JP2019081173A - 微砕物および／または粗砕物を製造する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微砕物を、細かい挽砕原料と粗い挽砕原料とを含んだ挽砕原料から確実に製造することができる方法および装置の提供。【解決手段】原料層式ロールミル（９）の挽砕間隙（ｄ）が、一定に調整されるかまたは少なくとも１つのロールの、側方への変位に関連した減衰が調整され、これによって、ばら物（６）の、細かい挽砕原料（５）を含んだ第１の部分量が、挽砕間隙（ｄ）内に、充填された粒子ばら物を形成する。さらに、調整は、ばら物の、粗い挽砕原料（７）を含んだ第２の部分量の個々の粒子が、原料層式ロールミル（９）の第１のロール（１０）および第２のロール（１１）に接触するように行われる。次いで、挽砕製品（１７）への原料層式ロールミル（９）内でのばら原料の挽砕と、導出開口を通しての挽砕製品（１７）の導出とが行われる。【選択図】図１

Description

本発明は、独立請求項の上位概念部に記載の、微砕物および／または粗砕物を製造する方法ならびに原料層式ロールミルおよび該原料層式ロールミルの使用に関する。

微砕物および／または粗砕物を製造する方法および装置は自体公知である。たとえば欧州特許第０３３５９２５号明細書に基づき、多段製粉（Hochmuellerei）の原理に従って穀物挽砕製品、たとえば微砕物（Mehl）、粗砕物（Griess）または細砕物（Dunst）を製造する方法および装置が公知である。同明細書では、挽砕原料が複数回ロール挽砕され、繰り返し分級される。その際、二重ロール挽砕段を介して挽砕原料が案内される。この挽砕原料は、少なくとも２つのこのような挽砕段を介して案内され、個々の段の間での分級なしに案内され、二重挽砕に続いて、それぞれ篩分けされる。

しかし、このような装置は、複数の挽砕段が必要となることにより装置上の手間が極めて大きくなってしまうという欠点を有している。このことは高価である。さらに、複数の挽砕機構の使用によって、ミルのために大きな建屋が必要となる。このことは、ミル１つを建設するためのコストをさらに高めてしまう。

独国特許出願公開第１７５７０９３号明細書に基づき、脆性の原料を微砕するためのロールミルが公知である。この公知のロールミルでは、原料装入と、ロールの、粉砕のために必要となる押付け力とに関連して、装入原料の主要な部分の粒径よりも大きいロール間隙幅が調整される。

国際公開第２０１０／０００８１１号に基づき、微砕物および／または粗砕物を製造する方法が公知である。この公知の方法では、間隙可変の原料層式ロールミルが使用される。この原料層式ロールミルでは、ロール間隙が、挽砕すべき穀物の量および種類と、ロール間隙の方向でロールに加えられる調整された圧力とに関連して調整される。

しかしながら、この公知の方法ならびに対応する装置は、挽砕原料内のより大きな粒子が確実に挽砕されず、ほぼロール間隙のサイズの粒子もしばしば含んでいる処理すべき挽砕原料に基づき、ロールの振動が発生してしまうという欠点を有している。さらに、このような原料層式ロールミルは、挽砕原料内に熱をほとんど供給しない。しかし、このことは、ある種の微砕物の製造時には所望されている。

したがって、本発明の課題は、公知の欠点を回避すること、すなわち、特に微砕物を、細かい挽砕原料と粗い挽砕原料とを含んだ挽砕原料から確実に製造することができる方法および装置を提供することである。さらに、本発明の更なる課題は、微砕物を原料から廉価にかつエネルギ的に有利に製造することができ、しかも、挽砕の間、特に微砕物内に十分な熱も供給する装置および方法を提供することである。

これらの課題は、独立請求項に記載の方法ならびに装置によって解決される。

原料、特に穀物、カカオ、向日葵の種子および米またはこれらを任意に組み合わせた物から微砕物および／または粗砕物を製造する本発明に係る方法は、以下のステップを有している：原料が、ばら物から原料層式ロールミルの供給開口内に供給される。原料層式ロールミルは、第１のロールと第２のロールとを有している。両ロールの間の挽砕間隙を調整するためには、２つのロールのうちの少なくとも一方のロールが、２つのロールのうちの当該一方のロールの回転方向に対してほぼ垂直な方向、つまり、挽砕間隙の方向に可動に支承もしくは支持されている。さらに、当該ロールが可動に支承されている方向への変位に関連した減衰が調整可能であり、かつ／または挽砕間隙が一定に調整可能である。ばら物は、所定の粒径分布を有する粒子から成っていて、特に以下のタイプ：すなわち、原料、粗砕物、外皮部分のうちの一種類またはこれらから成る混合物のうちの一種類を含んでいる。上記ステップ以前に実施されてもよい後続のステップでは、挽砕間隙が一定に調整されるかまたは減衰が調整され、これによって、ばら物の、細かい挽砕原料を含んだ第１の部分量が、挽砕間隙内に、充填された粒子ばら物を形成する。さらに、ばら物の、粗い挽砕原料を含んだ第２の部分量の個々の粒子が原料層式ロールミルの第１のロールおよび第２のロールに接触するように、調整が行われる。次いで、挽砕製品への原料層式ロールミル内でのばら原料の挽砕が行われる。この挽砕に続いて、導出開口を通しての挽砕製品の導出が行われる。

「原料」とは、本願の範囲内では、穀物、カカオ、向日葵の種子および米またはこれらを任意に組み合わせた物を意味している。

穀物として、本発明に係る方法では、好適にはパン小麦、デュラム小麦、トウモロコシおよび蕎麦またはこれらを任意に組み合わせた物が使用される。

特にロールに加えられる挽砕間隙の方向への圧力は，たとえば減衰に相俟って予め調整されており、かつ／または調整可能である。

「原料層式ロールミル（Gutbettwalzenmuehle）」とは、本願の範囲内では、たとえば充填された材料シャフトまたはホッパによる供給過多の原料分から原料が引き込まれる際に、ロールの間の引込み領域に原料層もしくは原料床が形成されるようなロールミルを意味している。原料層粉砕は、細かい挽砕原料に対しては、挽砕間隙内の充填された粒子ばら物に基づいている。

