DE102017003406B4

DE102017003406B4 - Vorrichtung zum Zerkleinern von Lebensmitteln (Schneidmittel)

Info

Publication number: DE102017003406B4
Application number: DE102017003406.0A
Authority: DE
Inventors: von der Helmut Weiden
Original assignee: Packaging and Cuttingsystems Von Der Weiden GmbH
Current assignee: Ekomex-Pilsniak Sp Z Oo Spk Pl; Packaging and Cuttingsystems Von Der Weiden GmbH
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-08
Also published as: DE102017003406A1; WO2018184617A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Lebensmitteln beschrieben, aufweisend ein Schneidmittel (10) sowie ein Druckgehäuse (20) mit einer zylindrischen Trommelwand (30), wobei das Druckgehäuse (20) an einem ersten Endabschnitt (21a) mit einer Eintrittsöffnung (22) für das Lebensmittel ausgebildet und in dem Druckgehäuse (20) eine Förderschnecke (40) drehbar gelagert ist, die mehrere durch mindestens einen Schneckengang (41) voneinander getrennte Schneckenkammern (42) aufweist. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Lebensmitteln bereitzustellen, welche aufgrund eines reduzierten Verschleißes des Schneidmittels (10) eine erheblich gesteigerte Standzeit aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schneidmittel (10) aus einem Trommelwandabschnitt (31), in dem mehrere Schneidöffnungen (32) angeordnet sind, und einem die Schneidöffnungen (32) überstreichenden Abschnitt (43) des mindestens einen Schneckenganges (41) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Lebensmitteln gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 stehenden Merkmalen.
Üblicherweise werden zum Zerkleinern von Lebensmitteln, insbesondere Fleisch, Käse und Fett so genannte Wölfe verwendet.
Die DE 10 2011 008 389 A1 beschreibt einen derartigen Wolf zum Zerkleinern von Lebensmitteln, bei welchem das Lebensmittel, beispielsweise Fleisch, mittels der Förderschnecke in axialer Richtung durch ein Schneckengehäuse transportiert, gegen eine das Schneckengehäuse axial abschließende Lochscheibe geschoben und dabei teilweise durch in der Lochscheibe angeordnete Bohrungen hindurchgedrückt wird. Die in die Bohrungen der Lochscheibe hineinragenden Bestandteile des Lebensmittels werden von einem vor der Lochscheibe befindlichen Schneidmittel in Form eines rotierenden Trennmessers abgeschnitten, wobei an dem Trennmesser mehrere sternförmige Messerarme mit jeweils daran angeordneten Pendelklingen vorgesehen sein können. Der Nachteil dieses bekannten Fleischwolfes besteht darin, dass das Schneidmittel erheblichem Verschleiß unterworfen ist und eine nur geringe Standzeit ermöglicht.
In der US Re. 32,060 E ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines knochenlosen Fleischproduktes offenbart. Die bekannte Vorrichtung weist ein Druckgehäuse mit einer zylindrischen Trommelwand auf, in welcher eine Förderschnecke drehbar gelagert ist. Verwertbares Fleisch wird mittels der Förderschnecke und in der zylindrischen Trommelwand angeordneter Schneidöffnungen von den Knochen separiert und durch die Schneidöffnungen hindurchgedrückt. Nicht verwertbare Knochen werden in Richtung einer endseitig angeordneten Ausschuböffnung gefördert und dort aus dem Druckgehäuse abgeführt. Eine Einstellung des auf das zu zerkleinernde Fleisch wirkenden Innendrucks erfolgt mittels konzentrischer Verstellung eines Ausschubrings, welcher nach der Erfahrung einer Bedienperson auf das zu zerkleinernde Fleisch eingestellt wird und den freien Durchmesser in der Ausschuböffnung verkleinert oder vergrößert. Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, dass während des Zerkleinerungsprozesses der Innendruck permanent schwankt und keine Möglichkeit einer systemimmanenten Anpassung besteht.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Lebensmitteln bereitzustellen, welche selbstregelnd den Innendruck des Lebensmittels in dem Druckgehäuse einstellt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Beaufschlagen der Vorrichtung mit dem zu zerkleinernden Lebensmittel erfolgt stets über eine Eintrittsöffnung, die aus dem in axialer Richtung offenen ersten Endabschnitt der Trommelwand gebildet ist. Die in dem Druckgehäuse drehbar gelagerte Förderschnecke ist üblicherweise konzentrisch bezüglich der zylindrischen Trommelwand angeordnet und weist vorzugsweise einen Schneckengang auf, der sich zwischen zwei Lagerstellen der Förderschnecke erstreckt. Der Schneckengang kann dabei zwischen den Lagerstellen durchgängig verlaufen oder an einer oder mehrerer Stellen unterbrochen sein. Unter mehreren voneinander durch den Schneckengang getrennten Schneckenkammern wird die in axialer Richtung angrenzende Folge von Schneckenkammern bei Betrachtung einer durch die Mittelachse der Förderschnecke verlaufenden Schnittebene verstanden.
