DE2754722B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schälen und Entkeimen von ganzen Maiskörnern oder zum Entkeimen von Maiskornbruchstücken - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Schälen und Entkeimen von ganzen Maiskörnern oder zum Entkeimen von MaiskornbruchstückenInfo
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Description
Schälen und Entkeimen von ganzen Maiskörnern oder
zum Entkeimen von Maiskornbruchstücken, bei dem das Korngut einer ringzylindrischen Arbeitszone, die von
einem siebartig durchbrochenen Mantel umgeben ist, an deren einem Ende zugeführt und an deren anderem
Ende abgeführt wird, wobei das Korngut während des Durchlaufes der Arbeitszone der Einwirkung von
Schlägern, die durch eine schnell drehende Schlägerwelle in Umlaufbewegung versetzt werden, ausgesetzt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine
Vorrichtung zum Schälen und Entkeimen von ganzen
Maiskörnern oder zum Entkeimen von Maiskornbruchstücken, mit einem Gehäuse, das einen zylindrischen
Siebmantel aufweist, mit einer im Gehäuse konzentrisch gelagerten, mit Schlägern besetzten Schlägerwelle und
mit einem Korngut-Einlaß und einem Korngut-Auslaß jeweils am einen Ende des Siebmantels, wobei zwischen
Siebmantel und Schlägerwelle eine ringzylindrische Arbeitszone mit einer einem Mehrfachen der durchschnittlichen Maiskornlänge entsprechenden Weite
so ausgebildet ist.
Die industrielle Verwertung von Körnermais gewinnt in der Nahrungsmittel und Futtermittelindustrie sowie
in Brauereien und Stärkefabriken zunehmend an Bedeutung. Während für Brennereien der Mais ohne
spezielle Vorbehandlung eingesetzt werden kann, ist es für den Einsatz in Brauereien und in der
Nahrungsmittelindustrie notwendig, den Mais einer gezielten technologischen Behandlung oder Verarbeitung zu unterwerfen. In diesem Zusammenhang ist die
Trockenvermahlung zu Grits und Grießen erforderlich und auch üblich. In jedem Fall ist dabei eine Abtrennung
der Keime erwünscht, damit diese der ölgewinnung oder der Verfütterung an Tieren zugeführt werden
können.
Es sind verschiedenartige Verfahren und Maismühlen zur Behandlung von Mais bekannt. Dabei muß von jeder
Maismühle gefordert werden, daß sie einerseits eine größtmögliche Ausbeute jeweils von reinem Maisgrieß,
Maisgrits oder Maismehl ermöglicht, sowie andererseits
eine möglichst vollkommene Trennung der Maiskeime gestattet Dabei soll der Anteil an feinem Kornbruch,
der meistens unerwünscht ist, möglichst klein bleiben.
Bei allen Verfahren ist die Entkeimung ein wesentlieher
Faktor, der letztlich die Wirtschaftlichkeit einer Maismühle mitbestimmt Innerhalb der auf trockenem
Wege erarbeiteten Entkeimungsverfahren haben in letzter Zeit im wesentlichen drei Sonderverfahren
neben den klassischen Walzenkeimern eine breitere Anwendung gefunden:
Eines dieser drei Verfahren, das sogenannte Beall-Verfahren,
sieht vor, daß die mit Hitze und Dampf vorbereiteten Maiskörner durch einen vom Eintrag bis
zum Austrag konisch erweiterten Arbeitsraum geführt werden. Dieser wird außen durch ein konisches
Gehäuse und innen durch einen entsprechend konisch geformten Rotor begrenzt
Beide sind entlang spiralförmigen Linien dicht mit besonders geformten Noppen oder Würzen besetzt
Der Rotor wird mit einer mittleren Umfangsgeschwindigkeit von etwa 10 m/s angetrieben. Im Bereich des
Eintrags weist der Rotor spiralförmige Nuten auf, die ein zwangsweises Einziehen des Gutes gewährleisten.
Am weiteren, austragseitigen Ende sind die Noppen bzw. Warzen auf dem Rotor zwar ebenfalls entlang
spiralförmiger Linien verteilt angeordnet, wobei diese Linien jedoch einen gegenüber den anderen 3ereichen
entgegengesetzten Steigungssinn aufweisen, was zu einer einen Rückstau bewirkenden Förderung führt.
Außerdem ist dem Austrag eine einstellbare Klappe zugeordnet, so daß beim Anfahren der Maismühle bzw.
bei Störungen sich die Arbeitszone nicht einfach entleeren kann. Die am verjüngten Ende des Arbeitsraumes
eingetragenen Maiskörner werden von den spiralförmigen Nuten erfaßt und in den eigentlichen
Arbeitsraum, in dem die Noppen wirksam sind, gepreßt. Die Noppen wirken wie Reißzähne, die sowohl die
Schale um das Maiskorn, als auch den Keim abreißen bzw. herausreißen und zum Teil auch ausreiben. Durch
die Gegenförderwirkung der Noppen am Austragsende wird der Gutdurchfluß durch den Arbeitsraum gehemmt
und ein Rückstaudruck erzeugt. Dadurch entsteht eine kompakte Gutsäule, in der unter Reiben oder Würgen
die Noppen eine nahezu vollständige Entkeimung oder Schälung bewirken.