「回転方向」とは、本願の範囲内では、回転平面上で垂直に延びる数学的な意味でのベクトルを意味している。

ロールが可動に支承されている方向への変位に関連した「減衰」とは、本願の範囲内では、たとえばショックアブソーバまたは調整可能なハイドロリック式のかつ／またはニューマチック式の減衰手段によって可能となるような、振動を抑圧するための減衰を意味している。好ましくはハイドロリック式の減衰手段が使用される。

変位に関連した前述したような調整可能な減衰の利用は、特に力制御されるロールミルが使用される場合に有利である。このロールミルでは、力発生のために、たとえば機械的に予荷重が加えられたばねまたはハイドロリック的に接続されたガス圧アキュムレータが使用され、挽砕間隙の方向でロールに圧力が加えられる。このような構成では、ロールの間の挽砕間隙が、この挽砕間隙内の挽砕すべき原料の量および種類と、調整された圧力とに関連して形成される。挽砕原料の組成における変動によっても、両ロールに接触する所定の割合の粗い挽砕原料によっても、原料層式ロールミルは、たとえば振動してしまうことがある。この振動は、いまや、調整可能な減衰によって減少させることができるかまたは完全に抑圧することさえできる。

一定に調整された挽砕間隙の利用時には、好適には減衰が省略される。なぜならば、ここでは、ロールが互いに位置決めされていて、したがって、振動しないようになっているからである。

粒子、特に挽砕原料の「粒径分布」とは、本願の範囲内では、挽砕原料の粒子の最大の寸法の分布を意味している。

「挽砕間隙」とは、本願の範囲内では、両ロールの間の間隙、特に原料層式ロールミルの運転中の最小のロール間隔を意味している。このためには、規定通りの使用において運転中に挽砕原料に接触するロール領域しか考慮されない。

本発明に係る方法は、いまや、細かい挽砕原料が原料層状況で挽砕され、さらに、粗い挽砕原料も同じく粉砕され、特に粗い挽砕原料に強い応力が加えられ、これによって、粗い挽砕原料がすでに１回の通過によって強く粉砕されるという利点を有している。これによって、複数の挽砕段の使用が十分に回避される。特に挽砕の可能な限り高いエネルギ効率も達成される。

好適には、第１のロールと第２のロールとが、互いに異なる速度で回転させられる。特に速度比は、１．１：１よりも大きく、さらに特に２：１よりも大きく設定されている。

これは、挽砕原料がより効率よく挽砕されるという利点を有している。なぜならば、互いに異なる速度での運転時には、挽砕原料に特により大きな剪断力が発生させられるからである。

更なる利点は、ロールの速度比の調整量、すなわち、ロールの回転数比の調整量が、微砕物を製造する挽砕プロセスを最適化するための付加的なパラメータであり、これによって、挽砕プロセスをより良好に最適化することができるということにある。さらに、これによって、挽砕間隙でより小さな圧力を利用することができる。なぜならば、挽砕が、ロールの互いに異なる速度に基づき、特により大きな剪断力によってアシストされるからである。これは、より小さな圧縮ひいては挽砕後に挽砕製品を引き続き分離するためのより良好な分解可能性に繋がる。

ロールを回転させる「速度」とは、本願の範囲内では、接線方向でのロール表面の速度を意味している。

特に好適には、２つのロールのうちの少なくとも一方のロールが、凹凸付きロールとして形成されている。この凹凸付きロールは、特にロール表面に、特に各ロールの長手方向軸線に対してほぼ平行に、部分的な凹部を有している。

「ロール表面」とは、本願の範囲内では、半径方向で長手方向軸線から最も間隔を置いて位置している表面を意味している。このためには、規定通りの使用において運転中に挽砕原料に接触する部分しか考慮されない。

これは、より強い応力が加えられ、したがって、より強く挽砕される粗い挽砕原料を確実に挽砕するために、小さな挽砕間隙が調整可能であるという利点を有している。ロールの間では、少なくとも部分的な凹部内に原料層状況が形成される。この原料層状況では、より小さな粒子も、充填された粒子ばら物内で確実に挽砕される。

全く特に好適には、凹凸付きロールの凹凸部が、主として、特に少なくとも凹凸付きロールの回転の間に自浄されるように形成されている。

「自浄されるように」とは、本願の範囲内では、少なくとも回転の間、すなわち、ロールの運転中、挽砕原料が部分的な凹部内にとどまらず、この部分的な凹部から確実に落下し、下流側に配置された装置内で後続処理されるようになっていることを意味している。

部分的な凹部のこの自浄式の構成は、原料層式ロールミル内への挽砕原料の引込みを運転中に持続的に確実に行うことができるという利点を有している。このことは、自浄されない部分的な凹部の態様には、しばしば該当しない。

部分的な凹部の自浄式の構成は、部分的な凹部の幾何学形状の選択および／または相応の表面粗さの選択によって達成することができる。

好適には、挽砕原料の挽砕に続いて、挽砕製品が分離段に搬送されて、細かい挽砕製品と粗い挽砕製品とに分離される。特にこの粗い挽砕製品は供給開口内に戻される。

このような分離段、たとえばジグザグシフタ、粗砕物精穀機、プランシフタ、ターボシフタ、振動テーブルシフタまたは横方向流シフタは、たとえば国際公開第２０１０／０００８１１号に記載されているように、公知先行技術に基づき公知である。

ジグザグシフタは、たとえば分離すべき製品を、この製品内の粒子のそれぞれ異なる比重および／または粒径に基づき、細かい製品と粗い製品とに分離する。

プランシフタは、たとえば分離すべき製品を、主として、この製品内の粒子の粒径に基づき、細かい製品と粗い製品とに篩分けによって分離する。

細かい挽砕製品と粗い挽砕製品とへの挽砕製品のこの分離は、各分級物が種々異なる使用目的に供給可能であるという利点を有している。原料層式ロールミルの供給開口内への粗い挽砕原料の戻しは、設備を循環運転で運転することができ、したがって、原料層式ロールミルの個数または別の挽砕段を減少させることができるという利点を有している。このことは、コスト節約およびエネルギ節約に繋がる。

