WO2000015756A1 - Vorrichtung und verfahren zur behandlung von malz - Google Patents

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WO2000015756A1
WO2000015756A1 PCT/EP1999/006492 EP9906492W WO0015756A1 WO 2000015756 A1 WO2000015756 A1 WO 2000015756A1 EP 9906492 W EP9906492 W EP 9906492W WO 0015756 A1 WO0015756 A1 WO 0015756A1
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malt
air
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outer jacket
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PCT/EP1999/006492
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English (en)
French (fr)
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Willi Frei
Original Assignee
Willi Frei
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12C—BEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C1/00—Preparation of malt
    • C12C1/067—Drying
    • C12C1/12—Drying on moving supports
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12C—BEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C1/00—Preparation of malt
    • C12C1/027—Germinating
    • C12C1/033—Germinating in boxes or drums

Definitions

  • the invention relates to a device for treating malt with the features of the preamble of claim 1 and a method for treating malt in such a device.
  • the grain For malting, the grain must first be soaked, during which the water content of the grain increases considerably and the germination process is initiated. The grain then germinates. The germination process is ended by the so-called drying of the green malt that is produced during germination.
  • the kiln essentially corresponds to drying the resulting green malt at temperatures above 50 ° and serves to impart the desired properties to the malt and to ensure its storability.
  • a comparatively low temperature of around 15 ° C must be maintained.
  • a comparatively low air flow is required in this process step.
  • Drums have been used for malt preparation for more than 100 years. Originally, these devices were designed so that all of the process steps to be carried out, namely the soaking, germinating and kilning of malt from barley, wheat and other cereals, could be carried out in the same drum.
  • DE-PS 197 51 074 describes a drum that is designed for a large volume of kiln air.
  • the drum In addition to supplying the malt layer with germ and kiln air, the drum also has the task of loosening the malt layer by rotating the drum around the horizontally arranged central axis and preventing the roots from growing together during the germination process.
  • a certain layering of the malt grains takes place during this turning process, so that previously lying grains come to the top after rotating the drum.
  • Such a layering is desirable because the air temperature at the malt layer inlet is higher than at the malt layer outlet due to the evaporative cooling when malt is kilned. Through the layering, the malt grains alternately get into warmer and colder layers of air, which results in a homogeneous drying process.
  • the germination process takes several days and to loosen and shift the malt, it is sufficient to turn the drum one turn every eight to twelve hours. Depending on the drum design, this turning process takes 6 to 30 minutes and the prior art generally does without ventilation of the malt layer during the turning process in order to simplify the air supply system between the fixed area with the air treatment and the rotating part with the air distribution in the drum to be able to.
  • German Patent No. 179 53 addresses this problem and describes a device for maintaining a uniform cross-sectional geometry of the malt layer while the drum is rotating.
  • the air supply is largely prevented in a certain drum position, in which the perforated inlet area of the drum is covered with malt.
  • sealing strips must be guided between a stationary outer jacket and a rotatable drum over races and along the entire drum length. This is associated with technical difficulties, since the drum expansion due to high temperature differences during germination and kiln drying as well as high pressure differences between the supply and exhaust air are taken into account must, so that a permanent separation between the two air flows is difficult to achieve.
  • the invention has for its object to provide a device for the treatment of malt in a rotatable drum which ensures uniform ventilation in a simple manner when germinating and kilning.
  • the device for treating malt comprises a drum which rotates about its longitudinal axis for receiving malt and a device for flowing air through the interior of the drum.
  • the device for flowing through is formed here from a fixed flow channel, which surrounds the drum in some areas, and is divided into an inlet air chamber and an exhaust air chamber.
  • the supply air chamber and the exhaust air chamber are each in flow communication with the inside of the drum, so that a fixed supply air area and exhaust air area is always formed in the inside of the drum, regardless of the rotational position of the drum, so that the air due to malt, which is located inside the drum, must flow through.
  • this arrangement makes it possible to carry out the flow of the material to be treated constantly regardless of the rotational speed and rotational position of the drum. Since the flow channel only surrounds the drum in some areas, the required sealing length is reduced, and the ring-shaped design of the sealing surface ensures a leak-free seal even when the drum is stretched.
  • the drum is rotatably mounted on rollers.
  • Storage on rollers is a very simple variant, in particular for large-volume drums, because storage only has to take place in the bottom region of the installation site, while otherwise the horizontal axis of rotation of the drum would have to be connected to storage and rotation devices.
  • the drum preferably comprises an air-permeable inner casing, an air-impermeable outer casing and a plurality of air-impermeable longitudinal struts between the inner casing and the outer casing, which connect the inner casing to the outer casing.
  • a flow space is formed between adjacent longitudinal struts. This allows the treated air in the supply air area of the
  • the airtight outer jacket prevents unwanted air leakage.
  • the air-permeable inner jacket is divided into individual segments by the longitudinal struts, which serve special tasks.
  • the device comprises at least two sealing tapes in the fixed flow channel in order to block the flow path of air into or from certain flow spaces, the length of the sealing tapes in the circumferential direction of the outer jacket being greater than the distance between two adjacent longitudinal struts, but shorter than that twice the distance between two adjacent struts.
  • the provision of at least two sealing tapes makes it possible to separate the transition areas between the supply air area and the exhaust air area in the air-permeable inner jacket of the drum by a blocked intermediate area. In this way, the flow through the material to be treated can be improved because a bypass flow which is removed from the drum immediately after entering the bed can be avoided.
