WO2005017431A1 - Verfahren und einrichtung zur kontinuierlichen trocknung von reis - Google Patents

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Leo Eisenring
Enrique Nino Perez
Saswato Mitra
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Bühler AG
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    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous drying of rice, in particular paddy rice, and a device for the continuous drying of rice.
  • Freshly harvested rice has an initial moisture content of more than 20%, which must be reduced to a storage moisture content of approx. 14%.
  • the roughly pre-cleaned rice (paddy) is first stored in dryer pre-cells, before being dried by mechanical dryers. Drying takes place predominantly in several passages in roof dryers charged with warm air of 50-60JC (for example according to WO 98/45656). There is a waiting time of up to 12 hours between the individual passages. As with tower dryers, only a limited degree of drying of up to 2% is possible. A standoff of at least 2 hours is required between the individual passages in order to achieve temperature compensation between the grain and the shell. The necessary mechanical transport processes increase the breakage.
  • Static drying in silos or halls requires large areas because the layer thickness of the rice to be dried is limited (approx. 80 to 100 cm). The drying runs unevenly from the inside to the outside due to the arrangement of the ventilation devices and it is difficult to control because there is no really even air distribution. The time expenditure is also high.
  • DE-A-2938620 shows a continuous dryer with a cylindrical drying zone which has perforated plates. This is followed by a similarly designed cooling zone.
  • the DE-A- 4119787 shows a conditioning device for bulk plant materials with a closed, tunnel-like conditioning station, through which a transport path leads, on which the bulk material is guided. The bulk material is exposed to a gaseous heat transfer medium.
  • Such conveyors can have porous surfaces through which warm or cold gases can flow in order to heat or cool cereals and to reduce the moisture content (WO 01/02786).
  • DE-A-19806951 discloses a device for puffing granular material, in which the material is heated batchwise in a fluidized bed chamber.
  • EP-A-1099380 discloses a process for producing heat-treated cereals, the heat treatment being carried out by means of a gas stream in an annular fluidized bed. The gas flow has different speed components.
  • raw rice with a moisture content of approx. 18% is heated with warm air of approx. 140 ° C. for approx. 30 minutes. Drying can take place in a drum dryer or in a fluidized bed, with the starch being thermally influenced. The dried paddy rice is then directly peeled or peeled and cooled if the peeling is necessary to achieve an easily cookable, unpolished rice.
  • Dried and pre-cleaned rice can then be stored like any other grain until it is ready for processing.
  • the invention is based on the object to at least partially eliminate the disadvantages of the prior art and to develop a method for the continuous drying of rice, in particular paddy.
  • the problem is solved with the features of claim 1 and advantageous embodiments are disclosed in the subclaims.
  • the invention is based on the assumption that rice (paddy) could behave similarly to a polymer under certain humidity and temperature conditions, since, depending on the constellation of these conditions, a glassy or rubbery state is possible.
  • paddy At a low temperature (up to room temperature) and an initial humidity greater than 20%, paddy is glassy, but changes to a rubbery state when the temperature rises. This condition can now be maintained while maintaining the temperature and dehumidifying at the same time. When it cools down, the paddy returns to a glassy state.
  • This knowledge can now be used to dry paddy in a continuous process and still avoid grain breakage.
  • the paddy is heated to approx. 50 to 55 ° C, dried to approx. 14% moisture content and then cooled to ambient temperature.
  • the heating and drying is preferably carried out in a fluidized bed.
  • the internal pressure in the grain of rice increases due to the evaporation of water.
  • the moisture can escape from the grain through pressure equalization between the grain and the environment.
  • the treatment in the fluidized bed can be carried out in one or two stages or in multiple stages. With two-stage drying there is no intermediate protrusion and the second stage is preferably a combined drying / cooling.
  • Another object is to provide a device for the continuous drying of rice, particularly suitable for carrying out the method according to the invention.
  • Separators and readout machines known per se for pre-cleaning and at least one fluidized bed apparatus for drying are used here.
  • two fluidized bed apparatuses can also be arranged in succession, the second apparatus also comprising cooling (precooling) in addition to drying.
  • the invention is described in more detail in two exemplary embodiments with reference to a drawing.
  • the drawing shows a simplified diagram in the single figure.
  • the raw rice delivered arrives from a depot 1 into a drum screen 2, where very coarse impurities are removed.
  • This is followed by a further pre-cleaning in a separator / classifier 3 in order to separate stones, sand but also light impurities such as paper, straw or loose shells.