Die Förderschnecke ist grundsätzlich als einstückig integrale Baueinheit gefertigt, die sich zerstörungsfrei nicht in separate Bauteile zerlegen lässt. Die Förderschnecke ist stets motorisch angetrieben.
Das Schneidmittel umfasst einen Trommelwandabschnitt mit mehreren Schneidöffnungen sowie einen diese Schneidöffnungen überstreichenden Abschnitt des Schneckenganges. Die Schneidöffnungen durchbrechen den Trommelwandabschnitt in radialer Richtung bei allen Ausführungsformen grundsätzlich vollständig. Mit Hilfe des mindestens einen Schneckenganges wird das zu zerkleinernde Lebensmittel zunächst in axialer Richtung bewegt und durch Stauwirkung ein entsprechender Druck aufgebracht. Dieser Druck wirkt unter anderem auch in radialer Richtung und sorgt dafür, dass das Lebensmittel zumindest teilweise in die Schneidöffnungen hineinragt und dort gehalten ist. Der über die Schneidöffnungen hinwegstreichende Abschnitt des Schneckenganges derselben Förderschnecke schert nachfolgend das nach innen aus den Schneidöffnungen hinausragende Lebensmittel ab. Da die Schneckenkammer stets mit Lebensmittel gefüllt ist, setzt sich der vorstehend beschriebene Vorgang kontinuierlich fort.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Vorrichtung ohne Messer und ohne Scheiben auskommt, wodurch kein Metallabrieb und ein nur äußerst geringer Verschleiß resultieren. Darüber hinaus erfolgt ein Aussortieren von Fremdstoffen wie zum Beispiel Knorpeln, Knochenresten, Knochensplittern, Sehnen, Schwarten, Kunststoffen und anderen Fremdkörpern. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Fleischwolf wird der überwiegende Anteil der Fremdstoffe ebenfalls zerkleinert und gelangt somit in das zum Konsumieren vorgesehene, zerkleinerte Lebensmittel. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zerkleinert folglich nicht nur das Lebensmittel, sondern trennt auch gewünschte Bestandteile von ursprünglich in dem Lebensmittel enthaltenen Fremdstoffen.
Vorzugsweise sind die Schneidöffnungen radial in dem Trommelwandabschnitt ausgerichtet, wodurch eine kurze Kontaktzeit erreicht und das Risiko von Verstopfungen einzelner Schneidöffnungen verringert wird.
Die Schneidöffnungen können als gestufte Bohrung und/oder als konische Bohrung mit einem kleineren Bohrdurchmesser und einem größeren Bohrdurchmesser ausgeformt sein, wobei vorteilhafterweise der kleinere Bohrdurchmesser an einer Innenseite und der größere Bohrdurchmesser an einer Außenseite des Trommelwandabschnittes angeordnet ist. Der Abschnitt der jeweiligen Schneidöffnung mit dem größeren Bohrdurchmesser ermöglicht es dem Lebensmittel, insbesondere wenn es sich um Muskelfleisch handelt, darin auszubreiten. Hierdurch wird die Temperatur des Lebensmittels während des Zerkleinerns erheblich reduziert. Zusammen mit den nachfolgend beschriebenen Merkmalen lässt sich eine Erwärmung des Lebensmittels von lediglich 1° C bis 3° C realisieren, wohingegen dasselbe Lebensmittel in Vorrichtungen gemäß des Standes der Technik unter Umständen bereits zu garen anfängt, was auch aus Gründen der Produktqualität und der Haltbarkeit des zerkleinerten Lebensmittels auf jeden Fall zu vermeiden ist.
