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Verfahren und Einrichtung zur selbsttätigen Regelung des Wassergehaltes
von Getreide Die Regelung von Vorbereitungs- und Trocknungsanlagen für schaufelbares
Gut, insbesondere für Gfitreide, in bezug auf die Feuchtigkeit des bearbeiteten
Gutes mußte bisher von Hand erfolgen, da es an geeigneten Vorrichtungen zur selbsttätigen
Kontrolle des jeweiligen Feuchtigkeitszustandes fehlte. Die Erfindung beruht auf
einer neuen Erkenntnis. Bisher war es nicht bekannt, daß man den jeweiligen Feuchtigkeitszustand
von nassem, schüttbarem Gut durch eine Leitfähigkeitsmessung feststellen konnte.
Neuere Untersuchungen haben ergeben, daß die Leitfähigkeit von an der Oberfläche
nassem, schüttbarem Gut ein genauer Maßstab für den inneren Wassergehalt und auch
für das an der Oberfläche haftende Wasser ist. Netzt .man z. B. Getreide und steigert
die zugersetzte Menge Wasser allmählich in kleinen Mengen, so zeigt sich, daß die
Leitfähigkeit gleichbleibend mit der Wasserzugabe steigt. Der elektrische Widerstand
des Getreides sinkt also gleichbleibend mit der Zugabe von Wasser. Diese Tatsache
war bereits bekannt; sie ist aber bisher nicht ausgenutzt worden, weil die bisherigen
Messungen keinen Aufschluß über die Menge des im Getreide enthaltenen Wassers ergaben.
Die neueren Untersuchungen haben ergeben, däß das-im Getreide vom natürlichen Wachstum
enthaltene Wasser mitgemesseü wird. Es zeigt sich, wenn man mehrere Sorten Getreide
mit verschiedenem Gehalt des ursprünglichen Wassers in gleicher Weise netzt, daß
die erzielten Widerstands-Wasserzugabe-Kurven sich nach Erreichung - einer gewissen
Zugabemenge parallel zueinander einordnen, und zwar in Abhängigkeit von der ursprünglich
im Getreide enthalten gewesenen Wassermenge.
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Eine weitere Schwierigkeit bei den bislierigcn Beobachtungen bei solchen
Leitfähigkeitsmessungen war der Umstand, daß das Getreide seine Leitfähigkeit in
sehr rascher Weise mit dem Eindringen des Wassers in das Korn verändert. Aus diesem
Grunde konnten die bisher angestrebten absoluten Meßwerte des Wassergehaltes nicht
erzielt werden. Weiter hat noch die Schwierigkeit vorgelegen, daß die Leitfähigkeit
des Gutes in weitestem Sinne von der Temperatur des Netzwassers, von der Temperatur
des Gutes selbst und von dem Mineralstoffgehalt der äußeren Schichten abhängig ist.
Diese Schwierigkeiten verhinderten die Aufstellung gewisser Regeln und die Ausführung
von Einrichtungen zur Messung der Feuchtigkeit in schüttbarem Gut.
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Die Erfindung hat die oben geschilderten Schwierigkeiten berücksichtigt
und die Tatsache, daß in einem Gut, das an der Oberfläche feucht ist, beispielsweise
durch zugenetztes Wasser, dennoch in einer Leitfähigkeitsmessung der ursprünglich
vorhandene Wassergehalt des Gutes mit beeinflußt wird; ausgenutzt zur selbsttätigen
Regelung des
Feuchtigkeitsgehaltes von schüttbarem Gut mittels Vorbereitungs-
oder Trocknungsanlagen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Dem Vorbereiter
i wird durch die Schnecke 2 ein ständiger Strom von Getreide zugeführt. Das Getreide
läuft durch den Vorbereiter in laufendem Strom und verläßt ihn am Auslauf 3. In
der Regel ist das der Schnecke z zugeführte Getreide vorher durch eine Waschanlage
'gelaufen, so daß es also zur Schnecke 2 in feuchtem Zustand gelangt. In der Waschanlage
wird die Wasseranreicherung des Getreides abhängig sein von der Temperatur des Waschwassers,
der Dauer des Verbleibes des Getreides im Waschwasser, von der Arbeitsweise der
Zentrifuge, die hinter der Waschanlage das überschüssige Wasser abschleudert, und
von der Stärke der Beschickung der Waschanlage. Es ist also .im praktischen Betrieb
damit zu rechnen, daß die Menge des im Getreide in der Waschanlage zugesetzten Wassers
erheblich schwankt. Aul.ierdem kann der Gesamtwassergehalt auch noch durch verschiedene
Naturfeuchtigkeiten des Getreides schwanken. Diese Schwankungen des Gesamtwassergehaltes
wirken sich als gleichlaufende Leitfähigkeitsschwankungen aus. Diese Schwankungen
werden der Erfindung gemäß durch im Getreidestrom liegende Elektroden q. und 5 gemessen.