Als nachteilig bei diesem Verfahren wird empfunden, daß insbesondere ein verhältnismäßig großer Kraftaufwand
erforderlich ist Hinzu kommt, daß der anfallende Anteil an unerwünschten Feinteilchen sehr hoch ist. so
Dennoch wird dieses Verfahren insbesondere zur Herstellung von Maisgrits als Ausgangswerkstoff für die
Herstellung von Cornflakes nahezu ausschließlich auch heute noch angewendet Der Grund hierfür ist
insbesondere die Tatsache, daß bei diesem Verfahren größere zusammenhängende Endospermteile mit
gleichmäßiger ebener Oberfläche erzeugt werden, was wesentliche Voraussetzung für die Herstellung von
Cornflakes ist.
Man hat inzwischen auch versucht diesen Würge- oder Reibvorgang auf einfachere Weise und bei
kleinerem Rotor zu verwirklichen. Hierbei wurden u. a. radiale Stifte eingesetzt, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit
von etwa 5 m/s umlaufen. Diese Versuche haben jedoch zu keinem brauchbaren Ergebnis geführt,
da es bisher nicht möglich war, alle Einflußgrößen derart aufeinander abzustimmen, daß man das Verfahren als
Ersatz für das bekannte Beall-Verfahren hätte einsetzen
können.
Ein zweites, jüngeres bekanntes Verfahren, das sich in
größerem Umfang in der Maismüllerei durchgesetzt hat,
sieht vor, daß der vorbereitete Mais zunächst einem Schälvorgang und danach einem Entkeimungsvorgang
zur Trennung von Mais und Endosperm unterworfen wird (DE-PS 12 98 864). Die Schälarbeit wird im
bekannten Fall durch mehrere auf einer Welie befestigte Scheiben erbracht Allerdings hat die Praxis
gezeigt, daß bei diesem Schälvorgang und bei vielen Maissorten gleichzeitig auch ein erheblicher Anteil der
Entkeimungsarbeit geleistet wird. Die eigentliche Entkeimung erfolgt bei diesem bekannten Verfahren
jedoch in einem anschließenden Bearbeitungsvorgang durch Einsatz von Schlagvorrichtungen oder auch
Walzen. Die zum Schälen dienenden Scheiben sind von poiygonem Umriß und auf der Einlaufseite konkav und
auf der anderen Seite konvex ausgebildet Ce Oberfläche wenigstens der konvexen Seite jeder
Scheibe besteht aus ebenen Flächenteilen, die von geraden Linien begrenzt sind, die sich von den Ecken
des polygonen Umrisses zur Rotorachse hin erstrecken. Aufeinanderfolgende Scheiben sind gegeneinander im
Winkel versetzt angeordnet Der Arbeitsraum, in dem die Schalung erfolgt, ist zylinderförmig und weist am
Austrag einen Schieber auf, um bei Betrieb eine größere lockere Gutfüllung und die erforderliche Verweilzeil für
jedes einzelne Maiskorn im Arbeitsraum sicherzustellen. Die Praxis zeigt, daß mit diesem bekannten
Verfahren eine um etwa 2 bis 3% größere Ausbeute an Maisgrieß und insbesondere an Maisgrits im Verhältnis
zum Beall-Verfahren erziielt werden kann. Auch bezüglich der Abtrennung der Maiskeime erhält man
sehr günstige Werte. Wegen der höheren Wirtschaftlichkeit der ganzen Maismühle ist dieses bekannte
Verfahren recht verbreitet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der mit den Schälscheiben besetzte Rotor einen oft
als übermäßig empfundenen Lärm erzeugt Eine Verringerung dieses Lärms läßt sich jedoch nur mit
einer Beeinträchtigung der Arbeitsweise des Verfahrens und der Vorrichtung erkaufen.
Das dritte bekannte Sonderverfahren (DE-GM 18 84 537) sieht einen zylindrischen Arbeitsraum vor,
der außen durch einen Siebmantel umschlossen ist In diesem Arbeitsraum wird der Mais durch eine schnell
drehende Schlägerwelle bearbeitet auf der die Schläger in Form von an der zentralen durchgehenden Welle
befestigten Längsleisten vorgesehen sind. Dieses bekannte Verfahren bzw. die bekannte Vorrichtung läßt
sich auf bereits gebrochenen und teilweise entkeimten Mais anwenden, um die restlichen Keime abzuschlagen.
Es können aber auch trockene, ganze, ungeschälte und unvorbereitete Maiskörner aufgegeben werden, die mit
Hilfe der Schlagleisten grob zerkleinert werden. Dabei wird schon ein relativ hoher Anteil der Keime
ausgeschlagen. Die Keimfraktion wird anschließend abgesiebt und zumeist der ölgewinnung zugeführt
während die übrigen Maisteile als Futtermittel verwendet werden. Allerdings ist bei diesem bekannten
Verfahren das Ausmaß der Entkeimung weniger gut beherrschbar als bei den beiden anderen vorstehend
erwähnten Verfahren, wobei überdies ein relativ hoher Anteil an unerwünschten Feinteilchen erzeugt wird.
Denn die Anwendung der hier eingesetzten, sich fast über die ganze Länge des Arbeitsraumes erstreckenden,
parallel zur Achse der Drehwelle angeordneten Schlagleisten führt dazu, daß ein oben eintretendes
Maiskorn, sobald es in den Rineraum zwischen zwei
Schlagleisten gelangt ist, zwar von einer der Schlagleisten einen seitlichen Schlag erhält, dann aber innerhalb
der zwischen den beiden Schlagleisten befindlichen Gutschicht kaum mehr weiter geschlagen wird. Die
Gutschicht zwischen den schnell rotierenden Schlagleisten wird im wesentlichen gleichmäßig nach außen in
Richtung auf den Siebmantel bewegt und nach Verlassen der Schlagleisten in dem zwischen der
Außenkante der Schlagleisten und dem Siebmantel befindlichen Rundspalt eine kompakte Gutsäule ausgebildet, in der die einzelnen Maiskornbruchstücke unter
gegenseitigem Reiben bzw. Würgen noch etwas weiter behandelt werden können. Eine gute Kontrolle des
Ausmaßes der Entkeimung ist dabei aber nicht möglich.