特に好適には、細かい挽砕製品をさらに挽砕するために、分離段の下流側に、後続の原料層式ロールミルが配置されている。

これは、この後続の原料層式ロールミルが、細かい挽砕製品を最適に挽砕するために、たとえばロールの速度または挽砕間隙の別のプロセスパラメータを有していてもよいという利点を有している。

本発明の別の側面は、上述したような方法を実施するための原料層式ロールミルに向けられている。この原料層式ロールミルは、第１のロールと第２のロールとを有している。２つのロールのうちの少なくとも一方のロールは、凹凸付きロールとして形成されており、この凹凸付きロールは、ロール表面に設けられた少なくとも１つの部分的な凹部を備えている。この部分的な凹部は、特に凹凸付きロールの長手方向軸線に対してほぼ平行に形成されている。部分的な凹部は、少なくとも凹凸付きロールの回転時に自浄されるようになっている。

すでに上述したように、部分的な凹部の自浄特性は、この部分的な凹部の幾何学的な構成および／または表面特性によって達成される。

これは、上述したように、凹凸付きロールの使用時にも、挽砕間隙内への挽砕原料の引込みが運転中に持続的に確実に行われるという利点を有している。

好ましくは、部分的な凹部が、少なくとも規定通りの使用において挽砕原料に接触する凹凸付きロールの全長にわたって延びている。言い換えると、部分的な凹部は周方向で部分的な凹部として形成されている。

好適には、運転中に両ロールの間の挽砕間隙を調整するために、２つのロールのうちの少なくとも一方のロールが、２つのロールのうちの当該一方のロールの回転方向に対してほぼ垂直な方向に可動に支承されている。当該ロールが可動に支承されている方向への変位に関連した減衰が調整可能であり、かつ／または挽砕間隙が一定に調整可能である。

本願の範囲内では、挽砕間隙の固定の調整が無限の減衰を意味している。なぜならば、挽砕間隙が一定に調整されている場合には、規定通りの使用において、主として、ロール相互の振動が不可能であるからである。

特に好適には、少なくとも１つの部分的な凹部が、凹凸付きロールの周方向に、平均して０．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内の幅を有している。この幅は、平均して、特に２ｍｍ〜１０ｍｍ、さらに特に４ｍｍ〜６ｍｍの範囲内にある。

「幅の平均」とは、本願の範囲内では、長手方向、すなわち、部分的な凹部の最長の延在長さに沿った幅の平均値を意味している。

全く特に好適には、凹凸付きロールの少なくとも１つの部分的な凹部が、ロールの半径方向に、平均して０．３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の深さを有している。この深さは、好適には０．５ｍｍ〜５ｍｍ、特に好適には０．７ｍｍ〜１．８ｍｍの範囲内にある。

部分的な凹部の「深さの平均」とは、本願の範囲内では、部分的な凹部の最大の延在長さに沿った最深の箇所の平均値を意味している。

好適には、ロール表面と、凹凸付きロールの少なくとも１つの部分的な凹部の、ロール表面と交わる面との間の交線において、ロール表面が、少なくとも１つの部分的な凹部に対して、平均して１００°〜１７０°の内角を有している。ロール表面は、少なくとも１つの部分的な凹部と、好適には１２０°〜１５０°、特に好適には１３０°〜１４０°の角度を成している。

「内角」とは、本願の範囲内では、凹凸付きロールの長手方向軸線に対して垂直な切断平面で見て、ロール表面の内側における、凹凸付きロールの長手方向軸線に向けられた角度を意味している。

「内角の平均」とは、本願の範囲内では、ロール表面と部分的な凹部との間の区分に沿った平均値を意味している。

幅、深さおよび内角といったパラメータのうちの１つまたはこれらを組み合わせたパラメータに関する上述したような構成は、部分的な凹部が、少なくとも凹凸付きロールの回転時に自浄されるようになっているという利点を有している。これによって、運転を長期にわたって確実に行うことができ、さらに、高価である手間のかかる洗浄装置が不要になる。

特に好適には、凹凸付きロールが、周方向で互いに間隔を置いて配置された少なくとも２つの部分的な凹部を有している。周方向で互いに間隔を置いて配置されたこれらの凹部は、０．１５ｍｍ〜１０ｍｍ、好適には０．１５ｍｍ〜５ｍｍ、特に好適には０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内の中間の間隔を有している。

「部分的な凹部の間の平均的な間隔」とは、部分的な凹部の最長の延在長さに沿った平均的な間隔を意味している。この場合、部分的な凹部の、互いに近づき合った両方の面の間の間隔が規定される。

少なくとも２つの部分的な凹部を備えた構成は、粗い挽砕原料の挽砕をロール表面で確実に行うことができ、細かい挽砕原料を挽砕するために、凹部内に原料層状況を発生させることができるという利点を有している。

全く特に好適には、凹凸付きロールの部分的な凹部が、平らな面区分を有している。好適には、この面区分は、凹凸付きロールの半径もしくは半径方向に対してほぼ垂直に配置されている。

「平らな面区分」とは、本願の範囲内では、湾曲させられていないかもしくは曲げられていない面区分を意味している。しかし、従来の表面粗さおよび／または運転中に一般的に生じた損傷、たとえばスクラッチを備えたような面区分も平らと見なされる。

平らな面区分は、部分的な凹部の自浄作用の更なる改善の利点を有している。

好適には、原料層式ロールミルの第１のロールおよび／または第２のロールが、４００ｍｍ〜１０００ｍｍ、好適には６００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲内の直径を有している。

従来のロール粉砕機に比べて大きなこの直径は、製品引込みが改善されるという利点を有している。

本発明の別の側面は、上述した方法により、穀物、カカオ、向日葵の種子および米またはこれらを任意に組み合わせた物から微砕物および／または粗砕物を製造するための、上述したような原料層式ロールミルの使用に向けられている。

この使用は、上述した利点を有している。

本発明の付加的な側面は、原料層式ロールミルであって、この原料層式ロールミルが、第１のロールと第２のロールとを備えており、２つのロールの間の挽砕間隙を調整するために、２つのロールのうちの少なくとも一方のロールが、２つのロールのうちの当該一方のロールの回転方向に対してほぼ垂直な方向に可動に支承されており、当該ロールが可動に支承されている方向への変位に関連した減衰が調整可能であり、かつ／または挽砕間隙が一定に調整可能である形式の原料層式ロールミルに向けられている。