Die Leitfähigkeit schwankt weiter auch aus anderen Gründen, z. B. durch die Temperatur
der Masse des Gutes. Aus diesem Grunde ist im Getreidestrom noch eine Widerstandsspirale
6 angeordnet, und zwar ist .die Widerstandsspirale ein Stoff, der seinen Widerstand
in Abhängigkeit von der feinperatur au13eror dentlich stark ändert, was z. B. bei
Eisen der Fall ist. Die Elektroden ¢ und 5 und die Widerstandsspirale 6 werden je
ein Zweig ,einer ,Brückenschaltung, die aus den weiteren Widerständen 7 und $ und
einem Indikator g sowie einem weiteren Widerstand i o gebildet wird. Die Brückenschaltung
wird aus einer hier nicht eingezeichneten Stromquelle gespeist. Der Indikator g
ist hier der Einfachheit halber so stark gedacht, daß er imstande ist, einen Hebel
zu verstellen. In der Praxis würde dieses natürlich nur über geeignete Verstärkungsschaltungen
möglich sein. -Es ist nun klar, daß die Getreidemasse zwischen den Elektroden _q.
und 5 einen Widerstand darstellt, der abhängig ist von dem jeweiligen Wassergehalt
des Getreides. Würde sich z. B. der Wassergehalt verringern, so würde sich der .
Strom in dem Brückenzweig q., 5 verringern, und der Indikator 9 würde eine Bewegung
ausführen, die dazu ausgenutzt wird, den Wasserhahn i i zu öffnen. Durch die Zugabe
von weiterem Wasser auf die Getreidemasse wird der Strom im Brückenzweig q., 5 wieder
steigen, und zwar um so viel, wie Wasser zugegeben worden ist. Wäre es zu viel,
so würde der Hahn i z wieder etwas geschlossen werden; wäre es zu wenig, so würde
der Hahn noch ein wenig mehr geöffnet werden. Es ist nun aber denkbar, da13 z. B.
bei hoher Temperatur die Leitfähigkeit der Getreidemasse sinkt, obwohl genügend
Wasser dem Getreide zugeführt worden ist. In diesem Falle würde die Einrichtung
so@ ansprechen, daß noch mehr Wasser zugeführt wird. Aus diesem Grunde ist an dem
gegenüberliegenden Brückenzweig 6 bis io der voll der Temperatur abhängige Widerstand
6 angeordnet. Durch den veränderlichen Widerstand io wird die Wirksamkeit des Widerstandes
6 in bezug auf Temperaturveränderungen der Getreidemasse so eingeregelt, daß bei.
gleichbleibendem Wassergehalt, aber steigender Temperatur die Brücke nicht aus dctn
Gleichgewicht kommt, d. h. also, der Indikator 9 würde nicht ansprechen, wenn Temperaturschwankungen
auftreten, die wohl eine Veränderung des Stromes im Brückenzweig .1, 5 hervorrufen,
trotzdem daß eine Veränderung des Wassergehaltes gegenüber dem erwünschten Zustand
nicht eingetreten ist.
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Der Erfolg dieser Maßnahme wäre der, daß der Vorbereitungsanlage ein
Getreide zugeführt wird, welches in seiner Feuchtigkeit absolut gleichbleibend ist.