Ausgehend hiervon Hegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren bzw. eine solche
Vorrichtung derart zu verbessern, daß unter weitgehender Vermeidung der aufgezeigten Nachteile eine
deutliche Verbesserung beim Schälen und Entkeimen ganzer Maiskörner bzw. beim Entkeimen von Maiskornbruchstücken bei gleichzeitig geringerem Kraftaufwand erzielt wird.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das
Korngut zur locker verwirbelten Bewegung durch die Arbeitszone von im wesentlichen radial zu dieser
orientierten Kanten einer Vielzahl von Schlägern geschlagen wird. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß
sich bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine große Anzahl von Anwendungsfällen eine ganz
erhebliche Verbesserung der Wirksamkeit bei der Behandlung des Mais erzielen ließ. Weiterhin konnte
der Kraftaufwand (Motorleistung) für den Fall gleicher Qualität wie bei bekannten Verfahren um zwischen 30
und 40% gesenkt werden. Durch die Maßnahmen nach der Erfindung wird sichergestellt, daß das Korngut beim
Durchlauf durch die Arbeitszone einer Vielzahl von Schlägen einzelner Schlagkanten ausgesetzt wird und,
infolge der locker verwirbelten Bewegung durch die Arbeitszone, dabei jeweils immer wieder eine zur
Bewegungsrichtung vor dem Schlag unterschiedliche neue Bewegungsrichtung aufgeprägt bekommt, wobei
die Unregelmäßigkeit dieser Schlagrichtungen Gewähr für eine hohe statistische Anzahl von Einzelschlägen bei
Durchlauf durch die Arbeitszone bietet Durch die lockere wirbelschichtartige Gutverteilung in der Arbeitszone kann weiterhin im Zusammenhang mit der
Ausbildung der wirksamen Schlag- oder Schälkanten auch die auftretende Reibung (und dadurch auch der
Kraftaufwand) wesentlich verringert werden. Hierdurch erhält man einen sehr geringen Anteil an unerwünschten Feinteilchen bei gleichzeitig deutlich verbesserter
Wirksamkeit der Entkeimung. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl auf ganze Maiskörner wie
auch auf gebrochene oder unvollständig entkeimte Maisteile anwenden. Bei ganzen Körnern werden diese
zweckmäßigerweise zuvor gereinigt, dann mit Wasser und Dampf vorbereitet und schließlich in der ringzylindrischen Arbeitszone zu der wirbelartig bewegten
Gutschicht leicht gestaut Hierdurch erhält man dann eine Entkeimung und gleichzeitig damit auch eine
Schälung des Kornes.
Besonders günstige Ergebnisse lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dann erzielen, wenn die
mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Schläger zwischen ca. 10 m/s und ca. 20 m/s liegt Dies gilt
insbesondere dann, wenn die wirbelartig bewegte Korngutschicht in einer Schichtdicke von etwa fünf- bis
zehnfacher Länge eines Maiskornes aufrechterhalten wird.
Die Verminderung der unerwünschten Anteile an Feinteilchen läßt sich wesentlich dadurch fördern, daß
zur leichten Rückstauung des Korngutes bei horizontalem Verlauf der Mittelachse der Arbeitszone der die
Arbeitszone durchlaufende Korngutstrom aus einem oben liegenden Teil der Ringzone entnommen wird,
etwa nach Art eines Siebvorganges. Vom Siebabstoß
to und vom Siebdurchfall können dann die einzelnen Fraktionen, wie Keime, Schalen oder Endospermteile,
getrennt oder abgesiebt werden. Auf diese Weise kann man die Keime nach ihrer Freisetzung rasch und auf
kürzestem Wege aus der Gutschicht entfernen. Gleiches
gilt für Maiskornanteile vergleichbarer Abmessung.
Dadurch wird zuverlässig verhindert, daß diese Teile weiter zerschlagen, zerrieben und/oder zermahlen
werden.
zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist geht aus von einer Vorrichtung mit einem
Gehäuse, das einen zylindrischen Siebmantel aufweist mit einer im Gehäuse konzentrisch gelagerten, mit
Schlägern besetzten Schlägerwelle und mit einem
Korngut-Einlaß und einem Korngut-Auslaß jeweils an
einem Ende des Siebmantels, wobei zwischen Siebmante! und Schlägerwelle eine ringzylindrische Arbeitszone
mit einer einem Mehrfachen der durchschnittlichen Maiskornlänge entsprechenden Weite ausgebildet ist
Diese Vorrichtung wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet daß eine Vielzahl von Schlägern
vorgesehen ist. die als Flügel ausgebildet und mit im wesentlichen radial zur ringzylindrischen Arbeitszone
sich erstreckenden Schlagkanten versehen sind. Bei
Einsatz dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung konnten
überraschend hervorragende Arbeitsergebnisse erzielt werden, obgleich das Abtrennen des Keims von den
übrigen Maiskornteilen ohne die Möglichkeit einer Beobachtung erfolgen muß. Bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bearbeiten die freien Kanten der Flügel jedes einzelne Korn innerhalb des lockeren wirbelartigen Gutstromes. Durch den ringförmigen Querschnitt
der Arbeitszone wird dabei ein geordneter Durchlauf für jedes einzelne Maiskorn gewährleistet Die gleich
förmige Einwirkung der freien Kanten auf den gesteuert
zugeführten Gutstrom bringt eine wesentliche Verringerung des Kraftbedarfs im Vergleich zu bekannten
Vorrichtungen mit sich. Weiterhin läßt sich bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung der erzeugte Lärm
erheblich reduzieren.
