DE1299161B

DE1299161B - Verfahren und Vorrichtung zum Schaelen von Kartoffeln oder Knollen, Zwiebeln, Wurzeln oder Fruechten

Info

Publication number: DE1299161B
Application number: DEI33744A
Authority: DE
Original assignee: INST VOOR BEWARING; Wageningen Universiteit
Current assignee: INST VOOR BEWARING; Wageningen Universiteit
Priority date: 1966-05-25
Filing date: 1967-05-24
Publication date: 1969-07-10
Also published as: CH469444A; GB1119427A; FR1550090A; NL6607226A; NO120337B; LU53742A1; AT286699B; SE324479B; BE698935A; DK117032B; US3460162A

Description

1 2

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Um den Schalen außer einer hinreichend großen zum Schälen von Kartoffeln oder ähnlich geformten Zentrifugalbeschleunigung eine ausreichende GeKnollen, Zwiebeln, Wurzeln oder Früchten, deren schwindigkeit zu verleihen, läßt man vorzugsweise Schalen zuvor durch Behandlung mit Dampf oder Trommel und Walzen in demselben Drehsinn Lauge erweicht wurden und die in einer waagerechten 5 rotieren.

oder leicht geneigten Drehtrommel zur Ablösung Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine dieser Schalen bewegt werden, wobei die zylindrische Vorrichtung zur Durchführung des genannten Ver-Oberfiäche der Drehtrommel aus einer Reihe von fahrens, die aus einer Drehtrommel, deren zylinin geringem Abstand voneinander angeordneten drische Oberfläche durch eine Anzahl in kurzem Walzen besteht, die um ihre eigenen Achsen rotieren 10 Abstand voneinander angeordneter und mit Borsten und mit Borsten oder anderen vorstehenden Teilen oder anderen herausragenden Teilen versehener drehversehen sind, und die durch die Drehung der Trom- barer Walzen gebildet wird, Mitteln zur Drehung mel hervorgerufene Zentrifugalbeschleunigung kleiner der Trommel und der Walzen um ihre eigenen Achsen ist als die Erdbeschleunigung. .' sowie aus einem Gehäuse besteht, das in einigem Aus den USA.-Patentschriften 3 134413 und 15 Abstand von der Trommel angeordnet ist und einen 3 192 974 sind derartige Verfahren bekannt, bei Auslaß für die Schalen aufweist, denen jedoch zum Wegtransportieren der Schalen Eine Vorrichtung ähnlicher Art ist zwar schon viel Wasser verwendet wird. Dieses Wasser wird mit aus der eingangs erwähnten USA.-Patentschrift einer beträchtlichen Menge Schalenmaterial verun- 3 134413 bekannt, doch würden bei Verwendung reinigt (das Gewicht der Schalen macht im all- 20 einer derartigen Vorrichtung die an der oberen gemeinen mehr als 15% des Gewichtes der behan- Hälfte der Trommel herausgeschleuderten Schalen delten Knollen od. dgl. aus) und muß gereinigt wieder auf die Trommel zurückfallen, und ein Teil werden, bevor es in natürliche Gewässer abgeleitet von ihnen könnte so wieder in die Trommel hineinwerden kann. gelangen, wodurch die Kapazität einer derartigen Aufgabe der Erfindung ist die Lösung des Ab- 25 Vorrichtung beträchtlich vermindert würde. Ein weiwasserproblems, d. h. die Entwicklung eines Ver- teres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, fahrens und einer Vorrichtung, die die Fortschaffung bei der genannten Vorrichtung Mittel vorzusehen, der Hauptmenge, d. h. etwa 70 bis 80% der Schalen mit Hilfe deren die aus der Trommel herausgeschleuin trockenem Zustand ermöglichen. derten trockenen Schalen schnell entfernt werden Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß 30 können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, kaum oder kein Wasser in die Trommel geleitet daß im Zwischenraum zwischen der Trommel und wird und daß die Umdrehungszahlen von Trommel dem Gehäuse eine Anzahl Abstreifer angeordnet sind, und Walzen so gewählt werden, daß an der Außen- die die aus den Walzen nach außen geschleuderten seite der Walzen die Summe der durch die Drehung Schalen, die praktisch trocken sind, zur Auslaßder Trommel und die Drehung der Walzen erzeugten 35 Öffnung hin transportieren.

