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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
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dass die Siebwand (4) mittels einer Vielzahl von parallel zueinander,
mit einem Abstand (51 in Figur 3) zwischeneinander angeordneten, prismatischen Stäben
(42) gebildet ist, wobei der Abstand (51) zwischen den Stäben (42) jeweils die besagte
kleinste lichte Weite der so gebildeten, länglichen, spaltenähnlichen Löcher (5)
ergibt.
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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke
(45) der die Löcher (5) begrenzenden Stäbe (42) gleich gross ist wie der Abstand
(51) zwischen den Stäben (42), d.h. wie die kleinste lichte Weite der Löcher (5).
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10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zur
Aufnahme des Aufpralls des in die Flugbahn (3) geworfenen Materialobjekts vorgesehene
Wand (43) der Stäbe (41) und die der gedachten Drehachse der Flugbahn zugewandte
Wand (44) der Stäbe (42) miteinander einen spitzen Winkel bilden.
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11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe
(41) mindestens an den den Aufprall der fliegenden Materialobjekte aufnehmenden
Stellen mit einer abriebfesten Materialschicht versehen sind.
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12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe
(42) mittels einiger quer zu den Stäben verlaufender Bänder (41) zur Siebwand (4)
zusammengefasst sind.
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VERFAHREN ZUR FREILEGUNG VON SOJABOHNENKERNEN Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Freilegung der Sojabohnenschalen von Sojabohnenkernen eines Sojabohnenmaterials
mit mechanischen Mitteln.
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Dieses Verfahren ist ein technologischer Teilschritt beim Verarbeiten
der Sojabohnen zum Sojaspeiseöl, bei welchem als Nebenprodukt ein Sojaschrot anfällt.
Ein nahrhafterer Schrot soll keinen, bzw. möglichst kleinen Anteil an Bohnenschalenteilchen
aufweisen. Für dieses Ziel ist es also in dem Prozess notwendig, die Schalen von
den Kernen abzutrennen. Durch die Freilegung der Schalen von den Kernen sollen jedoch
die Bohnenkerne möglichst unbeschädigt bleiben, d.h. sie dürfen höchstens nur zu
grossen Teilchen zerschlagen werden, ohne dass dabei Staub- bzw. Feinfraktionen
entstehen, die in anschliessenden Prozessschritten unerwünscht sind, oder auch die
Freilegung selbst erschweren oder hindern, so dass es während dieses Prozessschrittes
oder in einem der folgenden Prozessschritte zu Produktionsunterbrüchen kommt.
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Bei bekannten Verfahren zur Freilegung der Schalen von den Kernen,
die sich der aus der Mühlenindustrie bekannten mechanischen Schälungsvorrichtungen
unter Anwendung bekannter Betriebsregeln bedienen, entstehen eben die oben erwähnten
unerwünschten oder hindernden Staub-bzw. Feinfraktionen. Es ist Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren der anfangs angegebenen Gattungsart zu finden, welche die Freilegung
vollkommen, dabei aber ohne Entstehung der nachteiligen Staub- oder Feinfraktionen
erwirkt. Des weiteren soll das vorgeschlagene Verfahren für verschiedenes, vorbehandeltes
oder auch unvorbehandeltes Sojabohnenmaterial geeignet sein. Dies können ggze Bohnen
sein, deren Feuchtegehalt es erlaubt, direkt
durch das Verfahren
entschält zu werden. Es können weiter auch Sojabohnen sein, die vorher thermisch
vorbehandelt worden sind zum Ablösen der Schalen von den Kernen und die gegebenenfalls
Scherkräften in einem Riffelwalzenstuhl unterzogen worden sind, wodurch ein partieller
Bruch entsteht, wo das Sojabohnenmaterial nicht nur ganze Bohnenkerne sondern auch
Bohnenteile aufweist, an denen Schalen bzw. Schalenteile anhaften, so dass dieses
Sojabohnenmaterial Objekte verschiedener Grösse und verschiedener Qualität aufweist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch Massnahmen, die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegeben sind, erfüllt.
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In den übrigen Ansprüchen sind vorteilhafte Massnahmen zum Ausführen
des Verfahrens angegeben.
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Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand und dessen Vorteile näher
beschrieben und erklärt. Die Beschreibung bezieht sich auf eine Zeichnung einer
Maschine zur Ausführung des Verfahrens, in der zeigen: Figur 1 einen Querschnitt;
Figur 2 einen Längsschnitt durch eine für das Verfahren einsetzbare Maschine; Figur
3 ein Detail einer Siebwand in Seitensicht, und Figur 4 das Detail gemäss Fig. 3
in Sicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 3.
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Die nach diesem beschriebenen Ausführungsbeispiel zu verarbeitenden
Sojabohnen, das Sojabohnenmaterial, wurden vorher thermisch vorbehandelt, so dass
die Bohnenschalen von den Bohnenkernen zwar abgelöst sind, die Kerne jedoch noch
umhüllen. Gegebenenfalls wurden sie nach der thermischen Vorbehandlung noch Scherkräften,
z.B. mittels eines Riffelwalzenstuhls, ausgesetzt, wanit ein Bruch der Schale und
eine leichte Verschiebung der Kernehälften zueinander, gegebenenfalls auch ein partieller
Bruch der Kerne und der Scha]ar,eirkt wurde.
