AT509161B1 - Mischer für die herstellung von fliessfähigen backzubereitungen - Google Patents

Abstract

Mischer für die Herstellung von fließfähigen Backzubereitungen. Der Mischer weist einen zylindrischen Mischbehälter (2) und ein in diesem angeordnetes, statorloses Rührwerk (3) auf. Das Rührwerk (3) besitzt einen knapp über dem Boden des Mischbehälters (2) angeordneten Rotor (5), der von einem unterhalb des Mischbehälters (2) angeordneten Antriebsmotor angetrieben wird. Der Rotor (5) besitzt einen Außenring (7) mit Mischflügeln (8) und vom Außenring (7) nach außen abstehende, zusätzliche Mischflügel (10).

Description

österreichisches Patentamt AT 509 161 B1 2012-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Mischer für die Herstellung von fließfähigen Backzubereitungen.

[0002] In dem Mischer werden die flüssigen und festen bzw. pulverförmigen Zutaten der Backzubereitungen zu einer formlosen Masse vermischt, die eine flüssige, d. h. dünnflüssige bis dickflüssige und manchmal auch breiige Konsistenz besitzt. Die flüssigen Zutaten sind hauptsächlich Wasser mit einem Anteil von 42,0 bis 60,0 Gew.-% an der Backzubereitung. Die pulverförmigen Zutaten sind hauptsächlich eine stärkehaltige Hauptkomponente mit einem Anteil von 36,0 bis 56,5 Gew.-% an der Backzubereitung. Als stärkehaltige Hauptkomponente wird zumeist Weizenmehl verwendet. Die stärkehaltige Hauptkomponente kann auch ein Stärkemehl sein, oder eine Mischung aus Weizenmehl und Stärkemehl, oder eine Mischung von verschiedenen Getreide- bzw. Stärkemehlen.

[0003] Die fließfähigen Backzubereitungen werden bei verschiedenen Backverfahren der Waffelbacktechnologie zur Herstellung von gebackenen Produkten eingesetzt. Die gebackenen Produkte werden zumeist in den umlaufenden, auf- und zuklappbaren Backformen von langgestreckten Waffelbacköfen hergestellt, bei denen jeweils ein dem Waffelbackofen zugeordneter Mischer vorgesehen ist, in dem eine fließfähige Backzubereitung hergestellt wird, die mittels einer Teigpumpe aus dem Mischer abgezogen und durch eine Teigleitung hindurch zur Teig-aufgießstation des Backofens befördert wird. Dort werden vorgegebene Mengen der Backzubereitung als Teigportionen in die umlaufenden Backformen des Waffelbackofens eingebracht. In den Backformen werden die Teigportionen einem Backprozess unterworfen, bei dem aus der fließfähigen, formlosen Backzubereitung ein die betreffende Backform ausfüllendes, gebackenes Produkt entsteht, das nach dem Öffnen der Backform im heißen Zustand aus der Backform entnommen und aus dem Backofen ausgegeben wird.

[0004] Die aus solchen Backzubereitungen hergestellten, gebackenen Produkte können essbare Backprodukte sein, wie sie z. B. von den weichen Softwaffeln, den knusprigspröden Waffeltüten für Speiseeis oder den knusprig-spröden Waffelblättern der mit Creme gefüllten Waffelschnitten her bekannt sind.

[0005] Die aus solchen Backzubereitungen hergestellten, gebackenen Produkte können aber auch andere, an sich nicht für den Verzehr vorgesehene Produkte sein, wie z. B. Verpackungsartikel, wie aus einer stärkehaltigen Backzubereitung hergestellte Verpackungstassen, oder aus einer stärkehaltigen Backzubereitung hergestellte Teile eines nur einmal zu verwendenden Essgeschirrs wie Teller und Tassen aber auch Messer, Gabeln und Löffeln.

[0006] In der Waffelbacktechnologie werden diese fließfähigen Backzubereitungen zumeist als Waffelbackmassen oder flüssige Waffelteige bezeichnet, deren Viskosität bei einer niederen bis mittleren Backmassen-Viskosität unter 1000 mPas liegt. Beim Herstellen dieser Waffelbackmassen hat das Mischen im Mischer folgende Funktionen. Die wasserlöslichen Rezeptkomponenten, wie z. B. Salz, Backtriebmittel, Zuckerstoffe, Milchpulver, Eipulver oder Farbstoffe etc., werden aufgelöst. Die unlöslichen, aber quellfähigen Partikel, wie etwa die Partikel von Getreidemehlen, Stärkemehlen oder faserstoffreichen Pulvern, werden möglichst gleichmäßig verteilt. Die nicht wasserlösliche Ölphase (flüssiges Fett und Lecithin) wird fein dispergiert und aufgrund ihres geringen Anteils schnell an der Partikelphase adsorbiert. Das Mischen der Waffelbackmasse im Mischer ist ein sogenanntes „makroskopisches" Mischen, bei dem die Materialverteilung innerhalb der Mischung sowohl durch große Wirbel (distributives Mischen) als auch durch kleinere Wirbelkaskaden (dispersives Mischen) erfolgt.

[0007] Für die Herstellung der fließfähigen Backzubereitungen werden dem jeweiligen Waffelbackofen zugeordnete, in ihrer Größe bzw. in ihrem Mischvolumen auf den betreffenden Waffelbackofen abgestimmte Mischer verwendet. Diese Mischer besitzen jeweils einen stehend angeordneten, nach oben offenen, zylindrischen Mischbehälter und ein in der unteren Hälfte des Mischbehälters angeordnetes Rührwerk. Das Rührwerk sieht einen äußeren, ringförmigen Stator vor. Dieser ist mit stehend angeordneten Mischflügeln versehen und besitzt zwischen 1 /8 österreichisches Patentamt AT 509 161 B1 2012-12-15 den Mischflügeln angeordnete Strömungskanäle für das Mischgut. Das Rührwerk sieht weiters einen im Innenraum des Stators angeordneten Rotor vor. Der Rotor besitzt eine mit der Rotorantriebswelle starr verbundene, kreisförmige Bodenplatte und einen ringförmigen Außenring. Im ringförmigen Außenring des Rotors sind stehend angeordnete Mischflügel und zwischen diesen angeordnete Strömungskanäle für des Mischgut vorgesehen. Stator und Rotor sind mit etwas Abstand von Boden des Mischbehälters angeordnet, um durch den so entstandenen Totraum für ein vertikales Durchmischen der Mischung zu sorgen.

[0008] Während des normalen Betriebes des Waffelbackofens wird in dem ihm zugeordneten Mischer eine der Größe des Mischbehälters entsprechende Maximalmenge an Backzubereitung hergestellt. Diese Maximalmenge an Backzubereitung wird von einer Teigpumpe in einen Zwischenbehälter abgepumpt. Aus dem Zwischenbehälter wird dann die Backzubereitung von der Teigpumpe des Waffelbackofens in kleinen Mengenportionen, die den in die Backformen einzubringenden Teigportionen entsprechen, nach und nach abgezogen. Die Größe des Mischbehälters bestimmt sich einerseits aus der für die Herstellung der Backzubereitung erforderlichen Mischzeit und anderseits aus dem Verbrauch des Waffelbackofens an Backzubereitung bzw. aus der für eine kontinuierliche Versorgung des Backofens mit Backzubereitung erforderlichen Menge an Backzubereitung.

[0009] Wird in dem mit Stator und Rotor ausgerüsteten Mischer statt der Maximalmenge an Backzubereitung nur eine etwa der Hälfte oder einem Drittel der Maximalmenge entsprechende Teilmenge an Backzubereitung hergestellt, dann wird von dieser kleineren Mischgutmenge der überwiegende Teil gut durchmischt und es können auch ungenügend durchmischte Massereste in der Mitte des Rotors, am Boden des Mischbehälters oder an der Behälterwand übrig bleiben, die dann getrennt von der gut durchmischten Hauptmenge der Backzubereitung aus dem Mischbehälter entfernt werden müssen. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, dass bei der geringeren Füllmenge des Mischbehälters der vertikale Druck des Mischgutes beim Mischvorgang nicht ausreicht, um für eine ausreichende Durchspülung des zwischen dem Rührwerk und dem Behälterboden vorhandenen Totraumes und des Rotorinneren zu sorgen. Darüber hinaus führt bei längeren Mischvorgängen der zwischen Rotor und Stator auftretenden Schereffekt zur Entwicklung des im Mehl enthaltenen Klebers, wodurch die Backzubereitung für den Backprozess unbrauchbar wird.

[0010] Beim Befüllen des Mischers wird zuerst das für die Backzubereitung vorgesehene Wasser in den Mischbehälter eingebracht und das Rührwerk mit Wasser überdeckt. Dann wird das Rührwerk in Tätigkeit gesetzt und die pulverförmigen Zutaten der Backzubereitungen werden in den Mischbehälter eingebracht. Das Rührwerk erzeugt im Wasser einen stationären Strömungswirbel, der für die Durchmischung der flüssigen und pulverförmigen Zutaten der Backzubereitung sorgt. Der stationäre Strömungswirbel wird in der Mischtechnik auch als Trombe bezeichnet.

[0011] Aus der US 4 893 941 A ist ein stabförmiger Rotor bekannt, der für das Mischen von Farben und anderen Flüssigkeiten verwendet wird. Der Rotor wird mit seinem Schaft in das Bohrfutter einer Handbohrmaschine eingesetzt, dann von oben in eine zylindrische Farbdose eingeführt und in der Farbdose von Hand aus horizontal hin und herbewegt, um beim Mischen alle Bereiche der Farbdose zu erreichen.

[0012] Aus der DE 82 34 623 U1 ist ein für einen Handmixapparat vorgesehener Rotor bekannt, der bei biologischen Begasungsvorgängen, Abwasserbelüftung etc. zum Mischen von gasförmig/flüssig bzw. flüssig/flüssig eingesetzt wird.

[0013] Aus der DE 698 02 200 T2 ist ein Gerät zur Herstellung und Speicherung von natürlichem, flüssigem Sauerteig bekannt. Das Gerät besitzt einen, oben durch einen schwenkbaren Deckel abgeschlossenen, zylindrischen Behälter mit einem im Deckel angeordneten, oberen Rührwerk mit an der Innenwand des Behälters anliegenden Rührorganen und mit einem im unteren Teil des Gerätes angeordneten, unteren Rührwerk mit einem knapp über dem Behälterboden angeordneten Rotor. 2/8 österreichisches Patentamt AT 509 161 B1 2012-12-15 [0014] Aus der EP 132 035 A2 ist ein Mischer bekannt, bei dem ein schräg stehendes Rührwerk an der Oberseite eines stehend angeordneten, zylindrischen Mischbehälters neben der in der Behälterdecke angeordneten, durch einen Deckel verschließbaren Einfüllöffnung angeordnet ist. Der schräg stehende Rotorschaft des Rührwerks durchsetzt die Behälterdecke und ragt von oben in den Mischbehälter.

[0015] Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Mischer für die Herstellung von fließfähigen Backzubereitungen anzugeben, der eine bessere Durchmischung der Backzubereitung auch bei nur teilweise gefülltem Mischbehälter ermöglicht.

[0016] Als Lösung schlägt die Erfindung einen Mischer für die Herstellung von fließfähigen Backzubereitungen vor, bei dem ein zylindrischer Mischbehälter und ein in diesem angeordnetes Rührwerk vorgesehen ist, das ohne Stator auskommt. Das Rührwerk besitzt in an sich bekannter Weise einen knapp über dem Boden des Mischbehälters angeordneten Rotor, der von einem unterhalb des Mischbehälters angeordneten Antriebsmotor angetrieben wird. Das statorlose Rührwerk ist erfindungsgemäß mit einem Rotor versehen, der einen Außenring mit Mischflügeln und vom Außenring nach außen abstehende, zusätzliche Mischflügel besitzt.

[0017] Die erfindungsgemäße Ausbildung des Mischers erlaubt es, gut durchmischte fließfähige Backzubereitungen herzustellen und zwar in einer der Mischergröße bzw. der Größe des Mischbehälters entsprechenden Maximalmenge und ebenso in einer deutlich kleineren Teilmenge, die je nach dem in der Backzubereitung vorgesehenen Flüssigkeitsanteil z. B. nur 50 % oder nur 30 % der Maximalmenge beträgt.

[0018] Erfindungsgemäß wird bevorzugt, dass die axiale Höhe des Rotors kleiner ist als die Mindestfüllhöhe des Mischbehälters mit Flüssigkeit.

[0019] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zusätzlichen Mischflügel einen zur Rotordrehachse parallel verlaufenden, unteren Abschnitt und einen schräg zur Rotordrehachse verlaufenden, oberen Abschnitt besitzen.

[0020] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zusätzlichen Mischflügel über die Bodenplatte des Rotors nach unten vorstehen.

[0021] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Außen-durchmesser des Rotors zwischen 45 % und 55 %, vorzugsweise zwischen 46,5 % und 53 % des Innendurchmessers des zylindrischem Mischbehälters beträgt.

[0022] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der die Mischflügel aufweisende Außenring des Rotors einen Innendurchmesser besitzt, der zwischen 30 % und 40 %, vorzugsweise zwischen 33,5 % und 39 % des Innendurchmessers des zylindrischem Mischbehälters beträgt.

[0023] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rotor eine mit der Rotorantriebswelle verbindbare, kreisförmige Bodenplatte besitzt, in der zwischen dem die Mischflügel aufweisenden Außenring des Rotors und der Rotorantriebswelle von Löchern bzw. Durchbrechungen begrenzte, radiale Stege vorgesehen sind.

[0024] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der die Mischflügel aufweisende Außenring des Rotors durch zwei oder mehrere radiale Arme mit der Rotorantriebswelle verbunden ist.

[0025] Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen! [0026] Fig. 1 zeigt einen neuen Mischer mit Mischbehälter und Rührwerk, [0027] Fig. 2 zeigt den unteren Teil des Mischers von Fig. 1, [0028] Fig. 3 zeigt den unteren Teil eines weiteren neuen Mischers, [0029] Fig. 4 zeigt einen Rotor des Rührwerks von der Seite, 3/8 österreichisches Patentamt AT 509 161 B1 2012-12-15 [0030] Fig. 5 zeigt den Rotor der Fig. 4 von oben und [0031] Fig. 6 zeigt eine 3-D Darstellung des Rotors von Fig. 4 und 5.

[0032] Der Mischer 1 besitzt einen nach oben offenen, zylindrischen Mischbehälter 2 und ein Rührwerk 3 mit einem unterhalb des Mischbehälters 2 angeordneten Antriebsmotor (nicht dargestellt). Der Mischbehälter 2 sitzt mit seinem unteren Ende auf einem die Wellendichtung und den Motorflansch des Antriebsmotors enthaltenden Bauteil 4 des Mischerantriebes.

[0033] In Fig. 1 ist mit N1 das knapp über dem Rührwerk 3 liegende Niveau für die Mindestfüllmenge von 15 Liter und mit N2 das Niveau für ein Füllmenge von 60 Liter angegeben.

[0034] Das Rührwerk 3 umfasst einen im Mischbehälter 2 angeordneten Rotor 5, der möglichst nahe dem unteren Ende des Mischbehälters 2 angeordnet ist.

[0035] Der Rotor 5 besitzt eine kreisförmige Bodenplatte 6 und einen entlang dem äußeren Umfang der Bodenplatte 6 angeordneten Außenring 7. Im Außenring 7 sind mehrere Mischflügel 8 paarweise einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Mischflügel 8 sind als ebene Platten ausgebildet, die auf der Bodenplatte 6 stehend angeordnet und vorzugsweise schräg zum Rotorradius ausgerichtet sind. Der Außenring 7 des Rotors 5 wird nach oben durch eine ringförmige Scheibe 9 abgeschlossen, die auf den oberen Enden der Mischflügel 8 aufsitzt.

[0036] Der Rotor 5 trägt von seinem Außenring 7 nach außen abstehende, zusätzliche Mischflügel 10, die jeweils einen zur Rotordrehachse parallel verlaufenden, unteren Abschnitt 11 und einen schräg zur Rotordrehachse verlaufenden, oberen Abschnitt 12 besitzen. Die zusätzlichen Mischflügel 10 sind an ihren unteren Abschnitten 11 vorzugsweise jeweils mit einem im Außenring 7 des Rotors 5 angeordneten Mischflügel 8 verbunden.

[0037] Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Mischers stehen die unteren Abschnitte 11 der zusätzlichen Mischflügel 10 über die Bodenplatte 6 nach unten vor.

[0038] Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Mischers reichen die unteren Abschnitte 11 der zusätzlichen Mischflügel 10 bis zur Unterseite der Bodenplatte 6.

[0039] In der Bodenplatte 6 des Rotors 5 sind mehrere Löcher bzw. Durchbrechungen 13 um die Rotordrehachse herum angeordnet. Diese Löcher bzw. Durchbrechungen 13 weisen eine möglichst große Flächenerstreckung auf. Dadurch wird zum einen die für die Ablagerung von Mischgutresten vorhandene Oberfläche der Bodenplatte 6 des Rotors 5 möglichst klein gehalten. Zum anderen wird durch die relativ großen Löcher bzw. Durchbrechungen 13 eine Umspülung der Bodenplatte 6 des Rotors 5 durch das Mischgut erzielt.

[0040] Bei dem in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel des Rotors 5 ist die Bodenplatte 6 des Rotors 5 mit von den Durchbrechungen 13 begrenzten, radialen Stegen 14 versehen. Diese Stege 14 verbinden den Außenring 7 des Rotors 5 mit dem mittleren Teil 15 der Bodenplatte 6, der an der Rotorantriebswelle zu befestigen ist.

[0041] Der die Mischflügel 8 und die zusätzlichen Mischflügel 10 aufweisende Außenring 7 des Rotors 5 kann durch zwei oder mehrere radiale Arme mit der Rotorantriebswelle starr verbunden sein. Diese radialen Arme können mit einem die Umströmung durch das Mischgut begünstigenden bzw. die Strömung unterstützenden Querschnitt versehen sein. 4/8

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT 509 161 B1 2012-12-15 Patentansprüche 1. Mischer für die Herstellung von fließfähigen Backzubereitungen, bei dem ein zylindrischer Mischbehälter (2) und ein in diesem angeordnetes Rührwerk (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk (3) in an sich bekannter Weise einen knapp über dem Boden des Mischbehälters (2) angeordneten Rotor (5) besitzt, der von einem unterhalb des Mischbehälters (2) angeordneten Antriebsmotor angetrieben wird, und dass der Rotor (5) einen Außenring (7) mit Mischflügeln (8) und vom Außenring (7) nach außen abstehende, zusätzliche Mischflügel (10) besitzt.
2. 2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mischflügel (10) einen zur Rotordrehachse parallel verlaufenden, unteren Abschnitt (11) und einen schräg zur Rotordrehachse verlaufenden, oberen Abschnitt (12) besitzen.
3. 3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mischflügel (10) über die Bodenplatte (6) des Rotors (5) nach unten vorstehen.
4. 4. Mischer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Rotors (5) zwischen 45 % und 55 %, vorzugsweise zwischen 46,5 % und 53 % des Innendurchmessers des zylindrischem Mischbehälters (2) beträgt.
5. 5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Mischflügel (8) aufweisende Außenring (7) des Rotors (5) einen Innendurchmesser besitzt, der zwischen 30 % und 40 %, vorzugsweise zwischen 33,5 % und 39 % des Innendurchmessers des zylindrischem Mischbehälters (2) beträgt.
6. 6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) eine mit der Rotorantriebswelle verbindbare, kreisförmige Bodenplatte (6) besitzt, in der zwischen dem die Mischflügel (8) aufweisenden Außenring (7) des Rotors (5) und der Rotorantriebswelle von Löchern bzw. Durchbrechungen (13) begrenzte, radiale Stege (14) vorgesehen sind.
7. 7. Mischer nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, dass der die Mischflügel (8) aufweisende Außenring (7) des Rotors (5) durch zumindest zwei radiale Arme mit der Rotorantriebswelle verbunden ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 5/8