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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere von Lebensmitteln gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Mischen von Stoffen, insbesondere von Lebensmitteln unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.
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Vorrichtungen zum Mischen von Stoffen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Vorrichtungen werden üblicherweise bei der Lebensmittelherstellung verwendet. Anwendung finden solche Vorrichtungen dabei insbesondere bei der Produktion von Wurst- und/oder Fleischwaren, bei der verschiedene Fleischsorten miteinander und/oder mit Zusatzstoffen wie beispielsweise Salz und Gewürzen vermischt und anschließend zerkleinert werden müssen.
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Grundsätzlich weist eine solche Vorrichtung mindestens einen Mischtrichter auf. Zudem können zwei weitere Bereiche vorhanden sein, nämlich der Übergabebereich und zumindest ein Zerkleinerer. Zusätzlich kann ein Antriebsbereich für die Antriebselemente der Mischelemente vorgesehen sein. Die Kombination von Mischtrichter und Zerkleinerer wird auch als Mischwolf bezeichnet, während für den Mischtrichter ohne Zerkleinerer die Bezeichnung Mischer üblich ist.
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Die unterschiedlichen Bereiche erfüllen dabei unterschiedliche Funktionen. So werden die zu vermischenden Rohstoffe zunächst in einen Mischtrichter eingefüllt und gelangen so in einen Mischbereich, der sich im Inneren des Mischtrichters befindet. Hier sind ein oder mehrere Mischelemente angeordnet, wobei die Mischelemente unterschiedlich gestaltet sein können. So sind aus dem Stand der Technik sowohl Mischelemente in der Form von Mischwellen mit angesetzten Mischpaddeln als auch in der Form von Schnecken oder Schraubenmischwellen bekannt. Dabei werden üblicherweise ein oder mehrere Mischelemente eingesetzt, die sich gleich- oder gegensinnig mit konstanter oder variabler Drehzahl drehen.
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Nach dem Mischvorgang kann das Mischgut durch ein Förderelement, welches sich im Übergabebereich befindet, transportiert werden. An den Übergabebereich kann sich ein Zerkleinerer anschließen, in dem der Zerkleinerungsprozess vollzogen wird. Der Mischtrichter kann somit über den Übergabebereich mit dem Zerkleinerer oder einer Ausgabeeinrichtung verbunden sein.
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Damit das Mischgut nach dem Mischvorgang aus dem Mischtrichter transportiert werden kann, weist der Mischtrichter zumindest eine Austragsöffnung auf.
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Diese Austragsöffnung befindet sich üblicherweise im Boden des Mischtrichters, sodass das Mischgut durch die Mischelemente und/oder unter Ausnutzung der Schwerkraft zu der Austragsöffnung gelangt. Die Austragsöffnung bleibt in der Regel während des Mischvorgangs unverschlossen, wobei sich im Bereich der Austragsöffnung ein Totraum für das Mischgut bildet. Insbesondere bei der Beladung des Mischtrichters, aber auch beim eigentlichen Mischprozess gelangen Teile des Mischguts in diesen Totraumbereich. Das dort abgelagerte Mischgut wird nachfolgend nicht mehr in den Mischprozess miteinbezogen, was ein sehr inhomogenes Mischresultat zur Folge hat. Das nicht ausreichend vermischte Mischgut wird üblicherweise nicht weiter verwendet und muss entsorgt oder erneut mit Qualitätsverlust einer nachfolgenden Misch-Charge zugegeben werden.
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Aus der
WO 2005/ 087 474 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur Aufbereitung von insbesondere thermoplastischem, Kunststoffmaterial vorgesehen ist. Die Vorrichtung weist einen Aufnahmebehälter und eine in einem Schneckengehäuse gelagerte Schnecke auf. Der zu verarbeitende Kunststoff wird vorzerkleinert eingefüllt, oder die Zerkleinerung findet gleichzeitig mit dem Mischprozess durch die auf der Trägerscheibe angeordneten Werkzeuge statt.
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In der
US 4 037 827 A wird ein Mischtrichter für Lebensmittel offenbart. Es handelt sich bei der Vorrichtung um einen Mischer, aus dem das vermischte Material am Ende des Mischprozesses durch die Austragsöffnungen ohne weitere Verarbeitung ausgegeben wird. Da sich der Totraumbereich bei den bekannten Geräten zudem an einer nur schwer zugänglichen Stelle am Boden des Mischbereichs befindet, fällt eine hygienische Reinigung dieses Bereichs besonders schwer.
