Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Benetzen von Körnerfrüchten, insbesondere von Getreidekörnern, mit einer Flüssigkeit, nachfolgend der Einfachheit halber als Wasser bezeichnet, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beispielsweise zur Mehlgewinnung muß der Mehlkörper (Endosperm) eines Getreidekornes von der Schale (Kleie und Keime) getrennt werden. Die Getreidekörner werden hierzu mit Wasser benetzt, damit deren Schale erweicht und anschließend beim VermählVorgang besser getrennt werden kann.

Nach dem Stand der Technik werden die Getreidekörner in einer Förderschnecke mit Wasser versetzt und dabei gemischt. Danach wird das Körnerfrüchte-Flüssigkeitsgemisch 10 bis 24 Stunden, je nach Körnerqualität, liegengelassen, damit das Wasser deren Schale aufweichen kann und in das Innere des Kernes eindringt. Diese langen Abstehzeiten sind

ERSATZBLATT

von großem Nachteil, da für die Lagerung während der Abstehzeit eine große Raumkapazität erforderlich ist. Durch diese notwendige Raumkapazität wird die maximale Herstellungskapazität einer Mühle häufig beschränkt.

Darüber hinaus wirkt sich die lange Abstehzeit als nachteilig auf die Mehlqualität aus, da sich während der langen Lagerzeit wegen der Feuchtigkeit des Kornes häufig Schimmel- und Hefepilze und/oder Bakterien (beispielsweise Enterobakterie C) bilden und vermehren. Aus diesem Grund muß die Netzschnecke, die eine Länge zwischen drei und acht Metern aufweist und ein guter Keimherd für Schimmelpilze und/oder Bakterien ist, häufig gereinigt werden, was zu Unterbrechungen führt und den kontinuierlichen Ablauf sehr stört.

Ähnliche ^* Probleme treten bei der Aufbereitung anderer Körnerfrüchte auf, bei denen die Schale vom Kern getrennt werden soll, wie Hülsenfrüchten, Mais, Reis, Bohnen, auch Kaffeebohnen, Kakaobohnen und dergleichen mehr. Auch in der Brauerei tritt bei der Herstellung eines Malzes das Problem der langen Abstehzeit von 80 bis 100 Stunden und mehr auf, damit die benetzten Körner einen besonders hohen Wasseranteil aufnehmen und zu keimen beginnen.

Deshalb sind unter dem Begriff Körnerfrüchte alle Früchte zu verstehen, welche einen Kern aufweisen und eine den Kern umgebende harte oder weiche Schale oder Haut.

Als Flüssigkeit kann für die Aufbereitung Wasser dienen. Soll beispielsweise als Extruderprodukt Mais zu Popcorn verarbeitet werden, wird man der Flüssigkeit (Wasser) Zucker zusetzen, also Zuckerwasser verwenden. Für

die Aufbereitung von Viehfutter kann Melasse als Flüssigkeit in Frage kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei dem die Körnerfrüchte derart mit Flüssigkeit benetzt werden, daß die Abstehzeit als Lagerzeit praktisch entfällt, und bei dem die Transportfähigkeit der mit Flüssigkeit benetzten Körnerfrüchte unmittelbar, das heißt sofort oder bereits nach 10 bis 30 Minuten gegeben ist.

Unter Transportfähigkeit wird verstanden, daß die zum Beispiel mit Wasser benetzten Körnerfrüchte keinen äußeren Wasserfilm mehr aufweisen, welcher zum Verkleben an den Transportmitteln (Bändern, Schnecken oder dergleichen) führt.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn die mit

Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, benetzten Körnerfrüchte Vibrationen ausgesetzt werden, beispielweise mit einer Frequenz von 75 Hz über einen Zeitraum von 2 bis 15 Sekunden, das gesamte Wasser bereits bis in den Kern der Körnerfrüchte eingedrungen ist, zumindest in und/oder durch deren Schale. Die Schalen können sich zwar außen noch feucht anfühlen, ein Wasserfilm ist aber nicht mehr fühlbar und auch nicht mehr vorhanden, das heißt, die Flüssigkeit ist bereits in die Schale und gegebenenfalls in den Kern eingedrungen. Die Transportfähigkeit ist unmittelbar . gegeben und auch die Weiterverarbeitungsmöglichkeit der Körnerfrüchte.

