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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Getreide nach dem Waschen
und Schleudern Die Erfindung bezieht sich auf das Vorbereiten von Getreide, z. B.
Weizen, zum Mahlen und insbesondere auf das Waschen und folgende Trocknen desselben.
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Der natürliche Wassergehalt des Weizens hängt vom Klima des Landes,
wo er gewachsen ist, und ferner von der Witterung während der Ernte ab. In Großbritannien
gewachsener Weizen hat gewöhnlich einen solchen Wassergehalt, daß eine Verschlechterung
beim Lagern eintritt und der Weizen für das Ausmahlen zu Mehl ungeeignet ist. Er
muß deshalb getrocknet werden. Auf der anderen Seite ist beispielsweise in Indien
oder Nordafrika gewachsener Weizen trocken genug, um wohlbehalten zu lagern, aber
er benötigt eine Erhöhung seines Wassergehaltes, bevor er zum Mahlen geeignet ist.
Deshalb müssen in Mehlmühlen Trockner zum Behandeln von feuchtem Weizen und ferner
Mittel zur Erhöhung des Wassergehaltes von trockenem Weizen vorgesehen sein. Das
letztere Verfahren besteht gewöhnlich darin, daß der Weizen gewaschen und dem beim
Waschen aufgenommenen Wasser die Möglichkeit gegeben wird, in das Getreide einzudringen,
oder gar darin, daß das Wasser durch die Anwendung von Hitze eingetrieben wird.
Letzteres ist bekannt als Konditionieren oder Tempern. Während es Trockenmaschinen
gibt, die nur dem ersten Zwecke dienen, ist es üblich, Trocknervorbereiter zu gebrauchen;
das sind für beide Zwecke geeignete Maschinen. Diese werden deshalb gebraucht, weil
das Trocknen wegen der gleichmäßigen Verteilung des Wassergehaltes des
Weizens
im ganzen Korn ein langsames Verfahren ist. Das tief im Innern des Korns sitzende
Wasser braucht Zeit, um die Oberfläche zu erreichen, wo die Verdampfung stattfindet.
Aus diesem Grunde haben die Vorbereitertrockner im allgemeinen eine Schwitz- oder
Vorwärmahteilung, in der heim Konditionieren Wasser in das Korn hineingetrieben
wird, die aber, wie geltend gemacht wird, beim Trocknen ebenfalls nützlich ist,
weil das Erhitzen die Poren des Korns öffnet und die Entfernung von Wasser bei den
späteren Trocknungsstufen erleichtert.
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Dennoch muß bei feuchtem Weizen das Waschverfahren angewendet werden,
allerdings nicht zur Erhöhung seiner Feuchtigkeit, sondern zum Reinigen desselben.
Im allgemeinen werden solche Weizensorten zuallererst genügend getrocknet, um ihre
Lagerung ohne Verschlechterung zu gewährleisten, und dann, wenn sie zum Mahlen benötigt
werden, trocken gereinigt, das ist ein Verfahren zum Entfernen von anderem Samen
als Weizen sowie anderen fremden Beimengungen, und dann gewaschen. Das zum Waschen
des Weizens benutzte Wasser muß entfernt werden, und das geschieht gewöhnlich in
Vorbereitertrocknern, die für die Verminderung der Oberflächenfeuchtigkeit zu langsam
arbeiten und einen übermäßigen Verbrauch an Wärme und Gehläseantriebskraft hakten.
Es ist, vom Gesichtspunkt des Trocknens betrachtet, ein großer Unterschied zwischen
dem natürlich im Weizen enthaltenen Wasser, das durch das ganze Korn gleichmäßig
verteilt ist, und dem als Folge des Waschens zurückgebliebenen Wasser. Das letztere
scheint anfänglich nur ein Oberflächenfilm zu sein, der bis zu einem gewissen Grade
mit der Netzfähigkeit von verschiedenem Getreide wechselt. Dieser- Film dringt in
die äußeren Schichten ziemlich schnell ein, aber das weitere Eindringen in das Zellgewebe
des Korns geht langsam vor sich und hängt stark von der Temperatur ab. Es wurde
gefunden, daß selbst bei weichem Weizen das Wasser nach einer Zeit von etwa zehn
Minuten noch immer auf die äußeren Schichten beschränkt ist, und daß es in diesem
Zustand leicht fast vollständig entfernt werden kann, so daß das Korn als Ganzes
fast so trocken verbleibt wie vor dem Waschen.
