DE3913172C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Schä­ len von nicht angekochten und/oder nicht angeweichten, rohen Erd- oder Baumfrüchten in Rollen- oder Walzenschälanlagen, mit mindestens einer angetriebenen, einen rauhen Belag, wie Karborund oder Schmirgel, aufweisenden Schälwalze.

Eine Schälmaschine dieser Art mit mindestens zwei Schälwal­ zen ist aus der DE-OS 25 47 863 bekannt. Die Schälwalzen sind dort gegenläufig angetrieben und ihre Außenmäntel wei­ sen einen rauhen Belag auf, wie Schmirgel oder Karborund. Zum kontinuierlichen Betrieb der Schälmaschine wird das Schälgut an einem Ende der Schälwalzen mittels einer Rut­ sche aufgegeben, und das schon auf den Schälwalzen befind­ liche Schälgut wird durch die nachrutschenden Erd- oder Baumfrüchte, wie Kartoffeln, Möhren, Zwiebeln, Sellerie und Rote Beete, zum anderen Ende hin befördert und fällt dort geschält aus der Maschine, zum Beispiel in einen Auffangbe­ hälter. Während des Transportes werden die Schalen des zu schälenden Gutes durch die Drehbewegung der Schälwalzen mit aufgerauhten Oberflächen abgerieben.

Beim Schälen wird dieser bekannten Rollenschälmaschine über eine Leitung ständig Frischwasser zugeführt. Das Wasser dient einerseits dem Reinigen der Schälwalzen, indem es die Poren des Karborundbelages von den Schälabfällen freiwäscht und damit zu einer nicht reibungslosen, schnelleren Schä­ lung beiträgt; andererseits unterstützt das Wasser den Ab­ transport des Abfallwassers (Schalenbreis), worunter das durch den Schälabfall angereicherte Frischwasser zu ver­ stehen ist, das durch Rohre abgeleitet wird. Die beim Betrieb der bekannten Rollenschälmaschinen benötigten Wassermengen sind beträchtlich. Um zwei bis vier to Rohware - mit einem Schälverlust von 10 bis 45% - zu schälen, beispielsweise auf einer Rollenschälmaschine mit sechs Schälwalzen, sind für entweder zwei bis drei to Kartoffeln oder drei bis vier to gekochte Rote Beete etwa drei cbm Wasser pro Stunde erforderlich. Der Schalenbrei bzw. das Abfallwasser der Schälmaschinen gelangt entweder in kommu­ nale oder betriebseigene Kläranlagen. Auf jeden Fall berei­ tet die Ableitung des Abfallwassers große Kosten und bedeu­ tet aufgrund der in dem Abfallwasser in großer Menge enthal­ tenen Schälabfälle zudem eine erhebliche Belastung der Kanäle, selbst dann, wenn die groben Abfallstoffe zuvor entfernt werden, z. B. in Absetzbecken. Den Schälbetrieben wird deshalb durch Verordnung auferlegt, eigene, biolo­ gische Kläranlagen zu bauen, was mit einem außerordent­ lichen Kostenaufwand verbunden ist. Wird dem nicht Folge geleistet, drohen Betriebsstillsetzungen, vor allem dann, wenn keine kommunalen Kläranlagen vorhanden oder zu klein oder nur weit entfernt und nicht zu erreichen sind.

Zur Wasserersparnis ist es bekannt, Separatoren einzuset­ zen, die zumindest eine teilweise Wiederverwendung des Ab­ fallwassers erlauben. Das Abfallwasser wird dort nämlich gefiltert, wobei grobe Teile in einen Sammelbehälter fal­ len, während das gefilterte, allerdings noch einen hohen Anteil an Kleinstabfällen aufweisende Wasser als Brauchwas­ ser verwendet und beispielsweise bei einer drei Meter lan­ gen Rollenschälmaschine auf die ersten zwei Meter der Schäl­ walzen aufgegeben wird. In diesem Fall wird dann nur noch auf dem letzten Meter der Schälwalzen mit Frischwasser gearbeitet und auf diese Weise zwei Drittel des Frischwas­ sers eingespart; so gelangt nur noch ein Drittel der erfor­ derlichen Wassermenge in die Kanalisation und in die Kläran­ lagen. Abgesehen davon, daß dieses eine Drittel Abfallwas­ ser durch wiederholte Benutzung einen sehr hohen Verschmut­ zungsgrad erreicht, ist aus hygienischen Gründen der im Rücklauf erfolgende Einsatz von zwar gefiltertem, aber den­ noch Kleinstabfallteilchen aufweisendem Brauchwasser nicht unproblematisch und kann lebensmittelrechtlich beanstandet werden; es läßt sich nämlich nicht ausschließen, daß in dem aufgegebenen Brauchwasser enthaltene schädliche Bakterien durch Spritzwasser oder sich bildendem Wassernebel auch auf das geschälte Gut am Ende der Maschine gelangen. Zwar läßt sich durch den Einsatz derartiger Separatoren zwei Drittel des Frischwassers einsparen, jedoch ist zu bedenken, daß die Kosten für die Abwässer - immer häufiger und in Zukunft wahrscheinlich ausschließlich - nach ihrer Schmutzfracht berechnet werden. So können die Kosten für 1 m³ stark verschmutzten Abwassers soviel betragen, wie für 3 m³ weniger schmutzigen Wassers.