  • the air flow is forced through the sealing tapes to cover the entire bed, albeit with to flow through different air speeds before the air can flow into the exhaust air area.
  • the inner wall of the drum is preferably made of slotted metal.
  • slotted metal Through the use of slotted metal, a high free passage cross-section of the inner jacket and thus a low pressure loss when flowing through can be generated, while at the same time the free cross-sectional areas of the individual slots can be selected so that the goods to be treated, in particular the malt, do not pass through them can.
  • the device further comprises a controlled drive device for rotating the drum.
  • a controlled drive device for rotating the drum.
  • the device further comprises sealing elements between the outer jacket of the drum and the flow channel. This makes it possible to ensure the undesired escape of air between the fixed flow channel surrounding the drum and the drum, which has no outer jacket in the region of the flow channel. Since the treatment air is often heated with the input of energy, the highest possible energy utilization can be ensured while avoiding leakage currents.
  • the device further comprises means for introducing water into the interior of the drum.
  • the processing of the malt can be automated further by permeating the malt during germination, preferably using a water spray.
  • the device further comprises a screw conveyor for the material to be treated inside the drum. The screw conveyor is used to load and unload the drum.
  • the method for treating malt comprises the steps of germinating the malt and drying the malt. Both process steps are carried out in the rotating drum, with air being forced through the malt in the drum at the same time.
  • the passage of air is independent of the rotation 'of the drum, so that can be achieved by uniform and precise movements during rotation of the drum and by a uniform ventilation of the drum very homogeneous product qualities.
  • the drum is rotated in cycles from 45 ° to 90 °.
  • FIG. 1 shows a cross section through the drum according to the invention with a malt bed located therein;
  • Fig. 2 shows the formation of the drum in longitudinal section
  • Fig. 3 shows a cross section of the device along the line 3-3 in Fig. 2, neglecting the support foundation. Ways of Carrying Out the Invention
  • FIG. 1 shows a cross section through the drum 12 of the device according to the invention with a malt bed located therein, and a schematic indication of the flow pattern in the drum.
  • the drum 12 has a horizontal axis of rotation 14 and consists of a cylindrical jacket-shaped outer jacket 16 which is airtight.
  • An air-permeable inner jacket 18 is arranged concentrically with the outer jacket 16 which is shaped like a cylinder jacket and is connected to the outer jacket 16 via a plurality of longitudinal struts 20.
  • 12 longitudinal struts are provided.
  • a longitudinal channel 22 is formed between each two adjacent longitudinal struts 20 between the outer jacket 16 and the inner jacket 18.
  • 12 longitudinal channels are therefore provided.
  • these longitudinal channels act as a supply air channel 24, as an exhaust air channel 26 or else as a separation channel 28 which cannot be flowed through in the longitudinal direction, as will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • the air-permeable inner jacket 18 is preferably made of slotted metal, the dimensions of the slots being dimensioned such that the malt to be treated cannot penetrate into the longitudinal channels 22 through the inner jacket 18.
  • the material to be treated in the present case malt 30, is introduced into the inner cylinder cavity delimited by the inner jacket and the end walls described later with reference to FIG. 2.
  • the longitudinal struts have a greater width, ie a greater extension in the radial direction of the drum than the distance between the outer jacket 16 and the concentric inner jacket 18, they serve when the drum is moved as a carrier 32 of the malt kernels, so that after a continued rotation of the drum 12 in the direction of arrow A after the angle of repose has been reached, the malt kernels slip from the upper half of the layer to the lower half of the layer. So that this desired slipping effect occurs and every malt grain is grasped by it, the top edge of the malt bed must come to lie below the central axis 14 of the drum 12 when filling in the malt.
  • supply air 34 flows from the supply air channels 24 into the interior of the drum and flows uniformly distributed onto the surface of the malt 30.
  • different air velocities occur when the malt flows through.
  • the air speeds are higher than in the central area.
  • a slow, drum movement with a rotation speed of 5 to 30 minutes per rotation produces an extremely homogeneously treated product.
  • the air flow within the malt bed can enter tangentially into the separating channels 28 in small quantities, as indicated by the arrows 36, but must subsequently emerge again through the malt layer, as indicated by the arrows 38.
  • the drum 12 is provided with a screw conveyor 40, which is arranged in the space arranged by the inner casing 18 in a stationary manner with the drum and serves to load and unload the drum.
  • a predetermined angle a is formed during a slow rotation of the drum in the direction of arrow A. is formed between the surface of the malt bed 30 and the horizontal. When this angle is exceeded, the grains begin to slide from the upper layer to the lower layer. Since the geometry of the bed within the rotating drum is thus known, the above-mentioned separation channels 28 can be arranged in such a way that no bypass flow of the supplied air can take place in exhaust air channels arranged near the surface of the bed. Instead, the air introduced into the drum must flow through the malt bed before it can enter the exhaust air ducts 26. Therefore, the undesirable possibility that the air will selectively exit the path of least resistance from the drum is prevented.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of the drum and the flow of air in the drum is indicated schematically by arrows.
  • the drum is rotatably supported on at least four rollers 44, with supports 48 extending in the circumferential direction of the outer jacket being provided for this purpose on the outer jacket 16 surrounded with a heat insulation layer 46.
  • the roller is driven by a drive device 50, e.g. caused by an electric motor, the output shaft carries a gear 52 via an intermediate gear, which engages in a toothing 54 on the outer jacket 16 of the drum 12.
  • the outer jacket 16 is sealed airtight with a drum end wall 56.