In der Praxis hat sich als besonders brauchbar eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erwiesen, bei der die radiale Weite der Arbeitszone etwa dem Fünf- bis Zehnfachen einer Maiskornlänge
entspricht und die Schlagkanten bis in die Nähe des Siebmantels reichen. Vorzugsweise sind wenigstens
einige Flügel mit einer zur Achse der Welle unter einem, insbesondere einstellbaren, Winkel α zwischen etwa 60°
und etwa 90° geneigten förderwirksamen Fläche
versehen. So können die Flügel eine generell L- oder
winkelförmige Gestalt aufweisen, wobei der durch die Arbeitszone ragende Schenkel eine größere Breite und
eine größere Dicke aufweist Bei Schrägstellung dieses Flügels gegenüber der Achse der Welle bilden die zwei
es Kanten, die eine schmale Längsseite des Flügels
begrenzen, arbeitswirksame Kanten aus, während die eine große Fläche dieses Schenkels die förderwirksame
Fläche darstellt
Vorteilhafterweise sind die Flügel in mehreren zur Achse der Welle parallelen Reihen verteilt angeordnet,
wobei Flügel von einander in Umfangsrichtung benachbarten Reihen in Richtung der Achse jeweils
gegeneinander versetzt angeordnet sind. Zweckmäßigerweise werden etwa 10 bis 20 Flügel pro Meter
Reihenlänge verteilt angeordnet.
Bei liegender oder horizontal ausgerichteter Achse von Welle und Siebmantel wird der Produktauslaß
vorzugsweise in der oberen Hälfte der Arbeitszone und, wiederum vorzugsweise, durch Schieber steuerbar
angebracht Hierdurch ergibt sich bereits automatisch ein gewisser leichter Rückstau, der einstellbar ausgestaltet werden kann, wenn man der Austragöffnung einen
einstellbaren Schieber oder eine einstellbare Verschlußklappe zuordnet Insbesondere dann, wenn mit der
Entkeimung auch ein Schälvorgang bewirkt werden soll, ist ein gezielter Rückstau in der dennoch lockeren und
wirbelartig bewegten Gutschicht von besonderem Vorteil. Durch diesen Rückstau erhält man eine gewisse
gegenseitige Abstützung der Körner, so daß die auf die Körner treffenden freien Kanten der Flügel die
Schalenteile noch wirksamer abschneiden und abstreifen können.
Da die Maiskörner in die Arbeitszone nicht eingepreßt, sondern locker in die wirbelartige Gutschicht eingetragen werden sollen, hat es sich
(insbesondere bei feuchter Verarbeitung der Maiskörner) als zweckmäßig erwiesen, daß die Welle als
Hohlwelle ausgebildet ist und im Bereich des — vorzugsweise radial im Siebmantel mündenden —
Eintrags eine Förderschnecke einer vorzugsweise der radialen Weite der Arbeitszone entsprechenden Gangtiefe aufweist
Bei einer lichten Weite des die Arbeitszone außen begrenzenden Gehäuses von etwa 300 mm hat sich eine
Drehzahl der Welle im Bereich von etwa 500 bis etwa 2000 U/min, bevorzugt im Bereich von 800 bis
1100 U/min, als besonders vorteilhaft erwiesen. In
jedem Fall ist es zweckmäßig, die mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Flügelkanten, bevorzugt aber die
Umfangsgeschwindigkeit an den radial äußeren freien Enden der Flügel, in einem Bereich von etwa 10 bis etwa
20 m/s zu wählen.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die direkt auf der Hohlwelle vorgesehene Förderschnecke trotz
der hohen Drehzahlen weder zu einem unkontrollierten Umherschleudern, noch zu einem unerwünschten
Zerkleinern oder Brechen der Körner führt Vielmehr erhält man mit der Förderschnecke einen reibungslosen
Guteinzug, wobei bei feuchtem Gute überraschenderweise die bisher bekannte und auch gefürchtete
Verklebung und das Festsetzen von kleinen Kornteilchen im Eintragbereich vollständig vermieden werden
können.
Bei Ausbildung des Gehäuses als durchgehende Siebfläche wird vorteilhafterweise der Siebmantel
zusammen mit der Welle als Baueinheit zweckmäßigerweise über Dämpfer, innerhalb eines den Siebdurchgang
sammelnden Sammelkastens angeordnet Die Sieblöcher des Gehäuses sind in ihrem Durchmesser dabei so
gewählt, daß die freigesetzten Keime frei durchtreten können, ebenso wie Maiskornteilchen entsprechender
Größe.
Die Vorrichtung kann mit lotrechter Achse, bevorzugt aber in horizontaler Lage betrieben werden.
