfolgt ein Abschälen. Die Batterien B bestehen aus einem zylindrischen Gehäuse l6 mit einer Innenwand 18, die eine schraubenlinienförmig verlaufende Nut besitzt. Im Abstand zu dieser Wand befindet sich ein sich in Durchsatzrichtung (Pfeil P) erweiternder Kern 20, dessen ebenfalls mit einer schraubenlinienförmigen Nut versehener Auflenmantel unter Belassung einer Dueohsatzringkammer 22 im Gehäuse angeordnet ist. Das durch die schraubenlinienförmige Nut auf den, Kern 20 gebildete Gewinde 24 hat, wie aus Fig.3 ersichtlich,ist, einen Sägezahnquerschnitt. Infolge der konischen Ausbildung des Kerns 20 verringert sich der Durohlaßquerschnitt der Kammer 22

^ vom Einlaßende 26 nach dem Auslaßende 28. Beim Durchlauf dlaser Kammern 22 in Form eines schraubenlinienförmigen Wirbels wird die Schale vom Kern getrennt, ohne daß irgendwelches öl austreten kann.

Wie ersichtlich, sind bei den Batterien B die Schraubenlinien auf Außenmantel und Kernmantel gleichsinnig ausgebildet. Anstelle des

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Gewindemantels 24 kann der Kern auch mit einem Mantel aus Schleif- j material versehen sein, beispielsweise mit einer Karborundmasse od.dgl,.

In den folgenden Batterien C wird die Rapssaat im Luftstrom wiederum einer schraubenförmigen Wirbelbewegung unterworfen, jedoch mit entgegengesetzte» Richtungssinn, wie in den Batterien B. Diese Batterien C bestehen aus einem Gehäuse 30 mit einem verhältnismäßig glatten Außenmantel 32 und einem sich in Durchsatzrichtung im Durchmesser vergrößernden konischen Kern 34 mit einem schraubenlinienförmig verlaufenden Steg J>6, Die ringförmige Durchsatzkammer 38 verjüngt sich wiederum in Durchgangsrichtung im Querschnitt, wobei jedoch der Durchsatzquerschnitt gegenüber der Anordnung der Batterien B verringert 1st, um eine^raktionsweise Schälung zu erreichen. Das die Außenwand der Ringkammer 38 begrenzende Rohr 32 verjüngt sich in Durchsatzrichtung und dieses Rohr wird von einer Schelle 40 getragen und ist oben und unten gegenüber der Gehäusewand 42 gleitbar. Die Rohrschelle 40 ist durch Schrauben 44 im Gehäuse abgestützt und in axialer Richtung einstellbar, wodurch der Querschnitt der Ringkammer verstellt werden kann.

Aus der letzten Batterie C gelangt die Rapssaat mit den entfernten Schalen in einen Spiralzyklon Cy, der doppelwandig ausgebildet ist. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Schalen bei ihrer Spiralbewegung eine starke Abnutzung bewirken, so daß die Wandung leicht ersetzt werden muß. Aus dem Zyklon gelangen über eine Luftsperre 46 die geschälten Körner mit der Schale in einen Luftsichter LS- und von dort in einen weiteren Luftsichter LSp. Hier wird durch Schwerkrafttrennung die Schale von dem Kern getrennt und am Ausgang 48 des zweiten Luftsichters LSp wird grobkörniger Raps erster Qualität in einem Gewichtsanteil von zirka 76 Prozent gewonnen. Die

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Luftsiohter arbeiten im Gegenstrom und die Luftführung ist einstellbar, wodurch eine günstige Trennung erhalten wird. Der Grund für die Benutzung·zweier Luftsichter besteht darin, daß aus dem ersten ■ Luftsichter LS, -bei 50 24 Gewichtsprozent Schalen ohne jede Beimengung abgeführt werden, die einer weiteren Verwendung sofort un- ■ terworfen werden können, während der Rest dem zweiten Sichter zugeführt werden muß. An dessen Ausgang 52 werden Schalen abgezogen, denen noch kleine Kernbeimengungen zugegeben sind und deshalb muß dieses Gemisch einer weiteren Trennung unterworfen werden und dies . erfolgt in einem Plansichter PL (Fig.2). Der. Schalenanteil beträgt

etwa 16 Prozent der Rapssäat, die unter Druck den Batterien zuge- ^ ^;führt wurde. Am Ausgang 54 des Plansichter PL wird der verwendbare Ψ Ausgang, d_eh. die kleinkörnigen Teile abgezogen und einem Separator SP zugeführt«, Die Schalen werden bei 56 abgezogen und der von Schalen befreite Raps am Ausgang 58*von hier aus kann er den Ölpressen zugeführt werden. In dem Separator SP sind hintereinander mehrere Walzen βθ drehbar gelagert, deren Mantel mit einem Kunststoffüberzug, beispielsweise aus Nylon, versehen ist, der eine hohe statische Aufladung ermöglicht. Durch diese Aufladung werden die Schalenreste angezogen, während das Mehl weitergefördert und am Ausgang 62 abgezogen werden kann» Die Schalen werden von den Walzenmänteln durch rotierende Bürsten 64 abgebürstet und dem Ausgang 65 zugeführt, von wo aus sie nach einem Vakuumseparator gelangen können. Auf diese Weise.wird ein Endprodukt zweiter Klasse erhalten und zwar in | einer Menge von 12 Prozent. Die zweitrangige Qualität des Endproduktes ergibt sich daraus, daß hierin mehr Zellulose enthalten ist als am Ausgang des Luftsiohters LS₂ und zwar etwa 8 bis 9 Pr zent.

Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch zu erklären, daß die Schälwirkuag in Verbindung mit Druckluft erhalten wird und demgemäß keine beweglichen Teile erforderlich sind, die

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eine Hitzeerzeugung während der Behandlung zur Folge haben könnten. Demgemäß wird die Rapssaat nur in ganz geringem Maße beschädigt. Dies wiederum führt dazu, daß die Kosten für die Wartung des Systemes sehr gering sind, wobei dieses System außerdem sehr anpassungsfähig 1st.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nioht nur zum SohaTen von Rapssaat geeignet, sondern es können auoh nooh folgende Körner auf die gleiche Weise geschält werden: Weizen (hart oder weloh), Gerste (sechareihig·und zweireihig), Futtergerste, Reis, Senfkörner, Flachsf^a§onnenblumenkerne, Sesam, Mais, Kottonsaat, Sojabohnen usw..

Patentansprüche;

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Claims

- ίο - Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schälen von Raps,

""-■■* dadurch gekennzeichnet, daß die auf etwa 45°C erwärmte und dadurch im Korndurchmesser vergrößerte Rapssaat mittels eines Kaltluftstromes einer Prallplattenanordnung zugeführt wird, wodurch die Schale mit Rissen versehen wird, und daß die so aufgebrochene Rapssaat dann mechanisch durch Reibung ohne ölextraktlon von der Schale getrennt wird, und daß anschließend in einem Windsichter eine Trennung von Schale und Kern stattfindet.

fc

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der Rapssaat in einem kurzen Zeitintervall von 2 bis 3 Sekunden erfolgt und daß diese erwärmte Rapssaat in einer Mischkammer einem Luftstrom von zirka 10°C ausgesetzt wird, wobei in der Mischkammer eine Luftfeuchtigkeit von maximal 45 Prozent herrscht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rapssaat von dem Luftstrom mit einer Geschwindigkeit von zirka 1300 m/min bis 1700 m/min durch die Batterien (A,B,C) gefördert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Luftstrom vermengte Rapssaat in den Batterien (B,C) einer Spiralbewegung bzw. einer schraubenlinienförmigen Bewegung unterworfen wird.

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5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rapssaat vor der Erwärmung über einen Magnetabscheider und einen Aspiratora.bscheider geführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5$ dadurch gekennzeichnet, daß die von den Schalen getrennte Rapssaat einem Zweistufenwindsichter zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Schalen und Kernteilchen, die einem Windsichter entnommen werden, über einen Plansichter einem Vakuumseparator zugeführt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplattenanordnung trichterförmig ausgebildet innerhalb von Batterien (A) gelagert 1st, von denen mehrere in Reihe gesohaltet sein können.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis J,

dadurch gekennzeichnet, daß zum Abschälen der aufgebrochenen Rapssaat Batterien (B) vorgesehen sind, die eine ringförmige Durchtrittskammer (22) mit schraubenlinienförmigen Gängen aufweist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (16) der Ringkammer (22) mit sehraubenlinienformigen Gängen versehen ist und daß zentral innerhalb dieser Kammer ein Kern (20) angeordnet ist, der sich in Durchgangsrichtung konisch erweitert.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennze.i chnet, daß der Kern mit einem Schleifmittelbelag versehen ist.

j

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, fc . dadurch gekennzeichnet, daB der Kern (24) mit einem Gewinde mit Sägezahnprofil versehen ist.

1^. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die den Batterien (B) nachgeschalteten Batterien (C) eine sich im Querschnitt verengende Ringkammer (32) aufweisen, in der der Luft-Raps-Strom einer sehraubenlinienformigen Bewegung unterworfen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13*

P dadurch gekennzeichnet,

daß der Außenmantel der Ringkammer (32) glatt ist.

15. Votrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel von einem sich in Durchgangsriohtung konisch verjüngendem Rohr gebildet ist.

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ΐβ. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 15* dadurch gekennzei chnet, daß der Kern (34) in Durchgangsriohtung konisch erweiternd ausgebildet und mit einer schraubenlinienförmigen Rippe (36) versehen ist.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen Ij5 bis l6, dadurch gekennzei chnet, daß das die Außenwand bildende konische Rohr zwecks Veränderung des Durchgangsquerschnitts axial verschieblich und einstellbar ist.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Separator (SP) vorgesehen ist, der mehrere in Durchgangsrichtung der Rapssaat hintereinandergeschaltete Walzen (60) mit Kunststoffbeschichtung aufweist, an denen die Schalenteilchen anhaften.

19. Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzei chnet, daß den Walzen (60) Bürstwalzen (64) zugeordnet sind.

einem der

20. Vorrichtung nach/Ansprüche 8 bis 19*

dadurch gekennzei chnet, daß den Batterien (A,B und C) und den Windsichtern (LS,,LS₂)

ein Plansichter (PL) zugeordnet ist.

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizvorrichtung (H) eine Wägevorrichtung (W) vorgeschaltet ist.

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-U-

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzei chnet, daß der Heizvorrichtung eine Dosiervorrichtung (D) nachgeschaitet ist.

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