DE2814972A1

DE2814972A1 - Mechanische und hydrothermische zubereitung von koernerprodukten

Info

Publication number: DE2814972A1
Application number: DE19782814972
Authority: DE
Inventors: Miroslav Dipl Ing Cap; Rudolf Dipl Ing Dr Dohnalek; Karel Dr Ing Matejovsky; Karel Rar; Jan Prof Dr Ing Zvonicek
Original assignee: Czech Technical University In Prague
Current assignee: Czech Technical University In Prague
Priority date: 1977-04-08
Filing date: 1978-04-06
Publication date: 1978-10-19
Also published as: AT354226B; SU997645A1; CS192763B1; SE7803938L; NL7803684A; FR2386350B3; IT1192625B; GB1566854A; FR2386350A1; IT7812554A0; ATA238878A

Description

SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINSHAUS FINCK

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Beschreibung

Der rasche Anstieg der Zahl der Bewohner in der ganzen Vielt erfordert auch ein Sichern der nötigen Menge von Nahrungsmitteln aus dem Pflanzen- und Tierreich und der nötigen Futtermittel für Tiere. Dies kann einerseits durch Erhöhen der Produktion, andererseits durch besseres Ausnützen der Produkte erzielt "werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für mechanische und hydrothermische Zubereitung von Körnerprodukten, wodurch deren besseres Ausnützen in der Nahrungsmittel- und vor allem in der Futtermittelindustrie erzielt wird.

Das Erhöhen der Ausnützbarkeit von landwirtschaftlichen Produkten zum Füttern und auch als Rohstoff zum Verarbeiten in der Nahrungsmittelindustrie geschieht durch deren Zubereiten dadurch, daß Stoffe, die in Pflanzenprodukten enthalten sind, wirtschaftlich zu Stoffen überführt werden, die für die Ernährung und für das Verarbeiten vorteilhafter sind, wodurch deren ausnützbare Bestandteile den Verdauungsenzymen besser zugänglich gemacht werden.

Ein bedeutsamer Teil landwirtschaftlicher Produkte zum Füttern und Ernähren sind Körnerprodukte. Diese werden derzeit meist durch Mahlen, Pressen und Dämpfen zubereitet. Diese Verfahren haben sich in ihrem Prinzip lange Zeit nicht geändert. Es wurden jedoch Vorrichtungen zu deren Durchführung vervollkommnet und zwar oft so, daß das Zubereiten mittels einer Kombination verschiedener Einflüsse erzielt wird. Es werden zum Beispiel hydrothermische Verfahren durchgeführt, wo das Körnermaterial durch Dampf erwärmt wird, oder ein thermisches Trockenverfahren durch Erwärmen

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des Körnerniaterials durch trockene warms Luft_} durch Wirkung ultrakurzer elektromagnetischer Wellen oder durch Infrarotstrahlen und dergleichen.

Mit gutem Erfolg wurde auch ein mechanisch-thermisches Zubereiten von Zerealmehl mit Zersetzen von Stärke versucht, wo die Körnerprodukte an Mühlrollstühlen mit hohem Vorlauf der Rollen bei erhöhten Temperaturen gemahlen wurden.

Es ist auch ein Verfahren gemäß der GB-PS 1 108 911 bekannt, wo Weizenmehl durch ausschließlich mechanisches Zer setzen der Stärke durch !fehlen in kaltem Zustand an einem Mühlrollstuhl mit Rollen mit unterschiedlicher Geschwindig keit mit Vorlauf 8:1 bis 80:1 erhalten wird.

Durch bloßes mechanisches Verarbeiten können Stärkekörner nur in geringem Maß zersetzt werden. Ein besserer Wirkungs grad kann durch gleichzeitige Einwirkung von Wärme, Feuchtigkeit und allfällig auch Druck erzielt werden. Einen ent scheidenden Einfluß auf das erzielte Ergebnis hat auch die Zeit, während welcher die erwähnten Einflüsse einwirken.

Ein Erhöhen der Temperatur und eine Verlängerung der Zeit des Einwirkens einer feuchten Wärme beim Mahlen erhöht den Grad des Zersetzens der Stärkekörner.

Bei beiden erwähnten Zubereitungsverfahren durch Mahlen an einem Rollstuhl ist es unmöglich ein wirksames Verlängern der Verweilzeit des Mahlgutes und geeignete Bedingungen von Druck, Temperatur und Feuchtigkeit zu wählen. Diese Verweilzeit beträgt einen Bruchteil einer Sekunde.