択一的な原料層式ロールミルは、特にこの原料層式ロールミルに対して開示された複数の構成と組み合わせることができる。

本発明の別の側面は、ロールの、特に凹凸部を備えたロール表面を形成するための表面セグメントに関する。特に原料層式ロールミルに用いられるロールは、上述したように形成されている。表面セグメントは、ロールを形成するためのロールボディに固定手段によって解離可能に固定可能である。ロールボディの周方向では、表面セグメントが、２２°〜９０°、好適には３０°〜４５°、特に好適には３２°〜４０°の角度範囲を覆っている。

１つのロールボディと複数の表面セグメントとから成るロールのモジュール構造は、表面セグメントが、廉価にかつ少ない手間で交換可能である摩耗部材として働くという利点を有している。さらに、表面セグメントは、ロールボディの直径に関連して、表面セグメントによって覆われる角度範囲が選択可能であり、これにより、表面セグメントがその相応のサイズによって簡単に取扱い可能であると共に過度に重くならないという利点を有している。

特に第１のロールおよび／または第２のロールとして表面セグメントとロールボディとを有するロールは、上述したような原料層式ロールミルに使用可能である。

好適には、表面セグメントが、横断面で見て、ほぼリングセグメント状に形成されている。

表面セグメントの「横断面」とは、本願では、表面セグメントの規定通りの使用においてロールの長手方向軸線に対して垂直に切断が行われることを意味している。

リングセグメント状の表面セグメントは、この表面セグメントを製造するために材料がほとんど使用されないという利点を有している。これによって、表面セグメントがより廉価になると共により軽量になる。このことは、特に組付け時または取外し時の取扱いを容易にする。

特に好適には、表面セグメントは、ロールボディから表面セグメントにトルクが伝達可能であるように、トルク伝達装置に作用結合可能である。

「トルク伝達装置」とは、本願の範囲内では、ロールを駆動するために運転中にロールボディに加えられたトルクが表面セグメントに確実に伝達可能となるような装置を意味しており、これにより、運転中に生じる力によって表面セグメントがロールボディから不本意に解離されないようになっている。通常、表面セグメントは、ねじとして形成された固定手段によってロールボディに固定される。しかし、ねじは、事情によっては十分に安定的に形成されるものではなく、これによって、運転中に大きな剪断力が生じた場合に表面セグメントが解離してしまうことがある。このことは、回避しなければならない。このような場合には、付加的なトルク伝達装置によって、運転がより確実になると共により廉価となる。

全く特に好適には、表面セグメントが、ロールボディに向けられた面に、トルク伝達装置を係合させるための表面セグメント溝を有している。

これは、表面セグメント溝内へのトルク伝達装置の係合によって、ロールボディから表面セグメントへのトルクの確実な伝達が可能になるという利点を有している。なぜならば、トルク伝達のために、ロールボディと表面セグメントとの間の作用結合のための面積が増加させられるからである。これによって、過負荷が回避され、したがって、運転がより確実となる。

特に好適には、表面セグメント溝が、規定通りの使用においてロールの長手方向軸線に対してほぼ平行に延びている。

これは、表面セグメントにかかる点状のピーク負荷の更なる減少の利点を有している。これによって、運転が一層確実になる。

本発明の付加的な側面は、ロールの閉じられたロール表面を形成するために、上述したような複数の表面セグメントを有するセットに関する。このセットは、４個〜１６個、好適には８個〜１２個、特に好適には９個〜１１個、全く特に好適には１０個の表面セグメントを有している。

ロールの「閉じられた」ロール表面を形成するとは、本願の範囲内では、ほぼ周方向でロール表面の中断なしに形成された表面を意味している。すなわち、言い換えると、規定通りの使用において原料に接触するロールの領域では、ロールボディが表面セグメントによって完全に覆われている。

好適には、セットが、ロールボディと表面セグメントとの間にトルク伝達装置を有している。特にセットは、表面セグメントと同じ個数のトルク伝達装置を有している。さらに特にトルク伝達装置は、表面セグメントの表面セグメント溝内に係合させるためのバーとして形成されている。このバーは、好適には、横断面で見て、少なくとも部分的に角形部を備えて、特に楔状にまたは方形に形成されている。

本発明の別の側面は、上述したような少なくとも１つの表面セグメントと、１つのロールボディとを有するロールに関する。表面セグメントは、ロールボディに固定手段によって解離可能に固定されている。ロールは、ロールボディから表面セグメントへのトルク伝達のためのトルク伝達装置を有している。

好適には、ロールボディが、ロール溝を有しており、このロール溝内にトルク伝達装置が解離可能に固定可能である。

これは、点状のピーク負荷の発生を回避した状態でのロールボディからトルク伝達装置へのトルクの確実な伝達の利点を有している。これによって、ロールの運転がより確実となる。

特に好適には、トルク伝達装置が、バーとして形成されていて、ロール溝と、表面セグメントに設けられた表面セグメント溝とに同時に係合している。

全く特に好適には、バーが、横断面で見て、少なくとも部分的に角形部を備えて、好適には楔状にまたは方形に形成されている。

これは、ロールボディからバーへの、そして、このバーから、このバーが係合した表面セグメント溝を備えた表面セグメントへのトルクの特に確実な伝達の利点を有している。

「角形部を備えて」という概念は、本願の範囲内では、バーが、横断面で見て、少なくとも１つの直角部、鋭角部または鈍角部またはこれらを任意に組み合わせた角度部を有していることを意味している。

好適には、ロールボディが、釣合い装置を有している。

これは、運転中にロールを回転させる基準となるロールボディの長手方向軸線に対して非対称的な重量配分が、過度に高い支承負荷または振動に繋がることがあり、このことが、釣合い装置によって補償可能となるという利点を有している。すなわち、これによって、運転がより確実になると同時に摩耗がより少なくなる。このことは、コストを削減する。

特に好適には、釣合い装置が、ロールボディに少なくとも部分的に配置された切欠きとして形成されている。この切欠きは、特に孔として形成されている。切欠きは、ロールボディの長手方向軸線に対してほぼ平行に配置されている。切欠き内には、少なくとも１つの釣合い錘が挿入可能である。特にこの釣合い錘は鉛から製造されている。