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Aber nicht nur der Totraumbereich sondern der gesamte Übergabebereich ist, sofern überhaupt vorhanden, bei den bekannten Vorrichtungen schwer zugänglich, da nur von oben durch den Mischtrichter auf diese Bereiche zugegriffen werden kann. Dabei ist der gesamte Übergabebereich in der Regel rohrförmig ausgestaltet und deshalb weder einsehbar noch für die Reinigung leicht zugänglich. Um einen Reinigungszustand herbeizuführen der gewährleistet, dass bei einem nachfolgenden Mischvorgang sämtliche abgelagerten Teile des Mischguts aus dem Totraumbereich entfernt sind, ist somit ein erheblicher Zeit- und Kostenaufwand erforderlich.
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Die Tatsache, dass die Austragsöffnung bei den Geräten aus dem Stand der Technik nicht verschlossen werden kann, birgt zudem den Nachteil, dass der Mischtrichter nicht ohne zusätzliche Maßnahmen evakuiert werden kann. Es ist somit mit den herkömmlichen Vorrichtungen nicht ohne weiteres möglich, das für einige Produktionsverfahren technisch vorteilhaftes Mischen unter Vakuum durchzuführen.
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Auch die Vermischung von Feststoffen mit Flüssigkeiten ist nicht möglich, da die Flüssigkeiten durch die Austragsöffnung aus dem Mischtrichter ablaufen und sich somit von den Feststoffen des Mischguts trennen.
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Zwar können herkömmliche Vorrichtungen durch Deckel in Form von zusätzlichen Elementen vor dem Auslass eines Zerkleinerers verschlossen werden, die Handhabung ist aber relativ aufwendig. Insbesondere ist ein Entfernen der Deckel bei eingefülltem Mischgut schwierig. Darüber hinaus müssen weitere Öffnungen wie beispielsweise Wellendurchführungen mit zusätzlichen Elementen wie beispielsweise Doppellippen-Wellendichtringen verschlossen werden. Diese sind allerdings wegen dem zwangsläufig vorhandenen Hohlraum zwischen den Dichtlippen hygienisch problematisch. Ein manuelles Verschließen mit zusätzlichen Elementen ist daher wenig praktikabel.
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Aufgrund der genannten Nachteile ist es mit den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen nicht möglich, die steigenden Ansprüche der Produzenten und Konsumenten an Produktqualität, Produktsicherheit und Produkthygiene zu erfüllen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, die genannten sowie weitere Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere von Lebensmitteln bereitzustellen, welche ein totraumfreies Mischen mit einem homogenem Mischresultat ermöglicht. Zudem soll die Vorrichtung ohne erheblichen Umbau- und Kostenaufwand auch für Verfahren einsetzbar sein, die unter Zuhilfenahme von Vakuum, Flüssigkeiten oder kryogenen Gasen durchgeführt werden. Um die Produktsicherheit und Produkthygiene gewährleisten zu können, sollen zudem die Bestandteile der Vorrichtung, die für eine hygienische Reinigung der Vorrichtung bedeutsam sind, leicht zugänglich sein. Somit soll die Vorrichtung auch bei einem hohen Gesamtproduktdurchsatz sämtliche an sie gestellten Anforderungen betreffend die Produktqualität, Produktsicherheit und Produkthygiene erfüllen. Außerdem soll ein Verfahren zum Mischen von Stoffen, insbesondere von Lebensmitteln unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11. Die Erfindung betrifft laut Anspruch 1 eine Vorrichtung zum Mischen und Zerkleinern von Stoffen, insbesondere von Lebensmitteln, welche einen Mischtrichter umfasst, in dem zumindest ein Mischelement angeordnet ist, wobei der Mischtrichter mindestens eine Austragsöffnung aufweist, wobei die Vorrichtung einen Übergabebereich mit zumindest einem Förderelement aufweist, wobei die mindestens eine Austragsöffnung in diesen Übergabebereich mündet und der Übergabebereich eine nach oben offene, konkave Rinne aufweist, die zwischen einer Stirnseite des Mischtrichters und einer Außenwand gebildet ist und wobei die Vorrichtung einen Zerkleinerer aufweist, der an der Außenwand des Übergabebereichs befestigt ist, wobei in der Außenwand mindestens eine dem Zerkleinerer zugeordnete Öffnung ausgebildet ist, und dass die Vorrichtung einen bewegbar gelagerten Deckel zum Verschließen der zumindest einen Austragsöffnung aufweist, wobei der Deckel außerhalb eines Mischbereichs des Mischtrichters angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein totraumfreies Mischen mit homogenen Mischresultat, da die Austragsöffnung mit dem bewegbar gelagerten Deckel so verschließbar ist, dass