Dieser Nachteil kann durch das erfindungsgemäße Verfahren einer mechanischen und hydrothermischen Zubereitung von Körnergut behoben v/erden. Für eine Mahlanordnung mit gegen seitig unterschiedlicher Geschwindigkeit der Mahlflächen

wird dabei eine Konstruktion gewählt, die ermöglicht, gemäß der erforderlichen Wirkung und Art des verarbeiteten Körnergutes einen, durch Versuche bestimmten geeigneten Winkel des Einführens des Mahlgutes, durch Wechseln von Rollen unterschiedlicher Durchmesser oder einer Rolle und einer Andrück-Mahlflache anzuwenden und so die Verweilzeit des Mahlgutes in der Mahllücke und damit auch die Ausnützbarke it der zubereiteten Körnerprodukte zu erhöhen.

Bei größeren Durchmessern der Rollen verringert sich die Krümmung ihrer Mantelflächen und so auch der Winkel des Sinführens des Mahlgutes. Unter sonst gleichen Bedingungen wird die Leistung der Anordnung gleich sein, die Verweilzeit des Mahlgutes zwischen den Mahlflächen wird jedoch verlängert.

Ähnlich kann die Verweilzeit bei einer Konstruktion mit einer Andrück-Mahlflache durch Anpassen der Größe und Krümmung dieser Andrück-Mahlflache erhöht werden.

Alle derartigen Anordnungen der Konstruktion ändern die Verweilzeit in den Grenzen eines Bruchteils einer Sekunde. Die geeignete Wahl dieser Zeit in Zusammenhang mit den anderen Parametern ermöglicht ein Erreichen eines hohen Wirkungsgrades der Vorrichtung.

Beim mechanischen und hydrothermischen Zubereiten wird das Mahlgut auf eine höhere Temperatur als 100⁰C erwärmt, die durch Regeln der Respiration oder Kühlen der Mahlflächen eingestellt werden kann. Bei diesem Erwärmen geht die Feuchtigkeit der Produkte in Dampf über, welcher am Vorgang des Zersetzens der Stärkekörner teilnimmt.

Das erfindungsgemäße mechanische und hydrothermische Verarbeiten von Körnerprodukten trocknet zugleich das Mahlgut. Soweit dies bei niedriger ursprünglicher Feuchtigkeit des Mahlgutes die erwähnte Wirkung des entstandenen Dampfes be-

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einträchtigen würde, kann das Mahlgut vor und/oder -während des Verarbeitens mit Wasser oder Dampf auf einen höheren Feuchtigkeitsgrad gebracht werden.

Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist das erfindungsgemäße Bearbeiten auch deshalb vorteilhaft, weil im Fall eines höheren Feuchtigkeitsgrades des Mahlgutes während dessen Verarbeitens ein Trocknen auf einen Grad vor sich geht, der mit Rücksicht auf die Lagerfähigkeit angemessen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung fordert zum Antrieb der Mahlflächen mit gegenseitig unterschiedlicher Geschwindigkeit nur wenig höhere Leistung als bei üblichem Verarbeiten durch !fehlen. Der höhere Aufwand für diese Leistung wird jedoch mehr als kompensiert durch die Erhöhung der Ausnützungsfähigkeit der erfindungsgemäß zubereiteten Körnerprodukte .

Das erfindungsgemäße Verfahren der mechanischen und hydrothermischen Zubereitung wird derart ausgeführt, daß die Körnerprodukte in die Mahllücke zwischen zwei gekrümmte Mahlflachen zugeführt werden, von denen wenigstens eine eine Mantelfläche eines rotierenden Zylinders darstellt. Die gegenseitige Geschwindigkeit beider Mahlflächen ist beim Mahlen größer als 3 m/Sek., vorzugsweise 12 m/Sek. Die Mahllücke ist dabei auf eine Länge von 100 mm, gemessen an einem äquidistanten Bogen zwischen beiden gekrümmten Mahlflächen in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse oder zu den Rotationsachsen der Mahlflächen entlang der engsten Stelle der Mahllücke höchstens 15 mm weit. Die Temperatur in der Mahllücke wird oberhalb 100⁰C gehalten.

Eine höhere Wirkung der beschriebenen mechanischen und hydrothermischen Vorrichtung kann dadurch erzielt werden, daß in die Mahllücke schon zu einem Grad thermisch oder

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hydr other mis cli zubereitete Körnerprodukte zugeführt werden und zwar unmittelbar nach dieser thermischen oder hydrothermischen Zubereitung.