Es hat sich ferner gezeigt, daß die Vermählbarkeit eines solchen Kornes bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, je nach Wasserzugabe, bereits nach 30 Minuten bis 2 Stunden gegeben ist, weil insbesondere dann die Schale den gewünschten Feuchtigkeitsgrad über die gesamte Schale jedes Kornes gleichmäßig verteilt aufweist und sich deshalb beim VermählVorgang gut trennen läßt. Eine lange Lagerung der Körnerfrüchte, um eine gleichmäßige Durchfeuchtung mit dem gewünschten Feucht gkeitsgrad zu erhalten, wie nach dem Stand der Technik, entfällt.

Gemäß der Erfindung wird also relativ schnell zunächst die Schale des Kornes gleichmäßig mit Feuchtigkeit durchsetzt, und die Feuchtigkeit dringt dann von der Schale her relativ gleichmäßig von allen Seiten in das Korninnere ein.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist also darin zu sehen, daß das Korn unmittelbar oder nach kurzer Verweildauer nach der Benetzung an seinen Verarbeitungsort transportiert werden kann, um dort zum Beispiel unmittelbar vermählen zu werden, und daß eine Zwischenlagerung des Kornes entfällt.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß, um ein vermählbares Korn zu erhalten, die gesamte erforderliche Wassermenge auf einmal in einem einzigen Arbeitsgang den Körnerfrüchten, insbesondere dem Getreide, zugeführt werden kann, wodurch erhebliche Zeit für die Benetzung der Getreidekörner eingespart wird. Bei den zum Stand der

Technik gehörenden Verfahren sind mehrere Wasserzugaben in zeitlichen Abständen erforderlich.

Mehrere Wasserzugaben sind gemäß der Erfindung in zeitlichen Abständen nur dann erforderlich, wenn das Korn einschließlich seines Kernes sehr viel Wasser aufnehmen soll, beispielsweise bis zu 40 oder 50 Gewichtsprozent, um den Keimvorgang für die Herstellung eines Malzes in der Mälzerei in Gang zu setzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat darüber hinaus den Vorteil, daß zum Beispiel eine Netzschnecke zur Vermischung des Getreides mit dem Wasser nicht mehr notwendig ist, da sich andere einfachere Mittel anbieten, wie ein einfaches Rührwerk oder eine Trichteranordnung gemäß dem Unteranspruch 11. Dadurch wird eine größere Sauberkeit und damit eine bessere Hygiene erreicht. Außerdem wird eine Energieeinsparung erreicht, da der Antrieb der Netzschnecke oder ähnlicher Vorrichtungen erheblich mehr Energie benötigt als die erfindungsgemäße RüttelVorrichtung.

Vor allem haben aber insbesondere Bakterien und Pilze durch die fehlende Lagerzeit weniger Gelegenheit, sich zu vermehren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht zweckmäßig aus einem Rohr mit vorzugsweise vertikal angeordneter Achse, das zum Beispiel etwa in seiner Mitte mit einem

Rüttelmotor oder mehreren Rüttelmotoren verbunden ist. In das Rohr können oben die Körnerfrüchte, vermischt mit Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, eingefüllt werden, und sie laufen unten wieder aus. Die Durchflußmenge läßt sich durch Meß- und Steuervorrichtungen regeln. Hierdurch kann die Verweildauer des Körnerfrüchte-Flüssigkeitsgemisches in dem Rohr geregelt werden. Insbesondere kann am unteren Ende des Rohres ein Austragseiement vorgesehen sein, das die Körnerfrüchte in gewünschter Menge entweder kontinuierlich

oder diskontinuierlich dem Rohr entnimmt. Ein solches Austragseiement kann beispielsweise durch einen Kegel gebildet sein, welcher mehr oder weniger in das Rohrende eingeführt wird und so den Ausflußstrom der Körnerfrüchte entweder vollkommen unterbricht oder wahlweise bestimmte

Körnerfrüchte-Flüssigkeitsgemischmengen austreten läßt. Es kommen hierfür aber auch Zellenradschleusen, Rüttelrinnen, Schieber aller Art oder Förderschnecken in Frage.

Grundsätzlich kann das Rohr aber auch mit horizontaler Achse angeordnet werden, so daß die Körnerfrüchte von einer Seite her eingeschoben werden. Dieses Rütteln kann dann angebracht sein, wenn das Körnerfrüchte-Flüssigkeitsgemisch chargenweise gerüttelt werden soll.

Vorteilhaft weist das Rohr innen glatte Wände auf, damit insbesondere die Schalen der Körnerfrüchte beim Rütteln nicht verletzt werden, weil bei einer Verletzung der Schalen das Wasser ungleichmäßig in die Schale dringen würde, nämlich zuerst an den Verletzungsstellen, um von hier aus einerseits weiter in der Schale vorzudringen und andererseits in den Kern. Hierdurch wird die Schale ungleichmäßig durchfeuchtet und deshalb das angestrebte exakte Trennen von Schale und Kern beim MahlVorgang negativ beeinflußt. Denn an den Stellen, an denen die Schale noch nicht genügend durchfeuchtet ist, haften Kernstücke des Kornes noch fest an der Schale und bleiben beim MahlVorgang an der Schale hängen.

Das Rohr kann darüber hinaus Zwischwände aufweisen, so daß der maximale Abstand jedes Kornes von einer der in Vibration gesetzten Wände gering bleibt. Das Körnerfrüchte- Flüssigkeitsgemisch erhält hierdurch eine hohe Beschleunigung während des RüttelVorganges, nämlich in der

Größenordnung von 5 g bis 15 g (g = Erdbeschleunigung). Trotz dieser hohen Beschleunigung prallt das Körnerfrüchte- Flüssigkeitsgemisch nicht hart auf die Wände, da die mit Flüssigkeit vermischten Körner relativ kompakt in dem Rohr oder in den Rohrkammern angeordnet sind, das heißt, die Energieübertragung auf das Körnerfrüchte- Flüssigkeitsgemisch erfolgt nicht durch harte Schläge auf dieses Gemisch, sondern durch Anliegen der Körner und gegebenenfalls der Flüssigkeitströpfchen an der Rohrwand oder einer Zwischenwand. Die Flüssigkeit selbst zerreißt bei diesen Beschleunigungskräften in feinste Tröpfchen, die sich unmittelbar auf den Schalen der Körnerfrüchte ablagern und in die Schalen eindringen.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, daß in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Flüssigkeit Additive zugesetzt werden können. Als Additive können Enzyme, wie Proteinasen, Proteasen oder dergleichen, Vitamine, wie Ascorbinsäure, Nitrate, Salze und/oder Zucker vorgesehen sein. Diese in der Flüssigkeit gelösten Additive können die Eigenschaften der Körnerfrüchte verändern, wie Rohfasern, Stärke, Proteine, Fette und/oder Schlei stoffe, auch die Zellenstrukturen und damit beispielsweise die Vermählbarkeit der Körner.

Dieses Einbringen der Additive direkt mit der Flüssigkeit in die Körnerfrüchte während des Rütteins hat zum Beispiel bei der Mehlherstellung folgende Vorteile:

1. Das Einbringen von Additiven in das Korn vor dem Mahlvorgang ist billiger, als das Einbringen von Additiven nach dem Mahlvorgang durch Zusatz zu dem Mehl,

wobei das Additiv, zum Beispiel Vitamin C, nach dem Stand der Technik in Pulverform dem Mehl zugesetzt wird.

2. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich zeitlich schneller durchführen, da beispielsweise bei der

Herstellung von Mehl die Schalen oder das Mehl nach dem Mahlvorgang nicht mehr gesondert mit den pulverförmigen Additiven vermischt werden müssen.

3. Der Zusatz der Additive nach dem Stand der Technik in Pulverform kann gesundheitsschädlich sein, wenn die Additive zum Beispiel eingeatmet werden. Sie sind aber häufig auch nicht mit der Haut eines Menschen verträglich.

4. Die Vermischung von 'Mehl mit den Additiven nach dem Stand der Technik erfordert eine sehr gründliche Vermischung des Mehles mit den Additiven. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf einfachste Weise eine überaus gleichmäßige Verteilung der Additive in dem Mehl erreicht. Die Vermischung mit den Additiven ist also nicht mehr so kostenintensiv und so zeitaufwendig wie nach dem Stand der Technik.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann neben den bisher genannten Anwendungsgebieten darüber hinaus, wie bereits erwähnt, für die Herstellung von Malzen verwendet werden, wie sie der Bierbrauer benötigt, indem die Körnerfrüchte zweckmäßig in zeitlichem Abstand mehrmals unter Zugabe einer Flüssigkeit gerüttelt werden. Hierdurch kann in kurzer Zeit mehr Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, in den Körnerfrüchten gebunden werden, das heißt, der prozentuale Gewichtsanteil von Flüssigkeit im Korn kann weit über das übliche Maß erhöht werden, so daß die Getreidekörner in wesentlich kürzerer Zeit zu keimen beginnen. Bei dieser

Anwendung kommt es also darauf an, daß sehr viel Wasser vom Endosper selbst aufgenommen wird, um das Korn zum Keimen zu bringen.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Schnitt;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ;

Fig. 3 ein geändertes Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein geändertes Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2;

Fig. 5 ein geändertes Ausführungs¬ beispiel .