Dieses Erfordernis ist bekannterweise aber Grundbedingunf; für gleichbleibende Vorbereitung
von Getreide, wie es auch auf anderen Gebieten der Vorbereitungs- und Aufbereitungstechnik
erforderlich ist, das zugeführte Gut immer im gleichen Zustande zuzubringen.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, greift der Indikator 9 über
das Gestänge i z mit dem Wasserhahn i i und weiter über den W inkelliebel 13 und
das Gestänge i q. an den Dampfhahn 15. Es könnte ja der Fall sein, daß das
Getreide in der Schnecke bereits zu feucht eintrifft. Diese Feuchtigkeit mut3 dem
Getreide schnellstens entzogen werden. Das geschieht entweder dadurch, daß der Dampfhahn
15 stärker geöffnet wird und die durch den Trockenstoß gehende Luft stärker erwärmt
wird, oder aber, wenn eine Erwärmung der Trockenluft nicht stattfindet, kann die
Menge der Trockenluft verändert werden. In diesem Falle würde das Gestänge i ¢ nicht
an den Dampfhahn 15, sondern an eine nicht eingezeichnete Regelklappe im
Abzugskanal 16 angreifen.
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Zweckmäßig wird man in der Praxis jedoch so arbeiten, daß das zur
Schnecke z gelangende Getreide immer ein wenig zu trocken ist, so daß der Wasserhahn
i i ständig noch
Wasser zugibt. Wird nun in der Wäscherei die Menge
des zugegebenen Wassers zu groß, so ist es nur nötig, den Wasserhahn i i ein wenig
zu schließen. Durch diese Arbeitsweise gewinnt man den Vorteil, daß dem Vorbereiter
ein absolut gleichbleibend feuchtes Gut zugeführt wird. Es wird dadurch unnötig,
irgendwelche Regelungsmaßnahmen im Vorbereiter selbst vornehmen zu müssen.
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Im Eingang dieser Beschreibung wurde erwähnt, daß Versuche bekanntgeworden
sind, auf Grund von Leitfähigkeitsmessungen den Feuchtigkeitsgehalt von schaufelbarem
Gut zu bestimmen. Diese Versuche sind aber sämtlich gescheitert, da sie die Feststellung
des absoluten Feuchtigkeitsgehaltes zum Ziele hatten. Dieses war natürlich nicht
möglich, da für die Leitfähigkeit einer Masse aus schaufelbarem Gut nicht allein
die prozentuale Wasserbeimischung bestimmend ist, sondern weil hier noch die Verteilung
des Wassers und vor allen Dingen der Gehalt an leicht löslichen Mineralstoffen an
der Oberfläche maßgebend ist. Für die Erfindung sind diese Umstände wenigerailsschlaggebend.
Es kommt hier nur auf die Einhaltung eines bestimmten Zustandes an. Dieser Zustand
kann durch die Leitfähigkeit der bestimmten, gerade zur Verwendung stehenden Getreidearten
-- oder Mischung -- ausgedrückt werden. Innerhalb dieser Art oder Mischung werden
wesentliche Änderungen. der Wasserverteilung und des Gehaltes an leicht löslichen
Mineralstoffen auf der Oberfläche nicht eintreten. Versuche haben gezeigt, daß die
spezifische Leitfähigkeit, bezogen auf eine bestimmte Wasserzugabe, bei der Verarbeitung
großer Posten Getreide durchaus nicht schwankt. Schwankungen der Leitfähigkeit werden
durch die bereits vorher beschriebenen, rein technischen Anlässe während der Vorbereitung
des Getreides hervorgerufen. Schwankungen der Naturfeuchtigkeit sind gegenüber der
Zugabefeuchtigkeit im Verhältnis von etwa 1 zu 2 aneßbar. Mit anderen Worten, die
an der Oberfläche des Getreides haftende Feuchtigkeit ruft eine Leitfähigkeitsv
eränderung hervor, die etwa doppelt so groß ist wie die Leitfähigkeitsveränderung,
die von der gleichen Menge Wasser hervorgerufen wird, die als natürliches Wachstum
im Getreide enthalten und in diesem gleichmäßig verteilt ist.
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Es ist nun klar, daß bei Anwendung der Erfindung nur noch einmal die
Einstellung für eine bestimmte Menge einer Getreidemischung oder einer Getreideart
gefunden werden muß. Diese Einstellung wird mit Hilfe des Knopfes io festgestellt,
und von jetzt ab wird dem Vorbereiter so lange gleichbleibend feuchtes Gut. zugeführt
werden, wie diese Getreidemenge läuft. Es ist also erforderlich, daß man sich über
die notwendige Wasserzugabe zu dem Gut Klarheit verschafft, indem man in einem Feuchtigkeitsmeßverfahren
die vor und hinter dem Hahn i i befindliche Feuchtigkeit feststellt und demnach
den Knopf io einregelt. An Stelle des Knopfes io könnte man auch den unteren Anschluß
des Indikators y verlegen.