während des Mischvorgangs keine Teile des Mischguts in den Übergabebereich gelangen. Somit wird das gesamte Mischgut von dem Mischelement erfasst, was ein homogenes Mischresultat zur Folge hat. Durch den bewegbar gelagerten Deckel zum Verschließen der zumindest einen Austragsöffnung kann die Vorrichtung zudem ohne zusätzlichen Kosten- und Umbauaufwand auch für Verfahren eingesetzt werden, die unter Zuhilfenahme von Vakuum, Flüssigkeiten oder kryogenen Gasen durchgeführt werden. Da der Deckel außerhalb des Mischbereichs des Mischtrichters angeordnet ist und zudem bewegbar, insbesondere linear verschiebbar gelagert ist, kann eine hohe Produktsicherheit gewährleistet werden, da der Deckel so außerhalb des Mischbereichs des Mischtrichters angeordnet werden kann und somit leicht zu reinigen ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt somit auch bei einem hohen Gesamtproduktdurchsatz sämtliche an sie gestellten Anforderungen betreffend die Produktqualität, Produktsicherheit und Produkthygiene. Dabei kann der Mischtrichter über den Übergabebereich mit dem Zerkleinerer verbunden sein.
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Weiterhin wird ermöglicht, dass das Mischgut direkt nach dem Mischvorgang abtransportiert werden kann. Folglich bieten sich durch eine solche Ausgestaltung vielfältige Einsatzmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Außerdem ermöglicht eine direkte Verbindung zwischen Übergabebereich und Zerkleinerer, dass das Mischgut direkt vom Übergabebereich in den Zerkleinerer übergeben werden kann, sodass sich der Zerkleinerungsprozess ohne Umbau der Vorrichtung oder Transport des Mischguts anschließen kann. Der Zerkleinerer kann ebenfalls mit einer Schutzhaube abgedeckt werden.
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Alternativ kann der Zerkleinerer auch entfallen und das Mischgut durch zumindest eine Bypassöffnung an einen oder mehrere Transportbehälter übergeben werden. Bei Bedarf kann so das Mischgut ohne Zerkleinerung aus der Vorrichtung entleert werden. Dazu wird lediglich das Förderelement im Übergabebereich in umgekehrter Drehrichtung angetrieben und damit das Mischgut nach außen durch die zumindest eine Bypassöffnung an einen oder mehrere Transportbehälter übergeben werden. Vorzugsweise sind dabei zwei Bypassöffnungen vorgesehen, die in einem gleichen Abstand zu einer Mitter des Übergabebereichs angeordnet sind.
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Dadurch, dass die Rinne nach oben offen ist und nicht wie üblich rohrförmig ausgebildet ist, ist der Übergabebereich vollständig einsehbar und einfach zugänglich. Eine vollständige hygienische Reinigung wird somit deutlich erleichtert. Die konkave Ausbildung der Rinne ermöglicht es zudem, dass das Förderelement direkt in der Rinne gelagert werden kann.
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Somit bilden sich keine Toträume, in denen sich Mischgut ablagern kann. Auch im Übergabebereich wird somit das gesamte Mischgut erfasst, sodass auch hier keine Produktverluste auftreten. Um die Verletzungsgefahr zu minimieren ist zusätzlich eine Schutzhaube vorgesehen, die den Übergabebereich abdeckt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Deckel an zwei zueinander parallel geführten Führungsteilen linear verschiebbar am Mischtrichter gelagert, wobei die Führungsteile durch eine Stirnwand des Mischtrichters geführt sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders stabile Lagerung, die es ermöglicht den Deckel mit besonders hoher Führungssicherheit in verschiedene Positionen zu führen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn sich die Führungsteile senkrecht zum Deckel erstrecken. Diese Ausgestaltung der Führungsteile ermöglicht es beispielsweise, dass der Deckel nicht nur in einer geöffneten oder geschlossenen Stellung gehalten werden kann, sondern auch in eine Mittelstellung verschiebbar ist. Es ergeben sich somit durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Führungsteile vielfältige Einstellungsmöglichkeiten für die Position des Deckels, bei denen der Deckel aber zu jeder Zeit stabil und mit hoher Führungssicherheit gelagert ist. Die Verschiebung des Deckels kann dabei entweder manuell oder durch motorische betriebene Antriebseinheiten oder besonders bevorzugt hydraulisch erfolgen. Dabei sind die Antriebseinheiten bevorzugt verdeckt außerhalb des Übergabebereichs im Maschinenkorpus angeordnet, sodass sie sich in ausreichender Entfernung vom Mischgut befinden und dieses bei Fehlfunktion nicht kontaminieren können.