Zentrifugalbeschleunigungen so groß ist, daß die Falls wie bei der Vorrichtung der genannten

abgelösten Schalen von 'den Walzen nach außen USA.-Patentschrift die Walzenwellen in drehbaren

abgeschleudert werden, während die Differenz dieser Endflanschen der Trommel gelagert sind, werden

Zentrifugalbeschleunigungen an der Innenseite der die Abstreifer vorzugsweise zwischen diesen End-Walzen ausreichend klein bleibt, daß die Schalen 40 flanschen angebracht.

auf den Walzen kleben bleiben. Die Erfindung soll im folgenden an Hand von

Die Erfindung fußt also auf der Tatsache, daß Zeichnungen, die eine Ausführungsform der erfin-

durch die Drehung der Trommel zwischen der dungsgemäßen Vorrichtung darstellen, näher erläu-

Innenseite und der Außenseite der Walzen eine tert werden. Es bedeutet Differenz der Zentrifugalbeschleunigungen hervor- 45 F i g. 1 einen Längsschnitt und

gerufen wird, die so eingerichtet werden kann, daß F i g. 2 einen Querschnitt durch die erfindungs-

die Schalen nach außen befördert werden. Die Dif- gemäße Vorrichtung längs des Schnittes II-II in

ferenz darf nicht zu klein sein; als ihr Mindestwert Fig. 1.

wird etwa 10 m/sec² angesehen, während ein Wert In den Figuren ist eine Trommel 1 dargestellt,

von 20 m/sec² bevorzugt wird. 50 deren zylindrische Oberfläche durch eine Anzahl

Auf Grund dieser Mindestdifferenz der Zentri- Walzen 2 gebildet wird, die mit Borsten oder anderen

fugalbeschleunigungen an der Innenseite und an hervorstehenden Teilen 3 versehen sind. Die Wellen 4

der Außenseite der Walzen läßt sich in einfacher der Walzen 2 sind in den Flanschen 5 und 6 gelagert,

Weise zeigen, daß die Drehzahl der Trommel min- die von Walzen oder Rädern 7 unterstützt werden.

destens 55 An dem einen Ende jeder Walzenwelle ist ein

/ * Zahnrad 8 angebracht, und die einzelnen Walzen-

zahnräder 8 greifen in einen sie gemeinsam umschließenden, innen gezähnten Ring 9 ein, der auf

betragen muß, wenn R den halben Innendurch- einer Walze oder einem Rad 10 gelagert ist. Die aus messer der Trommel in Metern und r den halben 60 den Walzen 2 und den Flanschen 5 und 6 bestehende Walzendurchmesser in Metern bedeutet. Trommel ist im Inneren eines Gehäuses 11 in einem Die zum Abschleudern der Schalen von den Abstand zur Innenwand dieses Gehäuses angeordnet. Walzen erforderliche Beschleunigung liegt im all- Nahe der Innenwand des Gehäuses 11 sind Abgemeinen in dem Bereich zwischen 150 und streifer 12 zwischen den Flanschen 5 und 6 befestigt. m/sec². Bei Trommelbeschickungen, die noch 65 Das Gehäuse 11 ist weiterhin mit einer Auslaßtrockenes, feinzerteiltes Material, wie gepulverte Öffnung 13 versehen.

Schalen, Torfmull, Sägemehl oder Sand enthalten, Die Trommel 1 kann als Ganzes mittels der Anist die erforderliche Beschleunigung jedoch geringer. triebs- und Transmissionseinheit 14, die das Rad

oder die Walze 7 unter dem Flansch 5 antreibt, in Drehung versetzt werden. Eine weitere Antriebsund Transmissionsvorrichtung 15 dient der Drehung des Zahnrades 9.

Die Schale der zu behandelnden Knollen od. dgl. wird zunächst mittels Lauge oder Dampf in an sich bekannter Weise weich gemacht, worauf die Knollen od. dgl. über die Rutsche 16 in die Trommel 1 eingebracht werden.

Die Trommel 1 wird daraufhin als Ganzes in Drehung versetzt, wobei man die Drehungsgeschwindigkeit so wählt, daß die auf die Knollen ausgeübte Zentrifugalbeschleunigung etwas geringer ist als die Erdbeschleunigung, so daß die Knollen über eine bestimmte Länge vom tiefsten Punkt der sich drehenden Trommel mit nach oben geführt werden und danach zurückfallen. Auf diese Weise reinigen sich die Knollen in einem gewissen Ausmaß selbst und werden zugleich gleichmäßig gut verteilt und vermischt.

Der Betrag der Zentrifugalbeschleunigung, die durch die Drehung der Trommel auf die Knollen

V¹
od. dgl. ausgeübt wird, ist -κ-, worin V der Betrag

der Umfangsgeschwindigkeit der Innenfläche der Trommel in m/sec und R der Innenradius der Trommel in Metern ist (s. F i g. 2).