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Es wurde weiterhin.entdeckt, daß dann, wenn man nach dem Waschen von
solchem weichen Weizen und dem Schleudern in einer Zentrifuge zum Entfernen .des
lose anhaftenden Wassers den Weizen, solange das Wasser noch in dem Oberflächenfilm
oder den äußeren Schichten ist, sofort der Wirkung eines eine hohe Geschwindigkeit
aufweisenden Luftstromes aussetzt, das Wasser im Verlaufe von Minuten mit sehr geringen
Kosten und in sehr kleinen und gedrängten Vorrichtungen fast gänzlich entfernt werden
kann.
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Die gemäß der Erfindung angewendeten Luftgeschwindigkeiten sind sehr
viel höher als diejenigen, die in den Vorbereitertrocknern oder in anderen Arten
von bestehenden Weizentrocknern angewendet werden, und der Weizen soll in dünnen
Schichten von der Größenordnung von etwa 2,5 bis, 8 cm Dicke gehalten werden, was
weniger ist als die in den gebräuchlichen Maschinen angewendete Schichtdicke, die
etwa zwischen 20 und 6o cm schwankt. Die Trockenzeit ist ebenfalls wichtig, da es
wesentlich ist, daß die Verdampfungsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Eindringens
übersteigt. Es wurde gefunden, daß gute Ergebnisse erzielt werden können, wenn das
Trocknen innerhalb von io Minuten nach dem Waschen durchgeführt wird, doch ist es
besser, den Oberflächentrockner so zu konstruieren, daß nur Zeiten von i bis 5 Minuten
nötig sind. Die Geschwindigkeit der dem Getreide zugeführten Luft, d. h. die Zuströmungsgeschwindigkeit
sollte etwa 0,25 m/Sek übersteigen und kann etwa i m/Sek oder gar noch höher
sein. Bei über 1,5 m/Sek machen der wachsende Überdruck und das dadurch bedingte
Ansteigen der für das Gebläse benötigten Antriebskraft das Verfahren unnütz kostspielig.
Bei einer Dicke der Weizenschicht über etwa 8 cm besteht bei kurzer Trockenzeit
Neigung zu ungleichmäßigem Trocknen, da der Weizen auf der der Lufteintrittsstelle
zugekehrten Seite zuerst trocknet und die abgekehrte Seite noch nicht hinreichend
getrocknet sein kann, bevor der Weizen die Maschine verläßt. Ferner ist mit wachsender
Dicke der Weizenschicht ein schneller Anstieg der Kraft verbunden, welche nötig
ist, um die Luft mit der erforderlichen Geschwindigkeit hindurchzutreiben. _ Die
für das Ober$iichentrocknen benutzte Luft kann die Temperatur der umgehenden Luft
haben, wenn die atmosphärischen Bedingungen vorteilhaft sind. Bei hoher Luftfeuchtigkeit
ist es jedoch ratsam, die Luft zu erhitzen, etwa durch Leiten über eine Dampfschlange.
Die Lufttemperaturen brauchen nicht hoch zu sein. Etwa 38° C ist unter den meisten
Bedingungen angemessen, wenn auch dort, wo unmittelbar auf den Oberflächentrockner
ein Vorbereitertrockner zum weiteren Entfernen des im Innern befindlichen Wassers
folgt, die Temperatur mit Vorteil höher sein kann.
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Danach besteht das Verfahren zur Behandlung von Getreide nach dein
Waschen und Schleudern erfindungsgemäß im wesentlichen darin, daß das Getreide sofort
einer schnellen Oberflächentrocknung unterworfen wird, um den größten Teil oder
die Gesamtheit des ihm noch anhaftenden Wassers am Eindringen unter die Oberfläche
des Korns zu hindern, indem durch Hindurclileiten eines kräftigen Stromes von Luft,
gewöhnlich Warmluft, durch einen dünnen Getreidestrom oder durch dünne Getreideströme
wenigstens 70% des verbliebenen Teiles des infolge des Waschens hinzugesetzten Wassers
innerhalb von 1o Minuten nach Beendigung des Waschvorgangs entfernt werden.