  • the design of the pre-cleaning depends on the degree of contamination of the raw rice delivered. It is advantageous to largely separate loose impurities and additives from the raw rice before further treatment.
  • the rice arrives in a first fluidized bed apparatus 5, in which warm air flows through a rice bed from below, is heated to approx. 50 ° C. and is dried by approx. 3-4% moisture.
  • the rice then passes directly into a second fluidized bed apparatus 6, in which the temperature is kept at approx. 50 ° C. and drying takes place by a further 3-4% moisture.
  • the rice is cooled to approximately 40 ° C.
  • the paddy then arrives in a stand-up container 7, where it cools slowly (approx. 20 hours) to ambient temperature and again loses 1% moisture.
  • the time for tempering / standing off can be reduced by suitable means.
  • the rice can also be cooled more quickly (with or without pre-cooling in the second fluidized bed apparatus 6) in a countercurrent cooler, for example within about 15 minutes.
  • very moist raw rice (for example with an initial moisture of approx. 37%) is dried in a roof dryer with a fluid bed in several stages.
  • the first stage can be done with hot steam at approx. 120 ° C for 3 hours respectively.
  • the moisture is reduced to approx. 20-22%.
  • the steam supply is gradually reduced and the air or steam temperature is also gradually reduced to 50 ° C.
  • the result is a moisture content of approx. 13%.
  • the rice is cooled to ambient temperature within half an hour, with no more steam being added. A moisture content of approx. 12.5% can be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von Reis, insbesondere Paddy. Das Ziel besteht darin, die Behandlungszeit und Kornbruch deutlich zu reduzieren. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass auf eine Vorreinigung des Paddy eine Trocknung in einer Wirbelschicht erfolgt und der Paddy erst anschliessend getempert bzw. gekühlt wird.

Description

Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von Reis
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von Reis, insbesondere von Paddyreis sowie eine Einrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von Reis.
Erntefrischer Reis weist eine Anfangsfeuchte von mehr als 20% auf, die auf eine Lagerfeuchte von ca. 14% verringert werden muss. Der grob vorgereinigte Reis (Paddy) wird zunächst in Trockner-Vorzellen eingelagert, um anschliessend durch mechanische Trockner getrocknet zu werden. Das Trocknen erfolgt vorwiegend in mehreren Passagen in mit Warmluft von 50-60JC beaufschlagten Dächer-Trocknern (zum Beispiel ge- mäss der WO 98/45656). Zwischen den einzelnen Passagen liegt eine Abstehzeit von bis zu 12 Stunden. Wie auch bei Turmtrocknern ist nur ein begrenzter Trocknungsgrad von bis zu 2% möglich. Zwischen den einzelnen Passagen ist ein Abstehen von mindestens 2 Stunden gefordert, um einen Temperaturausgleich zwischen Korn und Schale zu erreichen. Die notwendigen, mechanischen Transportvorgänge erhöhen die Bruchbildung.
Bei einer statischen Trocknung in Silos bzw. Hallen sind grosse Flächen erforderlich, da die Schichtdicke des zu trocknenden Reises begrenzt ist (ca. 80 bis 100 cm). Die Trocknung verläuft ungleichmässig von innen nach aussen auf Grund der Anordnung der Belüftungseinrichtungen und sie ist schlecht kontrollierbar, da keine wirklich gleichmässige Luftverteilung gegeben ist. Der Zeitaufwand ist ebenfalls hoch.
Gemäss DE-A-2926256 wird bei einem Trocknungsverfahren für Getreide Frischluft erwärmt und über das Getreide geführt, wobei die Frischluft vorgängig noch gekühlt wird, um deren Feuchtegehalt zu verringern. Eine ähnliche Lösung ist in der DE-A- 2947759 offenbart.
Die DE-A-2938620 zeigt einen Durchlauftrockner mit einer zylindrigen Trocknungszone, die Lochbleche aufweist. Dieser folgt eine gleichartig gestaltete Kühlzone. Die DE-A- 4119787 zeigt eine Konditioniereinrichtung für pflanzliche Schüttgüter mit einer geschlossenen, tunnelartigen Konditionierstation, durch die eine Transportbahn führt, auf der das Schüttgut geführt wird. Hierbei wird das Schüttgut einem gasförmigen Wärmeträger ausgesetzt.
Solche Förderer können poröse Oberflächen aufweisen, die von warmen oder kalten Gasen durchströmt werden können, um Getreide zu erwärmen oder zu kühlen und den Feuchtegehalt zu reduzieren (WO 01/02786).