Gemäß der Fig. 1 werden Getreidekörner (100) in Richtung des Pfeiles (101) in einen Trichter (102) gefüllt, und zwar derart, daß weniger Getreidekörner aus der Trichteröffnung (103) auslaufen, als oben eingefüllt werden, so daß die Getreidekörner über den oberen Rand (104) des Trichters quellen und an diesem vorbei durch die untere Öffnung (105) eines den Trichter (102) umgebenden Außentrichters (106) fallen. Mit Hilfe eines Zuflusses (107) wird den Getreidekörnern im Bereich des Trichters (102) Wasser zugeführt.

Für die Vermischung der Körnerfrüchte mit dem Wasser kann aber auch ein einfaches Rührwerk oder eine andere Vorrichtung dienen.

Die so mit Wasser vermischten Getreidekörner fallen durch eine erweiterte Öffnung (110) eines Rohres (111). Das Rohr (111) ist mit Hilfe von Gummipuffern (112) auf einem festen Rahmengestell (113) gelagert, derart, daß es in Richtung des Pfeiles (115) Bewegungen ausführen kann und sein oberer Teil (111a) sowie der untere Teil (111b) quer zur Achse A-A des Rohres in Richtung des Pfeiles (115) schwingen können. Das Rohr (111) trägt eine Manschette (116), welche mit einem Rüttelmotor (114) fest verbunden ist. Dreht sich der Anker des Rüttelmotors (114), bewegt sich die Manschette (116) und damit der mittlere Teil des Rohres in Richtung des Pfeiles (115) hin und her, und die Enden des Rohres schwingen in Richtung der Pfeile (117 und 118). Dem im Rohr (111) eingelagerten Getreidekörner- Flüssigkeitsgemisch wird hierdurch über die Wand des Rohres (111) eine starke Vibration aufgezwungen, die die

Flüssigkeit in feinste Tröpfchen zerreißt und sie schnell und gleichmäßig über die gesamte Schale verteilt und in die Schale und von hier aus in das Korn eindringen läßt. Während dieses Vorganges rieseln die mit dem Wasser vermischten Körnerfrüchte von der Einlaßöffnung (110) bis zur Auslaßöffnung (121). Sie treffen hier auf einen Verschlußkegel (120), welcher in eine Auslaßöffnung (121) einführbar ist. Je nach Stellung des Kegels (120) in der Auslaßöffnung können mehr oder weniger Körnerfrüchte an dem Kegel (120) vorbeifallen. Die Stellung des Kegels (120) und die Länge des Rohres bestimmen damit die Verweildauer des Körnerfrüchte-Flüssigkeitsgemisches im Rohr (111).

Anstelle des Kegels kann aber auch eine an sich bekannte Zellenradschleuse, ein Schiebermechanismus, eine Vibrationsrinne oder dergleichen mit dem Rohr geeignet verbunden sein.

Das Durchlaufen des Kornes kann auch chargenweise erfolgen. In diesem Fall wird die Auslaßöffnung (121) verschlossen und das Rohr nach Einfüllen des Körnerfrüchte- Flüssigkeitsgemisches eine vorgegebene Zeit gerüttelt. Nach Öffnen des Auslasses strömen die benetzten Körnerfrüchte aus dem Rohr heraus, und das Rohr kann neu gefüllt werden.

Für den kontinuierlichen Durchlauf der Körnerfrüchte ist eine Steuereinrichtung (130) vorgesehen. Die Steuereinrichtung (130) erhält Meßwerte von einem Meßfühler (131), welcher die Durchflußmenge der Körnerfrüchte in das Rohr (111) angibt. Die Einrichtung (130) regelt die Nachfüllung des Trichters (102) mit Körnerfrüchten und Wasser. Eine Meßeinrichtung (132) mißt die Ausflußmenge der Körnerfrüchte aus dem Rohr (111). Die Meßeinrichtung (130) steuert diese Ausflußmenge und damit die Verweildauer der Körnerfrüchte im Rohr. Das Körnerfrüchte- Flüssigkeitsgemisch liegt während des RüttelVorganges kompakt im Rohr, damit es beim Rütteln nicht zu stark gegen die Rohrwand prallt, sondern vielmehr nur hohen Beschleunigungskräften ausgesetzt wird.