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Dem Getreidestrom wird vorzugsweise nur eine Dicke zwischen etwa 2.;
und 8 cm gegeben, und die Luft erhält eine Zustrotngeschwindigkeit von etwa
0,25 bis 1,5 m/Sek.
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Eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat
wenigstens zwei Siebsätze, die je aus zwei in einem Abstand von
etwa
2,5 bis 8 cm angeordneten, im wesentlichen senkrechten, luftdurchlässigen Sieben
zur Führung eines Stromes fallenden Getreides bestehen. Diese Siebsätze sind in
einem Gehäuse von oben gesehen im Winkel zueinander und zu den Wänden des Gehäuses
angeordnet, so daß dazwischen sich verjüngende Luftainlaßkästen und sich erweiternde
Luftauslaßkästen gebildet sind. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um durch die Siebe
von den Einlaßkästen zu den Auslaßkästen einen Luftstrom hindurchzutreiben, der
genügend kräftig ist, um wenigstens 700J0 des verbliebenen Teiles des infolge des
Waschens hinzugefügten Wassers zu entfernen, bevor ein wesentliches Eindringen des
Wassers in das Korn stattgefunden hat.
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Infolge der erwähnten V-förmigen Zueinanderanordnung der Sätze von
Sieben wird die Geschwindigkeit der an der Sieben entlang strömenden und durch sie
hindurchtretenden Luft annähernd konstant bleiben, weil fortlaufend Teile der an
den Sielet entlang streichenden Luft in die Siebe eintreten, während der ein geringeres
Volumen aufweisende Rest in dem sich verengenden Kasten weiter strömt.
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Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist wenigstens
dasjenige Sieb eines jeden Satzes, durch das die Luft abströmt, aus einer Reihe
von flachen oder im wesentlichen flachen Jalousieplatten oder -streifen gebildet,
die mit Zwischenraum in paralleler Stellung übereinander angeordnet und im senkrechten
Schnitt nach außen schräg aufwärts gerichtet sind.
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Beide Siebe eines Satzes könnten natürlich auch aus gelochtem oder
netzförmigem Baustoff gebildet sein; die Löcher auf der Luftaustrittsseite des fallenden
Getreidestromes setzen sich aber leicht mit Getreide- oder Samenkörnern und ferner
auch mit den Häutchen des Korns zu. Infolgedessen kann die Behandlung des Getreides
nicht länger als eine oder zwei Stunden ununterbrochen durchgeführt werden, und
selbst innerhalb dieser verhältnismäßig kurzen Zeitspanne kann die Behandlung nicht
gleichförmig gehalten werden. Diese Schwierigkeit kann durch den Gebrauch des beschriebenen
Jalousiesiebes überwunden werden.
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Außerdem muß, wenn der fallende Getreidestrom zwischen zwei gelochten
Sieben geführt wird, die Griiße der Löcher in tlen Sielen klein genug sein, um einen
Durchtritt des Getreides zu verhindern. Auf der anderen Seite ist es wünschenswert,
daß die Siehe dem Luftstrom einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen.
Aus diesem Grunde sollten die Löcher nicht unnötig klein sein. Auch sollte die mechanische
Festigkeit der Siebe selbst nicht zu niedrig sein. Bei Berücksichtigung dieser drei
Gesichtspunkte kommt man auf Siebe, bei denen die Gesamtfläche seiner Löcher nicht
größer als ein Drittel der Fläche des Siebes ist. Infolgedessen ist die Geschwindigkeit,
mit der die Luft durch die Siebe hindurchströmt, annähernd dreimal so groß wie ihre
Zuströmgeschwindigkeit, wobei mit Zuströmgeschwindigkeit diejenige Geschwindigkeit
gemeint ist, welche die Luft haben würde, wenn das Sieb nicht vorhanden wäre. Ein
Ja.lousiesieb kann dagegen so ausgeführt werden, daß es für den Durchtritt der Luft
einen viel größeren Anteil seiner Gesamtfläche darbietet.