  • the outer jacket 16 ends at a predetermined distance from a second drum end wall 58, so that an annular slot 60 is formed in the outer jacket 16.
  • the longitudinal struts 20 run the entire length of the drum, i.e. from the first end wall 56 to the second end wall 58 and are each connected airtight to the two end walls 56 and 58 and to the outer jacket 16.
  • the width of the annular slot 60 in the outer jacket 16 is dimensioned such that air flows into the supply air channels 24 and Air can flow out of the exhaust air ducts 26.
  • the air flows here, in particular during kilning, at a moderate speed, the air speed being controllable in the supply air area or exhaust air area by the conveying throughput of a suitable air conveying element.
  • a stationary ring channel 62 surrounds the annular slot 60 of the outer jacket 16 and is sealed against the outside atmosphere over the entire circumference by means of flexible, circular lip seals 64.
  • the annular duct 62 serves as the supply air chamber 66, while on the other side it serves as the exhaust air chamber 68.
  • the air flows from the supply air chamber 66 through the annular slot 60 into the supply air ducts 24 delimited between the longitudinal struts 20 and from there through the air-permeable inner wall 18 into the interior of the drum.
  • the air flows through, as already explained with reference to FIG. 1, the bed 30 and leaves the drum 12 through the air-permeable inner wall 18 into the exhaust air channels 26 defined between the longitudinal struts 20, from which the air through the annular slot 60 into the exhaust air chamber 68 flows, from which the air is discharged from the device.
  • FIG. 3 shows the drum construction in the area of the ring channel 62.
  • the separation between the supply air chamber 66 and the exhaust air chamber 68 is clear from FIG. 3.
  • the malt bed 30 assumes a certain angle of repose, so that the malt assumes a defined inclined position in the air-permeable inner jacket 18 during the entire operating time and also when the drum is at a standstill, which is shown schematically in FIGS. 1 and 3 .
  • the annular slot between the two lip seals 64 is at the two locations shown in FIG. 3 with a stationary sealing tape 70 covered.
  • the sealing tape must have a greater extent in the circumferential direction of the drum than the distance from one longitudinal strut 20 to the adjacent one, but must be shorter than twice the distance between two adjacent longitudinal struts 20.
  • the separation channels 28 ensure that the supply air from the supply air channels 24 must first flow through the malt bed 30 before it can escape into the exhaust air channels 26.
  • airtight partition walls 72 are shown in the annular channel 62 between the supply air chamber 66 and the exhaust air chamber 68.
  • a drain 73 is used for the removal of condensed water or excess water, which arises when the flooding.
  • connection 74 for air supply and a corresponding connection 76 for air removal are also shown only schematically in FIG. 3.
  • the design of the drum shown makes it possible to ensure unimpeded ventilation during rotation of the drum, both when germinating and when drying. Different air velocities occur within the malt layer, but because of the rotating movement of the drum, every malt grain is moved from zones with high air velocity to zones with low velocity at regular intervals, however, an extremely homogeneous treatment of the malt follows.
  • the drum is advantageously not moved slowly and continuously, but rather quickly and intermittently in segments from 45 ° to 90 °.
  • the supply air flows through the malt layer at each drum position before it can escape through the exhaust air ducts, which ensures optimal use of the energy in the treatment air.
  • the sealing elements on the circumference of the drum within the ring channel ensure a complete separation of the air flows between the supply air, exhaust air and the atmosphere and thus prevent energy losses due to leaks.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Behandlung von Malz umfaßt eine um ihre Längsachse rotierbare Trommel (12) zur Aufnahme von Malz (30) und eine Einrichtung zum Durchströmen des Inneren der Trommel mit Luft. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Durchströmen einen ortsfesten Strömungskanal (62) umfaßt, der die Trommel (12) bereichsweise umgibt und in eine Zuluftkammer (66) und eine Abluftkammer (68) unterteilt ist, wobei die Zuluft- une Abluftkammern jeweils mit dem Inneren der Trommel in Strömungsverbindung stehen. Das Verfahren zur Behandlung von Malz in der Vorrichtung umfassend die Schritte des Keimens des Malzes und des Darren des Malzes wird ausgeführt, indem beide Verfahrensschritte in der Trommel stattfinden und bei beiden Verfahrensschritten die Trommel rotiert und gleichzeitig Luft durch das Malz in der Trommel zwangsgeführt wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Malz
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Malz mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Behandlung von Malz in einer derartigen Vorrichtung .
Zum Vermälzen ist zunächst das Einweichen des Getreides erforderlich, bei dem der Wassergehalt des Korns erheblich erhöht und der Keimvorgang eingeleitet wird. Anschließend erfolgt das Keimen des Getreides. Der Keimvorgang wird durch das sogenannte Darren des beim Keimen entstandenen Grünmalzes beendet. Das Darren entspricht im wesentlichen einer Trocknung des entstandenen Grünmalzes bei Temperaturen über 50° und dient dazu, dem Malz die gewünschten Eigenschaften zu verleihen und die Lagerfähigkeit zu gewährleisten. Beim Keimen ist hingegen eine vergleichsweise geringe Temperatur in der Größenordnung von 15 °C aufrechtzuerhalten. Zudem ist bei diesem Verfahrensschritt eine vergleichsweise geringe Luftströmung erforderlich ist.