Mit der neuen Vorrichtung kann den Forderungen wirksam Rechnung getragen werden, daß der Keimling
in einem Stück sauber und mit der kleinstmöglichen
wird. Dadurch, daß die Arbeitszone genau definiert ist
und eine zylindrische Ringform aufweist und weiterhin
s dadurch, daß das Gut wirbelartig durch die Arbeitszone
getrieben und von einer Vielzahl von umlaufenden
eine nahezu optimale Entkeimung sichergestellt.
nung beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig.2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach
Fig. 1;
F i g. 3 einen Schnitt längs HI-III in F i g. 1;
F i g. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in ähnlicher Darstellung
wie F i g. 1;
F i g. 5 eine bevorzugte Ausführungsform eines Flügels des Rotors bei einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, in perspektivischer Darstellung.
Die in den F i g. 1 bis 3 in Verbindung mit F i g. 5 gezeigte Vorrichtung umfaßt einen Rotor mit einer
Welle 1, die in einem Gehäuse 2 konzentrisch angeordnet ist. Die Welle 1 und das Gehäuse 2 bilden
eine Einheit, die mit radialem Abstand von einem Sammelkasten 3 umschlossen ist, der seinerseits auf
Ständern am Gestell fest abgestützt ist. Zur Vereinfa
chung der Herstellung und der Reinigung ist das
Gehäuse 2 aus zwei voneinander lösbaren Hälften hergestellt und besteht aus gelochtem Blech. Ferner
weist es eine Eintragsöffnung 5 auf, in die ein Eintragstutzen 6 für das zu verarbeitende Gut mündet,
wie z. B. in F i g. 1 durch einen Pfeil angedeutet ist. Im dargestellten Beispiel mündet der Eintragstutzen 6 in
allgemein lotrechter Richtung tangential in das Gehäuse 2, was besonders bei der Verarbeitung von Mais im
trockenen Verfahren von Vorteil ist da auf diese Weise
das Gut schonend und doch mit hoher Durchsatzleistung in das Gehäuse 2 oder die darin befindliche
Arbeitszone eingespeist werden kann.
Auf der rechten Seite der Darstellung nach F i g. 1 befindet sich in dem Gehäuse 2 die Austragöffnung 7 für
das Gut auf der Arbeitszone. Es ist darauf hinzuweisen, daß bei der dargestellten horizontalen Orientierung der
Welle 1 die Austragöffnung 7 in der oberen Hälfte des Gehäuses 2 vorgesehen ist und in einen Auffangkasten 8
mündet, aus dem das aus der Arbeitszone stirnseitig
auswandernde Gut in Pfeilrichtung abgeführt wird.
Die Lochung des gelochten Mantels des Gehäuses 2 ist im Querschnitt so gewählt daß die Keime
unmittelbar, nachdem sie in der Arbeitszone von dem übrigen Teil des Maiskornes gelöst worden sind, durch
die öffnungen des Mantels nach außen in den
' werden übrige Kornteile von entsprechender Größe
ebenfalls rasch und direkt aus der Arbeitszone durch die
unmittelbare Abführung der Teile auf kürzestem Wege wird erreicht, daß eine weitere Zerkleinerung weitgehend vermieden und der Feinanteil an Kornbruch
minimal gehalten wird.
Die Welle 1 ist im dargestellten Beispiel als Hohlwelle
ausgeführt und im Sammelkasten 3 mittels der beiden
Lager 14 und 15 drehbar gelagert Der Antrieb erfolgt vom Motor 13 (Fig.2) aus fiber Riemenscheibe 12,
Keilriemen 11 und Riemenscheibe 10. Die Drehzahl der
Welle 1 kann zwischen 500 U/min und 2000 U/min liegen und beträgt im allgemeinen und vorzugsweise
etwa 800 bis etwa 1100 U/min. Durch Auswechseln der Riemenscheiben 10 und 12 können die Drehzahlbereiche
verändert werden.
Die Hohlwelle 1 und das Gehäuse 2 begrenzen eine im Querschnitt ringförmige hohlzylindrische Arbeitszone.
Die Welle 1 weist dabei über die ganze Ausdehnung der Arbeitszone verteilt eine große Anzahl von Flügeln
16 auf, die — wie F i g. 1 zeigt — bevorzugt in Längsreihen angeordnet und ggf. mit Hilfe entsprechender
Längsleisten 23 auf der Hohlwelle 1 befestigt sind, leder einzelne Flügel 16 ist so kräftig ausgebildet, daß er
der Zerkleinerungsarbeit beim Entkeimen standhalten kann.
Ein einzelner Flügel 16 ist in größerem Maßstab in. F i g. 5 in perspektivischer Darstellung wiedergegeben.
Bei der Ausgestaltung und Bemessung des Flügels wurde von der Zielsetzung ausgegangen, den Keimling
möglichst in einem Stück und sauber und mit kleinstmöglicher Beschädigung aus dem übrigen Korn
zu lösen und von den Kornresten zu trennen. Es hat sich gezeigt, daß die Anzahl der Flügel 16 auf der Hohlwelle
1 die Entkeimarbeit erst in zweiter Linie bzw. indirekt beeinflußt, während die Anzahl der arbeitswirksamen
Kanten, die von den Flügeln 16 ausgebildet werden, von direktem und unmittelbarem Einfluß auf die Wirksamkeit
der Entkeimarbeit sind.
