DE3809026A1 - Vorrichtung zum schaelen und entkeimen von maiskoernern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mais wird heute in grossen Mengen zu den verschiedensten Endprodukten verarbeitet. Ausser der Nassentkeimung der Mais­ körner für die Stärkeherstellung erfolgt deren Entkeimen und Mahlen für die übrigen Verwendungszwecke auf müllerischem Weg. Die Endprodukte der müllerischen Verarbeitung werden im wesentlichen der Futtermittel- und Ölindustrie, der Brauerei­ industrie, der Polentagriessherstellung, der Snackprodukte­ industrie oder der Cornflakesherstellung zugeführt. Jeder dieser Verwendungszwecke stellt unterschiedliche Anforderungen an die müllerische Verarbeitung, wobei in der Reihenfolge der genannten Verwendungszwecke der Investions- und der Ver­ arbeitungsaufwand für die müllerische Verarbeitung steigen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient der Herstellung von Flaking Grits, die das Ausgangsprodukt für die Cornflakes­ herstellung darstellen. Hier sind die Anforderungen an die Müllerei am höchsten. Seit Jahrzehnten erfolgt hierfür die Maisentkeimung und -schälung im "Beall-Entkeimer". Dieser weist einen Stator auf, in dessen Statorgehäuse ein Rotor drehbar gelagert ist. Das Statorgehäuse und der Rotor bilden einen wenigstens näherungsweise im Querschnitt ringförmigen Behandlungsraum und haben an ihren einander zugewandten Seiten Noppen. Die Statorinnenseite ist in Umfangsrichtung zudem abwechselnd in mit Noppen bzw. in mit einer Sieblochung ver­ sehene Durchfallsegmente unterteilt. Diese bekannte Vorrichtung hat weiter ein zweiteiliges Statorgehäuse, dessen beide Hälf­ ten durch eine horizontale Ebene getrennt und um eine Schar­ nierachse gegeneinander schwenkbar und im geschlossenen Zu­ stand miteinander verschraubbar sind. Wird die obere Hälfte des Statorgehäuses entfernt (hochgeklappt), bildet die untere Hälfte eine im Querschnitt halbkreisförmige Mulde, in der der in endseitigen Lagerhalbschalen gehaltene Rotor liegt. Durch ein Hochklappen der oberen Statorgehäusehälfte wird die untere Hälfte des Behandlungsraumes daher nicht zugänglich. Der Rotor muss hierfür zusätzlich ausgebaut werden. Der Beall-Entkeimer hat weiter einen konischen Arbeitsraum, der sich vom Eintrittsende zum Abwurfende im Durchmesser ver­ grössert und entsprechend sind das Statorgehäuse und der Rotor konisch ausgebildet. Ist der Arbeitsraum in Richtung des Rotorradius entsprechend der Beschaffenheit des zu ver­ arbeitenden Mais zu verändern, so wird der Rotor achsial im Statorgehäuse verschoben. Dies erfordert eine vergleichsweise aufwendige Lagerung. Müssen solche Maschinen für grössere Leistungen mit längeren Behandlungsräumen gebaut werden, wird zwangsweise auch der Durchmesser von Rotor und Statorgehäuse gegen das Abwurfende hin entsprechend vergrössert. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung ist die Tatsache, dass der Mais­ staubanteil in den Flaking Grits hoch ist, was die Ausbeute verschlechtert.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vor­ richtung der erwähnten Art derart zu verbessern, dass der Behandlungsraum im Störungsfall leicht zugänglich und der Schäl- und Entkeimvorgang optimal führbar ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst.

Durch die lösbaren Gehäusewandteile können bei laufender Maschine Verstopfungen im Behandlungsraum behoben werden. Insbesondere kann durch die Merkmale des Anspruchs 3 der Querschnitt des Behandlungsraumes ohne axiale Verschiebung des Rotors der Beschaffenheit des Verarbeitungsgutes ange­ passt werden.

