GETREIDEMAHLPRODUKTEN

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten, beispielsweise einen Plansichter oder eine Griessputzmaschine.

Maschinen zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten dienen der Trennung von Bestandteilen eines Mahlguts in gröber und feiner gekörnte Bestandteile und je nachdem auch Bestandteile unterschiedlicher Dichten sowie der Entfernung von Fremdkörpern aus dem Mahlgut. Das Auftrennen des Mahlguts in unterschiedlich gekörnte Bestandteile wird auch «Klassieren» oder «Fraktionieren» genannt. Unter den Maschinen zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten sind insbesondere Plansichter und sogenannte Griessputzmaschinen bekannt. Plansichter werden im Allgemeinen in der Müllerei zum Fraktionieren der Getreidemahlprodukte zwischen und nach Durchgängen durch den Walzenstuhl einer Getreidemühle verwendet. Auch für ein sogenanntes Kontrollsichten, d.h. das Durchsieben von an sich verkaufsfertigem Mehl, können sie zum Einsatz kommen. Griessputzmaschinen dienen dem Aufteilen von Griessbestandteilen in einem dem Mahlverfahren nachgelagerten Vorgang oder auch zwischen Mahlvorgängen.

Der Vorgang des Fraktionierens von Getreidemahlprodukten ist nicht zu verwechseln mit dem vorgelagerten Vorgang der Reinigung, welchem Getreidekörner unterworfen werden, um Stroh, Steine, Fremdkörper, Sämlinge oder Sand vom Getreide zu trennen, und für welchen ebenfalls - vergleichsweise grobe - Siebe verwendet werden.

Plansichter weisen Siebabteile auf, die je einen Stapel von als Plansieben fungierenden Sieben aufweisen. Die Siebe sind jeweils auf Primärrahmen, sogenannte «Einlegerahmen» aufgespannt, die ihrerseits in Siebrahmen (hier als «Sekundärrahmen» bezeichnet) eingelegt sind. Die Siebabteile werden durch einen geeigneten Antriebsmechanismus in horizontal schwingende Bewegungen versetzt, insbesondere in Kreisschwingungen in der Siebebene. Im Allgemeinen kommen in Plansichtern auch sogenannte Siebreiniger zum Einsatz, d.h. bewegliche Elemente, welche durch die Bewegungen der Siebabteile angetrieben werden und durch ihre Bewegung relativ zum jeweiligen Sieb dieses von blockierten Siebgutanteilen befreien.

Bei Griessputzmaschinen sind die verwendeten Siebe ebenfalls in mehreren Lagen angeordnet, und sie werden ebenfalls in Schwingungen versetzt. Sie schwingen aber im Gegensatz zu Plansieben, wie sie bei Plansichtern verwendet werden, nicht (nur) in der Siebebene, weshalb sie den Wurfsieben zuzurechnen sind. Ausserdem wird bei Griessputzmaschinen ein Luftstrom erzeugt, welchem das Siebgut während des Siebvorgangs ausgesetzt ist.

Innerhalb einer Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten kommen im Allgemeinen Siebe verschiedener Maschengrössen zum Einsatz, so dass eine Fraktionierung in mehr als zwei Bestandteile möglich ist, die je nachdem für den Verkauf abgepackt werden oder weiteren Bearbeitungsschritten, bspw. einen erneuten Durchlauf durch den Walzenstuhl, unterworfen werden. Als Siebe solcher Plansichter oder Griessputzmaschinen sind Gewebe aus einem Kunststoffgam oder Kunststofffilament, bspw. aus PET oder Polyamid, bekannt. Auch Gewebe aus metallischen Drähten sind erhältlich, speziell für das Vorsieben mit grosse Maschenweiten, da bei diesem Vorgang oft mit einer starken Abrasion zu rechnen ist. Da die Siebe als Gewebe ausgebildet sind, sind die entsprechenden Maschen quadratisch. Die Maschenweite ist dabei definiert als der Abstand zwischen benachbarten Fäden bzw. Drähten.

Ein Sieb wird jeweils für die Befestigung auf den dafür vorgesehenen Einlegerahmen aus Holz, Kunststoff oder Metall aufgelegt, vorgespannt und im gespannten Zustand aufgeklebt, beispielsweise mittels Cyanacrylat. Die Verwendung solcher Kleber, die mit den zu bearbeitenden Lebensmitteln in Kontakt kommen können, wird zunehmend als nachteilig empfunden.

Aus der Erdölindustrie sind sogenannte «shale shakers» bekannt, bei welchem aus Bohrschlamm, wie er bei der Gewinnung von Schieferöl anfällt, feste Rückstände entfernt werden können. WO 2017/019580 schlägt vor, als Sieb eine metallische Lochplatte zu verwenden, wobei in der Schrift alle gängigen Methoden aufgezählt werden, mit denen metallische Lochplatten erstellt werden können, darunter Laserbohren, chemischem Ätzen, Funkenerosion, Wasserstrahlschneiden, Stanzen, und weitere, und wobei behauptet wird, für die Grösse der Löcher käme ein extrem breiter Bereich zwischen 1 pm und 5000 pm in Frage. Für die Verarbeitung von Getreidemahlprodukten eignet sich ein solcher «shale shaker» in keinerlei Hinsicht.

DE3041270 und FR9851710 lehren je ein Sieb für eine Hammermühle bzw. generell für Getreideprodukte. Die Siebe sind als Bleche mit länglichen Siebschlitzen ausgebildet. Aufgrund der Ausgestaltung der Siebschlitze in ihrer länglichen Form wären diese Siebe nicht für Maschinen geeignet, in welchen eine Mehrzahl von Sieben Siebabteile bilden, die bspw. übereinander angeordnet sind, wobei die Siebabteile in Schwingungen versetzt werden. Im Allgemeinen sind die Siebabteile in Maschinen der hier beschriebenen Art kreisenden Bewegungen unterworfen, weshalb im Allgemeinen Sieblöcher mit im Wesentlichen gleich grosser Länge wie Breite verwendet werden sollten.

US2166367 betrifft ein Verfahren zum Herstellen metallischer ‘ Screens ’, d.h. Rasterstrukturen, wie sie bei Sieben, aber auch bei Druckverfahren verwendet werden. Das Verfahren soll gemäss US2166367deutlich regelmässigere Löcher erstellen als das blosse Ätzen von Löchern in ein Metallblech. Das Verfahren ist mehrstufig und beinhaltet das galvanische Abscheiden von Material auf einer eigens hergestellten Matrix mit Erhöhungen. Das Verfahren ist relativ kompliziert und aufwändig. Nur schon aus diesem Grund würden sich gemäss US2166367 hergestellte Rasterstrukturen nicht als Siebe für die industrielle Anwendung in Maschinen wie Plansichtern oder Griessputzmaschinen eignen.

Vielmehr haben sich bis heute ausschliesslich gewobene Siebe für Anwendungen in Plansichtern oder Griessputzmaschinen durchgesetzt.

Im Müllereiwesen besteht ein ständiges Bedürfnis, die Effizienz des Fraktionier- Prozesses zu erhöhen. Der Durchsatz pro Siebfläche ist für eine bestimmte Maschengrösse von der Anzahl Maschen pro Siebfläche abhängig. Diese Anzahl kann zwar dadurch optimiert werden, dass durch Verwendung dünnerer Fäden oder Drähte das Verhältnis zwischen offener Siebfläche und Gesamtsiebfläche, oder präziser definiert, zwischen offener Siebfläche und Nettosiebfläche (Fläche des Siebes abzüglich Rahmen und eventuelle Stäbe, d.h. Fläche, über die das Sieb frei hängt) noch vergrössert wird. Der Optimierung auf diese Weise sind aber dadurch Grenzen gesetzt, dass die Stabilität gewährleistet sein muss, was faktisch für jedes verwendete Material eine Untergrenze für den zulässigen Faden- bzw. Drahtdurchmesser setzt. Auch andere Optimierungsmöglichkeiten, bspw. die Verwendung von optimierten Siebreinigern, führen nur noch im beschränkten Mass zu weiteren Effizienzverbesserungen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten sowie ein Siebelement für eine solche Maschine zur Verfügung zu stellen, welche Nachteile des Standes der Technik überwinden und welche den Siebprozess von in Getreidemühlen anfallendem Mahlgut effizienter machen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, Maschinen zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten so weiterzuentwickeln, dass sie zusätzliche Funktionen aufweist und/oder für neue Anwendungen geeignet ist.

Maschinen der hier beschriebenen Art weisen mindestens ein Siebabteil - oft mehrere bspw. nebeneinander angeordnete Siebabteile - mit je einer Anordnung von mehreren Siebelementen mit Sieben auf. Im Allgemeinen weisen die Siebabteile Stapel der Siebelemente auf. Die Maschine ist eingerichtet, die Siebelemente in Schwingungen zu versetzen, beispielsweise in Form kreisender Bewegungen, die durch die Rotation einer Unwucht ausgelöst werden; auch zwangsgeführte Bewegungen sind denkbar. Im Kontext des vorliegenden Texts sind Kreisbewegungen unabhängig von der Art ihrer Anregung mitgemeint, wenn von «Schwingungen» die Rede ist. Im Allgemeinen werden die Siebabteile als Ganze in die Schwingungen versetzt, d.h. die Stapel von Siebelementen machen gemeinsame, insbesondere kreisende Bewegungen.

Gemäss der Erfindung ist das Sieb als (mindestens) ein Flachkörper, beispielsweise aus Metall, ausgebildet. Dabei sind die Sieblöcher als Durchgangslöcher vorhanden. Auch nicht-metallische Werkstoffe sind denkbar, insbesondere Werkstoffe mit ausreichender Dimensionsstabilität, welche für ein Ätzverfahren und/oder ein additives Fertigungsverfahren geeignet sind - beispielsweise keramische Werkstoffe, die beispielsweise für das 3D-Siebdruckverfahren geeignet sind, oder harte thermoplastische oder aushärtbare (duroplastische) Kunststoffe.

Ein «Flachkörper» ist eine Folie oder Platte (englisch: sheet), d.h. ein sich in zwei Dimensionen erstreckendes zusammenhängendes Objekt mit einer insbesondere konstanten Dicke (Ausdehnung in der dritten Dimension), welche um mindestens eine Grössenordnung kleiner ist als die Ausdehnungen in die beiden anderen Dimensionen (Länge und Breite). Je nach Dicke wird ein solcher Flachkörper eher als Folie oder als Platte wahrgenommen. Ein Flachkörper kann insbesondere ein Blech im weiteren Sinne des Begriffs sein; in spezifischen Ausführungsformen ist der Flachkörper im hier vorliegenden Kontext ein Blech auch im engeren Sinne des Begriffs, das heisst ein durch Walzen hergestelltes Metallerzeugnis.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Ausgestaltung als Flachkörper mit Durchgangslöchern - anstatt wie vom Stand der Technik her bekannt als Gewebe von Fäden oder Drähten - die Effektivität markant steigert. Die Zeit, die benötigt wird, um eine bestimmte Menge des Siebgutes (Mehl, Dunst, Griess, Schrot etc.) durch eine bestimmte Siebfläche zu bringen, wenn alle anderen relevanten Parameter (mechanische Anregung, Grösse der Sieblöcher, Anzahl der Sieblöcher) gleich sind, kann deutlich verringert werden.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn zwischen der oberseitigen und bspw. auch der unterseitigen Oberfläche des Siebs einerseits und den Wänden der Durchgangslöcher andererseits eine definierte, um das jeweilige Durchgangsloch umlaufende Kante gebildet wird, wobei der Winkel ungefähr 90° betragen kann. Eine solche ausgeprägte Kante liegt vor, wenn die oberseitigen Oberfläche ohne kontinuierliche Krümmung in die Wand des Durchgangslochs übergeht, bzw. wenn der durchschnittliche Krümmungsradius eines bei mikroskopischer Betrachtung doch noch festzustellenden Übergangsbereichs sehr viel kleiner als die halbe Dicke des Flachkörpers ist, bspw. kleiner als ein Fünftel, ein Achtel oder ein Zehntel der Dicke des Flachkörpers.

Wie an sich von Sieben gemäss dem Stand der Technik bekannt, sind die Durchgangslöcher verschieden von schlitzartigen Löchern, indem sie im Wesentlichen in der Siebebene gleich breit wie lang sind. Sie sind insbesondere rund oder haben näherungsweise die Form eines regelmässigen Polygons. Das durchschnittliche Verhältnis zwischen der längsten Ausdehnung der Durchgangslöser in der Siebebene und der kleinsten Ausdehnung in der Siebebene kann entsprechend vergleichsweise klein sein, bspw. nicht mehr als 1.5, insbesondere nicht mehr als 1.3, 1.2 oder 1.1 betragen. Durchgangslöcher mit dieser Eigenschaft eignen sich für Maschinen, bei welchen die Siebelemente in der Ebene gleichmässigen, bspw. kreisenden Bewegungen unterworfen werden. Ausserdem ermöglichen sie eine gute Diskrimination von Siebgutteilchen auch wenn diese nicht kugelförmig sind, was bei Getreidemahlprodukten zwangsläufig der Fall sein wird.

In einer ersten Gruppe von Ausführungsformen ist das Sieb ausgehend von einem Metallblech oder einer Folie/Platte aus einem anderen Material durch ein abtragendes Verfahren erstellt worden. Unter den abtragenden Verfahren eignen sich insbesondere die parallelen Verfahren, in denen der Abtragungsvorgang für alle Durchgangslöcher - oder für eine grosse Gruppe von Durchgangslöchern, bspw. ganze zusammenhängende Bereiche des Siebs - gleichzeitig durchgeführt wird. Ein solches Verfahren ist namentlich das Ätzen. Das Siebelement kann also ein geätztes Metallsieb aufweisen. Ätzen erzeugt Durchgangslöcher mit Wänden, die ungefähr senkrecht auf die Siebfläche stehen.

In einer zweiten Gruppe von Ausführungsformen ist das Sieb durch ein additives Fertigungsverfahren gefertigt, also ein Fertigungsverfahren, in welchem das Material des Siebs Schicht für Schicht aufgetragen wird, um das Sieb zu erzeugen

Auch unter den additiven Fertigungsverfahren eignen sich im Wesentlichen parallele Verfahren besonders gut. Bei diesen im Wesentlichen parallelen Verfahren erfolgt mindestens der Vorgang des Aushärtens schichtweise über die ganze Fläche des Siebs oder über mindestens eine Teilfläche parallel. Dies steht im Gegensatz zu Verfahren, in welchen ein Laserstrahl lokal selektiv aushärtet und daher die ganze Siebfläche abfahren muss. Im wesentlichen parallele Verfahren können insbesondere Verfahren aus der Kategorie der Extrusionsverfahren im weiteren Sinn sein, bei welchen eine 2D-Form verwendet wird, durch welche das auszuhärtende Material gedrückt wird.

Ein solches im Wesentlichen paralleles Verfahren ist das 3D-Siebdruckverfahren. Bei diesem wird eine Suspension mit Partikeln des Materials, aus welchem der herzustellende Gegenstand bestehen soll, hier also das Sieb, lageweise, mittels eines Rakels, durch ein mit einer Schablone versehenes Gitter, das sogenannte Siebdrucksieb (nicht zu verwechseln mit dem herzustellenden Sieb der Maschine) gedrückt. Die Schablone dient also als Druckform im Sinne eines Extrusionsverfahrens und definiert (in zwei Dimensionen) die Form des herzustellenden Körpers. Jede Lage wird ausgehärtet, bevor die nächste Lage aufgetragen wird. Nachdem alle Lagen aufgetragen sind, kann noch ein Sintern stattfinden, zur Verdichtung. Bei einer Anwendung auf die Herstellung des Siebs wird also ein Siebdrucksieb mit einer Schablone, die ein Negativ des herzustellenden Siebs darstellt, erstellt und anschliessend für das additive Fertigungsverfahren verwendet. Auch die Herstellung eines Siebs mit einem solchen additiven Verfahren erzeugt Durchgangslöcher mit Wänden, die ungefähr senkrecht auf die Siebfläche stehen, und mit ausgeprägten, gut definierten Kanten zwischen der Siebfläche und den Wänden.

Siebe der erfindungsgemässen Art - dies gilt für beide Gruppen von Ausführungsformen - haben daher Stege zwischen den Sieblöchern, die in Querschnitt rechteckig (d.h. im Wesentlichen rechteckig, wie nachstehend noch eingehender beschrieben) sind, im Gegensatz zu runden Querschnitten der Fäden bzw. Drähte der gewobenen Siebe. Ausserdem bildet das Sieb eine ebene Struktur, im Gegensatz zu gewobenen Sieben, bei denen die Fäden bzw. Drähte an Kreuzungspunkten übereinander liegen.

Diese geometrischen Unterschiede können einen Ansatz darstellen, die höhere Effizienz des erfindungsgemässen Vorgehens im Vergleich zum Stand der Technik zu erklären. Insbesondere kann es sein, dass die Kanten, die sich bei einem erfindungsgemässen Sieb oberseitig der Stege ergeben, einen wichtigen Einfluss haben. Sie können erstens dazu führen, dass ein zufälligen Bewegungen unterworfenes Teilchen mit weniger grosser Wahrscheinlichkeit auf eine Fläche stösst, an welcher es hängen bleibt und mit grösserer Wahrscheinlichkeit an ein Kante des geätzten Siebes stösst. Zweitens können sie dazu führen, dass die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass sich temporär stabile Strukturen aus dem Siebgut ergeben, die sich über das Siebloch hinweg erstrecken.

Die Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung hängen jedoch nicht von einer bestimmen Erklärung des beobachteten vorteilhaften Effekts ab. Eine weitere Eigenschaft von geätzten oder durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellten Sieben ist auch, dass sie frei von über die Siebebene vorstehenden Strukturen sind. Das unterscheidet sie bspw. von gestanzten Strukturen, wie man sie von groben Lochblechen her kennt, die jeweils auf der einen Seite einen scharfen Grat aufweisen, während sie sich von der anderen Seite her konisch verjüngen. Es zeigt sich, dass die Abwesenheit solcher Strukturen die Effizienz der geätzten Siebe positiv beeinflusst.

Ein weiterer Vorteil ist, dass das Sieb als Flachkörper mit Durchgangslöchern im Vergleich zum Stand der Technik einfacher reinigbar ist, insbesondere mittels Ultraschall.

Die Durchgangslöcher können in einer hexagonalen Struktur, also von Reihe zu Reihe zueinander versetzt, angeordnet sein. Damit wird ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Vorgehens genutzt: die Anordnung der Sieblöcher kann frei gewählt werden: man ist nicht an eine rechtwinklige Anordnung gebunden. Die hexagonale Struktur hat den Vorteil, dass bei gegebener minimaler Stegbreite eine möglichst hohe Anzahl von Sieblöchern pro Siebfläche angeordnet werden kann. Dadurch kann der Effizienzgewinn noch einmal vergrössert werden.

Ähnliches gilt auch für die Form der Sieblöcher: Innerhalb von Grenzen, die durch das Ätzverfahren bzw. das additive Fertigungsverfahren definiert werden, kann auch die Form frei bestimmt werden. Daher gilt: nicht nur die Anordnung, sondern auch die Form der Sieblöcher kann näherungsweise hexagonal sein. Damit kann für eine gegebene minimale Stegbreite das Verhältnis zwischen offener Siebfläche und Nettosiebfläche maximiert werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Durchgangslöcher von sehr feinen Sieben der Maschine, bspw. bis zu einer Maschenweite von ca. 0.3 mm, näherungsweise rund sind, während grössere Durchgangslöcher hexagonal sind.

Die Verwendung geätzter oder durch ein additives Herstellungsverfahren hergestellter Siebe, d.h. von Sieben mit durch Ätzen hergestellten Durchgangslöchern ist besonders vorteilhaft bei Maschengrössen zwischen 0.08 mm und ca. 1 mm. Dementsprechend weist eine erfindungsgemässe Maschine beispielsweise mindestens ein Sieb mit Durchgangslöchern einer Maschenweite zwischen 0.08 mm und 1 mm auf. Sie kann insbesondere mindestens ein Sieb mit einer Maschenweite von mehr als 0.3 mm und mit hexagonalen Durchgangslöchern aufweisen.

Bei nicht-quadratischen Durchgangslöchem ist im vorliegenden Text die Maschenweite definiert als die Quadratwurzel der Fläche der Durchganglöcher im Horizontal schnitt.

Die Breite der Stege zwischen den Durchgangslöchern kann knapp der Dicke des Flachkörpers entsprechen. Bei Stegen mit nicht-konstanter Breite gilt das für die Breite and der engsten Stelle. «Ungefähr der Flachkörperdicke entsprechend» bedeutet hier, dass die Stegbreite nicht weniger 40% oder nicht weniger als 50% der Flachkörperdicke und nicht mehr als 160% oder nicht mehr als 130% der Flachkörperdicke entspricht, und insbesondere zwischen 60% und 100% der Flachkörperdichte liegen kann.

Die Herstellung des Siebs geschieht in der ersten Gruppe von Ausführungsformen wie bereits erwähnt durch Ätzen (industrielle Ätzprozesse werden manchmal auch mit dem englischsprachigen Begriff «chemical milling» bezeichnet; im vorliegenden Text werden mit «Ätzen» generell materialabtragende Verfahren unter Verwendung von das Material angreifenden Stoffen bezeichnet). Ätzen hat den Vorteil, dass der Prozess parallel ist, im Unterschied beispielsweise zum Lasern, was insbesondere bei feinmaschigen Sieben entscheidend für die Effizienz der Herstellung sein kann. Die Sieblöcher (Durchgangslöcher) können insbesondere von beiden Seiten her, d.h. von oben und von unten geätzt sein.

In Ausführungsformen der ersten Gruppe sind die Siebe so ausgestaltet, dass die Ätzung von oben und unten asymmetrisch ist, wobei von unten her mehr Material abgetragen wurde und sich entsprechend die engste Stelle der Durchgangslöcher oberhalb einer Mittelebene des Flachkörpers befinden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit minimiert, dass sich ein Teilchen des Siebguts in einem Durchgangsloch verkantet.

In Ausführungsformen der zweiten Gruppe, mit Sieb, das in einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt wurde, sind die Schichten, aus denen das Sieb aufgebaut ist, insbesondere parallel zu den beiden grossen Oberflächen (‘Ober- und Unterseite’) des Flachkörpers. Auch in Ausführungsformen der zweiten Gruppe ist das Sieb insbesondere metallisch. In Ausführungsformen der zweiten Gruppe gibt es nicht notwendigerweise eine definierte engste Stelle zwischen den durch die grossen Oberflächen definierten Ebenen des Siebs.

Wenn der Flachkörper, aus welchem das Sieb gefertigt ist, metallisch ist, besteht auch die Option, dass es aus einem magnetischen (d.h. magnetisierbaren, also ferromagnetischen oder ferrimagneti sehen) Material gefertigt ist, bspw. einem magnetischen Stahl. Ferromagnetische rostfreie Stähle (insbesondere Martensitische oder ferritische Stähle oder Stähle mit entsprechenden Anteilen) sind sowohl als Hartmagnete als auch als Stähle mit weichmagnetischen Eigenschaften bekannt. Die Verwendung eines magnetisierbaren Materials hat folgenden Vorteil: Bei Siebbrüchen, welche im Verlauf der Zeit vorkommen können, besteht die Möglichkeit, ein magnetisches Siebfragment aus dem Siebgut zu entfernen werden, indem man den Bereich mit dem Fragment einem Magnetfeld aussetzt.

Die Verwendung von Metallen oder gewissen Kunststoffen als Material des Flachkörpers hat einen weiteren möglichen Vorteil: das Sieb kann mittels Verseh weissens an einem Primärrahmen befestigt sein. Daher erübrigt sich die Verwendung eines Klebers. Eine Voraussetzung für die Verschweissbarkeit ist die Gestaltung des Siebs als Flachkörper mit den Durchgangslöchern. Nur aufgrund dieser Ausgestaltung können Kräfte, die auf die Stege zwischen den Durchgangslöchem wirken, ausreichend gut auf die ganze Peripherie des Siebs und von dort auf den Primärrahmen abgeleitet werden. Ein Anschweissen von Drähten, die ein Drahtgewebesieb wie aus dem Stand der Technik gekannt bilden, wäre zwar theoretisch ebenfalls möglich; es wäre jedoch aufwändig und unpraktisch.

Nebst einem Primärrahmen, mit welchem das Sieb unmittelbar verbunden ist, und welcher daher auch als Teil des Siebs aufgefasst werden kann, kann das Siebelement einen Sekundärrahmen aufweisen, auf welchen der Primärrahmen aufgelegt ist oder der den Primärrahmen auf andere Weise hält und/oder aufnimmt. Die Sekundärrahmen eines Siebabteils können aufeinandergestapelt sein, und/oder sie können von einem Siebabteil-Gehäuse gehalten sein und als Module eines solchen dienen. Ein zum Primärrahmen zusätzlicher Sekundärrahmen ist jedoch keine Notwendigkeit. Es ist auch möglich, dass die Primärrahmen direkt am Siebabteil-Gehäuse angebracht und/oder aufeinander gestapelt werden und so als Siebrahmen dienen. Dann bestehen die Siebelemente lediglich aus den Primärrahmen mit den daran befestigten Sieben. Nebst einer Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten, beispielsweise Plansichter oder Griessputzmaschine, sind auch ein Sieb zur Verwendung in einer solchen Maschine sowie diese Verwendung an sich sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Siebs für eine solche Maschine Gegenstände der vorliegenden Erfindung. Siebe für Maschinen zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten haben in vielen Ausführungsformen eine verhältnismässig grosse Fläche von mehr als 100 cm ² , oft mindestens 0.35 m ² .

Ein Sieb gemäss dem erfindungsgemässen Ansatz kann einstückig sein, d.h. aus einem einzigen Flachkörper gefertigt sein. Es ist aber auch möglich, dass mehr als ein Flachkörper verwendet wird, wobei bspw. zwei oder mehr Flachkörper als Streifen oder Stücke nebeneinander gelegt und am Primärrahmen befestigt werden.

Der Primärrahmen, an welchem das Sieb unmittelbar befestigt ist, kann nebst einem äusseren Rahmenteil, welcher die Siebfläche umspannt, auch vom Sieb überspannte Stäbe aufweisen. In diesem Fall ist das Sieb beispielswiese nicht nur am äusseren Rahmenteil, sondern auch an den Stäben befestigt.

Das Herstellungsverfahren umfasst bei Sieben der ersten Gruppe von Ausführungsformen das Zur-Verfügung-Stdellens des Flachkörpers und das Erzeugen der Durchgangslöcher in einem materialabtragenden Verfahren, bspw. Ätzen, bspw. von beiden Flachseiten her.

Bei Sieben der zweiten Gruppe von Ausführungsformen werden diese Schritte ersetzt durch das additive Fertigungsverfahren. Dieses umfasst das zur-Verfügung-stellen einer Suspension mit in einem Lösungsmittel suspendierten, insbesondere metallischen (oder aus einem anderen geeigneten, bspw. verschweissbaren, Material bestehenden) Partikeln und unter Umständen weiteren Bestandteilen, wie Bindern oder anderen Additiven. In einem weiteren Schritt umfasst das Verfahren das Aufträgen der Suspension in Schichten, wobei jede Schicht die Form aufweist, welche der Form des zu erzeugenden Flachkörpers mit den Durchganslöchem entspricht (Horizontal schnitt). Das kann unter Verwendung einer Schablone geschehen (bei 3D- Siebdruck) oder bei einem nicht-parallelen Verfahren auch durch selektives Aushärten durch einen Laserstrahl. Im ersteren Fall wird insbesondere jede Schicht nach dem Aufträgen mindestens teilweise ausgehärtet, bevor die nächste Schicht aufgetragen wird. Diese Aushärtung kann als aktiv induzierter Schritt, bspw. Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung (Infrarot oder eventuell sichtbar und/oder UV) oder durch Anströmen mit heisser Luft mit einem Heissluftgebläse, und/oder eine andere Art der Energiezufuhr, geschehen. Alternativ ist im Prinzip auch denkbar, dass der Schrift passiv ausgeführt wird, indem das Material von selbst aushärtet, wofür genügend Zeit zur Verfügung gestellt wird.

Verfahren gemäss der ersten Gruppe und Verfahren gemäss der zweiten Gruppe haben die Gemeinsamkeit, dass eine sehr ebene Oberfläche mit ausgeprägten Kanten zwischen der Oberfläche (d.h. der Oberseite und auch der Unterseite) einerseits und den Wänden der Durchgangslöcher entstehen, und zwar trotz der anwendungsbedingt sehr kleinen Grösse der Durchgangslöcher. Bei Verfahren gemäss der ersten Gruppe ergeben sich die prägnanten Kanten aufgrund der Eigenschaften des verwendeten abtragenden Ätzprozesses. Bei Verfahren gemäss der zweiten Gruppe ergeben sie sich dadurch, dass die nacheinander aufgetragenen Schichten im Vergleich zur Dicke des ganzen Siebs immer verhältnismässig dünn sein werden, und weil aufgrund der Eigenheiten der Verfahren jede Schicht die genau gleichen Abmessungen aufweisen kann.

Diese Eigenschaft der scharfen Kanten unterscheidet die gemäss den hier beschriebenen Vorgehensweisen hergestellten Siebe erstens von geflochtenen Sieben, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Zweitens unterscheidet sie sich auch von Sieben wie aus US 2 166 367 bekannt, bei denen die Siebe in einer Giesstechnik geformt sind und sich bei Kanten Abrundungen ergeben, aufgrund der Oberflächenspannung der noch fliessfähigen Masse während des Abgiessprozesses und auch aufgrund des Entformungsprozesses - zusätzlich zu den Abrundungen, die schon die verwendete Giessform aufweist.

Ausserdem kann - das gilt für beide Gruppen von Ausführungsformen - das Verfahren das Befestigen des Flachkörpers an einem Primärrahmen umfassen, bspw. durch Schweissen, insbesondere Laserschweissen oder Punktschweissen. Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Vorgehens, dass der Flachkörper dabei nicht besonders fest gespannt sein muss - es kann ausreichen, dass er korrekt dimensioniert auf den Primärrahmen aufgelegt und dann daran befestigt wird. Dadurch kann sowohl auf das unvorteilhafte Kleben als auch auf die Verwendung einer Spannvorrichtung verzichtet werden.

Ein Sieb gemäss der zweiten Gruppe von Ausführungsformen kann optional eingerichtet sein, eine automatische Detektion von Siebbrüchen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck weist das Sieb nebst elektrisch isolierendem Material eine Leiterbahn auf, die insbesondere im elektrisch isolierenden Material eingebettet ist. An mindestens zwei Stellen - insbesondere an den beiden Enden der Leiterbahn - bildet die Leiterbahn je eine Elektrode aus. Die Maschine ist dann eingerichtet, mittels eines geeigneten Sensors festzustellen, ob ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Elektroden besteht. Ist das nicht der Fall, ist die Leiterbahn unterbrochen, was Anzeichen eines Bruchs des Siebs ist. Die Maschine kann den Siebbruch dem Benutzer anzeigen und so ermöglichen, dass das Sieb frühzeitig ausgewechselt wird, ohne dass ein Schaden durch den Durchtritt ungesiebten Siebguts durch eine Siebfläche oder durch Siebbruchstücke im Siebgut entsteht. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines Siebs der in diesem Text beschriebenen Art, welches als Flachkörper mit Durchgangslöchern ausgebildet ist, als Sieb einer Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten - insbesondere einer Maschine der beschriebenen Art, in welcher die Siebe Siebabteile (offen oder geschlossen) bilden, die in Schwingbewegungen versetzt werden.

Noch weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine neuartige Anwendung eine Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten mit Sieben, die in Bewegungen, bspw. kreisende Bewegungen, versetzt werden, um das mindestens teilweise Durchtreten von zu fraktionierendem Siebgut zu fördern, wobei mindestens eines der Siebe als ein Flachkörper mit Durchgangslöchern ausgebildet ist.

Diese neuartige Anwendung ist das Fraktionieren von Treber. Als ‘Treber’ wird hier das Nebenprodukt bezeichnet, welches bei der Bierherstellung oder analogen Verfahren als Rückstand nach dem Herauslösen der Malzinhaltsstoffe zurückbleibt. Treber ist ein Getreidemahlprodukt, weil das Getreide - beispielsweise Gerste - nach dem Mälzen und Darren und vor dem Maischen geschrotet, also einem (vergleichsweise groben) Mahlprozess unterworfen wird.

Treber enthält üblicherweise - und im Allgemeinen durchaus beabsichtigt - nebst unlöslichen Eiweissanteilen und weiteren Inhaltsstoffen auch die Spelzen des verwendeten Getreides. Aufgrund dieser Spelzen ist der Treber ungeeignet für ein anschliessendes Fraktionieren, da die Spelzen die Siebe von Plansichtern und ähnlichen Maschinen sehr schnell verstopfen. Nicht zuletzt aus diesem Grund wird Treber hauptsächlich als Tierfutter verwendet. Aufgrund seines Eiweissreichtums wäre der Treber jedoch an sich auch für die Herstellung hochwertiger menschlicher Nahrungsmittel geeignet, beispielweise für Fleischersatzprodukte. Ein effizienter Ansatz zum Heraussieben von Spelzen und anderen groben Bestandteilen aus dem Treber wäre also wünschenswert.

Es hat sich in Tests gezeigt, dass im Unterschied zu gattungsgemässen Maschinen (Plansichtern oder auch Wurfsichtem und anderen Sichtern mit konventionellen, gewobenen Sieben) bei Maschinen mit erfindungsgemäss als Flachkörpern mit Durchgangslöchern, namentlich mit ausgeprägten Kanten zwischen den Oberflächen und den Wänden der Durchgangslöcher, ausgebildeten Sieben kein Verstopfen zu beobachten ist, wenn Treber gesiebt wird. Vielmehr hat sich - durchaus überraschend - gezeigt, dass Maschinen dieser Art mit den Flachsieben ohne Weiteres zum Fraktionieren von Treber geeignet sind. Damit wird ein Problem gelöst, welches der Stand der Technik nicht zu lösen vermochte.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder analoge Elemente. Die Zeichnungen zeigen teilweise einander entsprechende Elemente in von Figur zu Figur unterschiedlichen Grössen. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Ansicht eines Plansichters;

Fig. 2: einen Siebstapel;

Fig. 3 : eine Explosionsdarstellung eines Siebelements mit Sieb, Primärrahmen und Sekundärrahmen;

Fig. 4: einen Primärrahmen mit Sieb;

Fig. 5: schematisch einen Ausschnitt aus einem Sieb mit hexagonaler Struktur;

Fig. 6 ebenfalls schematisch einen Ausschnitt aus einem Sieb mit einer Quadratgitter- Anordnung ; Fig 7: einen Querschnitt durch das Sieb gemäss Fig. 5;

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Sieb nach dem Stand der Technik;

Fig. 9 schematisch eine alternative Querschnittform;

Fig. 10 einen Querschnitt durch ein Sieb, das mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt wurde;

Fig. 11 eine Messung der Trenngradkurve für ein als Flachkörper mit geätzten Durchgangslöcher ausgebildetes Sieb, im Vergleich mit einem Sieb gemäss dem Stand der Technik;

Fig. 12 einen horizontalen Schnitt durch ein Sieb mit automatischer Siebbrucherkennung; und

Fig. 13 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch das Sieb gemäss Fig. 12.

Figur 1 zeigt als Beispiel für eine Maschine zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten einen Plansichter 1 wie er in Getreidemühlen zum Einsatz kommt. Der Plansichter umfasst eine Mehrzahl von Siebabteilen 3, die über eine gemeinsame Aufhängevorrichtung 4 so in einem Raum montiert sind, dass gemeinsame horizontale schwingende Bewegungen möglich sind. Ein Antrieb (in Fig. 1 nicht sichtbar) ist eingerichtet, das Ensemble der Siebabteile in bspw. horizontal kreisende Schwingungen zu versetzen. Ausserdem weist der Plansichter flexible Zuführleitungen 6 als Siebgut-Einlauf sowie ebenfalls flexible Auslaufleitungen 7 als Siebgut-Auslauf auf.

Jedes Siebabteil 3 weist einen Stapel von in Figur 2 schematisch dargestellten Siebelementen 11 mit je einem Sieb auf, wobei die Siebe unterschiedliche Maschenweiten haben können. Ausserdem ist eine in Bezug auf die Siebe bspw. seitliche Siebgutführung vorhanden, durch welche bei jedem Sieb nicht durchgesiebte Siebgutanteile (die bspw. seitlich abgeführt und bspw. zu einer anderen, weiter unter liegenden Siebelement geführt werden) und eventuell auch durchgesiebte Siebgutanteile weitertransportiert werden. Insgesamt sind die Siebabteile so ausgebildet, dass eine Selektion des zugeführten Siebguts in gesiebte Siebgutanteile unterschiedlicher Körnungen erfolgt, so dass - je nach zugeführtem Siebgut - die in die verschiedenen Siebgut-Abführleitungen 7 geführten Siebgutanteile verschiedene Eigenschaften aufweisen.

Dieses an sich bekannte Prinzip wird gemäss der vorliegenden Erfindung so umgesetzt, dass mindestens einige der verwendeten Siebe als bspw. metallische Flachkörper mit Durchgangslöchern vorhanden sind, bspw. als geätzte oder additiv hergestellte Siebe.

Bei Griessputzmaschinen sind wie bei Plansichtern ebenfalls mehrere Siebelemente vorhanden, die übereinander angeordnet sein können. Bei Griessputzmaschinen spricht man im Allgemeinen nicht von «Siebstapeln» - die Anzahl von übereinander angeordneten Sieben ist oft auch geringer als bei Plansichtern - sondern von Sieblagen. Im Gegensatz zu Plansichtern ist die Schwingbewegung, welcher die Siebe unterworfen werden, eine andere, weshalb die Siebe als Wurfsiebe wirken. Die nachstehenden Ausführungen zur Beschaffenheit der Siebelemente und Siebe betreffen generell Maschinen zum Fraktionieren von Getreidemahlprodukten, darunter sowohl Plansichter als auch Griessputzmaschinen.

Figur 3 zeigt schematisch eine Explosionsdarstellung eines Siebelements 11. Ein Siebrahmen 21 (Sekundärrahmen) wirkt als tragende Struktur. Er kann ausserdem eine in Figur 3 nicht dargestellte Struktur zum Führen von sogenannten Siebreinigern aufweisen, die in den Zeichnungen ebenfalls nicht dargestellt sind, und die optional vorhanden sein können um bspw. von unten auf das Sieb zu klopfen. Das eigentliche Sieb 23 ist an einem Primärrahmen 25 befestigt, der in den Siebrahmen 21 gelegt werden kann und von diesem geführt wird.

Der Primärrahmen 25 weist einen äusseren Rahmenteil 26 auf, der ein Rechteck bildet, sowie vom Sieb 23 überspannte Stäbe 27. Die Rahmenelemente des äusseren Rahmenteils 26 sowie die vom Sieb überspannten Stäbe 27 können je rechteckige oder auch andere Querschnitte aufweisen.

In Figur 4 ist der Primärrahmen 25 mit dem daran befestigten Sieb 23 gezeichnet. Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Befestigung optional durch eine Schweissverbindung, bspw. eine Punktschweissverbindung geschehen kann. In Fig. 4 sind schematisch entsprechende Schweisspunkte 31 dargestellt.

In Ausführungsformen ist das Sieb nicht nur an den äusseren Rahmenteil 26, sondern auch an die vom Sieb 23 überspannten Stäbe 27 geschweisst, beispielsweise ebenfalls durch eine Punkt- oder Laserschweissverbindung.

Metallbleche haben in ihrer Ebene eine gewisse, moderate Elastizität. Diese Eigenschaft ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft: Das Sieb kann am Einlegerahmen 25 befestigt werden, ohne dass eigens dafür vorgesehene Mittel zum Anlegen einer Spannkraft entlang der Ebene verwendet werden müssten, wie man das von gewobenen Sieben kennt. Vielmehr muss der Flachkörper mit den Durchgangslöchern lediglich auf den Rahmen aufgelegt und dann mit diesem verbunden werden, bspw. durch die erwähnte Punktschweissverbindung oder durch Laserschweissen. Auch die Verwendung eines Klebers erübrigt sich, was als vorteilhaft anzusehen ist für ein Bauteil, das in direkten Kontakt mit Lebensmitteln kommt.

Figur 5 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem Sieb 23. Die Durchgangslöcher 42 sind in einer hexagonalen Anordnung vorhanden. Ausserdem ist auch die Form der Durchgangslöcher 42 näherungsweise hexagonal. Abhängig von der Grösse der Durchgangslöcher 42 lässt sich eine solche hexagonale Form herstellungsbedingt besser (bei grösseren Durchgangslöchern, d.h. wenn das Sieb vergleichsweise grobmaschig ist) oder weniger gut annähern, bspw. wenn das Sieb durch Ätzen hergestellt ist. Bei sehr engmaschigen Sieben ergibt sich je nach Herstellungsverfahren eine näherungsweise runde Form der Durchgangslöcher. Die Vorteile der hexagonalen Anordnung bleiben aber unabhängig von der realen Form bestehen.

Auch wenn eine hexagonale Anordnung und Form besonders vorteilhaft sind, kann das Sieb grundsätzlich beliebige - im Allgemeinen regelmässige - Anordnungen und beliebige Formen von Durchgangslöchern aufweisen. Figur 6 zeigt eine Quadratgitter-Anordnung mit quadratischen Durchgangslöchern, wie sie sich bei gewobenen Sieben zwangsläufig ergibt, und wie sie bei optional auch bei Sieben der hier beschriebenen Art aus einem Blech oder anderen Flachkörper vorhanden sein kann. Figur 6 zeigt auch die Definition der Maschenweite w, die definiert ist als die Breite des Zwischenraums zwischen benachbarten Fäden (und nicht etwa bspw. der Abstand der Achsen der Fäden); bei einem nicht-ebenen Gitter in Projektion auf die Siebfläche.

Bei einem Sieb mit nicht-quadratischen Durchgangslöchern, wie demjenigen von Fig. 5, kann die Maschenweite definiert sein als die Quadratwurzel der Fläche a der Durchganglöcher im Horizontal schnitt, d.h. die Maschenweite, die sich ergäbe, wenn die Durchgangslöcher die Fläche a aufwiesen, aber quadratisch wären. Es kann auch vorgesehen sein, dass je nach Form der Durchgangslöcher die Fläche bewusst etwas kleiner - oder eventuell etwas grösser - gewählt wird als bei quadratischen Durchgangslöchem um dieselbe Klassierung zu erreichen. Beispielsweise kann bei näherungsweise runden Durchgangslöchern - solche ergeben sich bspw. beim Ätzen von sehr kleinen Durchgangslöchern von bspw. weniger als 0.3 mm Durchmesser; auch bei additiven Verfahren ergibt sich bei sehr feinen Strukturen eine leicht abgerundete Form - ein Durchmesser gewählt wird, der eine Fläche von nur ca. 95% der Fläche a ergibt, was dann in etwa dieselbe Selektion ergibt wie bei quadratischen Durchgangslöchern der Maschenweite ^(a). Auch bei hexagonalen Durchgangslöchern - solche können bei geätzten Sieben mit etwas grösserer Maschenweite von bspw. mindestens 0.3 mm erzeugt werden - kann das Durchgangsloch auch eine um wenig kleinere Fläche a aufweisen als das entsprechende quadratische Durchgangsloch mit gleicher Klassierungswirkung.

Der Vergleich zwischen Figuren 5 und 6 illustriert auch, dass bei gegebener Stegbreite bst und Maschenweite das Verhältnis zwischen offener Siebfläche (die für den Durchsatz durch das Sieb wichtige Grösse) und Nettosiebfläche (die im Allgemeinen durch die Abmessungen des Siebelements gegeben ist und nicht beeinflusst werden kann) bei einer hexagonalen Anordnung und bei näherungsweise hexagonalen Durchgangslöchern besser ist als bei der konventionellen quadratischen Anordnung. Es lässt sich zeigen, dass sich beispielsweise bei hexagonalen Durchgangslöchem die offene Siebfläche gegenüber Stahlgeweben um etwa 4% und gegenüber Kunststoffgeweben (die etwas dickere Fäden bedingen) um etwa 11% vergrössem lässt, was bei industriellen Prozessen wie denjenigen, die in einer Getreidemühle ablaufen, eine sehr bedeutende Effizienzsteigerung bedeutet.

Zusätzlich zeigt sich jedoch in Versuchen, dass der Siebdurchsatz durch ein Sieb der erfindungsgemässen Art im Vergleich zum Stand der Technik noch viel weiter gesteigert werden kann als das durch eine grössere offene Siebfläche erklärt werden könnte, was nachstehend noch erläutert wird.

In Figur 7 ist ein vertikaler Querschnitt durch ein Sieb der erfindungsgemässen Art gezeichnet, welches durch Ätzen hergestellt ist. Figur 7 illustriert auch das Merkmal, dass die Stegbreite b _s t beispielsweise ungefähr der Dicke d des Flachkörpers entspricht, d.h. die Stege haben ein Aspektverhältnis von ungefähr 1. In Fig. 7 sieht man auch, dass die Stege 41 im Querschnitt rechteckig, beispielsweise ungefähr quadratisch sind, wobei bei einer Herstellung durch Ätzen insbesondere von beiden Seiten, also von oben und von unten her geätzt wird, weshalb sich zur Mittelebene hin eine ganz leichte Verengung des Durchgangslochs ergibt, was aber keinen signifikanten negativen Einfluss auf die erzielbaren Ergebnisse hat.

Ein entsprechender Schnitt durch ein gewobenes Sieb gemäss dem Stand der Technik ist in Figur 8 dargestellt.

Ein Vergleich zwischen Fig. 7 und Fig. 8 zeigt, dass sich bei Sieben der erfindungsgemässen Art den Stegen entlang Kanten 44 ergeben, was bei einem gewobenen Sieb nicht der Fall ist. Die Existenz solcher Kanten 44, insbesondere oberseitig, d.h. zum zu siebenden Gut hin, stellt eine mögliche Erklärung dafür dar, dass der erfindungsgemässe Ansatz die Effizienz so stark erhöht. Ein Mehl- oder Schrotteilchen oder eine Gruppe solcher Teilchen wird mit einer viel kleineren Wahrscheinlichkeit an der Oberseite des Siebs Teil einer stabilen Struktur bilden und wird mit grösserer Wahrscheinlichkeit an der Kante in seiner Bewegung nach unten abgelenkt als das beim gewobenen Sieb mit seinen runden Querschnittstrukturen der Fall ist. Figur 9 illustriert erstens schematisch das Prinzip, dass bei der Herstellung durch Ätzen nicht von beiden Seiten her gleich tief geätzt werden muss, sondern dass auch asymmetrische Konfigurationen möglich sind. In Fig. 9 wurde von unten her etwa doppelt so tief geätzt wie von oben her, so dass entsprechend die Stelle mit der grössten Verengung oberhalb der Mittelebene ist. Eine solche asymmetrische Konfiguration mit der engsten Stelle oberhalb der Mittelebene kann vorteilhaft sein, weil dadurch die Wahrscheinlichkeit kleiner ist, dass sich Partikel im Durchgangsloch verklemmen. Das ergibt eine potentielle weitere Effizienzsteigerung.

Zweitens illustriert Fig. 9, dass die Stegbreite b _s t auch kleiner als die Dicke d sein kann, was vorstehend bereits diskutiert wurde.

Drittens illustriert Fig. 9 auch, dass der Winkel zwischen der oberseitigen Oberfläche des Siebs und der Wand des Durchgangslochs auch bei Vorliegen einer - wie erwähnt unter Umständen vorteilhaften - scharfen Kante nicht genau 90° betragen muss, sondern etwas kleiner sein kann.

Figur 10 zeigt einen zu Fig. 7 analogen vertikalen Querschnitt durch ein Sieb der erfindungsgemässen Art, welches nicht durch Ätzen, sondern durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt wurde. Durch gepunktete Linien ist angedeutet, dass das Sieb aus einer Vielzahl von Schichten 51 aufgebaut sind, wobei die Schichten horizontal verlaufen. Die geschichtete Struktur kann, muss aber nicht, am Sieb noch erkennbar sein. Die sich auf die Dimensionen und die Form beziehenden (mit Kanten 44), anhand von Fig. 7 und, in Bezug auf die Stegbreite, Fig. 9 erläuterten Erwägungen gelten auch für Ausführungsformen der zweiten Gruppe, von denen ein Beispiel in Fig. 10 dargestellt ist. Beispiel 1: Ca. 100 g eines handelsüblichen Weissmehls wurde auf ein durch Ätzen hergestelltes Sieb der Abmessung 275 mm* 175 mm (Nettosiebfläche) mit einer hexagonalen Anordnung von insgesamt 427'000 Durchgangslöchern gegeben. Die Durchgangslöcher hatten eine mittels einer CAD-Software ausgemessene Fläche von a= 0.05309mm ^A 2, was einer Maschenweite von 0.23 entspricht. Das Sieb wurde in horizontal kreisende Bewegungen (ca. 3 Rotationen pro Sekunde; Durchmesser des Bewegungskreises: 5 cm) versetzt. Nach insgesamt ca. 25 s war das Mehl bis auf eine kleine Rest-Menge durch das Sieb durchgetreten.

Unter denselben Bedingungen (gleiche Sieb-Abmessungen und Nettosiebfläche), gleiche kreisenden Bewegungen wurde eine gleiche Menge desselben Mehls auf ein vergleichbares handelsübliches Nylonsieb (Maschenweite 0.236 mm; Anzahl Durchgangslöcher 426'000) gegeben und durchgesiebt. Nach 40 s waren immer noch signifikante Mehlanteile nicht durch das Sieb durchgetreten, weshalb zusätzlich ein Siebreiniger auf das Sieb gelegt wurde um den Vorgang zu unterstützen. Erst nach weiteren 20 s - also nach insgesamt 60 s war das Mehl bis auf einen kleinen Rest einer vergleichbaren Rest-Menge durchgetreten.

Die Effizienz wurde also bei diesem Beispiel um deutlich mehr als einen Faktor 2 erhöht.

Dieses Beispiel entspricht einer durchaus realistischen Anwendungssituation. Es ist üblich, dass verkaufsfertiges Mehl vor dem Ausliefern in sogenannten Kontrollsichtem noch einmal durchgesiebt wird, um eventuelle Fremdkörper herauszufiltem. Ein Sieb wie das handelsübliche Nylonsieb mit einer Maschenweite von 0.236 mm kann bei solchen Vorgängen zum Einsatz kommen. - TI -

Beispiel 2: Wie Beispiel 1, aber mit Roggenmehl anstatt Weissmehl als Siebgut. Roggenmehl ist stark agglomerierend und daher schwierig zu sieben. Die Effizienzsteigerung gemäss Beispiel 1 wurde bestätigt.

Beispiel 3: Analog zu Beispiel 1, aber es wurde ein durch Ätzen hergestelltes Sieb mit einer quadratischen Anordnung von näherungsweise quadratischen Sieblöchern verwendet (durch den Ätzprozess ist die Form der Sieblöcher diejenige von Quadraten mit deutlich abgerundeten Ecken). Die effektive Fläche der Durchgangslöcher wurde mit CAD nachgemessen. Sie entsprach der Fläche des Quadrats mit der Maschenweite 236, d.h. 0.236 mm. Bereits nach 16 s war aufgrund der kreisenden Bewegungen praktisch die gesamte Menge der 100 g Weissmehl durch das Sieb durchgetreten. Eine erneute Vergleichsmessung mit der derselben Menge Weissmehl und mit dem Nylonsieb aus Beispiel 1 und einer Maschenweite 0.236 mm, aber ohne die Verwendung eines Siebputzers, ergab auch nach 93 Sekunden einen noch nicht vollständigen Durchtritt des Weissmehls, d.h. der verbleibende Rest war grösser als beim erfindungsgemässen Sieb nach bereits lö s.

Beispiel 3 bestätigt, dass die Anordnung und auch die Form der Sieblöcher eher sekundär sind, und dass der Effekt der Erfindung dadurch begründet ist, dass das Sieb eine intrinsisch andere Struktur hat als ein gewobenes Sieb.

Figur 11 zeigt anhand einer Vergleichsmessung, dass das erfindungsgemässe Vorgehen nicht nur die Effizienz des Siebvorgangs verbessert wird, sondern auch die Schärfe der Trennung. Die Messung wurde mit dem erfindungsgemässen Sieb und dem handelsüblichen Nylonsieb gemäss Beispiel 1 durchgeführt. Dieses Getreidemahlprudukt wurde mit den Parametern gemäss Beispiel 1 gesiebt. Der sogenannte Abstoss, also derjenige Anteil des Siebguts, der nicht durchgesiebt wurde, wurde mit Hilfe eines kommerziell erhältlichen Laborgeräts (Hersteller: Microtrac), welches das Prinzip der dynamischen Bildanalyse (ISO 13322-2) nutzt, analysiert. Bestimmt wurde namentlich die Grössenverteilung der Getreidemahlprodukt-Partikel, und zwar mit dem minimalen Durchmesser xc,min als charakterisi scher Quantität. xc,min ist die minimale Abmessung der entsprechenden Partikel - bei kugelförmigen Partikeln entspricht xc.min dem Durchmesser, bei ellipsoiden Partikeln dem doppelten Wert der kleinsten Halbachse. Fig. 16 zeigt die sogenannte Trenngrad-Kurve, d.h. denjenigen Anteil der Anzahl Getreidemahlprodukt-Partikel mit einem xc.min-Wert der kleiner ist als der auf der Abszisse angegebene Wert. Man sieht, dass bei der mit einer erfindungsgemässen Maschine mit geätztem Sieb erhaltenen ersten Kurve 61 die Abgrenzung deutlich schärfer ist (steilerer Anstieg) als bei der zweiten Kurve 62, die sich für die Maschine mit konventionellem Sieb ergibt. Daraus ist unmittelbar ersichtlich, dass die Erfindungsgemässe Maschine und das erfmdungsgemässe Siebelement nicht nur eine verbesserte Effizienz sondern auch eine verbesserte Diskriminationsqualität mit sich bringt.

Figuren 12 und 13 illustrieren die Möglichkeit, ein Siebelement der erfindungsgemässen Art mit einer zusätzlichen Funktion zu versehen, nämlich einer automatischen Siebbrucherkennung. Diese Möglichkeit besteht namentlich bei Siebelementen, die mit additiven Fertigungsverfahren hergestellt sind, insbesondere dem 3D-Siebdruckverfahren. Das Siebelement enthält mindestens eine eingebettete Leiterbahn 71, welche zwischen zwei Kontakten 74 verläuft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verlauf der Leiterbahn 71 mäandrierend. Bei einem Siebbruch 81 wird die Leiterbahn unterbrochen und dadurch durch einen einfachen Sensor oder ein einfaches Messgerät feststellbar, welcher/welches prüft, ob zwischen den zwei Kontakten 74 eine elektrische Verbindung besteht. Die Leiterbahn 71 verläuft eingebettet, d.h. es gibt keinen Kontakt zur oberen oder unteren Oberfläche des Flachkörpers. In Ausführungsformen, in denen diese Oberflächen metallisch sind - d.h. das Siebelement ist im Wesentlichen metallisch - wird zwischen der Leiterbahn 71 und den metallischen Schichten 81 an den Oberflächen mindestens eine elektrisch isolierende Schicht 92 vorhanden sein; ebenso kann die Schicht mit der Leiterbahn 71 mit elektrisch isolierendem Material aufgefüllt sein (d.h. an denjenigen Positionen in der Siebelement-Ebene elektrisch isolierend sein, wo die Leiterbahn nicht ist). Geeignete elektrisch isolierende Materialien sind die erwähnten keramischen Werkstoffe oder harten thermoplastischen oder aushärtbaren Kunststoffe.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist nebst der (ersten) Leiterbahn 71 in einer anderen Schicht eine zweite Leiterbahn 72 vorhanden, die ebenfalls mäandrierend verläuft, aber mit einer anderen, insbesondere orthogonalen Primärrichtung. So können Siebbrüche wie der dargestellte zweite Siebbruch 82 festgestellt werden, welche so verlaufen, dass sie die erste Leiterbahn 71 nicht durchtrennen. Die zweiten Elektroden 75 für die zweite Leiterbahn werden separat von den (ersten) Elektroden 74 der ersten Leiterbahn 71 ausgelesen.