特にロールは、周方向で互いに間隔を置いて配置された複数の切欠きを有しており、これによって、ロールを釣り合わせるために、各切欠き内に相応の釣合い錘が挿入可能である。

より理解しやすくするために、本発明の更なる特徴および利点を以下に複数の実施の形態につき詳しく説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

ばら原料を伴った本発明に係る原料層式ロールミルの概略的な側面図である。 ばら原料を伴った本発明に係る択一的な原料層式ロールミルの概略的な平面図である。 凹凸付きロールの本発明における凹凸部の概略図である。 本発明における凹凸付きロールの択一的な凹凸部の概略図である。 分離段と製品供給装置とを備えた本発明に係る原料層式ロールミルの概略図である。 解砕器と、分離段と、製品戻し装置とを備えた本発明に係る原料層式ロールミルの択一的なアッセンブリを示す図である。 ２つの原料層式ロールミルの使用下での本発明に係る方法のフローチャートを示す図である。 ２つの凹凸付きロールを備えると共にばら原料を伴った本発明に係る原料層式ロールミルの一部の概略的な拡大図である。 供給ホッパに設けられたレベルセンサを備えた本発明に係る択一的な原料層式ロールミルの概略的な側面図である。 複数の分離段を備えた本発明に係る原料層式ロールミルのアッセンブリを示す図である。 ロールボディと表面セグメントとから成る本発明に係るロールを一部分解して示す斜視図である。 図１１に示した本発明に係るロールの長手方向軸線に沿った断面図である。 図１１に示した本発明に係るロールの長手方向軸線に対して平行な方向に見た正面図である。 切断平面Ｂに沿った図１２に示した本発明に係るロールの断面図である。 ロール表面を認めることができる１つの表面セグメントの斜視図である。 図１５に示した表面セグメントを下方から見た斜視図である。

図１には、高圧ロールミルとも呼ばれる原料層式ロールミル９が概略的な側面図で示してある。ばら物６は、細かい挽砕原料５と粗い挽砕原料７とを含んでいる。両挽砕原料５，７は、ｒ方向への２つのロール１０，１１の回転によって挽砕間隙ｄ内に引き込まれる。

ロール１０はｓ方向に、すなわち、回転方向に対して垂直な方向に可動に支承されている。これによって、挽砕間隙ｄが調整可能となる。両ロール１０，１１は共に６００ｍｍの直径ｗを有していて、ｒ方向への回転のために、軸受け２０によって支承されている。両ロール１０，１１は平滑なロール表面１９を有している。軸受け２０は、振動を回避するために、ニューマチック式の減衰手段として形成された減衰装置２６を有している。

挽砕間隙ｄは、図示の形態では、引き込まれるばら原料６に関連して可変である。その際には、挽砕間隙ｄの方向に作用する両ロール１０，１１による圧力が調整され、細かい挽砕原料５は挽砕間隙ｄ内で、充填された粒子ばら物によって挽砕され、粗い挽砕原料７は挽砕間隙ｄ内で、両ロール１０，１１との直接的な接触によって粉砕される。原料層式ロールミル９は、当業者に自体公知の減衰装置２６を有しており、これによって、両ロール１０，１１相互の振動の発生が回避される。

ロール１０は１ｍ／ｓの周速度を有しており、ロール１１は１．５ｍ／ｓの周速度を有している。したがって、両ロール１０，１１の間の速度比は１．５：１である。

運転中には、ｒ方向への両ロール１０，１１の回転によって、細かい挽砕原料５と粗い挽砕原料７とを含んだばら原料６が原料層式ロールミル９内に引き込まれる。両ロール１０，１１の間の、本実施の形態では１ｍｍの数値に調整された挽砕間隙ｄ内には、細かい挽砕原料５に関して、充填された粒子ばら物が形成される。これによって、細かい挽砕原料５が挽砕される。

粗い挽砕原料７は、少なくとも挽砕間隙ｄの領域で第１のロール１０と第２のロール１１とに接触し、これによって、粗い挽砕原料７が強く粉砕される。

挽砕後には、原料層式ロールミル９から、たとえば微砕物であってよい挽砕製品１７が導出される。

図２には、ほぼ図１に示した原料層式ロールミル９の平面図が概略的に示してある。

これ以降、同じ参照符号は、図面における同一の構成要素を意味しているものとする。

図１に示した原料層式ロールミル９と異なり、この実施の形態では、両ロール１０，１１がｓ方向に可動に支承されている。挽砕のための運転中には、両ロール１０，１１が長手方向軸線２１を中心として軸受け（図示せず）を用いて回転可能となる。両軸受けは共に、ショックアブソーバとして形成された減衰装置（図示せず）を有している。

図１と異なり、この実施の形態では、運転中、挽砕間隙ｄが一定の１ｍｍの数値に調整されている。図示の形態では、粗い挽砕原料として穀物１が挽砕され、細かい挽砕原料として粗砕物３が挽砕される。

図示の形態では、ロール１０が０．８ｍ／ｓの周速度を有しており、ロール１１が２．４ｍ／ｓの周速度を有している。したがって、３：１の速度比が付与されている。

図１との更なる違いは、ロール１０が、図示の形態では、凹凸部（図示せず）を備えた凹凸付きロールとして形成されていることである。

図３には、ロールの凹凸部の一部が概略図で示してある。

凹凸部は、完全部分により図示した１．２ｍｍの平均的な深さｔを有する２つの部分的な凹部１８を有している。両方の部分的な凹部１８は、凹凸付きロールの半径に対して垂直な平らな面区分２７を有している。すなわち、この平らな面区分２７は、ロールの、破線として図示した半径とｐ＝９０°の角度を成している。凹部１８の幅ｂは４．３ｍｍであり、ロール表面１９に設けられた両方の部分的な凹部１８の間の間隔ｋは０．２ｍｍである。内角ａは１３５°である。

図３に示した両方の部分的な凹部１８の両側には、ロールが、更なる部分的な凹部（図示せず）を有している。

図４には、凹凸付きロールの択一的な凹凸部が部分的に示してある。凹凸付きロールは、７ｍｍの幅ｂおよび１．８ｍｍの深さｔを有する凹部１８を備えている。この部分的な凹部１８は、図３と異なり、対称的に形成されておらず、周方向で一方の側に１２０°の角度ａを有していて、周方向で他方の側に１４０°の角度ａ’を有している。