Durch die DE-OS 23 40 382 zählt ein Schälverfahren zum Stand der Technik, bei dem Kartoffeln zunächst in eine ein Ätzmittel enthaltende, auf ca. 60 bis 100°C erhitzte Lauge getaucht werden, um die Schale bzw. Haut der Kartoffeln anzuweichen und zu lösen. Damit sich die die Umwelt außerordentlich belastende Ätzmittelmenge verringern läßt, wechseln sich dort Laugen-Eintauchverfahrensschritte und Verweilphasen - zum Lösen der Schale - ab. Nachdem die Kartoffeln in einem ersten Schritt in eine heiße Laugenlösung getaucht wurden, schließt sich zunächst eine Verweilphase an, bevor die Kartoffeln nochmals in einer heißen Laugenlösung mit einer sich daran anschließenden Verweilphase behandelt werden. Die auf diese Weise vorbehandelten Kartoffeln werden dann einer Infrarot-Erwärmung ausgesetzt und schließlich in einem letzten Arbeitsgang durch Bürsten geschält. Das Bürsten übernehmen Schälrollen, deren Mäntel mit vorspringenden Fingern aus einem weichen Gummi versehen sind; aufgrund dieser Finger - aus Neopren oder einem anderen Elastomer - stellt sich beim Rotieren der Schälrollen der gewünschte, nicht abreibende Bürsteffekt ein. Es handelt sich dort um ein von mechanischen Schälverfahren völlig abweichendes Schälen, bei dem das Entfernen der Schalen eine Vorbehandlung der Kartoffeln in einer ein Ätzmittel enthaltenden Lauge zwingend erfordert. Die Kartoffeln werden in dieser Lauge angeweicht, um eine lose Schicht zu erreichen, die sich mittels der Bürstenwalzen abnehmen läßt. Demgegenüber liegen beim Schälen nicht vorbehandelter, roher Kartoffeln oder anderer Erd- oder Baumfrüchte völlig andere Bedingungen vor; rohe Schälgüter besitzen insbesondere eine ganz andere Struktur wie vorbehandelte, eine lose Schalenschicht aufweisende Kartoffeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine solche Betriebsweise der Schälmaschine vorzuschlagen, daß zum Schälen roher Erd- oder Baumfrüchte in Rollen- oder Walzenschälanlagen kein oder allenfalls nur sehr wenig Frischwasser benötigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schälwalzen mit Umfangsgeschwindigkeiten betrieben werden, bei denen Schälabfälle von der Oberfläche der Schälwalzen abgeschleudert werden. Der Erfindung liegt die durch Ver­ suche bestätigte Erkenntnis zugrunde, daß sich Schälwalzen, die vorzugsweise mit Umfangsgeschwindigkeiten von zumindest 2 m pro Sekunde betrieben werden, aufgrund der erreichten Zentrifugalkräfte selbst reinigen. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß trotz des die Schälwalzen mit großem Gewicht einseitig belastenden Schälgutes sogar noch weit höhere Umfangsgeschwindigkeiten möglich sind, wodurch der Selbstreinigungseffekt entsprechend verbessert wird; bei­ spielsweise lassen sich Schälwalzen mit einem Durchmesser von 155 mm mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 6 m pro Sekunde (dies entspricht einer Drehzahl von 750 U/min) betreiben. Der Schälabfall hat somit gar keine Gelegenheit, sich an bzw. in den Poren der Oberfläche der Schälwalzen festzusetzen. Auf Frisch- und/oder Brauchwasser zum Rei­ nigen der Schälwalzen kann somit völlig verzichtet werden, und zum Abtransport der Schälabfälle aus der Rollenschäl­ maschine in einen Sammelbehälter, in eine Pumpe oder in eine Förderschnecke reicht der natürliche Feuchtigkeits­ gehalt der Schälabfälle aus. Damit sich die erforderlichen Zentrifugalkräfte erreichen lassen, drehen Schälwalzen mit einem kleineren Durchmesser schneller, als Schälwalzen mit einem größeren Durchmesser. Versuche haben ergeben, daß bei Schälwalzen mit einem Durchmesser von 154 mm für die am langsamsten laufende Schälwalze eine Drehzahl von 250 U/min und bei Schälwalzen mit einem Durchmesser von 102 mm eine Drehzahl von 380 U/min ausreichen kann, um Umfangsgeschwin­ digkeiten von zumindest 2 m/sec zu erzielen, die das Selbst­ reinigen der Schälwalzen bewirken.

