DE2342117A1 - Verfahren zur herstellung von zum extrahieren bestimmten flocken, sowie vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

P. 4724 ESCHER WYSS Aktiengesellschaft, Zürich/ Schweiz

Verfahren zur Herstellung von zum Extrahieren bestimmten Flocken sowie Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zum Extrahieren bestimmten Flocken aus körnigen Produkten. Gleichzeitig betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens mit einem Walzwerk zum Walzen der körnigen Produkte in Flockenform.

Es ist bekannt, dass bei Extraktionsvorgängen die Behandlungszeit mit dem Quadrat der charakteristischen Dimension, d.h. der Flockendicke, ansteigt. Dabei wirken sich besonders ungünstig Abweichungen der Flocken von einem Nennwert der Dicke aus. Wenn grosse Abweichungen der Flockendicke bestehen, werden die dünnen Flocken überflüssig lange behandelt, während die dicken, wenn sie richtig behandelt werden sollen, die Behandlungszeit bestimmen.

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Man hat bereits versucht, die Flockendicke, die in der Regel bei ca. 0,3 mm liegt, wesentlich kleiner, z.B. im Bereich von 0,15 mm, zu machen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass derart dünne Flocken in der Extraktionsvorrichtung zusammenkleben und sich daher wie bedeutend dickere Flocken verhalten.

Eine weitere ungünstige Erscheinung bei der Herstellung von Flocken bestand ausserdem noch darin, dass es bisher nicht möglich war, Flocken gleichinässiger Dicke herzustellen. Die Abweichungen waren dabei prozentuell umso grosser, je kleiner die Dicke der Flocken war. Das war dadurch verursacht, dass die Flocken in Walzwerken gewalzt wurden, deren Walzen sich je nach der Zufuhr des zu walzenden körnigen Materiales mehr oder weniger durchbogen. Einerseits bestand dabei ein Dickenunterscheid zwischen der Mitte und den Rändern des Walzwerkes, andererseits war ein zusätzlicher Dickenunterschied durch die verschiedene Durchbiegung der Walzen bei grösserer und bei kleinerer Zufuhr des Materiales verursacht. Es war daher schon aus diesem Grund nicht möglich, Flocken für Extraktionszwecke mit einer Dicke herzustellen, die unterhalb einer gewissen Grenze lag. Diese Grenze befand sich im Bereich von 0,3 mm. Wollte man im Walzwerk Flocken mit kleiner Dicke herstellen, so erhielt man einerseits ein stark ungleichmässiges Produkt und andererseits die uner-

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wünschte Erscheinung des Zusammenkleben der Flocken in der Extraktionsvorrichtung.

Die Erfindung hat die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Ziel, mit deren Hilfe die erwähnten Nachteile vermieden werden und Flocken hergestellt werden können, die eine wesentliche Verbesserung der Extraktionsleisturig gestatten. Einerseits können die Flocken eine wesentlich kleinere Dicke als bisher haben, andererseits wird bei bisher nicht erreichter Gleichmässigkeit ihrer Dicke das erwähnte Zusammenkleben, das den Extraktionsvorgang behindert, vermieden.

Das erfindungsgemässe Verfahren, durch welches dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in einer Walzvorrichtung auf eine Dicke von weniger als 0,2 mm gewalzt werden, und dass die so erhaltenen Flocken derart verformt werden, dass ihre Form von einer Ebene abweicht.

Durch das Walzen der Flocken auf eine Dicke, die bisher nicht verwendbar war, wird der Extraktionsvorgang wesentlich beschleunigt. Durch die Verformung der Flocken wird ihr Zusammenkleben verhindert und die Verwendung der kleinen Dicke erst ermöglicht.

Dabei kann vorzugsweise die Dicke der einzelnen Flocken voneinander um weniger als 0,05 mm abweichen. Diese

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Massnahme, die mit den bekannten Vorrichtungen schwierig zu erreichen war und erst durch die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht wird, gestattet eine gleichmässigere Steuerung des Exträktionsvorganges als sie bisher möglich war, bei optimalen Resultaten.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk mindestens eine Durchbiegungsausgleichv/alze enthält und dass dem Walzwerk ein Strukturierwerk nachgeschaltet ist, das zur Verformung der Flocken dient, derart, dass ihre Form von der Ebene abweicht.