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Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen
Einrichtung zu seiner Ausübung wäre es also möglich, schaufelbares Gut so zu halten,
daß es ständig gleich feucht der Vorbereitungs- bzw. Trocknungsanlage zugeführt
wird. Die Vorbereitungs- bzw. Trocknungsanlagen arbeiten jedoch nicht sehr gleichmäßig
und sind von vielen Umständen abhängig. hine Beeinflussung in der Feuchtigkeit des
Gutes innerhalb der Vorbercitungs- oder Trocknungsanlage kann z. B. erfolgen. durch
Änderung der Dampftennperatur und des Dampfdruckes, weiter durch Änderungen der
Temperatur und der Feuchtigkeit der verwendeten Heiz-, Kühl-oder Trockenluft. Weiter
können Veränderungen der Feuchtigkeit dadurch entstehen, daß das Gut ungleichmäßig
schnell durch den Vorbereiter oder Trockner hindurchläuft. Diese Maßnahmen sind
alle sehr schwer zu überprüfen. Es ist der Erfindung gemäß eine weitere Regelung
der Feuchtigkeit des Gutes kurz vor derri Verlassen der Vorbereitungs- oder Trocknungsanlage
vorgesehen. Hier ist wieder die gleiche Einrichtung, wie sie bereits oben beschrieben
ist.
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Zwischen den Elektroden 17 und 18, die im Innern des Vorbereiters
oder Trockners angeordnet sind, läuft der Getreidestrom und wird auf seine Leitfähigkeit
untersucht. Auch hier können Temperaturschwankungen zur Verfälschung des Prüfungsergebnisses
führen. Aus diesem Grunde ist wie oben in der Schnecke eine Widerstandsspirale i
9 im Getreidestrom angeordnet, deren Eigenwiderstand sich mit der Temperatur des
Gutes ändert. -Die Arbeitsweise, wie sich Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüsse
gegenseitig ausgleichen, ist bereits oben beschrieben worden. Der Widerstand 2o
dient zur Einregelung des erwünschten Zustandes. In gleicher Weise wie oben kann
auch der untere Anschluß des Indikators 2i auf den Widerständen 22 und 23 verändert
werden. Der Indikator 21 ist wieder so stark gedacht, daß er imstande ist, die Verstellung
von Klappen und Hähnen vorzunehmen.
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Die gesamte Einrichtung wird wie oben von -einer nicht eingezeichneten
Stromquelle gespeist. Würde sich jetzt die Leitfähigkeit infolge geringer Feuchtigkeit
des Gutes verringern, so würde die Klappe 2q., - weiche die
Kühlluft
für den Kühlstoß steuert, ein wenig geschlossen werden, so daß im Kühlstoß dem Gut
wenig Feuchtigkeit entzogen wird. Im umgekehrten Falle, wenn das Gut zwischen den
Elektroden 17 und 18 zu feucht ist, würde die Klappe a¢ weiter geöffnet werden,
so daß durch den stärkeren Luftstrom eine stärkere Feuchtigkeitsabnahme erfolgt.
Es wäre nun der Fall denkbar, daß das Gut zwischen den Elektroden 17 und
i ä so feucht oder so trocken ist, daß die Beeinflussung des Gutes innerhalb des
Kühlstoßes nicht mehr genügt, um den Fehler auszugleichen. Es ist aus anderen Gründen
.nicht möglich, die Kühlluft in so weitem Sinne zu verändern, daß selbst große Feuchtigkeitsunterschiede
durch diese Veränderung ausgeglichen werden können. Aus diesem Grunde ist die untere
Regelungseinrichtung mit Hilfe des Hebels 26
mit der oberen Regelungseinrichtung
verbunden, und zwar dergestalt, daf5 eine Beeinflussung des Dampf halines 15
bzw. der Luftklappe i G im gewünschten Sinne erfolgen kann, ohne daß die obige Regelungseinrichtung
davon b.eeinflußt wird.