Daraus folgt die Beziehung
V²

beschleunigung liegt im allgemeinen in dem Bereich von 150 bis 400 m/sec².

Erfindungsgemäß muß die Differenz der Beträge von U₁ und O₂ mindestens 10 m/sec² betragen; vorzugsweise besitzt sie einen Wert von mindestens 20 m/sec². Aus dieser Forderung folgt eine zweite Bedingung, -y.r lurch die Umdrehungszahl der Trommel befriedigt werden muß. Die Differenz der Beträge von α, und a₂ ist gleich der Summe der durch die Drehung der Trommel an der Außenseite und an der Innenseite der Walzen erzeugten Zentrifugalbeschleunigungen U_1T und a_2T:

Nun ist

α, _r + a_{2 τ} > 10 m/sec² .

V₁ ²

und

a_2T =

R + 2r

YL

R '

< 9,81 m/sec².

worin V₁ die Umfangsgeschwindigkeit auf der Trommelaußenseite, V₂ die Umfangsgeschwindigkeit auf der Trommelinnenseite, jeweils in m/sec, und r den Walzenradius in Meter bedeutet.
Außerdem gilt:

V₁ =

π	(R	*+ Ir)*	*• η*
		30
π	R	• η

π- R ■ η

V = — m/sec,

35

wobei η die Zahl der Umdrehungen je Minute der Trommel bedeutet, ergibt sich, daß

(D Durch Substitution ergeben sich die folgenden Gleichungen:

π² · (R + 2 r)² ■ n²
900 (R + 2 r) ⁺

woraus sich ergibt, daß

R²

Während der Drehbewegung der Trommel drehen sich die Walzen 2 ebenfalls, und die Geschwindigkeit dieser Drehung kann durch die Antriebseinheit 15 und das Zahnrad 9 gesteuert werden, so daß auf die Schalen auf den Walzen neben der Zentrifugalbeschleunigung auf Grund der Trommeldrehung zusätzlich Zentrifugalbeschleunigungen auf Grund der Drehung der Walzen ausgeübt werden. In den Figuren werden diese Radialbeschleunigungen, die auf die Außenseite bzw. die Innenseite jeder Walze ausgeübt werden, auf der Verbindungslinie zwischen dem Trommelmittelpunkt und einem Walzenmittelpunkt durch O₁ bzw. a₂ bezeichnet. Erfindungsgemäß werden nun die Beträge der Beschleunigungen O₁ und a₂ so ausgewählt, daß die hauptsächlich von den Borsten oder herausragenden Teilen 3 abgeschälten Schalen nur an der Außenseite der Trommel abgeschleudert werden, während sie an der Innenseite der Walzen 2 haftenbleiben.

Die Größe der zum Abschleudern der Schalen von den Walzen erforderlichen Zentrifugalbeschleunigung U₁ hängt von der Adhäsions- bzw. Klemmkraft ab, mit der die Schalen auf bzw. zwischen den Borsten oder herausragenden Teilen der Walzen festgehalten werden. Diese Kräfte wiederum hängen weitgehend von der Art der Schalen ab. Die benötigte Zentrifugal- η > 20

900R

R + r '

> 10 m/sec²

Die Kombination der Bedingungen (1) und (2) führt zu

20|A^< «<3O¹⁷¹

50

55 Die auf die Schalen ausgeübten Beschleunigungen sind an sich unabhängig von der Drehrichtung von Trommel und Walzen; jedoch läßt man vorzugsweise Trommel und Walzen in derselben Richtung rotieren.

Beispiel

Kartoffeln der Sorte Bintje wurden in einem

Kartoffelwäscher mit einem Durchsatz von 2900 kg/h gewaschen und anschließend 5,5 Minuten in einem Laugentank bei einer Temperatur von 66° C in 19gewichtsprozentige Lauge eingetaucht.

Die so behandelten Kartoffeln wurden durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung geschickt, die folgende Kennzahlen besaß:

^Trommel ^Borsten

0,195 m,
0,105 m,
58 UpM,
430 UpM.

Die auf diese Weise geschälten Kartoffeln waren praktisch völlig sauber. Zur Entfernung der anhaftenden Lauge und der letzten anhaftenden Schalenreste wurden die Kartoffeln erneut gewaschen, wobei 4,3 m³ Abwasser pro Stunde mit einem biochemischen Sauerstoffbedarf (B. O. D.) von 400 erzeugt wurden.