Durch die Durchbiegungsausgleichwalze ist es möglich, eine besonders grosse Gleichmässigkeit der Dicke der Flocken bei gleichzeitig geringer Dicke zu erzielen. Das Strukturierwerk gestattet eine Verformung der Flocken, durch welche ihr Zusammenkleben in der Extraktionsvorrichtung vermieden wird.

Das Strukturierwerk kann Strukturierelemente mit ineinandergreifenden strukturierten Oberflächen enthalten. Die Elemente können dabei Walzen oder über Führungswalzen geführte Bänder sein, wobei jeweils zwei Walzen oder zwei Bänder miteinander zusammenwirken können. Es ist jedoch auch eine Kombination einer Walze mit einem Band oder mehrerer als zweier Elemente denkbar. Die strukturierten Oberflächen können dabei Rillen mit scharfen oder abgerundeten Kanten

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oder noppenartige Vorsprünge mit entsprechenden Ausnehmungen usw. sein. Durch diese Elemente werden die Flocken in entsprechender Weise gewellt oder schalenförmig gepresst.

Es ist jedoch auch möglich, das Strukturierwerk so auszubilden, dass es Elemente mit zusammenwirkenden rauhen Oberflächen aufweist, die im Betrieb eine voneinander abweichende Oberflächengeschwindigkeit haben. Durch derartige Elemente können die Flocken rollenförmig verformt werden.

Dabei kann sich vorzugsweise 'das Strukturierwerk unterhalb der Ausgangsstelle des Walzwerkes befinden, derart, dass die Flocken aus dem Walzwerk direkt in das Strukturierwerk fallen können. Auf diese Weise ist eine unmittelbare Weiterbehandlung der Flocken durch Verformung möglich, unter Vermeidung einer Gefahr von Zusammenkleben, die z.B. bei einem Transport vom Walzwerk zum Strukturierwerk entstehen könnte.

Wenn in der bereits erwähnten Weise das Strukturierwerk Elemente enthält, die entlang einer Druckstelle miteinander zusammenwirken, kann die Druckstelle des Strukturierwerkes in horizontaler Richtung gegenüber der Ausgangsstelle des Walzwerkes versetzt sein. Dadurch wird erzielt, dass die aus dem Walzwerk austretenden Flocken voneinander getrennt nacheinander der Druckstelle der Strukturierelemente zugeführt werden, wobei ein Zusammenkleben aufeinander folgender

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Flocken vermieden wird.

Zu diesem Zweck kann auch vorzugsweise die Oberflächengeschwindigkeit der Elemente des Strukturierwerkes grosser sein als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen des Walzwerkes.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit der Extraktionsdauer von flockenförmigen Materialien von ihrer Dicke, die

Fig.2 - 4 verschiedene Ausführungsformen eines Walzwerkes mit einem Strukturierwerk und die Fig.5 - 7 durch die einzelnen Strukturierwerke erhaltene Formen von Flocken.

Die Fig.1 zeigt die Abhängigkeit der Extraktionsdauer T von Flocken von ihrer Dicke D.

Der Extraktionsvorgang ist im Prinzip ein Diffusionsprozess ,von welchem bekannt ist, dass die Behandlungszeit mit dem Quadrat der charakteristischen Dimension, in diesem Fall der Flockendicke, ansteigt. In der Fig.1 zeigt die mittlere der drei Kurven die normale relative Behandlungszeit, lieber der mittleren liegt eine Kurve, welche die maximale Behandlung, z.B. maximale Ausbeute, darstellt. Naturgemäss

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ist der Zeitbedarf für eine maximale Ausbeute merklich ■grosser als für eine normale, unter virtschaftlichen Gesichtspunkten festgesetzte Ausbeute. Die unterste der drei Kurven zeigt die Grenze der ungenügenden Behandlung, welche im Prozess in keinem Fall.unterschritten werden sollte. Aus dem Diagramm ist auch ersichtlich, wie ungünstig sich bisher unvermeidliche Variationen der Dicke D der Flocken auf die Behandlungsdauer bzw. auf eine unregelmässige Behandlung der Flocken auswirken.