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Es ist insbesondere von Vorteil, wenn auch die Führungsteile außerhalb des Mischbereichs des Mischtrichters geführt sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass keines der Führungsteile mit dem Mischgut in Kontakt kommt. So kann das Mischgut nicht durch beispielsweise bei einem Defekt abfallende Teile oder austretende Schmiermittel verunreinigt werden. Eine Führung des Deckels außerhalb des Mischbereichs erhöht somit die Produktsicherheit deutlich.
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Eine wichtige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Austragsöffnung in der Stirnwand des Mischtrichters angeordnet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Austragsöffnung leichter von außen zugänglich ist, da sie sich nicht auf der Bodenseite des Mischtrichters befindet und nicht durch den Mischtrichter hindurch auf sie zugegriffen werden muss. Gleichzeitig ist die Austragsöffnung nicht durch darüber liegende Mischelemente versperrt. Da sich die Austragsöffnung in der Stirnwand befindet, kann sie leicht durch den beweglich gelagerten Deckel verschlossen werden, wobei dabei problemlos von außen überprüft werden kann, ob ein vollständiger Verschluss der Öffnung erfolgt ist. Die Position der Austragsöffnung in der Stirnwand des Mischtrichters hat zudem den Vorteil, dass der sich anschließende Übergabebereich neben dem Mischtrichter angeordnet sein kann und nicht darunter, was wiederum die Wartung und Reinigung des Übergabebereichs erleichtert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Deckel zwischen einer geöffneten und einer geschlossen Stellung bewegbar, wobei der Deckel in der geöffneten Stellung einen Teil der vom Mischtrichter abgewandten Außenwand des Übergabebereichs bildet und in geschlossener Stellung auf der Stirnseite des Mischtrichters aufliegt. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Deckel nicht nur die geschossene Stellung oder die geöffnete Stellung einnehmen kann, sondern auch in mittlere Positionen verschiebbar ist. Dadurch dass der Deckel in der geöffneten Stellung einen Teil der vom Mischtrichter abgewandten Außenwand des Übergabebereichs bildet, steht dieser auch in der geöffneten Position nicht von der Vorrichtung ab. Er kann deshalb weder abbrechen noch eine Gefahrenquelle darstellen. Bei herkömmlichen Schwenkklappen steht die Klappe im geöffneten Zustand von der Vorrichtung ab, sodass Teile der Produktstroms oder Gegenstände an dieser hängenbleiben können. Dies wird in der bevorzugten Ausgestaltungsform dadurch verhindert, dass der Deckel in der geöffneten Stellung einen Teil der vom Mischtrichter abgewandten Außenwand des Übergabebereichs bildet. In der geschlossenen Stellung liegt der Deckel auf der Außenwand des Mischtrichters auf.
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Eine Innenseite des Deckels stellt dann einen Teil der Begrenzung des Mischbereichs dar. Insbesondere kann die Innenwand des Deckels im geschlossenen Zustand bündig mit der Innenseite des Mischtrichters verlaufen. Der Deckel kommt somit nie direkt mit den Mischelementen in Kontakt, ist einfach von außen zugänglich, kann aber nicht abbrechen.
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Der Deckel ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass die Austragsöffnung mit dem Deckel gas- und/oder flüssigkeits- und/oder druckdicht verschließbar ist. Beispielsweise ist dafür ein zusätzliches Dichtelement vorgesehen. Durch den flüssigkeitsdichten Verschluss der Austragsöffnung können auch Flüssigkeiten in das Mischgut eingemischt werden, denn es wird durch den Deckel verhindert, dass die Flüssigkeiten aus dem Mischtrichter durch die Austragsöffnung abfließen und sich von den Feststoffen des Mischguts trennen. Damit der gesamte Mischtrichter auch gas- und/oder druckdicht verschlossen werden kann, ist ein optionaler Deckel auf der Oberseite des Mischtrichters vorgesehen. Verschließt dieser optionale Deckel die Oberseite des Mischtrichters zusätzlich, ist der Mischtrichter hermetisch abgeschlossen, sodass dieser auch vollständig evakuiert werden kann. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist die Vorrichtung somit ohne aufwendigen Umbau auch für solche Produktionsverfahren einsetzbar, bei denen Gas, Vakuum oder Flüssigkeiten eingesetzt werden.