Seit mehr als 100 Jahren werden Trommeln für die Malzbereitung eingesetzt. Ursprünglich wurden diese Vorrichtungen dahingehend gestaltet, daß alle durchzuführenden Verfahrensschritte, nämlich das Einweichen, das Keimen und das Darren von Malz aus Gerste, Weizen und anderen Getreidearten, in derselben Trommel durchgeführt werden können.
Nachdem kontinuierlich die Anforderungen an die Qualität, vor allem an die Homogenität des erzeugten Produktes gestiegen sind, wird heute in Trommeln fast nur noch der Keimvorgang durchgeführt. Insbesondere beim Darrvorgang, bei dem ein mehrfaches der Keimluft als Darrluft benötigt wird, treten bei der Verwendung herkömmlicher Trommeln infolge der ungenügend groß dimensionierten Luftwege unterschiedliche Trocknungsgrade in der Malzschicht auf. Vor allem beim Darren mit hoher Lufttemperatur trocknen die Keime ab und fallen zum Teil als lose, staubförmige Partikel an. Dieser unerwünschte Nebeneffekt wird noch verstärkt, wenn sich die Trommel während des Darrvorganges kontinuierlich dreht.
Stand der Technik
In der DE-PS 197 51 074 ist eine Trommel beschrieben, die für eine großvolumige Darrluftmenge ausgelegt ist. Neben der Versorgung der Malzschicht mit Keim- und Darrluft hat die Trommel zusätzlich die Aufgabe zu erfüllen, durch das Drehen der Trommel um die horizontal angeordnete Mittelachse die Malzschicht aufzulockern und ein Ineinanderwachsen der Wurzeln beim Keimvorgang , zu vermeiden. Zudem findet bei diesem Drehvorgang eine gewisse Umschichtung der Malzkörner statt, so daß vorher unten liegende Körner nach einem Drehen der Trommel oben zu liegen kommen. Eine derartige Umschichtung ist erwünscht, weil aufgrund der Verdunstungskälte beim Darren von Malz die Lufttemperatur am Malzschichteintritt höher als am Malzschichtaustritt ist. Durch das Umschichten gelangen die Malzkörner abwechslungsweise in wärmere und kältere Luftschichten, wodurch ein homogener Trocknungsverlauf entsteht.
Der Keimvorgang dauert mehrere Tage und zur Auflockerung und Umschichtung des Malzes ist es ausreichend, die Trommel alle acht bis zwölf Stunden um eine Umdrehung zu drehen. Je nach Trommelausführung dauert dieser Drehvorgang 6 bis 30 Minuten und es wird im Stand der Technik allgemein während des Drehvorganges auf die Belüftung der Malzschicht verzichtet, um das Luftversorgungssystem zwischen dem ortsfesten Bereich mit der Luftaufbereitung und dem drehenden Teil mit der Luftverteilung in der Trommel einfacher gestalten zu können.
Auch beim Darren erfolgt die Versorgung der Trommel mit Darrluft nur im Trommelstillstand. Der Darrvorgang dauert etwa 20 bis 40 Stunden. Beim Darrvorgang wird im Stand der Technik sogar auf ein Auflockern verzichtet, da beim Darren der Keimvorgang abgebrochen wird und ein Verwurzeln nicht mehr möglich ist.
Allerdings entstehen auch beim Darren Temperaturunterschiede zwischen eintretender und austretender Darrluft, wodurch Unterschiede in der Malzbeschaffenheit zwischen unteren und oberen Schichten entstehen. Herkömmliche Hordendarren lassen diese Unterschiede in der Malzbeschaffenheit zu, da diese bei einem großen Teil der Malzprodukte als nicht nachteilig beurteilt wird. Vermehrt werden jedoch nunmehr Spezial alze gefragt, die bestimmte Eigenschaften aufweisen, welche mit einem stationären Belüftungsbetrieb nicht erzielbar sind.
Die heute weitverbreitete Trommelbauart mit einer ebenen Hordenkonstruktion, wie sie z.B. in der DE-PS 197 51 074 oder in einer aufwendigeren Form in der DE-PS 104 661 dargestellt ist, eignet sich nicht für eine wirksame Belüftung während des Drehens der Trommel, weil sich dabei die Querschnittsgeometrie der Malzschicht fortlaufend verändert. In ungünstigen Tro melstellungen kann sogar die Situation entstehen, daß die Luft dem Weg des geringsten Widerstands folgend direkt und ohne das Malz zu durchströmen vom Zuluftbereich in den Abluftbereich strömt .