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Um einen Austritt von Getreide o. dgl. durch ein Jalousiesieb wirksam
zu verhindern, muß die Neigung der Jalousieplatten in Querrichtung im Verhältnis
zu ihrer Breite, ihrem senkrechten Abstand und zum Böschungswinkel des Getreides
o. dgl. sowie zur Luftgeschwindigkeit so gewählt werden, daß die Luft das Getreide
auf den Jalousieplatten nicht nach oben und über deren Kanten bläst. Je größer die
Neigung der jalousieplatten ist, um so kleiner kann offenbar ihre Breite sein, aber
um so geringer wird auch die für den Durchgang der Luft erzielbare freie Fläche
sein.
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Durch Versuche wurde festgestellt, daß ein Winkel von 45 bis 6o° günstig
ist.
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Je größer die Luftgeschwindigkeit ist, um so größer muß entweder für
eine gegebene Breite der Jalousieplatten ihre Neigung oder für eine gegebene Neigung
ihre Breite sein.
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Da der Getreidestrom abwärts geht, ist zu berücksichtigen, daß Teile
des Getreides auf die Jalousieplatten geblasen werden und, wenn deren Querneigung
nicht übermäßig steil ist, ungefähr in ihrem natürlichen Böschungswinkel auf den
Platten liegen werden. Daraus folgt, daß die Breite der jalousieplatten auch mit
größer werdendem senkrechten Abstand der Platten größer gewählt werden muß.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben,
die beispielsweise eine Form einer Vorrichtung zur praktischen Ausführung der Erfindung
veranschaulicht. In der Zeichnung zeigt Fig. i eine Seitenansicht, Fig.2 eine Draufsicht
mit teilweisem Schnitt nach der Linie 11-II in Fig.i. Fig.3 eine Stirnansicht, teilweise
im Schnitt, nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine schaubildliche Teilansicht
eines _jalousiesiebes und Fig. 5 einen Teilschnitt, aus dem ersichtlich ist, wie
das Jalousiesieb das Getreide führt.
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Das in Fig. i gezeigte Gebläse i saugt Luft aus dem Freien durch einen
Erhitzer 2 hindurch in ein Trocknergehäuse hinein: Am Kopfende wird dem Trocknergehäuse
Getreide zugeführt, das durch einen Trichter 4 am unteren Ende wieder abgeführt
wird. Fig. i zeigt die Erfindung_ bei einem Einzeltrockner. Es ist notwendig, Mittel
zur Steuerung des Getreidestromes durch den Trockner vorzusehen. Diese Steuerung
kann in irgendeiner bekannten Weise erfolgen. Ein sog. Kübeleinlaß, der einen regelbaren
Auslaß steuert, ist in Fig. i in einfachen Strichen angedeutet. Bei dieser bekannten
Anordnung ist ein am Einlaßende des Trocknergehäuse3 vorgesehener Kübel 5 an einem
Ende eines schwenkbar gelagerter. Hebels 6 angel.en'kt, der durch eine Stange 7
mit einem gewichtbelasteten Hebel 8 verbunden ist, der sich so hebt und senkt, wie
sich der Kübel 5 senkt bzw. hebt. Ein nahe dem unteren
Ende des
Gehäuses angeordneter geschlitzter Auslaßschieber 9 wirkt mit mehreren ortsfesten,
länglichen Auslaßtrichtern io zusammen. Der Auslaßschieber g wird durch geeignete
Mittel hin und her bewegt, um dieAuslaßtrichter io mehr oder weniger zu öffnen oder
tu schließen. Die Hinundherbewegung des Schiebers 9 wird durch den Hebel 8 so gesteuert,
daß die Bewegung des Schiebers sehr klein oder gleich Null ist und die Auslaßtrichter
io infolgedessen geschlossen bleiben, wenn der Kübel 5 in seiner höchsten und der
Hebel 8 in seiner tiefsten Stellung sind. Sowie dem Gehäuse Getreide zugeführt wird
und seine Höhe im Gehäuse steigt, wird der Kübel 5 durch das Gewicht des Getreides
gesenkt und der Hebel 8 gehoben. Dadurch öffnet der Schieber 9 die Auslaßtrichter
io und ermöglicht dem Getreide den Ausfluß aus dem Gehäuse. Im Hinblick auf den
kleinen Maßstab der Fig. i sind die Zapfen, die den Schieberg tragen, und die Antriebsmittel
für den Schieber nicht dargestellt, aber diese Teile sind -in der Technik des Getreidetrocknens
ganz bekannt.