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In einer Ausgestaltung ist das Mischelement als Mischwelle mit angesetzten Mischpaddeln oder als Zubringerschnecke ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass Mischelemente unterschiedlicher Form in die Vorrichtung eingesetzt werden können. Bereits vorhandene Mischelemente sind in der Vorrichtung verwendbar, sodass diese nicht neu angeschafft werden müssen. Zudem ist die Kombination verschiedener Arten von Mischelementen möglich, je nachdem welche für die Mischung des Ausgangsmaterials am geeignetsten ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es somit, die Vorrichtung auf das zu vermischende Ausgangsmaterial anzupassen, um so die optimale Produktqualität zu erreichen.
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Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Vorrichtung mindestens zwei Mischelemente aufweist, wobei jedes Mischelement einer Austragsöffnung zugeordnet ist. Dabei sind auch Kombinationen von verschiedenen Mischelementen denkbar. So kommen als Mischelemente sowohl Mischwellen mit angesetzten Mischpaddeln aber auch Schnecken- oder Schraubenmischwellen in Frage. Auch ineinander liegende unabhängig voneinander drehende Mischwellen sind denkbar. Durch eine Ausgestaltung in der Form, dass die Vorrichtung zwei Mischelemente aufweist und jedem Mischelement eine Austragsöffnung zugeordnet ist, gelangt das Mischgut durch zwei separate Austragsöffnungen in den Übergabebereich.
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Dabei bewegt jede Mischwelle das Mischgut durch die ihr zugeordnete Austragsöffnung, wodurch sich das Austragsvolumen und somit die Austragsgeschwindigkeit erhöht und sich der Gesamtumsatz der Vorrichtung deutlich steigert. Zudem sind nicht zwingend zusätzliche Förderelemente im Mischbereich notwendig, was die Kosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung deutlich reduziert.
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Sollte die Vorrichtung mehr als eine Austragsöffnung aufweisen, ist es von Vorteil, wenn diese gemeinsam durch den Deckel verschließbar sind. Es sind somit keine weiteren Verschlusseinheiten notwendig, was den Material und Kostenaufwand für die Produktion der Vorrichtung reduziert und die Bedienung der Vorrichtung erleichtert.
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Bevorzugter Weise erstreckt sich das Förderelement im Übergabebereich quer zu der mindestens einen Austragsöffnung und dem Mischelement. Dies hat den Vorteil, dass gleichzeitig Produktströme mehrerer Austragsöffnungen vom Förderelement im Übergabebereich aufgenommen und an den Zerkleinerer übergeben werden können. Die Vorrichtung kann somit einen höheren Gesamtproduktdurchsatz erzielen, da die Umsatzmenge der Vorrichtung nicht mehr dadurch limitiert wird, dass das Förderelement nur einen Produktstrom verarbeiten kann.
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Vorzugsweise ist das Förderelement als Zubringerschnecke ausgebildet, die zwei gegenläufige Schraubensteigungen aufweist. So können beispielsweise zwei Produktströme gleichzeitig erfasst und zusammen einem zentral angeordneten Zerkleinerer zugeführt werden. Es ist aber auch möglich, mit dem Förderelement den vom Mischtrichter kommenden Produktstrom auf beispielsweise zwei Zerkleinerer aufzuteilen.