図５には、２つのロール１０，１１を備えた原料層式ロールミル９を有する設備２４が概略的に示してある。図３に示した凹凸部を備えた凹凸付きロールとして共に形成された両ロール１０，１１は、０．１ｍｍの一定の挽砕間隙ｄに調整されている。原料層式ロールミル９は、ばら原料６、この実施の形態では米のための供給開口１５と、挽砕製品１７のための導出開口１６とを有している。挽砕製品１７は搬送アッセンブリ２５によって、この実施の形態ではジグザグシフタとして形成された分離段１４内に搬送される。ジグザグシフタ内では、挽砕製品１７が、細かい挽砕製品１２と粗い挽砕製品１３とに分離される。この分離は、主として、粒子の物理的な特性、たとえば粒径、浮遊特性および比重またはこれらを組み合わせた特性に基づき行われる。粗い挽砕製品１３は戻しアッセンブリ２３によって原料層式ロールミル９の供給開口１５内に再び搬送される。細かい挽砕製品１２はアッセンブリ２４から、この実施の形態では微砕物として導出される。

図６には、本発明に係る別のアッセンブリ２４が示してある。このアッセンブリ２４は、分離段１４としてプランシフタ（面内篩）を有していて、原料層式ロールミル９と分離段１４との間に付加的に解砕器２２を有している。この解砕器２２は、たとえば国際公開第２０１０／０００８１１号に基づき当業者に公知であるような衝撃式解砕器として形成されている。ばら原料６として、この実施の形態ではカカオが使用される。

図７には、本発明に係る方法のフローチャートが示してある。ばら原料６、この実施の形態では向日葵の種子が原料層式ロールミル９に供給され、この原料層式ロールミル９内で挽砕される。挽砕製品は分離段１４に供給される。この分離段１４内では、挽砕製品が、細かい挽砕製品１２と粗い挽砕製品１３とに分離される。この粗い挽砕製品１３は原料層式ロールミル９内に戻される。

細かい挽砕製品１２は、図示の形態では、後続の原料層式ロールミル９に供給される。この後続の原料層式ロールミル９の下流側には、後続の分離段１４が配置されている。この後続の分離段１４内では、後続の原料層式ロールミル９から到来した挽砕製品が、細かい挽砕製品１２と粗い挽砕製品１３とに再度分離される。この粗い挽砕製品１３は後続の原料層式ロールミル９内に再び戻される。細かい挽砕製品１２は微砕物として後続処理することができる。

図８には、原料層式ロールミル９が部分的に概略図で示してある。第１のロール１０と第２のロール１１とは、それぞれ図３に示した凹凸部を備えて形成されている。両ロール１０，１１は回転方向ｒに回転する。その際、ロール１０は３ｍ／ｓの周速度を有しており、ロール１１は０．５ｍ／ｓの周速度を有している。すなわち、ロール１０，１１は６：１の速度比を有している。

挽砕間隙ｄは０．８ｍｍの数値に一定に調整されている。この実施の形態では、減衰装置は設けられていない。間隔ｋは０．３ｍｍである。

ばら原料６は、細かい挽砕原料としての粗砕物と、図１で説明したように挽砕される粗い挽砕原料としての外皮部分４ならびに穀物（図示せず）とを含んでいる。

図９には、図１に示した原料層式ロールミル９が示してある。ばら物を成す挽砕原料８は供給ホッパ３１内に位置している。この供給ホッパ３１内への挽砕原料８の供給は、図９には示していない。

供給ホッパ３１は、この供給ホッパ３１内の挽砕原料８のレベルを測定するためのレベルセンサ３０を有している。供給ホッパ３１内の挽砕原料８の測定されたレベルに基づき、たとえば少なくとも一方のロール１０；１１の周速度を調整することができる。

挽砕原料８のレベルが、たとえば設定された数値未満に低下すると、少なくとも一方のロール１０；１１の周速度を低下させることによって、供給ホッパ３１内の挽砕原料８のレベルを増加させることができる。なぜならば、この手段によって、挽砕原料８が引き続き供給ホッパ３１内に供給される間、原料層式ロールミル９による処理量が減少させられるからである。

少なくとも一方のロール１０；１１の周速度を高めることによって、供給ホッパ３１内の挽砕原料８のレベルを低下させることができる。なぜならば、この手段によって、挽砕原料８が引き続き供給ホッパ３１内に供給される間、原料層式ロールミル９による処理量が増加させられるからである。

レベルセンサ３０による測定に基づき、供給ホッパ３１内への挽砕原料８の供給を制御し、これによって、原料層式ロールミル９による処理量を一定にしたまま、供給ホッパ３１内のレベルを増減させることも可能となる。

図１と異なり、両ロール１０，１１は、凹凸部（図示せず）を備えた凹凸付きロールとして形成されている。

図１０には、本発明に係る別の択一的なアッセンブリ２４が示してある。このアッセンブリ２４は、分離段１４としてプランシフタとジグザグシフタとを有している。

原料層式ロールミル９の上方には、挽砕原料から成るばら物６、この実施の形態では、米および穀物から成る混合物が位置している。挽砕原料は、原料層式ロールミル９内で挽砕製品に挽砕される。この挽砕製品は、次いで、プランシフタ内に搬送される。

このプランシフタ内では、挽砕製品が、細かい挽砕製品１２と、中位の挽砕製品２９と、粗い挽砕製品１３とに分離される。さらに、プランシフタから微砕物２として別の分級物が導出される。中位の挽砕製品２９は、この実施の形態ではジグザグシフタとして形成された後続の分離段１４内に搬送される。中位の挽砕製品２９はジグザグシフタ内で細かい挽砕製品と粗い挽砕製品１３とに分離される。ジグザグシフタは、細かい挽砕製品が、主として、糠２８を含んでいるように調整される。挽砕原料における糠２８の質量割合は、挽砕原料に対して１重量％〜１０重量％、特に３重量％〜５重量％の範囲内にある。

プランシフタからの細かい挽砕製品１２および粗い挽砕製品１３と、ジグザグシフタからの粗い挽砕製品１３とは、戻しアッセンブリ２３によって原料層式ロールミル９内に戻される。