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So vorbehandelte Sojabohnen 1, deren Kerne bzw. Kerneteile mit den
an ihnen haftenden Schalen bzw. Schalenteilen noch umhüllt sind, werden einzeln,
d.h. jedes Materialobjekt des Sojabohnenmaterials,einem Einschlag eines Schlagwerkzeugs
2 unterzogen.
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Dieser Einschlag übt eine erste mechanische Einwirkung im Sinne des
Freilegens des Schalenteiles von dem Kerneteil. Dieser Einschlag wirft das angeschlagene
Materialobjekt in eine Flugbahn, die mit einem Pfeil 3 angedeutet ist, gegen eine
Wand 4 zu einem Aufprall dort, der eine zweite mechanische Einwirkung auf das Objekt
ausübt und zu seinem schliesslichen Verfall in seine Bestandtele führt. Dies endet
mit Zerfall des Kernes in mindestens seine Hälften und in höchstens ca. Viertel
der Hälften ohne wesentlichen Anfall von Staub-bzw. Feinteilchen und führt auch
zur wesentlichen Freilegung der Schalen bzw. ihrer Teile von den Kernteilen.
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So entstandenes Material bewegt sich entlang der Wand 4 und durch
Löcher 5 in der Wand mit einer Restgeschwindigkeit der Fluggeschwindigkeit der Materialobjekte.
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Durch das Reiben entlang der Wand 4 an den Kanten der Löcher 5 und
an den Wänden der Löcher 5 werden die gegebenenfalls noch an den Kernteilen haftenden
Schalenteile abgerieben. Die Löcher 5 brauchen höchstens zweimal so gross sein wie
das grösste Teilchen des geführten Materials. Das beschriebene Vorgehen führt zu
allen angestrebten Vorteilen, wenn sich das Schlagwerkzeug 2 im Moment des Einschlags
auf das Materialobjekt mit einer Geschwindigkeit von ca. 20 m/sec bewegt und wenn
die Geschwindigkeit der angeschlagenen und in den Flug versetzten Materialobjekte
im Moment des Aufpralls an der Wand 4 ca. im gleichen Bereich liegt.
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Vorteilhafterweise ist die Aufprallwand 4 eine Siebwand
und
weist Löcher 5 auf, deren kleinste lichte Weite 1,3 bis 1,8mal grösser ist als das
grösste Teilchen des anfallenden Bohnenmaterials, das durch die Löcher zu führen
ist, das Abreiben der gegebenenfalls restlichen, an den Kerneteilen noch haftenden
Schalenteilen erfolgt an der Wand 4 und an bzw. in den Löchern 5 mit einer sich
ergebenden Restgeschwindigkeit zu der Geschwindigkeit des Aufpralles bzw. des Fluges.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist das Schlagwerkzeug 2 ein rotierendes
Werkzeug, das im Sinne des Pfeiles 3 in Figur 1 mit einer Umfangsgeschwindigkeit
von ca. 20 m/sec rotiert. Jeweils 4 Werkzeuge 2 sind zu einem Kreuz angeordnet und
diese sind zu einem kreuzförmigen Rotor 22 zusammengefasst. Am Umfang des Rotors
22 ist die Aufprallwand 4 als eine runde Siebwand angeordnet, die mit Löchern 5
versehen ist. Die einzelnen Werkzeuge 2 sind flache, prismatische Stahlschläger,
die im Rotor jeweils in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den
Werkzeugen ist jeweils ein Spalt vorgesehen, der ca.
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der Breite der Stirnfläche des Werkzeugs entspricht.
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Das Sojabohnenmaterial bzw. die es bildenden Materialobjekte werden
in die Umlaufbahn des Werkzeugs in einer Kadenz geführt, dass jedes einzelne Materialobjekt
von einem Werkzeug getroffen, und nur einmal getroffen werden kann, bevor es an
der Wand 4 aufprallt.
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Zu diesem Zweck ist dem kreuzförmigen Rotor 22 eine Rutsche 6 vorgelagert.
Sie reicht über die ganze Länge des Rotors 22. Auf dieser Rutsche wird das zu verarbeitende
Sojabohnenmaterial kontinuierlich und regelmässig aufgeschichtet. Die einzelnen
Materialobjekte rutschen den Fall-Linien der Rutsche entlang nach unten und fallen
im freien Fall über einen Kaskade-Ueberlauf 7, unten an der Rutsche 6 in die Umlaufbahnen
der Schlagwerkzeuge 2
des kreuzförmigen Rotors 22 hinüber. Sie müssen
hineinfallen mit einer Kadenz, die der Frequenz der Schlagwerkzeuge 2 an der Einschlagstelle
3 gleicht, d.h.