Hat der im Querschnitt ringförmige Behandlungsraum über seine ganze Länge den gleichen oder mindestens näherungsweise gleichen Durchmesser, so kann dessen Länge vergrössert werden, ohne dass die Maschine in Breite und Höhe raumbeanspruchender wird. Zudem wird durch diese Massnahme der Staubanfall im Abwurf stark reduziert und die erforderliche Antriebsleistung wird bei gleichem Produktsdurchsatz kleiner. Der geringe Stauban­ teil im Abwurf hat den Vorteil, dass dieser nicht wie bisher gemeinsam mit dem Durchfall den weiteren Sichtern zugeführt werden muss. Der Aufwand für die nachfolgende Sichtung wird dadurch geringer. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass bei gleicher Rotorlänge wie beim Beall-Entkeimer und bei gleicher Arbeitsqualität die Leistung bei halbem Kraft­ bedarf verdoppeln lässt.

Weist die erfindungsgemässe Vorrichtung die Merkmale der An­ sprüche 8 und 9 auf, kann der Behandlungsraum im Störungsfalle mit wenigen Handgriffen über einen Umfangswinkel von zirka 270° freigelegt und die Störung behoben werden.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 8 besteht die Möglich­ keit, in den Endbereichen des Behandlungsraumes den radialen Abstand der verstellbaren Noppensegmente unterschiedlich einzustellen und damit die Arbeitsweise der Vorrichtung optimal einzustellen.

Ist der Rotor entsprechend dem Anspruch 15 gestaltet, können die einem starken Verschleiss unterworfenen Noppensegmente sowohl statorseitig als auch rotorseitig ausgewechselt werden, ohne dass der Rotor ausgewechselt werden muss. Dadurch werden die Stillstandzeiten der Maschine und der Unterhaltsaufwand stark verringert.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Er­ findung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung, wobei Teile des Statorgehäuses weggelassen sind,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 einen Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung und

Fig. 6 ein Schema einer Maisverarbeitungsanlage.

Der Stator 1 der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung weist ein Statorgehäuse 2 auf, das einen darin drehbar ge­ lagerten Rotor 3 umgibt und auf den horizontalen Tragrahmen 5 eines Ständers 4 montiert und nach unten in einen anschlies­ senden Trichter 6 offen ist. Durch diesen wird der Durchfall abgeführt. Eine Längsstrebe 7, auf der ein Noppensegment 8 mit gegen den Behandlungsraum 9 gerichteten Noppen befestigt ist, überbrückt den Rahmen 5 in Längsrichtung. Das Stator­ gehäuse 2 ist endseits je durch eine Stirnplatte 10 und 11 geschlossen deren Oberseiten durch eine Längsstrebe 12 ver­ bunden und versteift sind. Diese trägt ein weiteres Noppen­ segment 13, dessen in den Behandlungsraum 9 gerichtete Noppen jenen des Noppensegmentes 8 diametral gegenüber liegen. Zudem ist sie mit zwei einstellbaren Aspirationsschlitzen A ver­ sehen, damit der Raum des Durchfalls hinreichend belüftbar ist. Die Schraubverbindung zwischen der Längsstrebe 12 und dem Noppensegment 13 kann durch Verstellschrauben erfolgen, mit denen der radiale Abstand des Noppensegments 13 vom Rotor 3 einstellbar ist.

Zwischen den beiden Stirnplatten 10 und 11 und zu gegenüber liegenden Seiten der Längsstreben 7 und 12 sind weiter zwei lösbare Gehäusewandteile 14 und 15 des Statorgehäuses 2 vor­ handen. An deren Enden befinden sich Winkelprofile 16, die mit den Stirnplatten 10 bzw. 11 verschraubt sind. An die beiden Stirnplatten 10 und 11 grenzen die Gehäusewandteile 14 und 15 mit Endplatten 17, die unter sich durch zwei Winkel­ profilleisten 18 und 19 und eine U-Profilstrebe 20 fest ver­ bunden sind. In die U-Profilstrebe 20 ist ein weiteres Noppen­ segment 21 eingeschraubt. Weiter ist zwischen der U-Profil­ strebe 20 einerseits und den L-Profilleisten anderseits je ein Durchfallsegment 22 in Form eines Lochblechs befestigt. Die L-Profilleisten 18, 19, die U-Profilstrebe 20 mit dem Noppensegment 21 sowie die Endplatten 17 bilden eine bauliche Einheit. Diese bildet mit den Winkelprofilen 16 einen Gehäuse­ wandteil 14 oder 15 mit denen sie an den Enden je durch eine Verstellschraube 23 verbunden sind. Bei einem Drehen der Verstellschrauben 23, wozu der manuelle Kraftaufwand gering ist, wird die ganze Baueinheit gegen die Längsmittelachse des Behandlungsraumes hin oder von dieser weg verschoben. Wird die Verschraubung zwischen den Winkelprofilleisten 16 und den anliegenden Stirnplatten 10, 11 gelöst, können beide Gehäusewandteile 14, 15, das heisst, die Baueinheit 17 bis 21 einschliesslich die Winkelprofilleisten 16 nach der Seite weggenommen und der Behandlungsraum 9 mit dem Rotor 3 weit­ gehend frei gelegt werden.