Diesem Problem widmet sich die deutsche Patentschrift 179 53, die eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichförmigen Querschnittsgeometrie der Malzschicht während des Drehens der Trommel beschreibt. Allerdings wird auch bei dieser Vorrichtung in einer bestimmten Trommelstellung, in welcher der gelochte Zulufbbereich der Trommel von Malz bedeckt ist, die Luftzufuhr weitestgehend unterbunden. Zudem müssen Dichtungsleisten zwischen einem ortsfesten Außenmantel und einer rotierbaren Trommel über Laufringe und entlang der gesamten Trommellänge geführt werden. Dies ist mit technischen Schwierigkeiten verbunden, da die Trommelausdehnung aufgrund hoher Temperaturunterschiede beim Keimen und Darren sowie hohe Druckdifferenzen zwischen Zu- und Abluft berücksichtigt werden müssen, so daß eine dauerhafte Trennung zwischen den beiden Luftströmen nur schwer realisierbar ist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung von Malz in einer rotierbaren Trommel zu schaffen, die auf eine einfache Weise eine gleichmäßige Belüftung beim Keimen und Darren gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 10 gekennzeichnet.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß die Vorrichtung zur Behandlung von Malz eine um ihre Längsachse rotierbare Trommel zur Aufnahme von Malz sowie eine Einrichtung zum Durchströmen des Inneren der Trommel mit Luft umfaßt. Die Einrichtung zum Durchströmen ist hierbei aus einem ortsfesten Strömungskanal, der die Trommel bereichsweise umgibt, gebildet und ist in eine Zuluftkammer und in eine Abluftkammer unterteilt. Die Zuluftkammer und die Abluftkammer stehen jeweils mit dem Inneren der Trommel in Strömungsverbindung, so daß im Inneren der Trommel ungeachtet der Drehstellung der Trommel immer ein ortsfester Zuluftbereich und Abluftbereich gebildet ist, so daß die Luft durch Malz, das sich im Inneren der Trommel befindet, hindurchströmen muß. Darüber hinaus macht es diese Anordnung möglich, unabhängig von der Drehgeschwindigkeit und Drehstellung der Trommel die Durchströmung des zu behandelnden Gutes konstant durchzuführen. Da der Strömungskanal die Trommel nur bereichsweise umgibt, verringert sich die erforderliche Dichtungslänge, und durch die ringförmige Ausbildung der Dichtungsfläche wird auch beim Dehnen der Trommel eine leckagefreie Abdichtung erreicht.
Bevorzugte Ausführungsfor en sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet . So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform die Trommel auf Rollen drehend gelagert. Eine Lagerung auf Rollen stellt insbesondere für großvolumige Trommeln eine sehr einfache Variante dar, weil nur im Bodenbereich des Aufstellortes eine Lagerung erfolgen muß, während anderenfalls die horizontale Rotationsachse der Trommel mit Lagerungs- und Rotationseinrichtungen zu verbinden wäre.
Vorzugsweise umfaßt die Trommel einen luftdurchlässigen Innenmantel, einen luftundurchlässigen Außenmantel sowie eine Mehrzahl von luftundurchlässigen Längsstreben zwischen Innenmantel und Außenmantel, die den Innenmantel mit dem Außenmant'el verbinden. Zwischen benachbarten Längsstreben ist jeweils ein Strömungsraum gebildet. Hierdurch läßt sich auf eine sehr einfache Weise die aufbereitete Luft im Zuluftbereich des
Strömungskanales in definierte Bereiche der Trommel einspeisen, wohingegen nur definierte Segmente der rotierenden Trommel mit dem Abluftbereich des Strömungskanals in Verbindung gebracht werden. Durch den luftundurchlässigen Außenmantel wird ein unerwünschter Luftaustritt verhindert. Der luftdurchlässige Innenmantel wird durch die Längsstreben in Einzelsegmente unterteilt, die speziellen Aufgaben dienen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung mindestens zwei Dichtungsbänder im ortsfesten Strömungskanal, um den Strömungspfad von Luft in oder aus bestimmten Strömungsräumen zu versperren, wobei die Länge der Dichtungsbänder in Umfangsrichtung des Außenmantels größer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Längsstreben, aber kürzer als der zweifache Abstand zwischen zwei benachbarten Längsstreben. Das Vorsehen von mindestens zwei Dichtungsbändern ermöglicht es, die Übergangsbereiche zwischen dem Zuluftbereich und Abluftbereich im luftdurchlässigen Innenmantel der Trommel durch einen versperrten Zwischenbereich zu trennen. Hierdurch läßt sich die Durchströmung des zu behandelnden Gutes verbessern, weil ein Bypasstrom, der unmittelbar nach dem Eintritt in die Schüttung wieder aus der Trommel abgeführt wird, vermieden werden kann. Durch die Dichtungsbänder wird der Luftstrom dazu gezwungen, die gesamte Schüttung, wenn auch mit unterschiedlichen Luftgeschwindigkeiten zu durchströmen, bevor die Luft in den Abluftbereich abströmen kann.
Vorzugsweise besteht die Innenwand der Trommel aus geschlitztem Metall. Durch die Verwendung von geschlitztem Metall läßt sich ein hoher freier Durchtrittsquerschnitt des Innenmantels und somit ein geringer Druckverlust beim Durchströmen erzeugen, wobei gleichzeitig die freien Querschnittsflachen der einzelnen Schlitze so gewählt werden können, daß die zu behandelnden Güter, insbesondere das Malz, nicht durch diese hindurchtreten kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung weiterhin eine gesteuerte Antriebseinrichtung zum Rotieren der Trommel. Durch das Verwenden einer gesteuerten Antriebseinrichtung lassen sich die einzelnen Behandlungsschritte, welche, wie oben dargelegt wurde, lange Zeiträume beanspruchen, vollautomatisch durchführen und entweder ein langsames, kontinuierliches oder aber auch ein taktweise erfolgendes Drehen der Trommel automatisch durchführen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung umfaßt diese weiterhin Dichtungselemente zwischen dem Außenmantel der Trommel und dem Strömungskanal. Hierdurch läßt sich der unerwünschte Austritt von Luft zwischen dem ortsfesten, die Trommel umgebenden Strömungskanal und der Trommel, die in dem Bereich des Strömungskanals keinen Außenmantel besitzt, sicherstellen. Da die Behandlungsluft häufig unter Energieeintrag erwärmt ist, läßt sich somit eine möglichst hohe Energieausnutzung unter Vermeidung von Leckströmen sicherstellen.
Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung zum Einführen von Wasser in das Innere der Trommel. Hierdurch läßt sich die Verarbeitung des Malzes weiter automatisieren, indem eine Beschwallung des Malzes während des Keimens, vorzugsweise unter Verwendung einer Wasserbedüsung, möglich ist. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung weiterhin eine Förderschnecke für das zu behandelnde Gut im Inneren der Trommel. Die Förderschnecke dient zur Be- und Entladung der Trommel.
Der wesentliche Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung liegt darin, daß das Verfahren zur Behandlung von Malz die Schritte des Keimens des Malzes sowie des Darrens des Malzes umfaßt. Beide Verfahrensschritte werden hierbei in der rotierenden Trommel ausgeführt, wobei gleichzeitig Luft durch das Malz in der Trommel zwangsgeführt wird. Somit ist das Durchströmen von Luft unabhängig von der Rotation 'der Trommel, so daß durch gleichmäßige und exakte Bewegungsabläufe beim Rotieren der Trommel und durch eine gleichmäßige Durchlüftung der Trommel möglichst homogene Produktqualitäten erzielbar sind.
Nach einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens erfolgt das Rotieren der Trommel taktweise in Segmenten von 45° bis 90°. Hierdurch läßt sich der Anteil von Keimen, die beim Darren mit hoher Lufttemperatur getrocknet sind und als lose, staubförmige Partikel anfallen, gering halten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Trommel mit einer darin befindlichen Malzschüttung zeigt;
Fig. 2 die Ausbildung der Trommel im Längsschnitt darstellt; und
Fig. 3 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 unter Vernachlässigung des Auflagefundaments zeigt . Wege zur Ausführung der Erfindung
In den nachfolgenden Figuren ist die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen gleiche Referenzziffern jeweils gleiche oder ähnliche Elemente bezeichnen.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch die Trommel 12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer darin befindlichen Malzschüttung sowie eine schematische Andeutung des Strömungsverlaufs in der Trommel dargestellt. Die Trommel 12 besitzt eine horizontale Rotationsachse 14 und besteht aus einem zylindermantelförmigen Außenmantel 16, der luftdicht ausgebildet ist. Konzentrisch zu dem zylindermantelför ig geformten Außenmantel 16 ist ein luftdurchlässiger Innenmantel 18 angeordnet, der über eine Mehrzahl von Längsstreben 20 mit dem Außenmantel 16 verbunden ist. Im vorliegenden Fall sind 12 Längsstreben vorgesehen.
Zwischen jeweils zwei benachbarten Längsstreben 20 ist zwischen dem Außenmantel 16 und dem Innenmantel 18 jeweils ein Längskanal 22 gebildet. Im vorliegenden Beispiel sind somit 12 Längskanäle vorgesehen. Diese Längskanäle wirken je nach der Winkellage der rotierbaren Trommel als Zuluftkanal 24, als Abluftkanal 26 oder aber auch als ein in Längsrichtung nicht durchströmbarer Trennkanal 28, wie eingehend anhand von Fig. 3 beschrieben werden wird.
Der luftdurchlässige Innenmantel 18 besteht vorzugsweise aus geschlitztem Metall, wobei die Abmessungen der Schlitze so bemessen sind, daß das zu behandelnde Malz nicht durch den Innenmantel 18 in die Längskanäle 22 eindringen kann. In dem durch den Innenmantel und die später anhand von Fig. 2 beschriebenen Stirnwände begrenzten inneren Zylinderhohlraum wird das zu behandelnde Gut, im vorliegenden Fall Malz 30, eingeführt. Da die Längsstreben eine größere Breite, d.h. eine größere Erstreckung in Radialrichtung der Trommel als den Abstand zwischen Außenmantel 16 und konzentrischem Innenmantel 18 besitzen, dienen diese beim Bewegen der Trommel als Mitnehmer 32 der Malzkörner, damit nach einer fortgesetzten Rotation der Trommel 12 in Pfeilrichtung A nach dem Erreichen des Schüttwinkels die Malzkörner von der oberen Schichthälfte auf die untere Schichthälfte abrutschen. Damit dieser gewünschte Rutscheffekt eintritt und jedes Malzkorn von diesem erfaßt wird, muß beim Einfüllen des Malzes die Oberkante der Malzschüttung unterhalb der Mittelachse 14 der Trommel 12 zu liegen kommen.
Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, strömt Zuluft 34 aus den Zuluftkanälen 24 in das Trommelinnere ein und strömt gleichmäßig verteilt auf die Oberfläche des Malzes 30. Infolge der halbkreisförmigen Querschnittsgeometrie treten beim Durchströmen des Malzes unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten auf. Im Tangentialbereich des Innenmantels 18 der Trommel 12 sind die Luftgeschwindigkeiten höher als im Mittelbereich. Da im Zuge einer Drehung um 180° der Trommel jedes Korn alle Segmente innerhalb der Malzschüttung durchläuft, entsteht bei einer langsamen, Trommelbewegung mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 5 bis 30 Minuten pro Umdrehung ein äußerst homogen behandeltes Produkt . Die Luftströmung innerhalb der Malzschüttung kann zwar tangential in die Trennkanäle 28 in geringen Mengen eintreten, wie durch die Pfeile 36 angedeutet ist, muß aber anschließend wieder durch die Malzschicht austreten, wie durch die Pfeile 38 angedeutet ist.
Die Trommel 12 ist mit einer Förderschnecke 40 versehen, die in dem vom Innenmantel 18 angeordneten Raum ortsfest mit der Trommel angeordnet ist und dem Be- und Entladen der Trommel dient .
Des weiteren ist in der Trommel eine ortsfest mit der Trommel angeordnete Vorrichtung mit Wasserdüsen 42 vorgesehen, die dem gezielten Einsprühen von Wasser für die Beschwallung des Malzes während des Keimens dienen.
In Abhängigkeit von dem zu behandelnden Gut und den Eigenschaf en und Geometrien der hierbei verwendeten Einzelpartikel bildet sich bei einer langsamen Drehung der Trommel in Pfeilrichtung A ein vorbestimmter Winkel a aus, der zwischen der Oberfläche der Malzschüttung 30 und der Horizontalen gebildet ist. Bei Überschreiten dieses Winkels beginnt das Abrutschen der Körner von der oberen Schichthälfte auf die untere Schichthälfte. Da die Geometrie der Schüttung innerhalb der rotierenden Trommel somit bekannt ist, lassen sich die oben erwähnten Trennkanäle 28 gezielt so anordnen, daß kein Bypasstrom der zugeführten Luft in nahe der Oberfläche der Schüttung angeordnete Abluftkanäle stattfinden kann. Statt dessen muß die in die Trommel eingeführte Luft die Malzschüttung durchströmen, bevor diese in die Abluftkanäle 26 eintreten kann. Daher wird die unerwünschte Möglichkeit, daß die Luft den Weg des geringsten Widerstandes wählend ungenutzt aus der Trommel austritt, verhindert.
In Fig. 2 ist ein Längsschnitt der Trommel dargestellt und die Strömung der Luft in der Trommel schematisch mit Pfeilen angedeutet .
Die Trommel ist auf mindestens vier Rollen 44 drehbar gelagert, wobei an dem mit einer Wärmeisolationsschicht 46 umgebenen Außenmantel 16 hierzu in Umfangsrichtung des Außenmantels verlaufende Auflagen 48 vorgesehen sind. Der Antrieb der Rolle wird durch eine Antriebseinrichtung 50, z.B. durch einen Elektromotor bewirkt, dessen Ausgangswelle über ein Zwischengetriebe ein Zahnrad 52 trägt, das in eine Verzahnung 54 am Außenmantel 16 der Trommel 12 eingreift.
Auf der einen Seite ist der Außenmantel 16 mit einer TrommelStirnwand 56 luftdicht verschlossen. Auf der gegenüberliegenden Seite endet der Außenmantel 16 in einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten TrommelStirnwand 58, so daß ein ringförmiger Schlitz 60 im Außenmantel 16 entsteht. Die Längsstreben 20 verlaufen über die gesamte Länge der Trommel, d.h. von der ersten Stirnwand 56 bis zur zweiten Stirnwand 58 und sind mit den beiden Stirnwänden 56 und 58 sowie mit dem Außenmantel 16 jeweils luftdicht verbunden.
Die Breite des ringförmigen Schlitzes 60 im Außenmantel 16 ist derart bemessen, daß Luft in die Zuluftkanäle 24 einströmen und Luft aus den Abluftkanälen 26 ausströmen kann. Die Luft strömt hierbei, insbesondere beim Darren, mit mäßiger Geschwindigkeit, wobei die Luftgeschwindigkeit durch den Förderdurchsatz eines geeigneten Luftförderorgans im Zuluftbereich oder Abluftbereich regelbar ist.
Ein ortsfester Ringkanal 62 umgibt den ringförmigen Schlitz 60 des Außenmantels 16 und ist mit Hilfe von flexiblen, kreisrunden Lippendichtungen 64 am gesamten Umfang gegen die Außenatmosphäre abgedichtet. Auf der einen Seite dient der Ringkanal 62 als Zuluftkammer 66, während er auf der anderen Seite als Abluftkammer 68 dient.
Wie in Fig. 2 schematisch anhand der Pfeile angedeutet ist, strömt die Luft aus der Zuluftkammer 66 durch den ringförmigen Schlitz 60 in die zwischen den Längsstreben 20 begrenzten Zuluftkanäle 24 und von diesen aus durch die luftdurchlässige Innenwand 18 in das Trommelinnere. Die Luft durchströmt, wie bereits anhand von Fig. 1 dargelegt wurde, die Schüttung 30 und verläßt die Trommel 12 durch die luftdurchlässige Innenwand 18 in die zwischen den Längsstreben 20 definierten Abluftkanäle 26, von denen aus die Luft durch den ringförmigen Schlitz 60 in die Abluftkammer 68 strömt, von der aus die Luft aus der Vorrichtung abgeführt wird.
In Fig. 3 ist die Trommelkonstruktion im Bereich des Ringkanals 62 dargestellt. Insbesondere wird aus der Fig. 3 die Trennung zwischen der Zuluftkammer 66 und der Abluftkammer 68 deutlich. Beim Drehen der Trommel in Pfeilrichtung A nimmt die Malzschüttung 30 einen bestimmten Schüttwinkel an, so daß während der gesamten Betriebszeit und auch beim Stillstand der Trommel das Malz im luftdurchlässigen Innenmantel 18 eine definierte Schräglage einnimmt, die in den Fig. 1 und 3 schematisch dargestellt ist. Damit nun die Zuluft aus den Zuluftkanälen 24 nicht unter Umgehung der Malzschüttung 30 ungenutzt in den Abluftkanal 26 strömen kann, ist der ringförmige Schlitz zwischen den beiden Lippendichtungen 64 (siehe Fig. 2) an den zwei in Fig. 3 dargestellten Stellen mit einem ortsfesten Dichtungsband 70 abgedeckt. Das Dichtungsband muß eine größere Erstreckung in Umfangsrichtung der Trommel besitzen als der Abstand von einer Längsstrebe 20 zur benachbarten, jedoch kürzer sein als der zweifache Abstand zwischen zwei benachbarten Längsstreben 20. Hierdurch entstehen an beiden Seiten der Malzschüttung 30 in Längsrichtung nicht durchströmte Trennkanäle 28, die bereits in Fig. 1 dargestellt wurden. Die Trennkanäle 28 sorgen dafür, daß die Zuluft aus den Zuluf kanälen 24 zuerst durch die Malzschüttung 30 strömen muß, bevor sie in die Abluftkanäle 26 entweichen kann. Weiterhin sind zwischen der Zuluftkammer 66 und der Abluftkammer 68 im Ringkanal 62 luftdichte Trennwände 72 dargestellt.
Ein Ablauf 73 dient dem Abzug von Kondenswasser oder Überschußwasser, das beim Beschwallen anfällt.
In Fig. 3 nur schematisch dargestellt ist zudem ein Anschluß 74 zur Luftzufuhr sowie ein entsprechender Anschluß 76 zur Luftabfuhr. Die dargestellte Ausführung der Trommel gestattet es, sowohl beim Keimen als auch beim Darren einen ungehinderten Belüftungsbetrieb während des Drehens der Trommel zu gewährleisten. Dabei treten zwar innerhalb der Malzschicht unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten auf, da jedoch aufgrund der Drehbewegung der Trommel jedes Malzkorn in regelmäßigen Zeitabständen von Zonen mit hoher Luftgeschwindigkeit in Zonen mit niedriger Geschwindigkeit bewegt wird, folgt dennoch eine äußerst homogene Behandlung des Malzes. Um den Anteil an trockenen Keimen, die zum Teil als lose, staubförmige Partikel anfallen, möglichst klein zu halten, wird vorteilhafterweise die Trommel nicht langsam und kontinuierlich, sondern schnell und dafür taktweise in Segmenten von 45° bis 90° bewegt.
Beim Drehen der Trommel strömt die Zuluft bei jeder Trommelposition zuerst durch die Malzschicht, bevor sie durch die Abluftkanäle entweichen kann, wodurch eine optimale Energieausnutzung der Behandlungsluft sichergestellt wird. Die Dichtungselemente am Trommelumfang innerhalb des Ringkanals sorgen für eine vollkommene Trennung der Luftströme zwischen Zuluft-, Abluft- und der Atmosphäre und verhindern somit Energieverluste durch Leckagen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung zur Behandlung von Malz, umfassend: eine Trommel (12) zur Aufnahme von Malz (30) ; und eine Einrichtung zum Durchströmen des Inneren der Trommel (12) mit Luft; wobei die Einrichtung zum Durchströmen des Inneren der Trommel (12) in eine Zuluftkammer (66) und eine Abluftkammer (68) unterteilt ist; dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zuluftkammer (66) und Abluftkammer (68) jeweils im Ringraum zwischen einem luftdurchlässigen Innenmantel (18) der Trommel (12) und einem luftundurchlässigen Außenmantel (16) der Trommel (12) angeordnet sind und mit dem Inneren der Trommel (12) in Strömungsverbindung stehen; und die einen Innenmantel (18) und Außenmantel (16) umfassende Trommel um ihre Längsachse (14) rotierbar ist .
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trommel (12) auf Rollen (44) drehend gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trommel (12) umfaßt: eine Mehrzahl von luftundurchlässigen Längsstreben (20) zwischen Innenmantel (18) und Außenmantel (16) , die den
Innenmantel (18) mit dem Außenmantel (16) verbinden; wobei zwischen benachbarten Längsstreben (20) jeweils ein
Ξtrömungsraum (24, 26) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, weiter umfassend: mindestens zwei Dichtungsbänder (70) im ortsfesten Strömungskanal (62) , um den Strömungspfad von Luft in oder aus bestimmten Strömungsräumen (28) zu versperren,- wobei die Länge der ringförmig ausgebildeten Dichtungsbänder (70) in Umfangsrichtung des Außenmantels größer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Längsstreben (20) , aber kürzer als der zweifache Abstand zwischen zwei benachbarten Längsstreben (20) .
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Innenmantel (18) der Trommel aus geschlitztem Metall besteht .
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend: eine gesteuerte Antriebseinrichtung (50) zum Rotieren der Trommel (12) .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend:
Dichtungselemente (64) zwischen dem Außenmantel (16) der Trommel (12) und dem Strömungskanal (62) .
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend: eine Einrichtung (42) zum Einführen von Wasser in das Innere der Trommel (12) .
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend: ein Förderschnecke (40) für das zu behandelnde Gut im Inneren der Trommel (12) .
10. Verfahren zur Behandlung von Malz in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte-.
Keimen des Malzes,- und Darren des Malzes,- dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß beide Verfahrensschritte in der Trommel (12) ausgeführt werden, wobei bei beiden Verfahrensschritten die Trommel rotiert wird und gleichzeitig Luft durch das Malz in der Trommel zwangsgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend den Schritt des Beschwallens des Malzes während des Keimens mittels des Zuführens von Wasser in die Trommel.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rotieren der Trommel taktweise in Sequenzen von 45° bis 90° erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiter umfassend das Be- und Entladen des Malzes unter Verwendung einer Förderschnecke.
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