Zur Reduzierung der Temperatur des Lebensmittels hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der kleinere Bohrdurchmesser 0,7 mm bis 8 mm beträgt.
Sinnvollerweise beträgt der größere Bohrdurchmesser 2,7 mm bis 10 mm.
Gemäß einer günstigen Ausführungsform ist der größere Bohrdurchmesser stets 1,5 mm bis 2,5 mm, besonders bevorzugt 1,8 mm bis 2,2 mm, ganz besonders bevorzugt 2 mm größer als der kleinere Bohrdurchmesser gewählt.
Vorzugsweise weist der kleinere Bohrdurchmesser zu dem größeren Bohrdurchmesser in axialer Erstreckung der Durchtrittöffnung ein Verhältnis von 1:3 bis 1:5, besonders bevorzugt von 1:4 auf.
Vorteilhafterweise sind die mehreren Schneidöffnungen sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung rings um den Trommelwandabschnitt angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine Maximierung der Schneidleistung, da der gesamte Umfang des Trommelwandabschnittes als Schneidfläche zur Verfügung steht. Die Schneidöffnungen sollten in axialer Richtung und in Umfangsrichtung äquidistant zueinander angeordnet sein.
Bei einem Schnitt durch das Druckgehäuse längs einer Mittelachse der Förderschnecke können die mehreren Schneidöffnungen in axialer Erstreckung des Trommelwandabschnittes gleichzeitig von drei Schneckenkammern überdeckt sein. Hierdurch ergibt sich ein ausreichend großes Volumen der Schneckenkammern, über welche stets zu zerkleinerndes Lebensmittel nachgeführt wird.
Zweckmäßigerweise weist der mindestens eine Schneckengang zumindest in dem überstreichenden Abschnitt an seinem distalen Ende eine geschärfte Schneidkante auf. Die Schneidkante befindet sich auf der bezüglich der Eintrittsöffnung abgewandten radial ausgerichteten Wand und einem daran angrenzenden, axial ausgerichteten Abschnitt des mindestens einen Schneckenganges. Unter einer geschärften Schneidkante wird eine durch Schleifen oder Wetzen bearbeitete Schneidkante verstanden.
Günstigerweise ist zwischen dem mindestens einen Schneckengang und der Trommelwand ein Ringraum mit einer Breite von 5 µm bis 15 µm, besonders bevorzugt 10 µm ausgebildet. Ein größer dimensionierter Ringraum verhindert ein sauberes Schneiden des Lebensmittels, da dieses in den Ringraum hineingedrückt und dort zermahlen werden würde, wodurch ebenfalls eine Erwärmung stattfindet. Bei einem kleineren Ringraum bestehen noch höhere Anforderungen an die Fertigungstoleranzen der Förderschnecke sowie deren Lagerung, um ein Anstoßen gegen die zylindrische Trommelwand zu verhindern.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die geschärfte Schneidkante und/oder die Trommelwand gehärtet sind. Das Härten von Stahl ist eine Erhöhung seiner mechanischen Widerstandsfähigkeit durch gezielte Änderung und Umwandlung seines Gefüges. Es kann beispielsweise durch Wärmebehandlung mit anschließendem Abschrecken (plötzliches Abkühlen) erfolgen. Aufgrund der gehärteten Schneidkante und/oder der gehärteten Trommelwand lässt sich der Verschleiß weiter verringern und die Standzeit der Schneidvorrichtung auf einen Durchsatz in Höhe von ca. 100.000 t erhöhen.
Vorzugsweise ist die Trommelwand in axialer Richtung mit einem konstanten Innendurchmesser ausgebildet. Hierdurch ist ein kontinuierlicher Druckaufbau in dem Druckgehäuse möglich und es wird eine Taschenbildung vermieden, in welche sich unzerkleinertes oder teilweise zerkleinertes Lebensmittel festsetzen kann. Darüber hinaus kann eine Förderschnecke eingesetzt werden, dessen mindestens einer Schneckengang in axialer Richtung innerhalb der Trommelwand einen konstanten Außendurchmesser D₁ aufweist. Dieser lässt sich besonders einfach und im Hinblick auf die anzustrebende Dimensionierung des Ringraumes präzise herstellen.