Ein im Querschnitt achteckiges Hohlprofil mit endseitigen Achsstummeln 25 bildet den Kern 24 des Rotors 3. Mit diesen ist er in Drehlagern des Statorgehäuses 2 antreibbar gelagert. Über die Länge des Kerns 24 sind auf dessen ebenen Abschnitten im Querschnitt kreissegmentartige Noppenplatten 26 lösbar aufgeschraubt. Diese Noppenplatten 26 sind stachelartig mit Noppen besetzt, wobei die Noppen im Eintrittsbereich (Fig. 1, links) wendelförmig angeordnet oder strukturiert sind.

Die Umhüllungsfläche des Rotors 3 ist ein Zylindermantel. Ent­ sprechend weist der Behandlungsraum 9 angenähert eine im Quer­ schnitt ringzylindrische Form auf. Die relative Geschwindigkeit zwischen stator- und rotorseitigen Noppen ist daher über die ganze Länge des Behandlungsraumes gleich. Die Umhüllungs­ fläche kann indessen auch leicht konisch sein, ohne dass da­ durch die Vorteile der Erfindung insgesamt in Frage gestellt wären. Wie die Fig. 3 zeigt, kann durch ein Drehen der Ver­ stellschrauben 23 in radialer Richtung die Breite des Behand­ lungsraums 9 verändert werden, indem die sich gegenüber liegen­ den Noppenplatten 21 der beiden Gehäusewandteile 14, 15 mit den angrenzenden Durchfallsegmenten 22 gegen den Rotor 3 bzw. von diesem weg bewegt werden. Zweckentsprechend kann durch eine Einstellung der Verstellschrauben 23 die Breite des Be­ handlungsraumes 9 im Eintrittsbereich grösser oder kleiner als im Abwurfbereich eingestellt werden. Die Form des Behand­ lungsraumes 9 ist daher in optimaler Weise der Qualität der zu verarbeitenden Maissorte anpassbar.

Der zu behandelnde Mais wird durch einen Einlaufstutzen 27 im Statorgehäuse 2 in den Behandlungsraum 9 geschüttet. Durch die wendelförmig strukturierte Oberfläche des Rotors im Ein­ trittsbereich werden die Maiskörner in den Behandlungsraum eingezogen, zwischen den Noppen zerrieben und gegen das ent­ ferntere Ende gedrückt, wo die den Abstoss bildenden Endo­ spermteile in eine Kammer 28 zwischen dem Rotor 3 und der Stirnplatte 11 gelangen. Die Stirnplatte 11 ist von einer Austrittöffnung 29 durchsetzt, durch die der Abstoss in einen Austragtrichter 30 fällt und die mit einer Klappe 31 verschliess­ bar ist. Deren Schliesskraft ist durch ein Verstellgewicht 32 einstellbar, das auf einem mit der Klappe 31 fest verbundenen Waagarm 33 verschoben werden kann. Mit der Lage des Verstell­ gewichts 32 wird die Durchlaufzeit der Endospermteile durch den Behandlungsraum 9 beeinflusst.