Für eine Rohrfüllung werden üblicherweise 2 bis etwa 15 Sekunden oder mehr Rüttelzeit benötigt, das heißt, die oben eingetretenen Körnerfrüchte sollen etwa 2 bis 15 Sekunden oder mehr im Rohr gerüttelt werden, und zwar unabhängig davon, ob sie chargenweise in das Rohr gefüllt und gerüttelt werden oder kontinuierlich durch das Rohr

laufen. Die Länge des Rohres ist dementsprechend bemessen. Üblicherweise genügt ein Rohr von einem Meter Länge.

Die unten aus dem Rohr (111) austretenden Körnerfrüchte fallen durch ein Führungsrohr (140) auf einen Verteilteller (141) und von hier aus in einen Auffangbehälter (142). Die austretenden Körnerfrüchte sind unmittelbar transportfähig, so daß sie mit Hilfe von Förderbändern, Schnecken und dergleichen, ohne an diesen Teilen aufgrund von Adhäsionskräften festzukleben, weiter an einen Verarbei ungsort ohne zeitlich ins Gewicht fallende Zwischenlagerung transportiert werden können.

Das Rohr (111) kann kreisförmigen, elliptischen oder rechteckigen, auch quadratischen Querschnitt aufweisen. Es soll nur sicherstellen, daß die Körnerfrüchte bei dem RüttelVorgang von der Innenwand des Rohres ihre Beschleunigungsenergie in genügendem Maße erhalten.

Um größere Mengen durchlaufen lassen zu können, kann der Durchmesser des Rohres (111) vergrößert werden. Der Rütteleffekt mindert sich jedoch dadurch zum Rohrinnern hin, da der Energieübertrag des Körnerfrüchte- Flüssigkeitsgemisches von Korn zu Korn zur Mitte des Rohres hin geringer wird. Deshalb sind gemäß Fig. 3 in einem weiteren Ausführungsbeispiel im Innenraum eines Rohres (122) Längswände (150) vorgesehen, welche weitere Energieübertragungswände für das durchlaufende Körnerfrüchte-Flüssigkeitsgemisch bilden.

Eine andere Lösung für dieses Problem ist in Fig. dargestellt. Es sind hier drei Rohre (151, 152, 153) vorgesehen, welche fest miteinander verbunden sind und gemeinsam gerüttelt werden können.

Fig. 5 zeigt das Rohr (123) mit eingezogenen Zwischenwänden (124), so daß im Rohr über die Länge des Rohres rechteckige Räume (125) entstehen, wobei die Querwände einen relativ geringen Abstand voneinander haben, so daß die Rechteckräume sehr schmal werden. Rüttelt man ein solches Rohr mit einer Frequenz von 75 bis 80 Hz, erteilen die Rohrwände dem Körnerfrüchte- Flüssigkeitsgemisch eine Beschleunigung vom fünf- bis fünfzehnfachen der Erdbeschleunigung, wodurch die

Flüssigkeit zerreißt und die Körnerfrüchte gleichmäßig benetzen, derart, daß die Flüssigkeit unmittelbar in die Schalen der Körnerfrüchte eindringt. Dieses Eindringen wird durch die auf die Körnerfrüchte ausgeübten Beschleunigungskräfte gefördert und auch das weitere

Eindringen der Flüssigkeit in den Kern der Körnerfrüchte.

Bezugszahlen

100 Getreidekörner

101 Pfeil

102 Trichter

103 Trichteröffnung

104 oberer Rand

105 untere Öffnung von 106

106 Außentrichter

107 Wasserzufluß

110 erweiterte Öffnung

111 Rohr

111a oberer Teil des Rohres

111b unterer Teil des Rohres

112 Gummipuffer

113 Rahmengestel 1

114 Motor

115 Pfeil

116 Manschette

117, 118 Pfeile

120 Verschlußkegel 121 Auslaßöffnung 122 Rohr 123 Rohr 124 Zwischenwände 125 langgezogene, rechteckige Räume

130 Steuervorrichtung 131 Meßfühler 132 Meßeinrichtung

A-A Rohrachse