Zweckmäßigerweise weist die Förderschnecke seitens des Schneidmittels eine Schneckenwelle mit einem konstanten Durchmesser d₁ auf, dem sich ein zulaufender Abschnitt der Schneckenwelle in Richtung des ersten Endabschnitts bis auf den kleineren Durchmesser d₂ anschließt. Der zulaufende Abschnitt der Schneckenwelle sorgt für ein besseres Befüllen des Druckgehäuses über die axial angeordnete Eintrittsöffnung, da der lichte Querschnitt für das Lebensmittel aufgrund des in diesem Bereich befindlichen kleineren Durchmessers d₂ der Schneckenwelle vergrößert ist. Die Schneckenwelle selbst reduziert aufgrund ihrer massiven Ausgestaltung den verbleibenden Querschnitt innerhalb der Trommelwand, beziehungsweise die Größe der Schneckenkammern in radialer Richtung.
Der mindestens eine Schneckengang kann in dem Bereich des konstanten Durchmessers d₁ der Schneckenwelle eine größere Steigung und in dem zulaufenden Abschnitt der Schneckenwelle eine kleinere Steigung aufweisen. Aufgrund des zulaufenden Abschnitts der Schneckenwelle würde sich das Volumen innerhalb der Schneckenkammern dieses Abschnittes im Vergleich zu den Schneckenkammern im Bereich des konstanten Durchmessers d₁ der Schneckenwelle vergrößern. Um eine derartige Vergrößerung des Volumens der Schneckenkammern im zulaufenden Abschnitt der Schneckenwelle zu kompensieren, weist die Förderschnecke in diesem Bereich eine kleinere Steigung auf, wodurch der Abstand x des mindestens einen Schneckenganges in axialer Richtung verringert ist und das Volumen der Schneckenkammern dem des Bereiches mit konstantem Durchmesser d₁ der Schneckenwelle entspricht.
Günstigerweise ist die Steigung des mindestens einen Schneckenganges in dem Bereich des konstanten Durchmessers d₁ der Schneckenwelle und in dem zulaufenden Abschnitt der Schneckenwelle derart gewählt, dass alle Schneckenkammern dasselbe Volumen aufweisen. Hierdurch ist eine konstante Beschickung der Schneidvorrichtung unter einem konstanten Druckniveau des Lebensmittels gewährleistet.
Erfindungsgemäß weist das Druckgehäuse an einem dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt ein Abschlusselement mit einer Ausschuböffnung auf, welche mittels einer druckbelasteten Verschlussklappe verschließbar ist. Fremdstoffe werden über den zweiten Endabschnitt und das dort an die Trommelwand angesetzte Abschlusselement aus dem Druckgehäuse abgeführt. Hierfür weist das Abschlusselement eine Ausschuböffnung auf, durch welche die Fremdstoffe hindurchtreten. Die druckbelastete Verschlussklappe ermöglicht ein Einstellen des Innendruckes innerhalb des Druckgehäuses, da die druckbelastete Verschlussklappe nur aus der Verschlussposition in eine Öffnungsposition schwenkt, wenn der Innendruck des Lebensmittels innerhalb des Druckgehäuses größer ist als eine von der druckbelasteten Verschlussklappe aufgebrachte Verschlusskraft. Wird die Verschlusskraft der druckbelasteten Verschlussklappe erhöht, steigt auch der auf das Lebensmittel übertragbare Druck innerhalb des Druckgehäuses. Wird die Verschlusskraft der druckbelasteten Verschlussklappe verringert, sinkt der auf das Lebensmittel übertragbare Druck innerhalb des Druckgehäuses. Mit Hilfe der druckbelasteten Verschlussklappe kann die Vorrichtung auf unterschiedliche Lebensmittel und deren benötigtes Druckniveau eingestellt werden.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Abschlusselement in Verlängerung des Druckgehäuses einen konisch zulaufenden Innenraum aufweist, wobei der Innenraum endseitig in der Ausschuböffnung mündet.
Zweckmäßigerweise ist die Förderschnecke mit einem Schneckenfortsatz ausgebildet, welcher in den Innenraum hineinragt. Der Schneckenfortsatz sollte dann komplementär zu der Form des Innenraums ausgebildet sein. Bei einem konischen zulaufenden Innenraum läuft der Schneckenfortsatz sinnvollerweise auch konisch in Richtung der Ausschuböffnung zu. In diesem Bereich leistet der Schneckenfortsatz der Förderschnecke keine Zerkleinerungsarbeit mehr, sondern befördert lediglich die im Innenraum des Abschlusselementes angestauten Fremdstoffe in Richtung der Ausschuböffnung. Der Ringraum zwischen Schneckenfortsatz und Abschlusselement ist daher größer ausgebildet als zwischen Trommelwandabschnitt und überstreichendem Abschnitt.
Vorzugsweise ist die Verschlussklappe mittels eines Federelementes in einer Verschlussposition gehalten. Mit Hilfe des Federelementes lässt sich besonders exakt die Verschlusskraft der druckbelasteten Verschlussklappe einstellen oder auch in Abhängigkeit des zu zerkleinernden Lebensmittels variieren.
Das Federelement kann besonders bevorzugt ein pneumatischer Druckzylinder sein. Aufgrund des in dem pneumatischen Druckzylinder eingeschlossenen kompressiblen Mediums, kann über eine Voreinstellung des Innendrucks in dem pneumatischen Druckzylinder auf die vorgesehene Verschlusskraft der druckbelasteten Verschlussklappe Einfluss genommen werden. Ein höherer eingestellter Innendruck in dem pneumatischen Druckzylinder sorgt für eine größere Verschlusskraft der Verschlussklappe, ein niedrigerer eingestellter Innendruck für eine geringere Verschlusskraft der Verschlussklappe.
Zwischen dem pneumatischen Druckzylinder und der Verschlussklappe kann drehbeweglich eine Koppelstange gelagert sein, welche eine ortsfeste Anbringung eines Teils des pneumatischen Druckzylinders beabstandet zu der Ausschuböffnung ermöglichst.
Vorteilhafterweise ist unter der Ausschuböffnung eine bezüglich des Druckgehäuses geneigte Rutsche für Fremdstoffe angeordnet. Über diese Rutsche gelangen die Fremdstoffe in ein separates Fördermittel oder Auffangbehältnis, welches eine getrennte Abfuhr der Fremdstoffe, separiert von dem zerkleinerten Lebensmittel gestattet.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen die

1: einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2: eine vergrößerte Seitenansicht auf eine Förderschnecke;
3: eine Vor-Kopf-Ansicht auf das Abschlusselement mit geöffneter Verschlussklappe und
4: einen Querschnitt durch die Trommelwand mit Detailansichten der Schneidöffnungen gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform.

Die 1 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Druckgehäuse 20 umfassend eine zylindrische Trommelwand 30, die an einem ersten Endabschnitt 21a eine in axialer Richtung offene Eintrittsöffnung 22 zur Beschickung der Vorrichtung mit einem Lebensmittel aufweist. Das Druckgehäuse 20 umfasst weiterhin ein Abschlusselement 23, welches an einem zweiten Endabschnitt 21b endseitig an der Trommelwand 30 befestigt und somit an der gegenüberliegenden Seite der Eintrittsöffnung 22 angeordnet ist.
Zentrisch in der Trommelwand 30 ist eine Förderschnecke 40 angeordnet, welche von einer am ersten Endabschnitt 21a befindlichen Zentrierhülse 37 und einem an dem zweiten Endabschnitt 21b in die Trommelwand 30 eingesetzten Zentriereinsatz 38 drehbar gelagert ist. Die Zentrierhülse 37 ist an der Vorkopfseite an die Trommelwand 30 angesetzt und weist einen Durchbruch 37a auf, der koaxial zu einer Mittelachse M der Förderschnecke 40 ausgebildet ist (vergleiche 2). Über den Durchbruch 37a ist die Förderschnecke 40 mit einem hier nicht gezeigten motorischen Antrieb direkt oder indirekt drehfest verbunden. Im Falle eines indirekten Anschlusses kann/können beispielsweise zwischen dem Antrieb und der Förderschnecke 40 eine oder mehrere aus Übersichtsgründen ebenfalls weggelassene Zuführschnecken zwischengeschaltet sein.
Zwischen der Zentrierhülse 37 und dem Zentriereinsatz 38 weist die Förderschnecke 40 einen sich schraubenartig um eine zentrisch angeordnete Schneckenwelle 45 windenden Schneckengang 41 auf, dessen Außendurchmesser D₁ in einem überlappenden Bereich mit der Trommelwand 30 konstant ist und nur geringfügig geringer gewählt ist als ein über dessen gesamte axiale Länge ebenfalls konstanter Innendurchmesser D_i der Trommelwand 30 (siehe 4). Der Außendurchmesser D₁ des Schneckenganges 41 der Förderschnecke 40 und der Innendurchmesser D_i bilden zusammen einen Ringraum aus, der im gezeigten Ausführungsbeispiel 0,01 mm beträgt. Zwischen in einem axialen Abstand x (siehe 2) benachbarten Abschnitten des Schneckenganges 41 ist jeweils eine Schneckenkammer 42 ausgebildet, welche der Aufnahme des Lebensmittels dient, wobei das Lebensmittel bei drehender Förderschnecke 40 durch den Schneckengang 41 ausgehend von der Eintrittsöffnung 22 in Richtung des zweiten Endabschnitts 21b axial vorgeschoben wird.
Die Trommelwand 30 weist auf ihrer dem zweiten Endabschnitt 21b benachbarten Seite einen Trommelwandabschnitt 31 auf, in welchem die Trommelwand 30 von einer Vielzahl von Schneidöffnungen 32 durchbrochen ist, welche vollständig von einer Innenseite 35 zu einer Außenseite 36 der Trommelwand 30 verlaufen. Die Schneidöffnungen 32 des Trommelwandabschnitts 31 werden insbesondere in Zusammenhang mit 4 näher erläutert, sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt und erstrecken sich in axialer Richtung mindestens über die halbe Länge der Trommelwand 30.
In der Darstellung der 4 sind beispielhaft zwei Ausführungsformen der Schneidöffnungen 32 dargestellt, wobei in der vergrößerten, linken Abbildung die Schneidöffnung 32 als gestufte Bohrung 33 ausgebildet ist. Die gestufte Bohrung 33 weist einen zur Innenseite 35 angrenzenden, kleineren Durchmesser D_Bmin auf, der in Richtung der Außenseite 36 unstetig auf den größeren Durchmesser D_Bmax aufgeweitet ist. Sowohl der kleinere Durchmesser D_Bmin als auch der größere Durchmesser D_Bmax ist jeweils zylindrisch ausgeführt und beide zusammen bilden die gestufte Bohrung 33.
In der vergrößerten, rechten Abbildung der 4 ist eine alternative Ausführungsform einer Schneidöffnung 32 gezeigt, die als konische Bohrung 34 ausgebildet ist. Bei der konischen Bohrung 34 mündet der kleinere Durchmesser D_Bmin ebenfalls an der Innenseite 35 der Trommelwand 30 und der größere Durchmesser D_Bmax an der Außenseite 36; die konische Bohrung 34 weist dabei jedoch einen stetigen Öffnungswinkel auf.
Beide Ausführungsformen mit einer gestuften Bohrung 33 oder einer konischen Bohrung 34 haben gemein, dass im Bereich der Innenseite 35 der kleinere Bohrdurchmesser D_Bmin und im Bereich der Außenseite 36 der größere Bohrdurchmesser D_Bmax angeordnet ist. Der größere Bohrdurchmesser D_Bmax ermöglicht ein Ausdehnen des Lebensmittels in den in radialer Richtung wachsenden, größeren Bohrdurchmesser D_Bmax , was insbesondere einen geringen Temperaturanstieg während der Zerkleinerung von Muskelfleisch bewirkt. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es bevorzugt, in dem Trommelwandabschnitt 31 entweder gestufte Bohrungen 33 oder konische Bohrungen 34 einzubringen. Es ist jedoch auch möglich, in den Trommelwandabschnitt 31 sowohl gestufte Bohrungen 33 als auch konische Bohrungen 34 auszubilden.
Die 1 zeigt auch ein aus dem Trommelwandabschnitt 31 und dem Schneckengang 41 gebildetes Schneidmittel 10, wobei der Trommelwandabschnitt 31 mit einem diesen überstreichenden Abschnitt 43 des Schneckenganges 41 zusammenwirkt und das Lebensmittel von dem überstreichenden Abschnitt 43 über die Schneidöffnungen 32 befördert, in diese hineingedrückt und dort abgeschnitten wird. Hierfür ist der überstreichende Abschnitt 43 des Schneckenganges 41 mit einer geschärften Schneidkante 44 versehen. Die geschärfte Schneidkante 44 ist in Einbaulage der Förderschnecke 40 zwischen dem radial außen liegenden Abschnitt und der dem zweiten Endabschnitt 21b zugewandten Seite des Schneckenganges 41 angeordnet.
Der überstreichende Abschnitt 43 der Förderschnecke 40 ist mit einer größeren Steigung 47 ausgebildet und weist außerdem einen konstanten Durchmesser d₁ der Schneckenwelle 45 auf. Zwischen dem überstreichenden Abschnitt 43 und dem ersten Endabschnitt 21a reduziert sich der Durchmesser der Schneckenwelle 45 in einem zulaufenden Abschnitt 46 kontinuierlich bis auf den kleineren Durchmesser d₂ . Im Bereich des zulaufenden Abschnitts 46 weist der Schneckengang 41 eine kleinere Steigung 48 auf. Durch die Reduzierung auf die kleinere Steigung 48 wird das Volumen der dortigen Schneckenkammern 42 im Vergleich zu den im Bereich des konstanten Durchmessers d₁ der Schneckenwelle 45 befindlichen Schneckenkammern 42 konstant gehalten und dadurch das aufgrund des kleineren Durchmessers d₂ der Schneckenwelle 45 in radialer Richtung vergrößerte Volumen der Schneckenkammern 42 kompensiert.
Der Schneckengang 41 ist im Übergangsbereich von kleinerer Steigung 48 zu größerer Steigung 47 unterbrochen.
Nicht schneidfähiges Lebensmittel verlässt als Fremdstoff in axialer Richtung die Trommelwand 30 an ihrem zweiten Endabschnitt 21b. Dabei werden die Fremdstoffe durch den in axialer Richtung mit Öffnungen versehenen Zentriereinsatz 38 hindurchgeschoben und treten in einen Innenraum 26 des Abschlusselementes 23 ein. In den Innenraum 26 ragt außerdem ein Schneckenfortsatz 49 der Förderschnecke 40, welcher auf der vom überstreichenden Abschnitt 43 abgewandten Seite des Zentriereinsatzes 38 ausgebildet ist. Der Schneckenfortsatz 49 endet in axialer Richtung vor einer Ausschuböffnung 24, die an dem distalen Ende des Druckgehäuses 20 in dem Abschlusselement 23 ausgeformt ist und über welche die Fremdstoffe das Druckgehäuse 20 verlassen.
Die Ausschuböffnung 24 ist mittels einer druckbelasteten Verschlussklappe 25 verschließbar. Hierdurch wird ein Druckaufbau des Lebensmittels innerhalb der Trommelwand 30 insbesondere im Bereich des Schneidmittels 10 gesteuert. Die druckbelastete Verschlussklappe 25 ist von einem Federelement in Form eines Druckzylinders 27 über eine Koppelstange 28 solange in einer die Ausschuböffnung 24 verschließenden Position gehalten, bis der von der Förderschnecke 40 auf die Fremdstoffe übertragene Druck derart anwächst, dass die Verschlussklappe 25 von den Fremdstoffen gegen eine vom Druckzylinder 27 aufgebrachte Verschlusskraft aufgestoßen wird und die Fremdstoffe aus der Ausschuböffnung 24 herausfallen. Vorzugsweise ragt eine geneigte Rutsche 29 bis unter die Ausschuböffnung 24, welche die Fremdstoffe einem nicht gezeigten Fördermittel oder Sammelcontainer zuführt.
Nach einem Ausstoß von Fremdstoffen durch die Ausschuböffnung 24 reduziert sich der Innendruck innerhalb des Innenraumes 26 zunächst und die vom Druckzylinder 27 aufgebrachte Verschlusskraft ist vorübergehend größer als der in dem Innenraum vorherrschende Druck der Fremdstoffe. Die Verschlussklappe 25 bewegt sich daher wieder in eine die Ausschuböffnung 24 verschließende Position.