図１１には、１つのロールボディ４２と複数の表面セグメント３３とから成る本発明に係るロール３２が、一部分解した斜視図で示してある。表面セグメント３３は、ロールボディ４２と反対の側の面にロール表面１９を有している。

ロール３２は釣合い装置３６を有している。この釣合い装置３６は、ロール３２の長手方向軸線に対してほぼ平行な複数の孔によって形成される。これらの孔内には、鉛から成る釣合い錘（図示せず）が挿入可能である。この釣合い錘の挿入後、孔は閉鎖キャップ４１によって閉鎖可能である。

ロールボディ４２はロール溝３７を有している。このロール溝３７内には、バーとして形成されたトルク伝達装置３４が挿入可能である。バーはロール溝３７内に、ねじとして形成された伝達固定装置４０によって解離可能に固定可能である。バーは、ロール溝３７内への挿入後、このロール溝３７から半径方向に突出するように形成されている。

表面セグメント３３は、ロールボディ４２に向けられた面に表面セグメント溝３８を有している。この表面セグメント溝３８内には、バー、すなわち、トルク伝達装置３４が係合することができる。付加的に、ねじとして形成された固定手段３５が設けられている。この固定手段３５によって、表面セグメント３３がロールボディ４２に解離可能に結合可能となる。組み付けられた状態では、バーが表面セグメント溝３８内に係合している。これによって、運転中にロールボディ４２から表面セグメント３３への確実なトルク伝達が保証される。

図１２には、図１１に示した本発明に係るロール３２が、長手方向軸線に対して平行な断面図で示してある。表面セグメント３３のセグメント長さｏは約４００ｍｍである。

図１３には、長手方向軸線２１に対して平行な方向に見た、図１１に示した本発明に係るロール３２の正面図が示してある。

このロール３２は、１０個の表面セグメント３３を有している。表面セグメント溝３８とロール溝３７とにより形成された範囲内には、バーとして形成されたトルク伝達装置３４が収容されている。

図１４には、図１２に示したＢ−Ｂ線に対して平行な断面図で本発明に係るロール３２が示してある。

このロール３２は、それぞれ３６°の角度範囲ｍを覆う１０個の表面セグメント３３を有している。これらの表面セグメント３３はロールボディ４２に解離可能に結合されている。ロール溝３７と表面セグメント溝３８とにより形成された範囲内には、トルク伝達装置３４として形成された方形のバーが収容されている。

図１５には、ロール表面１９を備えた１つの表面セグメント３３が斜視図で示してある。図１６には、図１５に示した表面セグメント３３が、表面セグメント溝３８を認めることができる下方から見た別の斜視図で示してある。

Claims (28)

