Walzenmühlen

Einleitung

Zerkleinerungsprozesse in der Schüttgutindustrie müssen heute aufgrund deutlich gestiegener Anforderungen an die Produkteigenschaften wesentlich höheren Ansprüchen genügen. Enge Kornverteilung, niedriger Feinanteil, minimale Produkterwärmung, einfach zu inertisieren, hohe spezifische Durchsätze bei gleichzeitig niedrigem Energiebedarf, verschleißarm bei höchster Verfügbarkeit – all das sind Anforderungen, denen Walzenmühlen in hohem Maße für Anwendungen in der Chemie, Mineral- und Metallindustrie, der Nahrungsmittelindustrie bis hin zur pharmazeutischen Industrie gerecht werden.

In der Kaffee – und Getreideindustrie sind Walzenmühlen seit Jahrzehnten Standard. Bei der Kaffeebohnenvermahlung z.B. ist eine hohe Ausbeute in einem bestimmten Kornband mit minimalem Feinanteil von höchster Bedeutung. Abhängig von der Anforderung des Endverbrauchers werden die Bohnen auf Walzenmühlen mit geriffelten oder glatten Walzen gemahlen. Der individuell vermahlene Kaffee kann ohne weitere Klassierung direkt der Verpackung zugeführt werden.

Der Verzicht auf eine nachgeschaltete Siebung oder Sichtung oder zumindest der deutlich geringere Aufwand für diesen Verfahrensschritt unterscheidet die Walzenmühle von vielen anderen Mühlentypen, wo ein ungewünschter Feinanteil oft aufwändig und kostenintensiv rezirkuliert oder entsorgt werden muß. Auch die ATEX-Anforderungen (Explosionsschutz) sind an langsamlaufende Walzenmühlen deutlich geringer als an herkömmliche schnelllaufende Mühlentypen.

Walzenmühlen sind in der Lage, sehr harte bis hin zu weichen Produkten sehr homogen und mit minimalem Feinanteil je nach Aufgabenstellung bis auf ca. 100 µm zu zerkleinern. Hauptmerkmal insbesondere im Vergleich zur Prallzerkleinerung ist ein deutlich engeres Kornband.

Aufbau

Schnittzeichnung durch einen Walzenstuhl.

Einsatzgebiete

Kaffeebohnen

Walzenmahlwerke der Fa. Neotec: Kurze Information

Kakao

Walzenmühlen der Fa. Bühler für die Zerkleinerung von Kakaobohnen. Firmenzeitschrift: Diagram Nr. 151, Bericht über die Maschinen bei der Fa. Zotter (Schokoladenmanufaktur).

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Getreide

Um Getreide besser mahlen zu können, wird es vor dem eigentlichen Mahlen mit Wasser bzw. Wasserdampf „benetzt“. Anschließend wird es einige Stunden „abstehen“ gelassen, bis es die optimale Mahlfeuchtigkeit erreicht hat. Die angefeuchtete Schale wird dadurch elastischer und löst sich leichter vom Mehlkörper. Das Vermahlen des Getreides findet in sogenannten Weizenstühlen statt. Nach dem Mahlen im Walzenstuhl entsteht ein Gemisch aus unterschiedlichen Fraktionen (Grieß, Dunst und Mehl). Dieses Gemisch wird im Plansichter in die einzelnen Fraktionen aufgetrennt, und anschließend wieder einem Walzenstuhl zugeführt. Eine solche Verarbeitungsstufe wird als Passage bezeichnet. Es werden mehrere Verarbeitungsstufen durchlaufen. Durch unterschiedliche Gestaltung der Walzenoberflächen (Glatt oder Riffelwalzen) sowie durch Einstellen von Mahlspalt, Voreilung, Geschwindigkeit der angetriebenen Walze und Durchsatz wird der Weizenstuhl der jeweiligen Verarbeitungsaufgabe (Schroten, Auflösen, Ausmahlen) angepasst.

Vierwalzenstuhl der Firma Bühler, Überischtsseite

Mühlenführung: Vogtmühlen, Illertissen:

Malz

Malz für die Bierherstellung wird bei Verwendung eines Läuterbottichs mit Walzenmühlen zerkleinert. zerkleinert und für den ersten Schritt des Sudprozesses, das Maischen, vorbereitet. Dabei sind die wichtigsten Anforderungen : • Zerkleinerung des Korns auf definierte Bruchgröße • konstant niedriger Mehlanteil • optimale Spelzenausmahlung • Möglichkeit der Spelzentrennung • Anpassung an schwankende Malzqualitäten Die häufigsten Mühlen in den Brauereien sind Trockenschrotmühlen. In Ihnen wird das Malz zwischen paarweise angeordneten Walzen trocken zerkleinert. Nach der Anzahl der Walzen unterscheidet man • Zweiwalzenmühlen (nur in sehr kleinen Sudwerken und in Gasthausbrauereien) • Vierwalzenmühlen (in Betrieben mittlerer Größe) • Sechswalzenmühlen Die Sechswalzenmühle ist der beste und häufigste Schrotmühlentyp. Ihre drei Walzenpaare heißen Vorbrechwalzenpaar (2), Spelzenwalzenpaar (3) und Grießwalzenpaar (4). Zwischen den Walzenpaaren ist immer ein Schüttelsiebsatz (5 und 6) mit je zwei Maschengrößen aufgehängt, der die Mahlbestandteile des vorangehenden Walzenpaares in drei Bestandteile sortiert: • Grobe Bestandteile: Spelzen mit anhaftenden Grießen (7) bzw. Spelzen (10) • Mittlere Bestandteile: Grieße (8) • Feine Bestandteile: Feingrieße und Mehl (9). Das Mehl wird unmittelbar in den Schrotrumpf abgeleitet, da es nicht mehr zerkleinert wird. Die Spelzen werden im zweiten Walzenpaar (3) unter möglichster Schonung der Spelzen ausgemahlen. Im dritten Walzenpaar (4) werden die Grieße beliebig zerkleinert. Moderne Sechswalzenschrotmühlen arbeiten zum großen Teil mit wesentlich veränderter Walzenstellung und vergrößerter Siebfläche. Als Beispiel sei hier die Sechswalzenmühle „Maltomat“ (Fa. Bühler, Braunschweig) angeführt (Quelle: Technologie Brauer und Mälzer, W.Kunze, VLB, 9. Auflage, S. 239 - 240

http://www.buhlergroup.com/global/de/downloads/Brochure_Maltomat_2013_de.pdf

Eine ähnliche aufgebaute Walzenmühle liefert die Firma Künzel:

http://www.kunzel.de/cms/media/pdf_deutsch/09_KUENZEL_Schrotmuehlen_D_10_07.pdf

Schneiden von Getreide, Herstellung von Grütze http://www.schulefood.de/schule/files/neu/FHS05%20Trommel-Grue-9d.pdf

Fragen

Was bedeutet „enge Kornverteilung“? (!Die nach der Mahlung vorliegenden Korngrößen sind sehr unterschiedlich) (Die nach der Mahlung vorliegenden Korngrößen weisen nur geringe Unterschiede auf) (!Es gibt viele sehr kleine, mittlere und große Teilchen) (Die Teilchen sind alle annähernd gleich groß)

Welche Einsatzbeispiele für Walzenmühlen werden in dem Text angesprochen? (Getreide) (Malz) (Kaffeebohnen) (!Schokolade) (Kakaobohnen)

Was bedeutet inertisieren ? (!durch Zugabe von Sauerstoff dafür sorgen, dass gute Reaktionsbedingungen entstehen) (Zugaben von Stickstoff oder einem anderen Gas, das reaktionsträge ist.) (!Entzug von Sauerstoff, so dass ein Vakuum entsteht.) (!Entzug von Luft aus der Mühle) (!Abfuhr von Wärme, um die Mühle zu kühlen)

Welche Anforderungen Zerkleinerungsprozesse in der Schüttgutindustrie heute erfüllen? (möglichst geringe Unterschiede in der Korngröße) (!hoher Feinstoffanteil) (!optimale Produkterwärmung)

Welche Einstellmöglichkeiten gibt es bei Walzenmühlen (Walzenstühle) für Getreide um verschiedene Verarbeitungsaufgaben (Schroten, Auflösen, Ausmahlen) durchzuführen? (Der Abstand zwischen den beiden Walzen) (Der Unterschied in der Drehzahl der beiden Walzen) (Geschwindigkeit der Antriebswalze) (!Durchsatzmenge)

Warum ist es bei Getreide notwendig, das Mahlgut in mehreren Stufen über verschiedene Walzenstühle zu fördern? (!Im ersten Durchgang ist das Getreide noch nicht fein genug vermahlen) (Beim Mahlen entsteht ein Gemisch aus verschiedenen Fraktionen) (Im Plansichter wird das Gemisch in verschiedene Fraktionen aufgeteilt) (Die einzelnen Fraktionen werden anschließend weiter zerkleinert.

Was bezeichnet man bei der Getreidezerkleinerung als Passage? (!Das einmalige Durchlaufen eines Walzenstuhls) (!Das mehrmalige Durchlaufen von Walzenstuhl und Plansichter) (Verarbeitungsstufe, die aus dem Durchlaufen eines Walzenstuhles und dem nachgeschaltenen Plansichters besteht) (!Der gesamte Vorgang von der Getreidezuführung bis zum Austrag von Mehl)