Bei einer Schälmaschine, die auf einem Kreisbogen angeord­ nete, das Schälgut in einer Drehrichtung beaufschlagende Schälwalzen aufweist, dreht die am weitesten unten liegende Walze am langsamsten; handelt es sich hingegen um eine Schälmaschine mit auf einem Halbkreis angeordneten Schäl­ walzen, die zu zwei symmetrischen Schälwalzengruppen mit gruppenweise gegensinnigen Drehrichtungen ihrer Walzen zusammengefaßt sind, dreht entsprechend die jeweils unter­ ste Schälwalze jeder Gruppe am langsamsten. In jedem Fall laufen jedoch die in Drehrichtung nächst höherliegenden Walzen stets mit einer um ca. 10 bis 40 U/min höheren Dreh­ zahl als die jeweils unterhalb benachbarte Walze um. Bilden z.B. vier Walzen eine Schälwalzengruppe, ergibt sich für die oberste Schälwalze - bei einer Drehzahl von 250 U/min der untersten, langsamsten Schälwalze - eine Drehzahl von mindestens ca. 280 bis 370 U/min; der Selbstreinigungs­ effekt der Schälwalzen der Schälmaschine wird hierdurch ge­ fördert.

Es sollten daher Schälwalzen mit einem Durchmesser von 100 bis 110 mm mit zumindest 350 bis 385 U/min und Schälwalzen mit einem Durchmesser von 150 bis 160 mm mit zumindest 240 bis 260 U/min angetrieben werden.

Die Umfangsgeschwindigkeiten lassen sich vorteilhaft ab­ hängig vom Wassergehalt des Schälguts einstellen. Je höher der natürliche Wassergehalt ist - dieser kann z.B. bei Speisekartoffeln bis 87% betragen - desto niedriger kann die Drehzahl und damit die Umfangsgeschwindigkeit der Schäl­ walzen sein, da das freigesetzte Wasser des Schälguts zum Ablösen der Schälreste von den Walzenoberflächen beiträgt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Haupt-Betriebsgrößen der Schälma­ schine, wie Drehzahl der Schälwalzen, Einfüllmenge und För­ dergeschwindigkeit, abhängig von der Gewichtsdifferenz zwi­ schen dem Schälgut und dem Schälabfall eingestellt wird. Da erfindungsgemäß ein Betrieb völlig ohne Wasserzugabe mög­ lich ist, enfällt die ansonsten das Einstellen der Maschine außerordentlich erschwerende Wasserkomponente; ein direktes Messen - mit einer gegebenenfalls rechentechnischen Verar­ beitung des Meßwertes - ist möglich. Die Einstellkriterien, um das gewünscht gute Schälergebnis bei hoher Durchsatz­ leistung und geringstmöglichem Schälabfall zu erreichen, lassen sich somit einfach von der Gewichtsdifferenz ablei­ ten, wobei sowohl das aufgegebene Schälgut als auch der Schälabfall, z.B. mittels einer Bandwaage, gewogen werden kann. Der durch die Gewichtsdifferenz festliegende Abfall­ prozentsatz läßt sich von einer Bedienungsperson beispiels­ weise an einem Schaltpult jederzeit ablesen, und von dort aus können auch alle regelbaren Größen der Anlage variiert werden. Bei einer rechentechnischen Auswertung ist auch eine völlig automatische Betriebsweise möglich; je nach Rechnerausdruck läßt sich die Schälmaschine automatisch so einstellen, daß sie mit dem niedrigsten Abfall die ge­ wünschte Qualität herstellt. Um die Einstellkriterien zu erhalten, kann z.B. auch ein an den Rechner angeschlossenes Sichtgerät in Abhängigkeit von an dem geschälten Produkt noch verbliebenen Schalenresten und/oder Augen einen Indi­ kationswert liefern.