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Um die Reinigung des Förderelements zu ermöglichen, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Förderelement seitlich entnehmbar ist.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Mischen von Stoffen, insbesondere von Lebensmitteln, mittels einer Vorrichtung nach wenigstens einer der vorgenannten Ausführungsformen, umfassend die folgenden Schritte:
- I. Verschließen der zumindest einen Austragsöffnung durch Verschieben des Deckels
- II. Einfüllen der zu vermischenden Stoffe in den Mischtrichter
- III. Vermischen der zu vermischenden Stoffe durch zumindest eine Mischeinheit im Mischtrichter
- IV. Freigabe der zumindest einen Austragsöffnung durch Verschieben des Deckels
- V. Förderung des Mischguts mittels des zumindest einen Mischelements durch die zumindest eine Austragsöffnung in den Übergabebereich
- VI. Förderung des Mischguts durch den Übergabebereich insbesondere durch das zumindest eine Förderelement des Übergabebereichs in den Zerkleinerer
- VII. Zerkleinern des Mischguts im Zerkleinerer
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Soll bei herkömmlichen Verfahren der Mischvorgang gestartet werden, so bleibt die Austragsöffnung unverschlossen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen zunächst die Austragsöffnung durch Verschieben des Deckels verschlossen. Erst danach werden die zu vermischenden Stoffe in den Mischtrichter eingefüllt und durch zumindest eine Mischeinheit im Mischtrichter vermischt. Nach Abschluss des Mischvorgangs wird die Austragsöffnung durch erneutes Verschieben des Deckels freigegeben und das Mischgut kann mit Hilfe der Mischelemente aus dem Mischtrichter gefördert werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit das totraumfreie Mischen mit homogenen Mischresultat ermöglicht, wobei bei einem hohen Gesamtproduktdurchsatz eine hohe Produktqualität, Produktsicherheit und Produkthygiene gewährleistet ist.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
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1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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3 Seitenansicht des Deckels und der Führungsteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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4 Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei geöffneter Stellung des Deckels
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5 Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei geschlossener Stellung des Deckels
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6 Vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Mischen von Stoffen, insbesondere von Lebensmitteln. Die Vorrichtung 1 umfasst dabei einen Mischtrichter 2 einen Übergabebereich 3 und einen Zerkleinerer 4. Im hinteren Teil der Vorrichtung kann sich ein von den restlichen Bestandteilen der Vorrichtung abgetrennter Antriebsbereich 5 befinden.
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Der Mischtrichter 2 weist dabei eine vordere Trichterwand 6 und eine hintere Trichterwand 7 sowie eine dem Übergabebereich zugewandte Stirnseite 8 und eine dem Übergabebereich abgewandte Stirnseite 9 auf. Da sowohl die vordere Trichterwand 6 als auch die hintere Trichterwand 7 sowie die Stirnseiten 8, 9 vorzugsweise senkrecht ausgebildet sind, ist auch der Mischtrichter 2 ein vorwiegend symmetrisches Gebilde mit einer oben liegenden Einfüllöffnung 10. Die Einfüllöffnung 10 kann optional durch einen der 1 nicht dargestellten zusätzlichen Deckel verschlossen werden oder mit unterschiedlichen Aufsätzen 31, wie beispielsweise Schutzgittern versehen werden. Sowohl der Übergabebereich 3 als auch der Zerkleinerer 4 können durch Schutzhauben 11a und 11b verschlossen werden.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Mischtrichter 2 ist ein Mischelement 12a angeordnet, welches in Form einer Mischwelle mit angesetzten Mischpaddeln 13 ausgebildet ist. Das Mischelement 12a ist dabei über eine Befestigungseinrichtung in der Stirnseite 8 des Mischtrichters 2 drehbar gelagert. An den Mischtrichter 2 schließt sich der Übergabebereich 3 an, welcher sich im Wesentlichen quer zu dem Mischelement 12a erstreckt. Der Übergabebereich 3 weist eine vom Mischtrichter abgewandte Außenwand 14 auf, wobei ein Teil dieser Außenwand 14 durch den Deckel 15 gebildet wird, wenn sich dieser wie in 4 gezeigt in seiner geöffneten Stellung befindet.
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Der Deckel 15 ist mittels eines Führungsteils 16a linear am Mischtrichter 2 gelagert. Die Verschiebung des Deckels 15 erfolgt dabei mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 17, welcher in einem abgetrennten Bereich im Inneren der Vorrichtung und in dieser Ausgestaltung unterhalb des im Mischtrichter 2 ausgebildeten Mischbereichs 18 angeordnet ist und zudem mit dem Deckel 15 verbunden ist. Im Übergabebereich 3 ist ein Förderelement 19 quer zu dem Mischelement 12a des Mischtrichters 2 angeordnet. Dieses Förderelement 19 ist mit Hilfe einer ersten Antriebseinheit 20 antreibbar. Dabei ist die Antriebseinheit 20 unterhalb des Übergabebereichs 3 im Inneren der Vorrichtung angeordnet.
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Der Zerkleinerer 4 ist in dieser Ausführungsform an der vom Mischtrichter abgewandten Außenwand 14 des Übergabebereichs 3 befestigt. Der Zerkleinerer besteht dabei aus einer Arbeitsschnecke 21 einem Arbeitsschneckengehäuse 22 und einem Schneidsatz 23. Der Zerkleinerer kann über eine zweite Antriebseinheit 24 angetrieben werden, wobei diese zweite Antriebseinheit 24 in einem abgetrennten Bereich unterhalb des Mischbereichs 18 des Mischtrichters 2 angeordnet ist. Der Mischbereich 18 ist im Mischtrichter 2 ausgebildet und weist zumindest benachbart zu den Trichterwänden 6, 7 geneigte Innenseiten auf, die das Mischgut zu einem Boden hin konzentrieren.
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3 zeigt eine Seitenansicht des Deckels 15 und der Führungsteile 16a, 16b einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Führungsteile 16a, 16b erstrecken sich senkrecht zum Deckel 15 und sind zudem zueinander parallel geführt. Parallel zu den Führungsteilen 16a, 16b erstreckt sich ein Hydraulikzylinder 17 der sich ebenfalls senkrecht zum Deckel 15 erstreckt. Die Führungsteile 16a, 16b sind jeweils an einem Ende mit dem Deckel 15 verbunden und an ihrem anderen Ende durch ein bogenförmiges Abschlusselement 25 geführt. Der Hydraulikzylinder 17 ist auf einer Seite mit dem bogenförmigen Abschlusselement 25 verbunden. Durch Betätigen des Hydraulikzylinders 17 wird dann das Abschlusselement 25 und damit der Deckel 15 verschoben.
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bei geöffneter Stellung des Deckels 15. Der Mischtrichter 2 weist zwei Mischelemente 12a, 12b auf, die in Form von Mischwellen mit angesetzten Mischpaddeln 13 ausgebildet sind. Die Mischelemente 12a, 12b sind dabei parallel zu konkaven Mischmulden 26a, 26b angeordnet, auf die sie im Durchmesser angepasst sind. Die Mischmulden 26a, 26b liegen dabei zwischen der vorderen Trichterwand 6 und der hinteren Trichterwand 7 im Boden des Mischbereichs 18. Zwischen den beiden Mischmulden ist ein Steg 27 ausgebildet. Die Mischelemente 12a und 12b können aber auch ineinandergreifend angeordnet sein, sodass sich ihre Hüllkurven schneiden. Der Steg 27 im Mischtrichter 2 kann dann auch unterschiedlich ausgeführt sein oder ganz entfallen.
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Der Mischbereich 18 des Mischtrichters 2 ist mit dem Übergabebereich 3 über zwei Austragsöffnungen 28a, 28b verbunden, wobei sich die Austragsöffnungen in der Stirnseite 8 des Mischtrichters 2 befinden und jeweils einem Mischelement 12a, 12b zugeordnet sind.
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Die Mischelemente 12a, 12b sind mittels Befestigungselementen an der Stirnseite des Michtrichters 2 gelagert. Bei geöffneter Stellung des Deckels 15 kann das Mischgut durch Bewegen der Mischelemente 12a, 12b durch die Austragsöffnungen 28a, 28b in den Übergabebereich 3 gefördert werden.
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Der Übergabebereich 3 weist eine nach oben offene konkave Rinne 29 auf, die zwischen der Stirnseite 8 des Mischtrichters 2 und der Außenwand 14 des Übergabebereichs 3 gebildet ist. In dieser Rinne 29 ist das Förderelement 19 positioniert. Das Förderelement 19 ist in dieser Ausführungsform als Zubringerschnecke mit zwei gegenläufigen Schraubensteigungen ausgebildet. Das Förderelement 19 erstreckt sich zudem quer zu dem Mischelement 12a des Mischtrichters 2 und zu den Austragsöffnungen 28a, 28b. Die Schutzhaube ist in dieser Ansicht nicht dargestellt, um den Einblick in den Übergabebereich zu gewährleisten.
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Der obere Teil der Außenwand 14 des Übergabebereichs 3 wird vom Deckel 15 gebildet, der in der geöffneten Stellung gezeigt ist. Der Deckel 15 ist an den, sich senkrecht zum Deckel 15 erstreckenden und zueinander parallel verlaufenden Führungsteilen 16a, 16b, linear verschiebbar gelagert, wobei die Führungsteile 16a, 16b durch die Stirnseite 8 des Mischtrichters 2 geführt sind. Die Führungsteile 16a, 16b verlaufen dabei auch parallel zu den Mischelementen 12a, 12b.
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Über eine Öffnung in der konkaven Rinne 29 ist der Übergabebereich 3 mit dem zusätzlichen Zerkleinerer 4 verbunden. In der 4 ist an der Öffnung das Arbeitsschneckengehäuse 22 des Zerkleinerers 4 zu sehen.
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5 zeigt die gleiche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie 4 mit dem Deckel 15 in geschlossener Stellung. Der Deckel 15 liegt in dieser Stellung auf der Stirnseite 8 des Mischtrichters 2 auf und gibt den Blick in den Übergabebereich 3 mit dem darin angeordneten Förderelement 19 frei. Das Förderelement 19 erstreckt sich dabei quer zu den Mischelementen 12a, 12b und den mit dem Deckel 15 gemeinsam verschlossenen Austragsöffnungen 28a, 28b. Das Förderelement kann durch die offene Oberseite gereinigt oder durch eine mit einer Abdeckung 30 verschlossene Öffnung entnommen werden. An der Außenwand 14 des Übergabebereichs 3 ist der Zerkleinerer 4 befestigt, wobei zwischen Zerkleinerer 4 und Übergabebereich 3 eine Verbindung in Form einer Öffnung ausgebildet ist.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer vereinfachten Darstellung. In der Außenwand des Übergabebereichs 14 befinden sich bei dieser Ausführungsform zwei Bypassöffnungen 32. Das Mischgut kann durch die Bypassöffnungen 32 ohne anschließende Zerkleinerung entleert werden, indem das Förderelement 19 des Übergabebereichs 3 mit umgekehrter Drehrichtung betrieben wird und beidseitig das Material nach außen fördert.
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Da die Trichterwände der Vorrichtung in dieser Darstellung nicht gezeigt sind, ist die Deckelkonstruktion gut sichtbar. Der Deckel 15 ist dabei linear verschiebbar an zwei Führungsteilen 16a, 16b gelagert, wobei sich die Führungsteile 16a, 16b senkrecht zum Deckel 15 erstrecken. Die zueinander parallel geführten Führungsteile 16a, 16b sind dabei durch die Stirnseite 8 des Mischtrichters 2 geführt und befinden sich außerhalb des Mischbereichs 18. Bei montierten Trichterwänden sind die Führungsteile 16a, 16b somit zwischen den Seitenwänden der Mischbereichs 18 und den Trichterwänden angeordnet und damit verdeckt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit ein totraumfreies Mischen mit homogenem Mischresultat. Durch den Deckel lässt sich die Vorrichtung ohne erheblichen Umbau- und Kostenaufwand auch für Verfahren einsetzen, die unter Zuhilfenahme von Vakuum oder Flüssigkeiten durchgeführt werden. Bei einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Austragsöffnung zunächst durch Verschiebung des Deckels von außen verschlossen und erst anschließend die zu vermischenden Stoffe in den Mischtrichter eingefüllt. Dabei ist es unerheblich, ob auch Flüssigkeiten mit dem restlichen Mischgut vermischt werden sollen, da die Flüssigkeit nicht mehr durch die Austragsöffnung abfließen kann, da diese durch den Deckel verschlossen ist. Nach dem Vermischen der zu vermischenden Stoffe durch zumindest eine Mischeinheit im Mischtrichter wird die Austragsöffnung durch Verschieben des Deckels freigeben und das Mischgut mit dem Mischelement durch zumindest eine Austragsöffnung in den Übergabebereich gefördert. In diesem wird das Mischgut durch den Übergabebereich durch das zumindest ein Förderelement des Übergabebereichs gefördert. Daran kann sich ein Zerkleinerungsprozess in einem Zerkleinerer anschließen. Während des gesamten Verfahrens ist durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erhöhte Produktsicherheit und Produkthygiene gewährleistet, da sämtliche Bestandteile der Vorrichtung, die für eine hygienische Reinigung der Vorrichtung bedeutsam sind, leicht zugänglich sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen somit auch bei einem hohen Gesamtproduktdurchsatz eine hohe Produktqualität, Produktsicherheit und Produkthygiene.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