1. 原料、特に穀物（１）、カカオ、向日葵の種子および米またはこれらを任意に組み合わせた物から微砕物（２）および／または粗砕物（３）を製造する方法であって、
   ばら物（６）から成る原料を、第１のロール（１０）と第２のロール（１１）とを有する原料層式ロールミル（９）の供給開口（１５）内に供給し、その際、２つのロール（１０，１１）の間の挽砕間隙（ｄ）を調整するために、２つのロール（１０，１１）のうちの少なくとも一方のロールが、２つのロール（１０，１１）のうちの当該一方のロールの回転方向に対してほぼ垂直な方向（ｓ）に可動に支承されており、当該ロールの垂直な方向（ｓ）への変位に関連した減衰が調整可能であり、かつ／または挽砕間隙（ｄ）が一定に調整可能であり、ばら物（６）が、所定の粒径分布を有する粒子から成っていて、特に少なくとも以下のタイプ：すなわち、原料、粗砕物（３）、外皮部分（４）のうちの一種類またはこれらから成る混合物のうちの一種類の挽砕原料を含んでいる、原料から微砕物および／または粗砕物を製造する方法において、
   ばら物（６）の、細かい挽砕原料（５）を含んだ第１の部分量が、挽砕間隙（９）内に、充填された粒子ばら物を形成しかつばら物（６）の、粗い挽砕原料（７）を含んだ第２の部分量の個々の粒子が、原料層式ロールミル（９）の第１のロール（１０）および第２のロール（１１）に接触するように、一定の挽砕間隙（ｄ）または減衰を調整し、
   ばら物（６）を原料層式ロールミル（９）内で挽砕製品（１７）に挽砕し、
   該挽砕製品（１７）を導出開口（１６）を通して導出することを特徴とする、原料から微砕物および／または粗砕物を製造する方法。
2. 第１のロール（１０）と第２のロール（１１）とを互いに異なる速度、好ましくは１．１：１よりも大きな速度比、特に好ましくは２：１よりも大きな速度比で回転させる、請求項１記載の方法。
3. ２つのロールのうちの少なくとも一方のロール（１０；１１）が、凹凸付きロールとして形成されており、該凹凸付きロールが、特にロール表面（１９）に設けられた少なくとも１つの部分的な凹部（１８）を備えており、該部分的な凹部（１８）が、特に凹凸付きロールの長手方向軸線に対してほぼ平行に形成されている、請求項１または２記載の方法。
4. 凹凸付きロールの凹凸部が、主として、特に少なくとも凹凸付きロールの回転の間に自浄されるように形成されている、請求項３記載の方法。
5. ばら原料（２）の挽砕に続いて、挽砕製品（１７）を分離段（１４）内に搬送して、細かい挽砕製品（１２）と粗い挽砕製品（１３）とに分離し、特に該粗い挽砕製品（１３）を供給開口（１５）内に戻す、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 細かい挽砕製品（１２）をさらに挽砕するために、分離段（１４）の下流側に、後続の原料層式ロールミル（９）が配置されている、請求項５記載の方法。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載の方法を実施するための原料層式ロールミル（９）であって、該原料層式ロールミル（９）が、第１のロール（１０）と第２のロール（１１）とを有しており、２つのロールのうちの少なくとも一方のロール（１０；１１）が、凹凸付きロールとして形成されており、該凹凸付きロールが、特にその長手方向軸線に対してほぼ平行に、ロール表面（１９）に設けられた少なくとも１つの部分的な凹部（１８）を備えている、原料層式ロールミルにおいて、
   部分的な凹部（１８）が、少なくとも凹凸付きロールの回転時に自浄されるようになっていることを特徴とする、原料層式ロールミル。
8. ２つのロール（１０，１１）の間の挽砕間隙（ｄ）を調整するために、２つのロールのうちの少なくとも一方のロール（１０；１１）が、２つのロールのうちの当該一方のロール（１０；１１）の回転方向に対してほぼ垂直な方向（ｓ）に可動に支承されており、当該ロールの垂直な方向（ｓ）への変位に関連した減衰が、減衰装置（２６）によって調整可能であり、かつ／または挽砕間隙（ｄ）が、一定に調整可能である、請求項７記載の原料層式ロールミル。
9. 少なくとも１つの部分的な凹部（１８）が、凹凸付きロールの周方向に、平均して０．５ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍ、特に好ましくは４ｍｍ〜６ｍｍの範囲内の幅（ｂ）を有している、請求項７または８記載の原料層式ロールミル。
10. 凹凸付きロールの少なくとも１つの部分的な凹部（１８）が、半径方向に、平均して０．３ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ、特に好ましくは０．７ｍｍ〜１．８ｍｍの範囲内の深さ（ｔ）を有している、請求項７から９までのいずれか１項記載の原料層式ロールミル。
11. ロール表面（１９）と、凹凸付きロールの少なくとも１つの部分的な凹部（１８）の、ロール表面（１９）と交わる面との間の交線に沿って、ロール表面（１９）が、少なくとも１つの部分的な凹部（１８）と、平均して１００°〜１７０°、好ましくは１２０°〜１５０°、特に好ましくは１３０°〜１４０°の内角（ａ）を成している、請求項７から１０までのいずれか１項記載の原料層式ロールミル。
12. 凹凸付きロールが、周方向で互いに間隔を置いて配置された少なくとも２つの部分的な凹部（１８）を有しており、該凹部（１８）が、周方向に、０．１５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜５ｍｍ、特に好ましくは０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内の平均的な間隔（ｋ）を有している、請求項７から１１までのいずれか１項記載の原料層式ロールミル。
13. 凹凸付きロールの部分的な凹部（１８）が、特に凹凸付きロールの半径に対してほぼ垂直な平らな面区分（２７）を有している、請求項７から１２までのいずれか１項記載の原料層式ロールミル。
14. 第１のロール（１０）および／または第２のロール（１１）が、４００ｍｍ〜１０００ｍｍ、好ましくは６００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲内の直径（ｗ）を有している、請求項７から１３までのいずれか１項記載の原料層式ロールミル。
15. 請求項１から６までのいずれか１項記載の方法により、穀物、カカオ、向日葵の種子および米またはこれらを任意に組み合わせた物から微砕物および／または粗砕物を製造するための、請求項７から１４までのいずれか１項記載の原料層式ロールミル（９）の使用。
16. 特に請求項７から１４までのいずれか１項記載の原料層式ロールミル（９）に用いられるロール（３２）の、特に凹凸部を備えたロール表面（１９）を形成するための表面セグメント（３３）において、
    該表面セグメント（３３）が、ロール（３２）を形成するためのロールボディ（４２）に固定手段（３５）によって解離可能に固定可能であり、ロールボディ（４２）の周方向で２２°〜９０°、好ましくは３０°〜４５°、特に好ましくは３２°〜４０°の角度範囲（ｍ）を覆っていることを特徴とする、表面セグメント。
17. 表面セグメント（３３）が、横断面で見て、ほぼリングセグメント状に形成されている、請求項１６記載の表面セグメント。
18. 表面セグメント（３３）は、ロールボディ（４２）から表面セグメント（３３）にトルクが伝達可能であるように、トルク伝達装置（３４）に作用結合可能である、請求項１６または１７記載の表面セグメント。
19. 表面セグメント（３３）が、ロールボディ（４２）に向けられた面に、トルク伝達装置（３４）を係合させるための表面セグメント溝（３８）を有している、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の表面セグメント。
20. 表面セグメント溝（３８）が、規定通りの使用においてロール（３２）の長手方向軸線（２１）に対してほぼ平行に延びている、請求項１９記載の表面セグメント。
21. ロール（３２）の閉じられたロール表面（１９）を形成するために、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の複数の表面セグメント（３３）を有するセットにおいて、
    該セットが、４個〜１６個、好ましくは８個〜１２個、特に好ましくは９個〜１１個、全く特に好ましくは１０個の表面セグメント（３３）を有していることを特徴とする、セット。
22. セットが、ロールボディ（４２）と表面セグメント（３３）との間でのトルク伝達のための少なくとも１つのトルク伝達装置（３４）を有しており、特にセットが、表面セグメント（３３）と同じ個数のトルク伝達装置（３４）を有している、請求項２１記載のセット。
23. １つのロールボディ（４２）と、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の少なくとも１つの表面セグメント（３３）とを有するロール（３２）において、
    表面セグメント（３３）が、ロールボディ（４２）に固定手段（３５）によって解離可能に固定されており、ロール（３２）が、ロールボディ（４２）から表面セグメント（３３）へのトルク伝達のためのトルク伝達装置（３４）を有していることを特徴とする、ロール。
24. ロールボディ（４２）が、ロール溝（３７）を有しており、該ロール溝（３７）内にトルク伝達装置（３４）が解離可能に固定可能である、請求項２３記載のロール。
25. トルク伝達装置（３４）が、バーとして形成されていて、ロール溝（３７）と、表面セグメント（３３）に設けられた表面セグメント溝（３８）とに同時に係合している、請求項２４記載のロール。
26. バーが、横断面で見て、少なくとも部分的に角形部を備えて、好ましくは楔状にまたは方形に形成されている、請求項２５記載のロール。
27. ロールボディ（４２）が、釣合い装置（３６）を有している、請求項２３から２６までのいずれか１項記載のロール。
28. 釣合い装置（３６）が、ロールボディ（４２）に少なくとも部分的に配置された切欠き、特に孔として形成されており、該切欠きが、ロールボディ（４２）の長手方向軸線（２１）に対してほぼ平行に配置されており、切欠き内に少なくとも１つの釣合い錘が挿入可能である、請求項２７記載のロール。

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