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viermal pro eine Umdrehung des Rotors, und zwar jeweils in dem Moment,
wo sich das Werkzeug der Einschlagstelle 3 nähert.
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Die Kadenz ist freilich so zu verstehen, dass auch eine Anzahl, z.B.
3 - 4 hintereinander entlang einer Falllinie fallenden Material objekte auf einmal
von dem Werkzeug getroffen und damit auf die gleiche Anzahl von konzentrischen Flugbahnen
gegen die Aufprallwand 4 geworfen werden. Es ist auch vorstellbar, dass die Oberfläche
der Rutsche 6 entlang der Fall-Linien gerillt ist; in diesen Rillen folgen die Materialobjekte
hintereinander geordnet aufeinander. Diese Rillen sind entsprechend auch an dem
Kaskade-Ueberlauf vorgesehen. Die Teilung dieser Rillen dürfte der Teilung der Schlagwerkzeuge
2 am Rotor 22 entsprechen.
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Die Verteilungsfunktion der Rutsche lässt sich mit einem wohlbekannten
Vorbild einer Wasserspielvorrichtung vergleichen, wo ein Wasserstrom in Rinnsale
verteilt wird, die am Ueberlauf in freifallende Wassertropfen zerteilt werden, so
dass ein kontinuierlicher Wasservorhang entsteht.
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Da Energie eine Funktion der Masse ist, leuchtet es ein, dass die
kinetische Energie der einzelnen Materialobjekte verschiedener Masse, wie sie im
zu verarbeitenden Sojabohnenmaterial vorkommen, in den Momenten des Einschlags und
des Aufpralls, wo sie mit konstanter und gleicher Geschwindigkeit bewegt werden
oder sich bewegen, verschieden gross ist: Grösser bei grösseren und kleiner bei
kleineren Materialobjekten. Dadurch erklärt sich, dass bei dem Verfahren keine bzw.
nur minim zusätzliche Staub- bzw. Feinfraktionen entstehen, gleichermassen,
ob
das zu verarbeitende Sojabohnenmaterial, was die Masse der vorkommenden Materialobjekte
betrifft, homogen oder heterogen ist.
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Es hat sich bei Versuchen gezeigt, dass die dem Aufprall der Materialobjekte
ausgesetzten Kanten der Löcher 5 scharf sein und scharf bleiben sollen, wenn auch
sie einem grossen Abrieb durch das Material unterzogen sind.
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Es haben sich, als vorteilhafte Form der Löcher 5, längliche, spaltenähnliche
Löcher bewehrt, die parallel zu einer gedachten Drehachse der Flugbahn 3 des Materialobjektes
verlaufen.
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Es empfiehlt sich also, eine Siebwand 4 zu benutzen, die, wie es besonders
in Fig. 3 und 4 im Detail gezeigt ist, mittels einer Vielzahl von zueinander parallel,
mit einem Abstand zwischeneinander angeordneten, im Profil prismatischen Stäben
42 gebildet ist. Der Abstand 51 ergibt jeweils die besagte kleinste lichte Weite
der so zwischen den Stäben 12 freigelassenen, länglichen, spaltenähnlichen Löcher
5.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Dicke 45 der Stäbe 42 und der Abstand
51 zwischen diesen, d.h. die kleinste lichte Weite des länglichen, spaltenartigen
Loches 5, gleich gross sind. Das Profil der prismatischen Stäbe 42 ist ein einerseits
abgeschrägtes Viereck: Die zur Aufnahme des Aufpralls und zum Weiterführen des in
die Flugbahn3 geworfenen Materialobjekts vorgesehene Wand, in Fig. 3 ist das die
obere Wand 43 der Stäbe 42, schliesst mit der der gedachten Drehachse der Flugbahn
zugewandten Wand 44, in Fig. 3 ist das die rechte, dem Siebinneren zugewandte Wand
44, einen spitzen Winkel, in dem dargestellten Beispiel ungefähr 70 bis 75°. Die
Wand liegt so ungefähr parallel zu einer Tangentiale der Flugbahn
und
leitet das fliegende Materialobjekt zu der zu dieser Flugrichtung querliegenden
Wand 43 des nächsten Stabes 42.
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Wegen der grossen Abriebbeanspruchung beim Betrieb ist es ratsam,
die Stäbe 42 aus einem abriebfesten bzw.
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härtbaren Material herzustellen. Sie sollen mindestens an den dem
Aufprall ausgesetzten Stellen gehärtet sein, oder z.B. mit einer aufgetragenen abriebfesten
Schicht versehen sein. Die am meisten exponierte Stelle ist die gemeinsame Kante
der Wände 43 und 44 der Stäbe 42, die scharf sein und scharf bleiben soll.
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Die die Siebwand 4 bildenden Stäbe 42 lassen sich einzeln herstellen
und vergüten. Mittels quer zu den Stäben angeordneten Bändern 41, an denen die Stäbe
befestigt sind, sind die Stäbe zu einer Siebwand 4 zusammengefasst.
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