Während des Zerreibens des Maiskorns im Behandlungsraum 9 werden Schale, Keim und Endospermteile getrennt und die ge­ lösten Schalen, die Keime und ein geringer Anteil der Endo­ spermteile fallen durch die Durchfallsegmente 22 in den Trichter 6. Die grösseren Endospermteile durchwandern die Behandlungszone 9 und treten als Abstoss durch die Austrittsöffnung 29 in den Austragtrichter 30.

Tritt im Betriebszustand der Maschine im Behandlungsraum 9 eine Verstopfung auf, so kann diese dadurch beseitigt werden, dass auf einer Seite das Noppensegment 21 mit den angrenzenden Durchfallsegmenten 22 durch ein Drehen der Verstellschrauben 23 radial nach aussen bewegt wird, bis sich die Verstopfung löst. Anschliessend wird das Noppensegment wieder in seine Arbeitslage gebracht.

Durch den im Behandlungsraum stattfindenden Reibprozess sind sowohl die Noppenplatten 26 als auch die Noppensegmente 8, 13 und 21 einem starken Verschleiss unterworfen. Sind am Rotor 3 die Noppenplatten 26 zu ersetzen, so genügt es, eines der beiden Gehäusewandteile 14 oder 15 nach dem Lösen der Schrau­ benverbindungen 34 vollständig zu entfernen. Danach kann eine der Noppenplatten 26 nach der andern am Rotor 3 gelöst und ersetzt werden. Sind die vier Noppensegmente 8, 13 und 21 zu ersetzen, werden beide Wandteile 14 und 15 in der beschrie­ benen Art nach dem Lösen der Schraubenverbindungen 34 ent­ fernt und die verschlissenen Noppensegmente ausgewechselt.

Eine Verdoppelung der Leistung bei geringstem konstruktiven Aufwand und Platzbedarf ergibt sich bei der Ausführungsform nach Fig. 5. Hier sind sowohl der Stator als auch der Rotor symmetrisch mit Bezug auf eine vertikale, zur Rotorachse rechtwinklige Symmetrieebene ausgebildet, in der der Einlauf­ stutzen 27 liegt. Der Produkteinzug erfolgt durch eine sich aus der Symmetrie ergebende entgegengerichtete Wendelstruktur am Rotor 3 im Eintrittsbereich und ebenso erfolgt der Abwurf der grösseren Endospermteile an beiden Enden des Rotorgehäuses in entsprechende Austragtrichter 30 bzw. 30′.

Das durch den Einlaufstutzen 27 zugeführte Korngut wird im Behandlungsraum aufgeteilt und in zwei entgegengesetzte Rich­ tungen umgelenkt. Nach beiden Richtungen wird das Korn der gleichen Behandlung unterworfen und der Durchfall entsprechend in zwei getrennten Trichtern 6 und 6′ aufgefangen und für die weitere Verarbeitung wieder zusammengeführt. Auch der aus den Trichtern 30 und 30′ ausgetragene Abstoss, das heisst die grösseren Endospermteile werden für weitere Verarbeitung vereinigt.

Fig. 6 zeigt eine Herstellungsanlage für Flakinggrits, in die eine erfindungsgemässe Vorrichtung 35 zum Schälen und Entkeimen der Maiskörner integriert ist. Nach den speziellen Aggregaten 36 für die Vorbereitung der Maiskörner mittels Wasser und/oder Dampf gelangen die Körner in die erfindungs­ gemässe Vorrichtung 35. Dank des mehl- und schalenfreien Ab­ stosses, kann dieser direkt über einen Zyklon 37 einem Plan­ sichter 38 zugeführt werden. Eine Vereinigung des Abstosses mit dem Durchfall, wie dies bei der Verwendung bekannter Vorrichtungen (wegen des Mehl- und Schalenanteils von bis zu 7% im Abstoss) erforderlich ist, ist nicht notwendig. Der Durchfall gelangt über weitere Zyklone 39 und 40 zu einem Turbosichter 41, der die im Durchfall enthaltenen Endosperm­ teile ausscheidet und über eine Wägevorrichtung 42 einem zweiten Plansichter 43 zuführt. Der konstruktiv aufwendigere Reinigungsweg für den Durchfall mit einem Turbosichter kann, da er durch den Abstoss nicht mehr wie bisher belastet ist, kleiner und daher preisgünstiger dimensionert werden.