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Es ist nun einleuchtend, daß bei Anwendung der Erfindung das den Vorbereiter
bzw. die Tr ocknungseinrichtung durchlaufende Gut diese Einrichtungen mit gleichbleibender
Feuchtigkeit verlassen wird. Dieser Vorteil ist von außerordentlicher Bedeutung
für die gesamte Müllerei. Die in neuerer Zeit herausgebrachten Meßanlagen für die
Feuchtigkeit des Gutes hinter Vorberciter n oder Trock= nern haben gezeigt, daß
in großen Betrieben -nur unter großen Kosten und nur durch größte Aufmerksamkeit
des bedienenden Personals eine einwandfreie Gicichhaltung der Feuchtigkeit im Gut
möglich ist. Die Veränderungen der Feuchtigkeit, die auftreten können und deren
Ursache einesteils im zu verarbeitenden Gut, andernteils in der Wäscherei, weiter
in der Vorbereitungs- bzw. Trocknungsanlage selbst und weiter noch in den Witterungsverhältnissen
liegen, sind so vielseitig und erfolgen so rasch durch unbekannte Ursachen, daß
die Bedienung der Vorbereitungs- bzw. Trocknungsanlagen zur Erzielung gleichbleibender
Feuchtigkeit sehr schwierig, unter Umständen sogar unmöglich ist. Die Müllerei ist
aber darauf angewiesen, zur Erzielung gleichbleibender Güte des Mehles und gleichbleibender
Wirtschaftlichkeit des Mühlenbetriebes das zu verarbeitende Getreide mit gleichbleibender
Feuchtigkeit zur Mühle zu bringen. Durch die Erfindung wird diese Aufgabe in bestem
Sinne gelöst.
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Die Erfindung bringt infolge ihrer Eigenart auch noch einen weiteren
-Vorteil. ' Die bisher bekannten -Einrichtungen zur. Gleichhaltüng der Feuchtigkeit,-
insbesöndere innerhalb der Müllerei, benutzten die Vorbereitungsanlage gleichzeitig
als veränderlichen Trockner. Dadurch wurde dem Vorbereiter eine Aufgabe zugeschoben,
die im Widerspruch zu seinen eigentlichen Aufgaben, der Verbesserung der Güte des
Getreides, stand. Für gleichbleibende Verbesserung der Güte des Getreides ist es
notwendig, daß der Vorbereiter mit möglichst gleichen Arbeitsbedingungen läuft.
Würden in den Teilen der Mühle, die vor dem Vorbereiter liegen, also Wäscherei,
Zentrifuge und Netzeinrichtung, Fehler in der Feuchtigkeitsführung gemacht, so müßte
der Vorbereiter unter Zurücksetzung, seiner eigentlichen Aufgaben verändert «verden,
um diese Fehler wieder auszugleichen. Die Folge davon wäre, daß bei gleichbleibender
Feuchtigkeit am Schluß des Vorbereiters schwankende Güte des Enderzeugnisses auftritt.
-Mit der Anwendung dieser Erfindung werden die Fehler in der Feuchtigkeitsführung,
die vor dem Vorbereiter auftreten, auch vor dem Vorbereiter ausgeglichen, und es
werden die Fehler in der Feuchtigkeitsführung, die innerhalb des Vorbereiters auftreten,
nur im Vorbereiter ausgeglichen. Dadurch tritt der Vorteil ein, daß der Vorbereiter
gleichbleibend arbeitet, weil ihm gleichbleibend feuchtes Gut zugeführt wird. Damit
bleiben die: Temperaturverhältnisse innerhalb des Vorbereiters, soweit, sie von
schwankendem Wassergehalt des' Gutes beeinflußt werden, ständig gleich. Weiter
wird dadurch, daß die Feuchtigkeit am Schluß des Vorbereitungsvorganges nochmals
überprüft wird, der Vorteil erzielt, daß die Arbeitsweise des Vorbereiters hinsichtlich
ungewollter Veränderungen ausgeglichen wird. Der Erfolg dieser Maßnahmen ist also
auch der, daß neben gleichbleibender Feuchtigkeit eine bessere Gleichhaltung der
Güteverbesserung des Getreides erzielt wird. .