Die Fig.2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Diese Vorrichtung enthält ein Walzwerk 1 mit einer normalen Walze 2, die z.B. mit einem Antrieb versehen ist,und einer Walze 3 mit Durchbiegungsausgleich. Die Walze 3 enthält einen Walzenmantel 4, der um einen starren, zentralen Träger 5 drehbar ist. Im Träger 5 sind Zylinderbohrungen 6 ausgebildet, die sich im Träger 5 in grösserer Anzahl in einer Reihe befinden und denen durch eine Bohrung 7 ein hydraulisches Druckmittel zugeführt wird. In den Zylinderbohrungen 6 sind hydrostatische Stutzelemente 8 dichtend geführt, die durch den hydraulischen Druck gegen den Mantel 4 gedrückt werden und diesen gleichmässig gegen die Walze 2 pressen. Die Stützelemente 8 sind mit gestrichelt dargestellten hydrostatischen Lagertaschen 10 versehen, auf denen der Mantel 4 gleitet,und denen durch nicht dargestellte Bohrungen Drucköl aus den

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Zylinderbohrungen 6 zugeführt wird.

Derart ausgebildete Walzen haben die Eigenschaft, dass sie sich wegen ihrer gleichmässigen Belastung an die Gegenwalze 2 anschmiegen, auch wenn sich diese unter der Belastung durchbiegt. Es wird daher in der Regel eine gleichmassige Anpresskraft entlang der ganzen Länge des Pressspaltes erhalten. Diese Anpresskraft kann durch den Druck des hydraulischen Druckmittels so eingestellt werden, dass die gewünschte Dicke der Flocken erhalten wird. Es ist jedoch auch möglich, die Walzen so auszubilden, dass ein konstanter Pressspalt eingehalten wird. Diese Ausbildung der Walzen.gehört nicht zum Gegenstand der Erfindung und wird daher nicht beschrieben.

Das dem Walzwerk 1 nach der Fig.2 zugeführte körnige Material 11, das z.B. geschrotete Soyabohnen sein können, wird zwischen den Walzen 2 und 3 zu Flocken mit einer Dicke von weniger als 0, 2 mm, vorzugsweise ca. 0,1 mm, gewalzt. Die Flocken 12 fallen aus dem Pressspalt 13 des Walzwerkes 1, welcher gleichzeitig den Ausgang für die Flocken bildet, in ein Strukturierwerk 14. Das Strukturierwerk 1.4 enthält einen Trichter 15 für die Zufuhr der Flocken 12 zwischen zwei Strukturierwalzen 16. Die Strukturierwalzen 16 sind beide drehbar gelagert, wobei mindestens eine von ihnen mit einem Antrieb versehen ist. Sie sind an ihrer Oberfläche mit Vor-

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Sprüngen 17 und Rillen 18 versehen, die gegenseitig ineinander eingreifen. Durch die Vorsprünge 17 und 18 werden die Flocken 12 wellenförmig verformt, wie es in der Fig.5 dargestellt ist. Diese wellenförmige Verformung verhindert ein Zusammenkleben der Flocken 12 während der weiteren Behandlung z.B. in einem Extraktor.

Wie noch aus der Fig.2 hervorgeht, befindet sich die Druckstelle 20 des Strukturierwerkes, d.h. die Stelle, an welcher die Vorsprünge 17 und' die Rillen 18 ineinandergreifen, gegenüber dem durch den Pressspalt 13 gebildeten Ausgang des Walzwerkes 1 in horizontaler Richtung seitlich versetzt. Gleichzeitig sind die Drehzahlen der im Sinne der eingezeichneten Pfeile rotierenden Walzen des Walzwerkes 1 und des StrukturierWerkes 14 so gewählt, dass die Walzen des Strukturierwerkes eine grössere Oberflächengeschwindigkeit aufweisen als die Walzen 2 und 3 des Walzwerkes. Durch die beiden Massnahmen wird vermieden, dass die aus dem Walzwerk feilenden Flocken miteinander zusammengepresst werden können. Die seitliche Versetzung des Pressspaltes 13 gegenüber der Druckstelle 20 hat zur Folge, dass die aus dem Walzwerk austretenden Flocken 12 voneinander getrennt über die Wand des Trichters 15 gleiten. Durch die grössere Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 16 werden sie dem Trichter 15 rascher entnommen als sie diesem zugeführt werden.

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Die Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit einer anderen Art des Strukturierwerkes. Das Walzwerk 1 ist im wesentlichen gleich wie in der Fig.1 , wobei jedoch aus Gründen der Anschaulichkeit auf eine Wiederholung der Darstellung des inneren Mechanismus der Durchbiegungsausgleichwalze 3 verzichtet wurde.