Bei dem in Fig.5 dargestellten Flügel ist unter Berücksichtigung der durch den Pfeil 25 angegebenen
Durchlaufrichtung des Gutes durch die Arbeitszone festgestellt worden, daß im wesentlichen die etwa radial
durch die Arbeitszone ragenden Kanten 17 und 18 des Flügels 16 arbeitswirksam sind. Dies konnte dadurch
bestätigt werden, daß man den mittleren Bereich 19 des längeren Schenkels des L-förmigen Flügels 16 bei einem
Flügel herausgetrennt hat und den Flügel in dieser Form einsetzte: durch das Heraustrennen des mittleren Teils
19 des betreffenden Schenkels werden unmittelbar angrenzend an den dadurch gebildeten Leerraum zu den
Kanten 17 und 18 parallele und in gleicher Weise in bezug auf die Durchlaufrichtung 25 liegende Kanten
gebildet. Der für diese Versuchszwecke hergestellte Flügel 16 wurde bewußt aus weichem Stahl gefertigt, um
während des Betriebes eine verstärkte Abnutzung der besonders beanspruchten Stellen des Flügels zu
erzielen. Es zeigte sich, daß die bevorzugt arbeitswirksamen
Kanten 17 und 18 sowie die durch das Herausschneiden des Bereiches 19 zusätzlich entstandenen
entsprechenden Kanten einer erhöhten Abnutzung unterworfen waren, die radial von innen nach außen
zunahm, wie dies durch die strichpunktierten Linien 20 und 21 in Fig.5 angedeutet ist Die Annahme, daß
vornehmlich die Kanten 17 und 18 arbeitswirksam sind, wurde auch ansonsten durch die Versuchsergebnisse
bestätigt
Der sich etwa radial durch die Arbeitszone erstrekkende Schenkel der Flügel 16 ist von ausreichender
Breite und ausreichender Dicke D ausgebildet Durch letztere wird nicht nur die Widerstandsfähigkeit des
Flügels erhöht, sondern gleichzeitig die Arbeitswirksamkeit der beiden Kanten 17 und 18 verstärkt
Wenigstens einige, bevorzugt aber alle Flügel 16 weisen zusätzlich, insbesondere aufgrund der großen Breite des
Schenkels, förderwirksame Flächenbereiche auf, wie dies durch die Bereiche Fm F i g. 5 angedeutet ist Diese
förderwirksamen Flächenbereiche sorgen für eine gesteuerte gleichförmige Wanderung des Gutes durch
die Arbeitszone. Die Dicke D des Schenkels und damit der mittlere Abstand der arbeitswirksamen Kanten «7
und 18 voneinander beträgt etwa 1 cm oder mehr.
Der kurze Schenkel des L-förmigen Flügels 16 weist in einer Vertiefung eine Bohrung 22 auf, durch die ein Schraubelement zum Befestigen des Flügels 16 an der Welle 1 bzw. an der zugehörigen Leiste 23 durchgesteckt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine lösbare Befestigung mit der Folge, daß die Orientierung der Breite des Schenkels des Flügels 16 bezüglich der Längsachse 24 bzw. der Durchlaufrichtung des Gutes durch die Arbeitszone und damit die Größe des Winkels λ verändert werden kann.
Der kurze Schenkel des L-förmigen Flügels 16 weist in einer Vertiefung eine Bohrung 22 auf, durch die ein Schraubelement zum Befestigen des Flügels 16 an der Welle 1 bzw. an der zugehörigen Leiste 23 durchgesteckt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine lösbare Befestigung mit der Folge, daß die Orientierung der Breite des Schenkels des Flügels 16 bezüglich der Längsachse 24 bzw. der Durchlaufrichtung des Gutes durch die Arbeitszone und damit die Größe des Winkels λ verändert werden kann.
Wesentlich für eine optimale Arbeitsweise ist, daß das Gut nicht in dichter Packung durch die Arbeitszone
gepreßt wird. Es kommt vielmehr darauf an, daß das Gut wirbelartig durch die Arbeitszone gefördert wird, auch
wenn ein gewisser Rückstau wünschenswert ist. Die Tatsache, daß die Arbeitszone nicht durch das Gut
vollgestopft ist, bestätigt sich durch die Art der Abnützung der arbeitswirksamen Kanten, wie dies bei
20 und 21 strichpunktiert in F i g. 5 dargestellt ist. Aus dieser Art der Abnutzung ergibt sich, daß die eigentliche
Arbeit im radial außenliegenden Bereich der Arbeitszone vollzogen wird. Dadurch ist die Voraussetzung
geschaffen, daß eine lockere wirbelartige Bewegung des Gutes in der ringzylindrischen Arbeitszone sichergestellt
ist und die einzelnen Körner bei örtlich auftretender Pressung ohne weiteres radial nach innen
ausweichen können.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 sind auf dem Umfang der Welle 1 acht Längsleisten 23 in
gleichen Umfangsabständen angeordnet Auf jeder dieser Längsleisten 23 befindet sich eine größere Anzahl
von Flügeln 16. Bei einer Länge von etwa 2 m wurden beste Resultate mit etwa 20 bis 40 Flügeln 16 pro
Längsleiste 23 beobachtet. Damit ergibt sich eine Anleitung für die optimale Besetzung der Längsleisten
dahingehend, daß etwa 10 bis 20 Flügel pro laufendem Meter Längsleiste vorzusehen sind. Betrachtet man in
der Figurendarstellung, z. B. von F i g. 4, zwei beliebige, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Längsleisten,
so sind die Flügel dieser benachbarten Leisten in axialer Richtung gegeneinander versetzt angeordnet, weisen
also sowohl in Umfangsrichtung, als auch in axialer Richtung gegenseitig Abstände auf.