Als vorangehende Vorbereitungsstufe kann eine zweistufige thermische Vorbereitung der Körnerprodukte durch Infrarotstrahlen angewendet werden, wo die Körnerprodukte nach Durchgang durch die Wärmezonen anstatt in die üblich verwendete Quetschanlage direkt ohne Kühlen in die erfindungsgemäße Vorrichtung für mechanische und hydrothermische Zubereitung geführt werden. Die technologischen Parameter dieser vorangehenden Verarbeitung - Länge des Bestrahlens, Intensität und dergleichen - werden derart eingestellt, daß mit Rücksicht auf Futterwert der höchste Wirkungsgrad erzielt wird.

Dadurch wird ein weiteres Erhöhen des Wirkungsgrades des Zersetzens von Stärke, eine Srhöhung des Verdauungsvermögens und der Auswertungsmöglichkeit der Körnerprodukte für Futterzwecke und für Verarbeiten in der Nahrungsmittelindustrie erzielt.

Anwendunpsbeispiele

1. Durch Anwendung zweier Rollen bzw. Walzen gleichen Durchmessers - 400 mm - wird eine Mahllücke einer maximalen Weite von 10,5 mm erzielt. Die Drehzahl der schnelleren Walze beträgt 1.000 Umdrehungen in der Minute, der langsameren 430 Umdrehungen/Min, bei einer gegenseitigen Geschwindigkeit der Mahlflächen von etwa 12 m/Sek.

2. Die langsamere Walze hat einen Durchmesser von 400 mm und 175 U/Min., die schnellere Walze einen Durchmesser von 200 mm und 1.000 U/Min. Die größte Weite der Mahllücke beträgt 13,5 mm, die gegenseitige Geschwindigkeit der Mahlflächen etwa 12 m/Sek.

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3. Anwendung, von zwei rotierenden zylindrischen Mahlflächen, von denen die größere mit einer inneren Mahlfläche einen Durchmesser von 500 mm und 570 U/Hin, "besitzt und die innere mit einer äußeren Mahlfläche einen Durchmesser von 200 mm und 1.000 U/Min., mit einer vierte der Mahllücke von 8 mm und einer gegenseitigen Geschwindigkeit der Mahlflächen von etwa 15 m/Sek.

4. Sine ¥alze mit einem Durchmesser von 200 mm und 500 U/Min, hat gegenüber einer Mahlfläche eine relative Geschwindigkeit von etwa 15 m/Sek. Die Länge der gekrümmten Andrückmahlfläche beträgt 170 mm.

5. In eine Mahllücke, die durch eine langsamere Walze eines Durchmessers von 400 mm bei 175 U/Min, gebildet wird und durch eine schnellere Y/alze mit einem Durchmesser von 300 mm bei 1.000 U/Min, wird ohne Kühlen Gerste mit einer Feuchtigkeit von 13,9 % zugeführt, die unmittelbar vorher während 30 Sekunden durch Infrarotstrahlen bestrahlt wurde und bei Erzielen einer Temperatur von 132°C weitere 60 Sekunden auf dieser Temperatur gehalten wurde.

Beim so erhaltenen Produkt wurde mittels einer enzymatischen Methode fünfmal mehr zersetzte Stärke festgestellt, als in nicht zubereiteter und lediglich gemahlener Gerste.

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Claims

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINQHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MDNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8O0O MÖNCHEN 95

CesVe vvsoke ucerii technicke ν ^rez

KARU LUDWIG SCHIFF

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. INS. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. ING. DIETER EBBINGHAUS

DR. ING. OIETER FINCK

TELEFON (O8S) 48 2O54

TELEX S-23 56S AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

DA-18516

6. April 1978

MECHANISCHE UMD HYDROTHERMISCHE ZUBEREITUNG VON KÖRHERPRODUKTEN

Patentansprüche

Verfahren für mechanische und. hydrothermische Zubereitung von Körnerprodukten, dadurch gekennzeichnet , daß man die Körnerprodukte in eine Mahllücke zwischen zwei gekrümmte Mahlflächen zuführt, von denen wenigstens eine einen Mantel eines rotierenden Zylinders darstellt, deren gegenseitige Geschwindigkeit höher als 3 m/Sek. ist, vorzugsweise 12 m/Sek. und die Mahllücke entlang einer Länge von 100 mm, gemessen an einem äquidistanten Bogen zwischen beiden gekrümmten Mahlflächen in einer zur Drehachse oder zu den Drehachsen der Mahlflächen senkrechten Ebene symmetrisch entlang der engsten Stelle der Mahllücke höchstens 15 mm weit ist, wobei die Tempera-

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tür in der Mahllücke zwischen den Mahlflachen oberhalb 100⁰C erhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Körnerprodukte in die Mahllücke unmittelbar nach vorangehendem thermischen oder hydrothermischen Verarbeiten zuführt.

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