Es liegt dennoch im Rahmen der Erfindung, geringe Wasser­ mengen auf die Schälwalzen aufzugeben, beispielsweise bei zwei bis drei to zu schälenden Rohkartoffeln pro Stunde mit einem Abfall von 10 bis 50% maximal 0,5 cbm Wasser pro Stunde zuzugeben. Dieser lediglich ein Sechstel bis ein Fünftel des Wasserbedarfs herkömmlich betriebener Rollen­ schälmaschinen ausmachende Wasseranteil gelangt nämlich nicht in die Kanalisation und die Kläranlage, sondern stellt zusammen mit dem Schälabfall ein breiiges, alle Nährstoffe der Kartoffel - oder anderer Schälgüter - ent­ haltendes, zur Tierfütterung geeignetes Nebenprodukt dar. Zur Tierfütterung werden ohnehin noch Zusatzstoffe bei­ gefügt, die meist trockener als dieser durch die geringe Frischwassermenge angereicherte Schalenbrei sind, so daß sich durch Beimischung dieser Zusatzstoffe ein gerade noch pumpfähiger Fütterungsbrei ergibt. Allerdings ist die Zu­ gabe von trockenen Zusatzstoffen nicht unbedingt erforder­ lich. Aufgrund seiner zahlreichen Nährstoffe läßt sich der wasserangereicherte Schalenbrei schließlich auch zur Grün­ düngung und zur Kompostierung verwenden. Die geringfügig zugegebene Wassermenge trägt dazu bei, daß das geschälte Gut von möglicherweise anhaftender Stärke und/oder Schalen­ resten etc. befreit wird; ein ansonsten gegebenenfalls er­ forderliches Absetzbecken oder eine zusätzliche Reinigung des geschälten Guts entfällt somit.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt somit einerseits zur Entlastung der Umwelt und andererseits zur völligen Verwer­ tung der in einer Rollenschälmaschine geschälten Produkte.

Bei einer erfindungsgemäß betriebenen Rollenschälmaschine kann außerdem auf einen Separator zur Wasserfilterung ver­ zichtet werden, und zwar selbst dann, wenn eine geringe Frischwassermenge verwendet wird, denn erstens beträgt die allenfalls einzusetzende Frischwassermenge nur noch einen Bruchteil des bisher erforderlichen Frischwassers, so daß eine Aufbereitung nicht lohnt, und zweitens wird diese geringe Frischwassermenge gebraucht, um den der Tierfütte­ rung zugeführten Schalenbrei zu verdünnen. Es wird erfin­ dungsgemäß somit insbesondere auch nicht mehr mit gefilter­ tem Brauchwasser gearbeitet, so daß auf das Brauchwasser zurückzuführende Hygieneprobleme erst gar nicht auftreten können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Rollenschälmaschine, in der Vorderansicht;

Fig. 2 die Rollenschälmaschine gemäß Fig. 1, von links gesehen;

Fig. 3 die Rollenschälmaschine gemäß Fig. 1, von rechts gesehen;

Fig. 4 die Rollenschälmaschine gemäß Fig. 1, in der Draufsicht; und

Fig. 5 die in eine Anlage zum Schälen von Erd- oder Baum­ früchten integrierte Rollenschälmaschine gemäß Fig. 1.

Die Rollenschälmaschine 1 besitzt in einem Gehäuse 2 acht in einem Halbkreis angeordnete Schälwalzen 3, die mittels eines Motors 4 angetrieben werden. Das Schälgut wird der Rollenschälmaschine 1 am Einlauf 5 beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Transportbandes zugeführt und über eine Bandwaage oder ein ähnlich geeignetes Meßgerät 6 (in Fig. 1 als Pfeil und in Fig. 5 schematisch als Blackbox dargestellt) gewogen. Zum kontinuierlichen Betrieb weist die Rollenschälmaschine 1 neben mindestens einer motorisch angetriebenen Schälwalze 3 zum dosierten Fördern des Schäl­ gutes eine mittels eines Motors 7 angetriebene Förder­ schnecke 8 (vgl. Fig. 4 und Fig. 5) auf. Während des Transportes werden die Schalen des zu schälenden Gutes durch aufgerauhte Oberflächen der drehenden Schälwalzen 3 abgerieben. Das geschälte Gut wird der Rollenschälmaschine 1 am Auslauf 9 entnommen. Sowohl das einlaufseitige Meß­ gerät 6 als auch der die Schälwalzen 3 antreibende Motor 4 sind über Steuerleitungen 10 mit einem Rechner 11 mit Schaltpult 12 verbunden. Mit dem Schaltpult 12 ist außerdem ein Meßgerät 13 verbunden, das als Bandwaage ausgebildet und unterhalb des Schälabfallauslaufs 15 der Rollenschäl­ maschine 1 angeordnet ist und anzeigt, wieviel Schälabfall aus der Rollenschälmaschine 1 über die Bandwaage in eine nachgeschaltete Sammelgrube 16 gelangt. Während des Betrie­ bes der Rollenschälmaschine 1 meldet das Meßgerät 6 somit laufend, wieviel Schälgut im Moment und/oder im Durch­ schnitt während einer bestimmten Zeiteinheit in die Rollen­ schälmaschine 1 gelangt, und das Meßgerät 13 meldet laufend den entsprechenden Schälabfall; außerdem wird über die Steuerleitungen 10 die momentane Drehzahl des die Schälwal­ ze 3 antreibenden Motors 4 in Form elektrischer Signale in den Rechner 11 eingegeben.