Durch die Vielzahl der Flügel wird der Gutstrom bei dem Wandern durch die Arbeitszone nicht nur intensiv
bearbeitet, sondern gleichzeitig auch sicher und reproduzierbar geführt. Dabei zeigt es sich, daß die
Lochung des Gehäuses 2 abbremsend auf den Gutstrom wirkt Die Folge ist eine gezielte rechenartige Führung
und eine entsprechend auftretende Wirbelbewegung. Da außerdem die Gutströmung als ganzes wirbelartig
vom Eintrag 5 bis zum Austrag 7 in der ringzylindrischin
Arbeitszone um die Achse 24 der Welle 1 gewirbelt wird, ergibt sich eine lockere, leicht zu
führende und mit geringem Energieaufwand zu fördernde Gutströmung. In einigen Fällen kann es
zweckmäßig sein, die arbeitswirksamen Kanten 17 und 18, statt sie radial auszurichten, von voraeherein
gegenüber einem Radius schrägverlaufend auszubilden, wie dies durch die strichpunktierten Linien 20 und 21 in
F i g. 1 angedeutet ist
Im Interesse einer optimalen und größtmöglichen Entkeimungsarbeit ist es wichtig, während des Verfahrens
die größten Keime sowie die kleineren Maiskorntefle
durch die Lochung des Gehäuses sofort und auf
kürzestem Wege nach außen in den Sammelkasten 3 abzuführen. Es konnte gezeigt werden, daß in
Abhängigkeit von besonderen Anwendungsfällen 60 bis 80% oder gar 90% und mehr der Entkeimungsarbeit in
einem einzigen Durchlauf durch die neue Vorrichtung geleistet werden konnte. Als Folge hiervon wanderte
nur noch ein geringer Gutanteil durch die Austragöffnung 7 in den Sammelkasten 3 ab. Um eine schnellere
Entleerung der Arbeitszone zu vermeiden, ist, wie schon erwähnt, eine besondere Anordnung der Austragöffnung
7 vorgesehen, die einen gewissen Rückstau erzeugt. Dennoch wird aufgrund der hohen Drehzahlen
der Welle 1 das Gut durch die Austragöffnung 7 zuverlässig herausgeschleudert, so daß sich eine
selbsttätige Reinigung sowohl der Welle 1, als auch des Gehäuses 2 ergibt.
Das Innere der Arbeitszone kann leicht durch die Wartungstüren 30,31 kontrolliert werden, durch die sich
auch Montagearbeiten durchführen lassen. Das Gehäuse 2 ist über Schwingungsdämpfer 36 am Sammelkasten
3 gelagert, der unten Abzugstrichter 32 und 33 aufweist, die in Produktablaufstutzen 34 bzw. 35 münden. Wie
schon erwähnt, ist die Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 in Verbindung mit F i g. 5 besonders für die trockene
Verarbeitung von ganzen oder gebrochenen Maiskörnern einsetzbar.
Die in Fig.4 dargestellte abgewandelte Ausführungsform
der neuen Vorrichtung ist vornehmlich für die Bearbeitung von Maiskörnern in feuchtem Zustand
bestimmt. Der Grundaufbau der in Fig.4 gezeigten
Vorrichtung entspricht demnach Fig. 1, so daß im wesentlichen auf die Beschreibung dort Bezug genommen
werden kann. Die Vorrichtung weist wiederum eine Hohlwelle 40 auf, die in entsprechender Weise in einem
gelochten Gehäuse 41 drehbar gelagert ist und mit diesem eine ringförmige hohlzylindrische Arbeitszone
begrenzt. Das gelochte Gehäuse 41 ist wiederum durch einen Sammelkasten 42 eingeschlossen.
Die Welle 40 ist über den überwiegenden Teil ihrer Länge mit entsprechenden Leisten und Flügeln 16
besetzt, wobei die Flügel nach F i g. 5 ausgebildet sein können. Im Eintragbereich weist die Hohlwelle 40 eine
Förderschnecke 43 auf, die eingängig oder zweigängig ausgebildet sein kann. Im Eintragbereich ist die
Förderschnecke 43 direkt auf der Hohlwelle 40 aufgesetzt und ersetzt in diesem Bereich die Flügel 16.
Die Förderschnecke 43 erstreckt sich in axialer Richtung beiderseits der Mündung des Eintragstutzens
6, der im wesentlichen radial zur Achse der Hohlwelle 40 mündet. Die Schneckengänge haben zweckmäßigerweise
eine radiale Tiefe entsprechend der radialen Weite der Arbeitszone.
Da Mais in feuchtem Zustand stark störende, klebrige Eigenschaften aufweist, kann es zu einem Festsetzen an
den Wandteilen und zu einem sehr raschen Ausbilden dicker Schichten kommen, was bis zu einer Verengung
oder gar einem Verschließen des Durchgangs führen kann. Bei der feuchten Maisverarbeitung treten solche
Verstopfungen insbesondere im Bereich des Eintrags
ίο auf. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die
beschriebene und in F i g. 4 dargestellte Art des Eintrags der feuchten Maisteile in die Vorrichtung alle
beschriebenen Schwierigkeiten auf einfache und zuverlässige Weise beseitigt, was wesentlich wohl durch die
is relativ hohe eingesetzte Drehzahl der Hohlwelle 40
(von vorzugsweise 800 bis 1100 U/min) bei relativ gießen Durchmesser der Welle und damit relativ
großer Umfangsgeschwindigkeit der umlaufenden Teile zurückzuführen sein dürfte. Wesentlich ist ferner, daß
die am Ende der Welle 40 angeordnete Schnecke 43 nicht als Preßschnecke, sondern als einfache Förderschnecke
ausgebildet ist.