Vergleichsbeispiel

Mit dem gleichen Durchsatz Kartoffeln wie im obigen Beispiel wurde eine herkömmliche Wasserstrahlmaschine, in der die Schalen von den Kartoffeln durch Wasserdruck entfernt wurden, beschickt. In diesem Falle wurden 32 m³ Abwasser pro Stunde mit einem biochemischen Sauerstoffbedarf von 600 erzeugt.

Wie schon erwähnt, kann die zum Abschleudern der Schalen von den Walzen erforderliche Zentrifugalbeschleunigung erheblich gesenkt werden, wenn man die Trommel noch mit trockenem feinverteiltem Material, wie beispielsweise getrockneten, gepulverten Schalen, beschickt. Wenn die Schalen zu Futterzwecken verwendet werden, muß dieses feinzerteilte Material zum Verfüttern geeignet sein. Sollen sie als Düngemittel verwendet werden, so besteht das zugesetzte Material beispielsweise aus Torfmull, Sägemehl oder Sand.

Die von den Walzen 2 abgeschleuderten Schalen werden von der Innenwand des Gehäuses 11 aufgefangen und mittels der Abstreifer 12, die sich mit den Flanschen 5 und 6 bewegen, zur Auslaßöffnung 13 geschafft. Im Falle, daß Dampf zum Erweichen der Schale verwendet worden ist, können die Schalen zum Verfüttern verwendet werden.

Die Kartoffeln passieren die Trommel in Richtung auf den Auslaß 17 zu, weshalb der Trommel eine leichte Neigung verliehen werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schälen von Kartoffeln oder ähnlich geformten Knollen, Zwiebeln, Wurzeln oder Früchten, deren Schalen zuvor durch Behandlung mit Dampf oder Lauge erweicht wurden und die in einer waagerechten oder leicht geneigten Drehtrommel zur Ablösung dieser Schalen bewegt werden, wobei die zylindrische Oberfläche der Drehtrommel aus einer Anzahl von in kurzem Abstand voneinander angeordneten Walzen besteht, die sich um ihre eigenen Achsen drehen und mit Borsten oder anderen hervorragenden Teilen versehen sind, und wobei die durch die Drehung der Trommel hervorgerufene Zentrifugalbeschleunigung geringer ist als die Erdbeschleunigung, dadurch gekennzeichnet, daß kaum oder kein Wasser in die Trommel geleitet wird und daß die Umdrehungszahlen von Trommel und Walzen so gewählt werden, daß an der Außenseite der Walzen die Summe der durch die Drehung der Trommel und die Drehung der Walzen erzeugten Zentrifugalbeschleunigungen so groß ist, daß die abgelösten Schalen von den Walzen nach außen abgeschleudert werden, während die Differenz dieser Zentrifugalbeschleunigungen an der Innenseite der Walzen ausreichend klein bleibt, daß die Schalen auf den Walzen kleben bleiben.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Beträge der durch die Drehung der Trommel und der Walzen hervorgerufenen Zentrifugalbeschleunigungen an der Außenseite und an der Innenseite der Walzen rechtwinklig zur Trommelachse und in Richtung von dieser zu den Walzenachsen mindestens lOm/sec² beträgt, so daß die Umdrehungszahl der Trommel pro Minute mindestens

20

+ r

wobei R den halben Innendurchmesser der Trommel in Metern und r den Radius der Walzen in Metern bedeutet, beträgt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betragsdifferenz zwischen den durch die Drehung der Trommel und der Walzen erze '<*ten Zentrifugalbeschleunigungen an der Außenseile und an der Innenseite der Walzen mindestens 20 m/sec² beträgt.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel noch mit trockenem, feinzerteiltem Material, wie getrockneten, gepulverten Schalen, Torfmull, Sägemehl oder Sand, beschickt wird.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Trommel und Walzen in demselben Drehsinn rotieren.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einer Drehtrommel, deren zylindrische Oberfläche durch eine Anzahl in kurzem Abstand voneinander angeordneter drehbarer Walzen, die mit Borsten oder anderen herausragenden Teilen versehen sind, gebildet wird, Mitteln zum Drehen der Trommel und der Walzen um ihre Achsen und einem in einem Abstand von der Trommel angeordneten Gehäuse, das eine Auslaßöffnung für die Schalen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen Trommel und Gehäuse eine Anzahl Abstreifer zum Befördern der von den Walzen nach außen geschleuderten Schalen zur Auslaßöffnung angeordnet ist.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, in der die Walzenwellen in drehbaren Endflanschen der Trommel gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer zwischen den Endflanschen befestigt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen