DD252722A3

DD252722A3 - Schlaegerzylinder fuer kontinuierlich arbeitende butterungsmaschine

Info

Publication number: DD252722A3
Application number: DD28282085A
Authority: DD
Inventors: Peter Krueger; Uwe Seckel; Erwin Kuhnke; Joachim Buschhoefer; Joachim Groh
Original assignee: Kyffhaeuserhuette Maschf
Priority date: 1985-11-14
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1987-12-30
Also published as: CS750386A1; DE3631316A1; BG49843A1; FR2593352A1; FR2593352B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlaegerzylinder fuer kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschinen zur Umwandlung des Rahms in ein Butterkorn-Buttermilch-Gemisch durch mechanische Energiezufuehrung, mit dem der Ausbutterungsgrad des Rahms bei gleichzeitiger Verringerung der Fettverluste in der Buttermilch und bei Verringerung des material-technischen Aufwandes erhoeht werden soll. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass der feststehende Schlaegerzylinder an der der Produktzufuehrungsseite gegenueberliegenden Seite geschlossen ist und die Produktzufuehrungsleitung und die Produktabfuehrungsleitung zum bzw. aus dem Schlaegerzylinder an der gleichen Stirnseite angeordnet sind, wobei die Produktzufuehrungsleitung bis an die Innenflaeche eines im Umfang geschlossenen, koaxial gelagerten, zylinder- oder kegelfoermigen rotierenden Bearbeitungselements gefuehrt ist, und dass das rotierende Bearbeitungselement mit Schlagleisten und/oder Schikanen versehen ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschinen zur Umwandlung des Rahms in ein Butterkorn-Buttermilch-Gemisch durch mechanische Energiezuführung, bei dem der Rahm an einem Ende einem feststehenden Schlägerzylinderzugeführt wird, in dem ein koaxial gelagertes, sich rotierendes Bearbeitungselement angeordnet ist und zwischen beiden ein Ringraum zum Durchströmen und zur Bearbeitung des Rahms vorhanden ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, die Strukturumwandlung von Rahm in ein Butterkorn-Buttermilch-Gemisch in einem Schlägerzylinder mittels mechanischer Energiezuführung durchzuführen. Bei dieser Form der Strukturumwandlung ist anzustreben, daß die mechanische Energie auf den zugeführten Rahm sehr gleichmäßig und schonend einwirkt, damit nur ein geringer Teil der sich bildenden Fettkügelchen zerplatzt, d. h. zerschlagen wird. Das heißt, daß möglichst nur soviel freies Fett austritt, wie zur Bindung der Fettbestandteile des Rahms notwendig ist, so daß eine kristalline Struktur der Butter erreicht und die Fettverluste beim Butterungsprozeß so gering wie möglich gehalten werden.

Bei den bekannten kontinuierlichen Butterungsmaschinen erfolgt die mechanische Energiezuführung in einem feststehenden Schlägerzylinder mittels mehrerer auf einer Welle angeordneter Schlagleisten, wobei die Form der Schlagleisten, je nach Maschinentyp, von unterschiedlichster Ausführung sein können. Dabei wird zwischen Schlagleisten und Zylinderwand ein Spalt gebildet, in dem das Bearbeitungsgut, welches an der einen Seite dem Schlägerzylinder zugeführt wird, entlanggieitet und die Energiezuführung erfährt, um an der anderen Seite den Schlägerzylinder als Butterkorn-Buttermilch-Gemisch zur nachfolgenden Trenneinheit zu verlassen. Der in den Schlägerzylinder eingeleitete Rahm wird durch die Schlagleisten in eine Bewegung versetzt, die sich, je länger sich das Bearbeitungsgut im Zylinder befindet, einer rotierenden Bewegung nähert. Insgesamt verläuft die Bewegung des Bearbeitungsgutes völlig ungeordnet und ist durch ein Strömungsbild nicht beschreibbar und wird daher im allgemeinen als Schicht im Ringspalt zwischen Schlagleisten und Zylinderwand angenommen. Die dadurch Undefinierte Strömung des Bearbeitungsgutes im Schlägerzylinder führt zu einer ungleichmäßigen mechanischen Bearbeitung während der gesamten Bearbeitungsstrecke. Das hat zur Folge, daß es bei einem Teil des Bearbeitungsgutes zur mechanischen Schädigung der Fettphase kommt, während ein weiterer Anteil eine zu geringe Bearbeitung erfährt, so daß noch unverbutterte Fettanteile auftreten, die als Verluste in der Buttermilch verbleiben und zu einer Verschlechterung des Ausbutterungsgrades des Rahms führen.

Es ist auch bekannt, daß eine bestimmte Höhe an zugeführter mechanischer Energie notwendig ist, um einen hohen Ausbutterungsgrad des Rahms zu erreichen. Diese Energiezuführung kann einerseits durch Erhöhung der Schlägerdrehzahl erreicht werden und andererseits durch Verlängerung der Bearbeitungsstrecke bzw. Bearbeitungszeit. Eine erhöhte Schlägerdrehzahl führt jedoch dazu, daß ein Großteil der Fettkügelchen, mehr als zum Binden der festen Fettbestandteile erforderlich sind, zerschlagen werden und es so zum Austritt von feinverteiltem Fett kommt, das nicht gebunden und mit der Buttermilch mitgerissen wird. Das ständige Schlagen des Bearbeitungsgutes mit hohen Schlägerdrehzahlen führt damit zu hohen Fettverlusten und zur Verschlechterung der Qualität der Butter. Um diesen Mangel zu beseitigen, versucht man, die erforderliche mechanische Energie schonend zuzugeben und man ging dazu über, die Schlägerdrehzahl zu senken und die Bearbeitungszeit bzw. Bearbeitungsstrecke zu verlängern, d.h. der Schiägerzylinder wurde verlängert. Diese Verlängerung führt zu Lager- und Anbringungsproblemen des Schlägerzylinders in der Butterungsmaschine. Damit ist die Länge des Schlägerzylinders und die Verlängerung der Bearbeitungsstrecke bzw. der Bearbeitungszeit festigkeitsbedingt begrenzt. Weiterhin wurde eine Vorrichtung zum Verbuttern des Rahms nach der DE-OS 2737230 bekannt, die von den gebräuchlichen Schlägern abgeht und eine schonende Behandlung des Bearbeitungsgutes während des Butterungsprozesses dadurch erreicht, daß im feststehenden Butterungszylinder ein koaxial, sich drehender Bearbeitungszylinder angeordnet ist, zwischen denen der Ringraum gebildet wird. Bei dieser Vorrichtung erfolgt an dereinen Seite die Rahmzufuhr zum Butterungszylinder und auf der anderen Seite nach der Strukturumwandlung der Austritt des Butterkorn-Buttermilch-Gemisches, das einer nachfolgenden Trenneinheit zugeführt wird.

Der Umwandlungsprozeß von Rahm in das Butterkorn-Buttermilch-Gemisch erfolgt dabei infolge der zwischen dem feststehenden Butterungszylinder und dem sich drehenden Bearbeitungszylinder auftretenden Reibung und nicht wie bisher üblich, durch Schlagen des Rahms. Durch die Reibung kommt es zur Erwärmung, die zum Butterbildungsprozeß führen soll. Es ist jedoch allgemein bekannt, daß die Erwärmung des Rahms nicht zur Strukturumwandlung in ein Butterkorn-Buttermilch-Gemisch führt, sondern daß dieser Umwandlungsprozeß nur durch die Zuführung von mechanischer Energie vollzogen werden kann, wie z. B. durch das Schlagen des Rahms und nicht durch Reibungswärme.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Schlägerzylinder einer kontinuierlich arbeitenden Butterungsmaschine zu schaffen, mit der der Ausbutterungsgrad des Rahms bei gleichzeitiger Verringerung der Fettverluste in der Buttermilch und bei Verringerung des material-technischen Aufwandes erhöht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschinen zu schaffen, bei dem der Rahm bzw. das Bearbeitungsgut einen definierten Strömungsweg bei gleichzeitig schonender Bearbeitung annähernd aller Rahmteilchen durchläuft, und die Bearbeitungszeit bzw. Bearbeitungsstrecke bei Beibehaltung relativ kurzer Baulängen des Schlägerzylinders vergrößert wird.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der feststehende Schlägerzylinder an der der Produktzuführungsseite gegenüberliegenden Seite geschlossen ist und die Produktzuführung und Produktabführung zum bzw. aus dem Schlägerzylinder an der gleichen Stirnseite angeordnet sind, wobei die Produktzuführungsleitung bis an die Innenfläche eines im Umfang geschlossenen zylinder- oder kegelförmigen, koaxial gelagerten, rotierenden Bearbeitungselementes mit Schlagelementen und/oder Schikanen versehen ist. Diese Anordnungen der Produktzuführungsleitung und Produktabführungsleitung auf der einen Seite des Schlägerzylinders sowie die Anordnung des rotierenden Bearbeitungselements im Schlägerzylinder ermöglichen, daß das Bearbeitungsgut zu sich selbst im Gegenstrom fließt, wobei auf der ersten Strecke des Durchflusses das Bearbeitungsgut im rotierenden Bearbeitungselement neben der mechanischen Bearbeitung eine gleichmäßige Beschleunigung erfährt, bevor es in die zweite Bearbeitungsstrecke, in den Ringraum zwischen feststehendem Schlägerzylinder und dem rotierenden Bearbeitungselement, eintritt und hier eine weitere mechanische Bearbeitung erfährt. Um eine gleichmäßige Beschleunigung des Bearbeitungsgutes auf die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Bearbeitungselements zu erhalten, kann das rotierende Bearbeitungselement die Form eines Kegelstumpfes aufweisen, dessen kleinster Durchmesser auf der Seite der Produktzufuhr liegt. Die Anströmfläche für die Zuführung des Rahms im rotierenden Bearbeitungselement kann sowohl zylindrisch, konisch mit einem großen Öffnungswinkel oder als Kreisbogen ausgebildet sein. Auch die Ausbildung des Kegelstumpfes mit über die Kegellänge unterschiedlichen Steigungswinkeln ist möglich. In diesem Fall setzt sich der Kegelstumpf aus mehreren Segmenten unterschiedlicher Steigungswinkel zusammen. Um bei der Zuführung des Rahms auf die Innenfläche des rotierenden Bearbeitungszylinders ein Vermischen mit dem abführenden Butterkorn-Buttermilch-Gemisch zu vermeiden, ist der Innendurchmesser des rotierenden Bearbeitungselements auf der Seite der Produktzuführung mittels einer Ringscheibe oder anderer technologischer Maßnahmen verkleinert. Die Energiezuführung an das Bearbeitungsgut erfolgt mittels Schlagelementen und/oder Schikanen, die innen und außen, oder nur innen oder nur außen, am Umfang an das rotierende Bearbeitungselement gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Diese Schlagelemente können so axial auf den Außen- und/oder Innenmantel des rotierenden Bearbeitungselements angeordnet sein, daß sie parallel oder konisch zur Mantelfläche des Schlägerzylinders verlaufen. Dabei können sie mittels bekannter Befestigungsarten am rotierenden Bearbeitungselement befestigt bzw. aus dem Material des rotierenden Bearbeitungselements gezogen sein. Der Querschnitt dieser Schlagelemente und/oder Schikanen kann unterschiedliche geometrische Formen aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden:

Fig. 1: stellt einen Querschnitt eines Schlägerzylinders mit dem zylindrischen rotierenden Bearbeitungselement dar. Fig. 2: stellt einen Querschnitt eines Schlägerzylinders mit dem kegligen rotierenden Bearbeitungselement dar.

In Fig. 1 ist ein feststehender Schlägerzylinder 1 einer kontinuierlich arbeitenden Butterungsmaschine dargestellt, der an der einen Stirnseite geschlossen ist und bei dem die Produktzuführungsleitung 3 und die Produktabführungsleitung 4 auf der offenen Seite des Schlägerzylinders 1 angeordnet sind. In diesem Schlägerzylinder 1 befindet sich ein koaxial auf der Welle 7 gelagertes, rotierendes Bearbeitungselement 2, das auf seinem äußeren Umfang und/oder auf seinem inneren Umfang Schlagelemente und/oder Schikanen 5 aufweist. Diese Schlagelemente und/oder Schikanen 5 sind axial verlaufend, gleichmäßig am Umfang des Bearbeitungselements 2 verteilt und können so gestaltet sein, daß sie entweder parallel oder konisch zur Mantelfläche des Schlägerzylinders 1 verlaufen. Die Produktzufuhr erfolgt direkt auf die Innenfläche des Bearbeitungselements 2. Um ein Vermischen des zugeführten Rahms und des abzuführenden Butterkorn-Buttermilch-Gemisches zu vermeiden, wird der Innendurchmesser des Bearbeitungselements 2 mittels einer Ringscheibe 6 oder anderer technologischer Maßnahmen verkleinert. Der durch die Produktzuführungsleitung 3 auf die Innenfläche des Bearbeitungselements 2 geleitete Rahm wird durch die Drehbewegung des Bearbeitungselements 2 an die Innenfläche gedruckt und er nimmt die Geschwindigkeit des Bearbeitungselements 2 an bei gleichzeitiger mechanischer Energiezuführung. Mit dieser Rotationsgeschwindigkeit verläßt das Bearbeitungsgut das Bearbeitungselement 2 und wird durch die geschlossene Stirnwand des Schlägerzylinders 1 umgelenkt in den Ringraum 8, der sich zwischen dem feststehenden Schlägerzylinder 1 und dem sich drehenden Bearbeitungselement 2 befindet, und erfährt hier eine intensive Energiezuführung. Die Energiezuführung erfolgt mittels Schlagelementen und/oder Schikanen 5, die am Innenmantel und/oder am Außenmantel des Bearbeitungselements 2 angeordnet sind. Durch diese Zuführung der mechanischen Energie kommt es zur Strukturumwandlung des Rahms in ein Butterkorn-Buttermilch-Gemisch, welches nach dem Durchlaufen des Ringraumes 8 über die Produktablaufleitung 4 der nachfolgenden Trenneinrichtung der Butterungsmaschine zugeführt wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann das Bearbeitungselement 2 die Form eines Kegelstumpfes aufweisen, dessen kleinster Durchmesser sich auf der Seite der Produktzufuhr befindet. Durch diese keglige Ausbildung wird erreicht, daß das Produkt beim Durchströmen des Bearbeitungselements 2 eine gleichmäßigere Beschleunigung erfährt, ehe es in den Ringraum 8 strömt. Es ist auch möglich, den Kegelstumpf aus mehreren Kegelstümpfen mit unterschiedlicher Steigung zusammenzusetzen, bzw. an der Stelleder Produktzufuhr den Kegelstumpf zylindrisch oder konisch mit einem großen Öffnungswinkel oder als Kreisbogen auszubilden. Sowohl im Bearbeitungselement 2 als auch im Ringraum 8 erfährt das Bearbeitungsgut eine genau definierte Strömung und eine gleichmäßige Beschleunigung. Die Anordnung der Schlagelemente und/oder Schikanen 5 auf den inneren und/oder auf den äußeren Mantel des Bearbeitungselements 2 ermöglichen auf Grund der doppelten Bearbeitungsstrecke Drehzahlen des Bearbeitungselements 2, mit denen die mechanische Energie schonend zugeführt wird, so daß es zu einem gleichmäßigen und schonenden Bearbeiten aller Rahmteilchen kommt. Damit wird ein hoher Ausbutterungsgrad des Rahms erreicht bei geringen Fettverlusten und bei Erreichen einer Qualitätsbutter mit einem guten homogenen Gefüge. Durch die Umlenkung des Bearbeitungsgutes im Schlägerzylinders 1 verdoppelt sich die Bearbeitungsstrecke und damit die Verweilzeit des Bearbeitungsgutes, ohne daß ein längerer Schlägerzylinder bzw. eine Verlängerung der gesamten Butterungsmaschine erforderlich ist.

Claims

1. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine zur Umwandlung des Rahms in ein Butterkorn-Buttermilch-Gemisch durch mechanische Energiezuführung, bei dem der Rahm an einem Ende einem feststehenden Schlägerzylinder zugeführt wird, in dem ein koaxial gelagertes, rotierendes Bearbeitungselement angeordnet ist und zwischen beiden ein Ringraum zum Durchströmen und zur Bearbeitung des Rahms vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Schlägerzylinder (1) an der der Produktzuführungsseite gegenüberliegenden Seite geschlossen ist und die Produktzuführungsleitung (3) und Produktabführungsleitung (4) zum bzw. aus dem Schlägerzylinder (Dan der gleichen Stirnseite angeordnet sind, wobei die Produktzuführungsleitung (3) bis an die Innenfläche eines im Umfang geschlossenen, koaxial gelagerten, zylinder- oder kegelförmigen rotierenden Bearbeitungselements (2) geführt ist, und daß das rotierende Bearbeitungselement (2) mit Schlagelementen und/oder Schikanen (5) versehen ist.

2. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Bearbeitungselement (2) die Form eines Kegelstumpfes aufweist, dessen kleinster Durchmesser auf der Seite der Produktzufuhr liegt.

3. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmfläche des Rahms im rotierenden Bearbeitungselement (2) zylindrisch oder konisch mit einem großen Öffnungswinkel oder als Kreisbogen ausgebildet ist.

4. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das konische rotierende Bearbeitungselement (2) sich aus Segmenten mit unterschiedlichen Steigungswinkeln zusammensetzt.

5. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des rotierenden Bearbeitungselements (2) auf der Seite der Produktzuführung mittels der Ringscheibe (6) oder anderer technologischer Maßnahmen verkleinert wird.

6. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Bearbeitungselement (2) mit Schlagelementen und/oder Schikanen (5) versehen ist, die innen und außen, oder nur innen oder nur außen, am Umfang gleichmäßig verteilt sind.

7. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagelemente (5) axial auf den Außenmantel und/oder Innenmantel des rotierenden Bearbeitungselements (2) parallel zur Mantelfläche des Schlägerzylinders (1) angeordnet sind.

8. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagelemente (5) axial auf dem Außen- und/oder Innenmantel des rotierenden Bearbeitungselements (2) konisch zur Mantelfläche des Schlägerzylinders (1) verlaufen.

9. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagelemente und/oder Schikanen (5) mittels bekannter Befestigungsarten am rotierenden Bearbeitungselement (2) befestigt sind und/oder aus dem rotierenden Bearbeitungselement (2) gezogen sind.

10. Schlägerzylinder für kontinuierlich arbeitende Butterungsmaschine nach den Punkten 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Schlagelemente und Schikanen (5) unterschiedliche geometrische Formen aufweisen.

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