Die DE-A-19806951 offenbart eine Vorrichtung zum Puffen von körnigem Gut, bei der das Gut in einer Wirbelbettkammer batchweise erwärmt wird. Die EP-A-1099380 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von wärmebehandeltem Getreide, wobei die Wärmebehandlung mittels einem Gasstrom in einem ringförmigen Wirbelbett erfolgt. Der Gasstrom weist verschiedene Geschwindigkeitskomponenten auf.
Nach der JP-A-58056650 wird roher Reis mit ca. 18% Feuchtegehalt mit Warmluft von ca. 140°C ca. 30 Minuten lang erwärmt. Die Trocknung kann in einem Trommeltrockner oder auch im Wirbelbett erfolgen, wobei die Stärke thermisch beeinflusst wird. Der getrocknete Rohreis wird dann direkt geschält oder geschält und gekühlt, falls das schälen zur Erzielung eines leicht kochbaren, unpolierten Reises erforderlich ist.
Getrockneter und vorgereinigter Reis kann dann wie jedes andere Getreide auch bis zur Verarbeitung gelagert werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise zu beseitigen und ein Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von Reis, insbesondere von Paddy zu entwickeln. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Der Erfindung liegt die Annahme zugrunde, dass sich Reis (Paddy) unter bestimmten Feucht- und Temperaturbedingungen ähnlich einem Polymer verhalten könnte, da je nach Konstellation dieser Bedingungen ein glasiger oder ein gummiartiger Zustand möglich ist. Bei tiefer Temperatur (etwa bis zur Raumtemperatur) und einer Anfangsfeuchte grösser 20% ist Paddy glasig, geht aber bei Temperaturerhöhung in einen gummiartigen Zustand über. Dieser Zustand kann nun bei halten der Temperatur und gleichzeitiger Entfeuchtung erhalten werden. Bei Abkühlung erreicht der Paddy wieder einen glasigen Zustand. Diese Erkenntnis kann nun verwendet werden, um Paddy in einem kontinuierlichen Verfahren zu trocknen und dennoch Kornbruch zu vermeiden. Der Paddy wird dazu auf ca. 50 bis 55°C erwärmt, auf ca. 14% Feuchtegehalt getrocknet und anschliessend auf Umgebungstemperatur gekühlt.
Das erwärmen und trocknen erfolgt bevorzugt in einer Wirbelschicht. In der warmen Wirbelschicht erhöht sich der innere Druck im Reiskorn durch Verdampfung von Wasser. Durch Druckausgleich zwischen Korn und Umgebung kann die Feuchtigkeit aus dem Korn austreten.
Die Behandlung in der Wirbelschicht kann ein- oder zweistufig oder mehrstufig erfolgen. Bei zweistufiger Trocknung erfolgt kein zwischenliegendes abstehen und die zweite Stufe ist bevorzugt ein kombiniertes Trocknen/Kühlen.
Unter Zufuhr von Heissdampf ist bei hohem Feuchtegehalt von Paddy auch ein Trocknungsbeginn bei höherer Temperatur (bis ca. 120°C) möglich.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Einrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von Reis, insbesondere geeignet zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Zur Anwendung kommen hierbei an sich bekannte Separatoren und Auslesemaschinen für die Vorreinigung und mindestens ein Wirbelschichtapparat für die Trocknung. In einer Variante können auch zwei Wirbelschichtapparate aufeinanderfolgend angeordnet sein, wobei der zweite Apparat neben dem Trocknen auch ein Kühlen (Vorkühlen) beinhaltet.
Die Erfindung wird nachfolgend in zwei Ausführungsbeispielen an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur ein vereinfachtes Diagramm. Der angelieferte Rohreis gelangt aus einem Depot 1 in ein Trommelsieb 2, wo sehr grobe Verunreinigungen entfernt werden. Dem folgt eine weitere Vorreinigung in einem Separator/Klassifizierer 3, um Steine, Sand aber auch leichte Verunreinigungen wie Papier, Stroh oder lose Schalen abzutrennen. Die Ausgestaltung der Vorreinigung ist abhängig vom Verunreinigungsgrad des angelieferten Rohreises. Es ist vorteilhaft, lose Verunreinigungen und Beimengungen vor der weiteren Behandlung weitgehend vom Roh reis zu trennen.