Die Hohlwelle 40 weist auf ihrer ganzen Länge einen gleichbleibenden Durchmesser auf. Der Außendurchmesser
der Förderschnecke 43 entspricht etwa dem Außendurchmesser der Flügel 16, so daß die Tiefe der
Gänge der Förderschnecke 43 etwa dem in Fig.3 eingezeichneten Wert »X« entspricht, der die radiale
lichte Weite der ringförmigen Arbeitszone angibt und im Bereich einer Handbreite oder etwa im Bereich von
5- bis etwa lOmal der Länge eines Maiskornes liegt. Im
Falle einer zweigängigen Schnecke 43 genügt für jede Schnecke ein voller Schneckengang.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung gestattet es (nach entsprechender Vorbereitung durch
Anwendung von Wärme und Feuchtigkeit), den Mais mit der Entkeimung gleichzeitig auch fast vollständig zu
schälen, wozu es vorteilhaft ist, vom Austragende her in der Arbeitszone einen verstärkten, insbesondere einen
einstellbaren Rückstau zu erzeugen, ohne den lockeren wirbelartigen Durchgang des Gutes durch die Arbeitszone zu behindern. Die nach der Vorbehandlung leicht
lösbaren Schalen werden dann teilweise schon infolge der Reibung von Korn an Korn sowie an den Wänden
der Vorrichtung vom eigentlichen Maiskorn gelöst und können leicht anschließend abgetrennt werden. Die
Stärke des Rückstaus ist bei der in Fig.4 gezeigten Vorrichtung durch entsprechende Einstellung des der
Austragöffnung zugeordneten Schiebers 44 einstellbar.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1
Patentansprüche:
1. Verfahren zum Schälen und Entkeimen von ganzen Maiskörnern oder zum Entkeimen von
Maiskornbruchstücken, bei dem das Korngut einer ringzylindrischen Arbeitszone, die von einem siebartig durchbrochenen Mantel umgeben ist, an deren
einem Ende zugeführt und an deren anderem Ende abgeführt wird, wobei das Korngut während des
Durchlaufens der Arbeitszone der Einwirkung von Schlägern, die durch eine schnell drehende Schlägerwelle in Umlaufbewegung versetzt werden, ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Korngut zur locker verwirbelten Bewegung durch die Arbeitszone von im wesentlichen radial zu
dieser orientierten Kanten einer Vielzahl von Schlägern geschlagen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirbelartig bewegte Korngutschicht in einer Schichtdicke von etwa fünf bis
zehnfacher Länge eines Maiskornes aufrechterhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Schläger zwischen ca. 10 m/s und ca.
20 m/s liegt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur leichten Rückstauung des Korngutes bei horizontalem Verlauf der
Mittelachse der Arbeitszone der die Arbeitszone durchlaufende Korngutstrom aus einem obenliegenden Teil der Ringzone entnommen wird.
5. Vorrichtung zum Schälen und Entkeimen von ganzen Maiskörnern oder zum Entkeimen von
Maiskornbruchstücken, mit einem Gehäuse, das einen zylindrischen Siebmantel aufweist, mit einer
im Gehäuse konzentrisch gelagerten, mit Schlägern besetzten Schlägerwelle und mit einem
Korngut-Einlaß und einem Korngut-Auslaß jeweils am einen Ende des Siebmantels, wobei zwischen
Siebmantel und Schlägerwelle eine ringzylindrische Arbeitszone mit einer einem Mehrfachen der
durchschnittlichen Maiskornlänge entsprechenden Weite ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vielzahl von Schlägern vorgesehen ist, die als Flügel (16) ausgebildet und mit im wesentlichen
radial zur ringzylindrischen Arbeitszone sich erstreckenden Schlagkanten (17,18) versehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Weite der Arbeitszone etwa
dem fünf- bis zehnfachen einer Maiskornlänge entspricht und die Schlagkanten (17, 18) bis in die
Nähe des Siebmantels (2) reichen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige Flügel (16)
eine zur Achse der Welle (1) unter einem — insbesondere einstellbaren — Winkel λ zwischen
etwa 60° und etwa 90° geneigte förderwirksame Fläche aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (16) in
mehreren zur Achse der Welle (1) parallelen Reihen (23) verteilt angeordnet sind, wobei Flügel (16) von
einander in Umfangsrichtung benachbarten Reihen in Richtung der Achse jeweils gegeneinander
versetzt angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 10 bis 20 Flügel (16) pro Meter
Reihenlänge verteilt angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daS bei horizontaler Lage der Achse von Welle (1) and Siebmantel (2) der —
vorzugsweise durch Schieber (44) steuerbare — Produktauslaß (7) in der oberen Hälfte der
Arbeitszone angeordnet ist
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) als
Hohlwelle ausgebildet ist und im Bereich des —
vorzugsweise radial im Siebmantel (2) mündenden — Eintrags (6) eine Förderschnecke (43) einer
vorzugsweise der radialen Weite der Arbeitszone entsprechenden Gangtiefe aufweist
is 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebmantel (2)
mit der Welle (1) als Baueinheit über Schwingungsdämpfer (36) innerhalb eines den Siebdurchfall
aufnehmenden Sammelkastens (3) angeordnet ist
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Weile (I) mit
einer Drehzahl von etwa 500 bis etwa 2000 U/min, vorzugsweise zwischen 800 und 1100 U/min, antreibbar ist
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