Claims (22)

1. Vorrichtung zum Schälen und Entkeimen von Mais­ körnern mit einem Stator (1), in dessen Statorgehäuse (2) ein Rotor (3) drehbar gelagert ist, die im Bereich des Behand­ lungsraumes (9) auf ihren einander zugewandten Seiten mit Noppen besetzt sind, wobei im Querschnitt sowohl an dem Statorgehäuse (2) wie an dem Rotor (3) die Arbeitselemente (8, 13, 21) in grober Näherung in Kreisform angeordnet sind und die Statorgehäuseinnenseite in Umfangsrichtung abwechselnd in Noppen- bzw. in mit einer Sieblochung versehene Durchfall­ segmente (21, 22) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (2) wenigstens zwei lösbare Gehäuse­ wandteile (14, 15) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) im Bereich des Behandlungsraumes (9) in grober Näherung den gleichen Durchmesser aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Noppensegmente (21) am Statorge­ häuse (2) radial verstellbar zur Drehachse des Rotors (3) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei lösbaren Gehäusewandteile (14, 15) symmetrisch mit Bezug auf eine die Rotordrehachse enthaltende Ebene an­ geordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die lösbaren Gehäusewandteile (14, 15) je mindestens ein Noppensegment (21) aufweisen, welche radial verstellbar zur Drehachse des Rotors sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Statorgehäuseaussenseite Verstellmittel (23) für das Verstellen der Noppensegmente (21) vorhanden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellmittel (23) in den Endbereichen des Behand­ lungsraums (9) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Stator eine horizontale Standebene aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Ebene rechtwinklig zur Standebene orientiert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass das Statorgehäuse (2) in vier Gehäusesektoren unter­ teilt ist, und dass zwei dieser Gehäusesektoren lösbare Ge­ häusewandteile (14, 15) bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, dass die die beiden lösbaren Gehäusewandteile (14, 15) bildenden Gehäusesektoren nebst dem Noppensegment (21) zwei Durchfallsegmente (22) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, dass sich zwei gegenüberliegende und die Ebene schneidende Gehäusesektoren fest mit dem Stator (1) verbunden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die mit dem Stator (1) fest verbundenen Gehäuse­ sektoren je ein Noppensegment (8, 13) aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, dass wenigstens eines der beiden Noppensegmente (8, 13) zur Rotordrehachse axial verstellbar am Gehäusesektor ange­ ordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass der Rotor (3) einen im Querschnitt ein gleichmässiges Vieleck bildenden Kern (24) aufweist, an dem lösbar mit Noppen besetzte, im Querschnitt kreissegmentförmige Noppenplatten (26) befestigt sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, dass sich die Noppenplatten (26) einstückig über die ganze Länge des Behandlungsraumes (9) erstrecken.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, dass die Noppenplatten (26) im Eintrittsbereich des Behandlungsraumes (9) mit wendelförmig verlaufenden Noppen oder Rippen versehen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsfläche des Rotors (3) eine Zylinderfläche ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsfläche des Rotors (3) eine Konusfläche ist, welche sich gegen das Eintritts- oder das Abwurfende des Behandlungsraumes (9) verjüngt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der das Statorgehäuse (2) eine Eintrittsöffnung (27) an einem Ende des Behandlungsraumes (9) und eine Abwurföffnung (29) am anderen Ende aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) und das Statorgehäuse (2) symmetrisch zu einer die Rotorachse im Bereich der Eintrittsöffnung (27) rechtwinklig schneidenden Ebene ausgebildet sind.

21. Verfahren zum Schälen und Entkeimen von Maiskörnern, bei dem die Maiskörner in einem Behandlungsraum (9) auf einem wendelförmigen Weg zwischen mit Noppen besetzten Flächen hindurch geführt und aufgebrochen werden, wobei die Keime abgelöst, die Schale abgetrennt und die Kleinteile (Schalen­ teile und Keime) ausgesiebt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen den mit Noppen be­ setzten Flächen über die ganze Länge des Behandlungsraumes im wesentlichen konstant ist.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, dass die Relativgeschwindigkeit entlang dem Behandlungs­ raum leicht zu- oder abnimmt.