Bei der Anordnung nach der Fig.3 fallen die Flocken 12 auf ein über Führungswalzen 30 und 31 geführtes strukturiertes Band eines Strukturierwerkes 14'. Das Band 32 ist mit Vorsprüngen 33 und Rillen 34 versehen, die mit Vorsprüngen und Rillen eines Gegenbandes kämmen, das, da es gleich ausgebildet ist, auch mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet ist. Die VorSprünge und Rillen können, wie gezeichnet, scharfkantig sein, oder, ähnlich wie die Walzen 16 aus der Fig.2, abgerundete Kanten haben. Eine durch scharfkantige Rillen und VorSprünge verformte Flocke 12" ist in der Fig.6 dargestellt.

Die Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Strukturierwerkes, das dem gleichen Walzwerk, wie es bei der Ausführungsform nach der Fig.2 verwendet wurde, nachgeschaltet ist. Bei dieser Ausführungsform enthält das Struk-

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turierwerk/zwei Bänder 40 und 41, die über Führungswalzen 42und 43 geführt sind. In diesem Fall haben die Bänder eine rauhe Oberfläche und bewegen sich an <ier Wirkstelle 44 des Strukturierwerkes in entgegengesetzten Richtung . So wird

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nach der Fig.4 das Band 40 im Sinne des in der betreffenden Führungswalze 42 eingezeichneten Pfeiles 45 derart bewegt, dass es die Flocken zur Wirkstelle 44 und durch diese aus dem Strukturierwerk befördert. Das Band 41 bewegt sich mit einer kleineren Geschwindigkeit in der Richtung eines Pfeiles 46, der in Gegenrichtung zum Pfeil 45 verläuft. Die Bewegungsrichtungen der beiden Bänder 40 und 41 können auch an der Wirkstelle 44 gleich sein, müssen jedoch verschiedene Grossen haben.

Durch diese Massnahme wird erzielt, dass an der Wirkstelle 44 die Flocken 12 so verformt werden, wie es in der Fig.7 dargestellt ist. Die Fig.7 zeigt eine Flocke 12'", die durch die Relativbewegung der Bänder 40 und 41 zusammengerollt wurde.

Die durch die erfindungsgemässe Vorrichtung erhaltenen Flocken haben Formen, welche ein Zusammenkleben und Zusammenballen der einzelnen Flocken im Extraktor vermeiden. Sie können daher eine wesentlich kleinere Dicke als bisher aufweisen. Für die dabei erforderliche Gleichmässigkeit sorgt die verwendete Durchbiegungsausgleichwalze.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   (i ] Verfahren zur Herstellung von zum Extrahieren bestimmten Flocken aus körnigen Produkten, dadurch gekennzeichnet , dass die Produkte in einer Walzvorrichtung auf eine Dicke von weniger als 0,2 mm gevalzt werden, und dass die so erhaltenen Flocken derart verformt werden, dass ihre Form von einer Ebene abweicht.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der einzelnen Flocken voneinander um weniger als 0,05 mm abweicht.

   3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, mit einem Walzwerk zum Walzen der körnigen Produkte in Flockenform, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk (1) mindestens eine Durchbiegungsausgleichwalze (3) enthält, und dass dem Walzwerk (1) ein Strukturierwerk (14,14*,14") nachgeschaltet ist, das zur Verformung der Flocken (12) dient, derart, dass ihre Form von der Ebene abweicht.

   4. Vorrichtung, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturierwerk (14,14') Strukturierelemente (16, 32) mit ineinandergreifenden strukturierten Oberflächen enthält.

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   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mindestens eines der Elemente eine Walze (16) ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 'mindestens eines der Elemente ein über Führungswalzen (30, 31) geführtes Band (32) ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturierwerk Elemente (40, 41) mit zusammenwirkenden rauhen Oberflächen aufweist, die im Betrieb eine voneinander abweichende Oberflächengeschwindigkeit haben.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente über Führungswalzen (42, 43) geführte Bänder (40, 41) sind.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Strukturierwerk (14,14',14") unterhaib der Ausgangsstelle des Walzwerkes (1) befindet, der- <y*t» dass die Flocken (12) aus dem Walzwerk (1) direkt in das Strukturierwerk (14, 14',14") fallen können.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Strukturierwerk entlang einer Drucks-teile miteinander zusammenwirkende Strukturierelemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstelle (20) des Strukturierwerkes in horizontaler Richtung gegenüber der Ausgängsstelle (13) des Walzwerkes (1) versetzt ist.

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   -ΜΙ 1. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengeschwindigkeit der Strukturierelemente (16, 32) des Strukturierwerkes (14, 14') grosser ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen (2, 3) des Walzwerkes (1).

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