Aufgrund der in den Rechner 11 eingegebenen Signale kann eine Bedienungsperson vom Schaltpult 12 aus die Drehzahl des Motors 4 so einstellen, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Schälwalzen 3 einen Wert erreicht, bei dem an der Oberfläche der Schälwalzen 3 haftende Schälabfälle wegge­ schleudert werden und ein Selbstreinigungseffekt der Schäl­ walzen 3 eintritt; die unebenen Oberflächen der Schälwalzen setzen sich dann nicht zu. Beim Schälen des Schälgutes kann der Rollenschälmaschine 1 über eine Leitung 14 eine geringe Menge Frischwasser zugeführt werden. Der Schälabfall ver­ läßt die Rollenschälmaschine 1 am Schälabfallauslauf 15. Der aufgrund des natürlichen Wassergehalts des Schälguts in breiiger Form vorliegende Schälabfall wird nach dem Aus­ tritt aus der Rollenschälmaschine 1 und dem Wiegen mittels der Bandwaage 13 in einer Sammelgrube 16 aufgefangen, ge­ speichert und mittels einer Pumpe 17 über eine Leitung 18 an einen Sammelbehälter 19 abgegeben. Alternativ ist es möglich, sogleich unter dem Schälabfallauslauf 15 der Rollenschälmaschine 1 und dem als Bandwaage ausgebildeten Meßgerät 13 einen den Schälabfall auffangenden Behälter anzuordnen.

Auf jeden Fall wird stets erreicht, daß aufgrund der ge­ zielten Beeinflussung der Drehzahl der Schälwalzen 3 aus­ reichende Zentrifugalkräfte auftreten, um den Schälabfällen erst gar keine Gelegenheit zu geben, sich an bzw. in der aufgerauhten Oberfläche der Schälwalzen 3 festzusetzen. Das damit erreichte Selbstreinigen der Schälwalzen 3 kann durch über die Leitung 14 in geringer Menge zugegebenes Frischwas­ ser unterstützt werden. Der über den Schälabfallauslauf 15 der Rollenschälmaschine 1 austretende, breiige Schälabfall eignet sich in dieser Mischung hervorragend zur Tierfütte­ rung, Kompostierung oder Gründüngung landwirtschaftlich genutzter Flächen. Es fällt bei erfindungsgemäßer Verfah­ rensweise kein Abfallwasser mehr an, das in die Kanalisa­ tion geleitet und in kommunalen oder betriebseigenen Kläran­ lagen mit großem Aufwand gereinigt werden müßte. Auf den bei herkömmlichen Rollenschälmaschinen erforderlichen, hygienische und kommunale Nachteile in sich bergenden Ein­ satz gereinigten bzw. gefilterten Brauchwassers kann völlig verzichtet werden, denn aufgrund der Selbstreinigung der Schälwalzen wird kein Frischwasser mehr benötigt; es wird allenfalls eine nur geringe Frischwassermenge eingesetzt, die außerdem zur zweckmäßigen Verdünnung des Schalenbreis aufgebraucht wird.

Claims (4)

1. Verfahren zum mechanischen Schälen von nicht angekochten und/oder nicht angeweichten, rohen Erd- oder Baumfrüchten in Rollen- oder Walzenschälmaschinen, mit mindestens einer angetriebenen, einen rauhen Belag, wie Karborund oder Schmirgel, aufweisenden Schälwalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Schälrollen bzw. -walzen mit Umfangsgeschwindigkeiten betrieben werden, bei denen Schälabfälle von der Oberfläche der Schälwalzen abgeschleudert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schälwalzen mit Umfangsgeschwindigkeiten von zu­ mindest 2 m pro Sekunde betrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeiten abhängig vom Wassergehalt des Schälguts eingestellt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Betriebs­ größen der Schälmaschine, insbesondere die Drehzahl der Schälwalzen, die Einfüllmenge und die Förderge­ schwindigkeit, abhängig von der Gewichtsdifferenz zwischen dem Schälgut und dem Schälabfall eingestellt werden.