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Nach Fig.2 besteht jeder Satz von Sieben aus einem gelochten Blech
12 und einem weiter unten noch näher beschriebenen Jalousiesieb 13. Diese Sätze
von Sieben stehen im Gehäuse senkrecht, sind aber zueinander in einem spitzen Winkel
angeordnet, so daß die Siebsätze 14, 15 und die Siebsätze 16, 17 sich verengende,
in der Draufsicht V-förmige Lufteinlaßkästen t9, 18 bilden. In gleicher Weise bilden
die Siebsätze 14, i5, i6, 17 zusammen mit den Wänden .des rechteckigen Gehäuses
3 sich erweiternde Luftauslaßkästen 22, 21, 20. Diese Anordnung ermöglicht es, den
Luftdurchfluß durch die Siebe auf der ganzen Fläche eines jeden Siebes ziemlich
gleichförmig zu halten, weil wegen des fortlaufenden Durchtritts von Luft durch
die Siebe das Volumen der zuströmenden Luft vom linken Ende eines jeden Kastens
zum rechten Ende hin laufend abnimmt und somit die Strömungsgeschwindigkeit der
Luft entlang der Fläche eines jeden Siebes und in dieses hinein ziemlich konstant
bleibt.
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Fig. 4 veranschaulicht die Bauart eines Jalousiesiebes, das aus einer
Reihe von flachen Jalousieplatten oder -.streifen 25 :besteht, die auf im Abstand
angeordneten Stäben 26 sitzen, die durch entsprechende Löcher in den. Streifen hindurchgehen.
Von den Stäben ist in Fig. 4 nur einer gezeigt. Die jalousieplatten werden durch
Abstandshalter 27 mit geneigten Stirnflächen, die auf die Stäbe 26 aufgereiht sind,
voneinander entfernt gehalten: Die Abstands'halter werden vorzugsweise aus Rohren
hergestellt, und ihre Stirnflächen sind ungefähr um 45 bis 6o° gegen ihre Achsen
geneigt. Diese Abstan.dshalter können aus Preßstoff gefertigt sein. Die jalousieplatten
könnten natürlich eine im Querschnitt mäßig gekrümmte Form haben.
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Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Jalousiesieb 30 und
einen Ausschnitt aus einem gelochten Sieb 31 mit einem dazwischen herabfallenden
Getreidestrom 32 und veranschaulicht, wie die Jalousieplatten 33 das Getreide führen.
Da Fig. 3 in kleinem Maßstab gezeichnet ist, ist in dieser Figur nicht versucht
worden, das Getreide auf den Flächen der Jalousieplatten liegend zu zeigen, wie
dies in Fig. 5 geschehen ist.
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Zwei Versuche gemäß der Erfindung wurden in folgender Weise ausgeführt:
i. Englischer Weizen mit einem Anfangswassergehalt von 13,70o wurde gewaschen. 2,7%
Wasser wurden während des Waschvorgangs vom Weizen aufgenommen, wodurch sich der
Wassergehalt auf 16,400 erhöhte. Das Getreide wurde unmittelbar nach .dem Waschvorgang
geschleudert und dann sofort einem Luftstrom von etwa 38° C und einer Geschwindigkeit
von etwa o,65m/Sek für dieDauer von 4 Minuten ausgesetzt, worauf der Wassergehalt
auf 13,9% herabgesetzt war. Der Gesamtzeitraum zwischen der Beendigung des Waschens
und dem Ende des Trockenvorgangs betrug weniger als 5 Minuten und die Dicke des
Getreidestroms etwa 6 cm.
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2. Englischer Weizen mit einem Anfangswassergehalt von 15,70/0 wurde
gewaschen. 2,4% Wasser wurden vom Weizen während des Waschvorgangs aufgenommen,
wodurch sich der Wassergehalt auf 18,i % erhöhte. Das Getreide wurde unmittelbar
nach dem Waschvorgang geschleudert und dann sofort einem Luftstrom von etwa 52°
C und einer Geschwindigkeit von etwa 0,75 m./Sek für 4 Minuten ausgesetzt,
worauf der Wassergehalt auf 15,6% verringert war. Der Gesamtzeitraum zwischen der
Beendigung des Waschens und dem Ende des Trockenvorgangs betrug weniger als 5 Minuten
und die Dicke des Getreidestroms etwa 7,5 cm.