Nach der Vorreinigung und kurzfristigen Zwischenlagerung in einem weiteren Depot 4 gelangt der Reis in einen ersten Wirbelschichtapparat 5, in der eine Reisschichtung von unten von warmer Luft durchströmt, auf ca. 50°C erwärmt und um ca. 3-4% Feuchte getrocknet wird. Anschliessend gelangt der Reis direkt in einen zweiten Wirbelschichtapparat 6, in dem die Temperatur von ca. 50°C gehalten wird und eine Trocknung um weitere 3-4% Feuchte erfolgt. Im letzten Drittel dieses zweiten Wirbelschichtapparates 6 wird der Reis auf ca. 40°C abgekühlt.
Nachfolgend gelangt der Paddy in einen Abstehbehälter 7, wo er langsam (ca. 20 Stunden) auf Umgebungstemperatur abkühlt und dabei nochmals 1 % Feuchte verliert. Die Zeit des Temperns/Abstehens kann durch geeignete Mittel reduziert werden.
Alternativ zum Tempern kann die Kühlung des Reises (mit oder ohne Vorkühlung im zweiten Wirbelschichtapparat 6) auch schneller in einem Gegenstromkühler erfolgen, beispielsweise innerhalb von ca. 15 Minuten.
Gegenüber konventionellen Verfahren ergab sich eine deutliche Reduzierung des Kornbruchs bei drastisch verringerten Trocknungszeiten. Auch ist der Unterhalt der Anlage weniger aufwendig und auf Grund der geringen Trocknungszeiten kann der Rohreis schneller eingelagert werden bzw. es kann mehr Reis zur Erntezeit erworben werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird sehr feuchter Rohreis (z.B. mit einer Eingangsfeuchte von ca. 37%) in einem Dächertrockner mit Fluidbett in mehreren Stufen getrocknet. Die erste Stufe kann bereits mit Heissdampf von ca. 120°C über 3 Stunden erfolgen. Die Feuchte wird dabei auf ca. 20-22% reduziert. In weiteren Stufen über jeweils 1 Stunde wird bei schrittweise gedrosselter Dampfzufuhr weiter getrocknet wobei Luft- bzw. Dampftemperatur ebenfalls schrittweise bis auf 50°C reduziert wird. Es resultiert ein Feuchtegehalt von ca. 13%. In einem letzten Schritt wird der Reis innerhalb einer halben Stunde auf Umgebungstemperatur gekühlt, wobei kein Dampf mehr zugeführt wird. Erreichbar ist ein Feuchtgehalt von ca. 12.5%.
Bezugszeichen
Depot
Trommelsieb
Separator
Depot
Wirbelschichtapparat
Wirbelschichtapparat
Abstehbehälter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von Reis, insbesondere von Paddy, umfassend eine Vorreinigung des Reises und ein Trocknen mittels Warmluft, dadurch gekennzeichnet, dass der Reis nach der Vorreinigung in einer Wirbelschicht getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in der Wirbelschicht einstufig erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in der Wirbelschicht zwei Stufen umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in der Wirbelschicht mehr als zwei Stufen umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelschicht in der zweiten Stufe ein Trocknen und ein Vorkühlen umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reis bei einer Temperatur von ca. 50-55°C auf einen Feuchtegehalt von ca. 13% getrocknet wird und nach der Trocknung langsam auf Umgebungstemperatur gekühlt/getempert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorkühlen im letzten Drittel der zweiten Stufe erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reis bei einer Temperatur von ca. 50-55°C auf einen Feuchtegehalt von ca. 13% getrocknet und nach der Trocknung im Gegenstrom auf Umgebungstemperatur gekühlt wird.
9. Verfahren nach Anspruchl oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in mehreren Temperaturstufen unter Zufuhr von Heissdampf erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe Heissdampf mit ca. 120°C zugeführt wird, dessen Temperatur in den weiteren Stufen stufenweise auf bis ca. 50°C reduziert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfzufuhr stufenweise gedrosselt wird.
12. Einrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von Reis, insbesondere von Paddy, umfassend eine Vorreinigung des Reises und einem Mittel zur Trocknung des Reises mittels erwärmter Luft, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Trocknung mindesten einen Wirbelschichtapparat (5, 6) umfasst.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wirbelschichtapparate (5, 6) nacheinander angeordnet vorgesehen sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wirbelschichtapparat (6) einen Trocknungsbereich und einen Kühlbereich umfasst.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem mindestens einen Wirbelschichtapparat (5, 6) eine Kühlstufe angeordnet ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstufe im Wirbelschichtapparat (5, 6) integriert ist.
17. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelschichtapparat ein Dächertrockner ist.
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