Der Druckzylinder 27 umfasst ein Zylindergehäuse 27a auf, welches mittels eines Tragelementes 27b ortsfest an dem Abschlusselement 23 angreift. In der Darstellung der 1 befindet sich eine aus dem Zylindergehäuse 27a herausragende Kolbenstange 27c in einer ausgeschobenen Position, so dass die Koppelstange 28 die Verschlussklappe 25 in eine die Ausschuböffnung 24 abdeckende Position gebracht hat. In der Vor-Kopf-Ansicht der 3 ist die Verschlussklappe 25 in eine Öffnungsstellung geschwenkt und hat dadurch die Kolbenstange 27c in das Zylindergehäuse 27a eingeschoben.
Bezugszeichenliste

10: Schneidmittel
20: Druckgehäuse
21a: erster Endabschnitt
21b: zweiter Endabschnitt
22: Eintrittsöffnung
23: Abschlusselement
24: Ausschuböffnung
25: Verschlussklappe
26: Innenraum Abschlusselement
27: Federelement, Druckzylinder
27a: Zylindergehäuse
27b: Tragelement
27c: Kolbenstange
28: Koppelstange
29: Rutsche
30: Trommelwand
31: Trommelwandabschnitt
32: Schneidöffnungen
33: gestufte Bohrung
34: konische Bohrung
35: Innenseite
36: Außenseite
37: Zentrierhülse
37a: Durchbruch
38: Zentriereinsatz
40: Förderschnecke
41: Schneckengang
42: Schneckenkammer
43: überstreichender Abschnitt
44: geschärfte Schneidkante
45: Schneckenwelle
46: zulaufender Abschnitt Schneckenwelle
47: größere Steigung
48: kleinere Steigung
49: Schneckenfortsatz
50: Ringraum
d₁: konstanter Ø Schneckenwelle
d₂: kleinerer Ø Schneckenwelle
D₁: Außendurchmesser Schneckengang
D_Bmax: größerer Bohrdurchmesser Schneidöffnung
D_Bmin: kleinerer Bohrdurchmesser Schneidöffnung
D_i: Innendurchmesser Trommelwand
M: Mittelachse Förderschnecke
x: axialer Abstand Schneckengang

Claims

Vorrichtung zum Zerkleinern von Lebensmitteln, aufweisend ein Schneidmittel (10) sowie ein Druckgehäuse (20) mit einer zylindrischen Trommelwand (30), wobei das Druckgehäuse (20) an einem ersten Endabschnitt (21a) mit einer Eintrittsöffnung (22) für das Lebensmittel ausgebildet und in dem Druckgehäuse (20) eine Förderschnecke (40) drehbar gelagert ist, die mehrere durch mindestens einen Schneckengang (41) voneinander getrennte Schneckenkammern (42) aufweist, wobei das Schneidmittel (10) aus einem Trommelwandabschnitt (31), in dem mehrere Schneidöffnungen (32) angeordnet sind, und einem die Schneidöffnungen (32) überstreichenden Abschnitt (43) des mindestens einen Schneckenganges (41) gebildet ist und das Druckgehäuse (20) an einem dem ersten Endabschnitt (21a) gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt (21b) ein Abschlusselement (23) mit einer Ausschuböffnung (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschuböffnung (24) mittels einer druckbelasteten Verschlussklappe (25) verschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidöffnungen (32) als gestufte Bohrung (33) und/oder als konische Bohrung (34) mit einem kleineren Bohrdurchmesser (D_Bmin) und einem größeren Bohrdurchmesser (D_Bmax) ausgeformt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinere Bohrdurchmesser (D_Bmin) an einer Innenseite (35) und der größere Bohrdurchmesser (D_Bmax) an einer Außenseite(36) des Trommelwandabschnittes (31) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinere Bohrdurchmesser (D_Bmin) 0,7 mm bis 8 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der größere Bohrdurchmesser (D_Bmax) 2,7 mm bis 10 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der größere Bohrdurchmesser (D_Bmax) stets 1,5 mm bis 2,5 mm, besonders bevorzugt 1,8 mm bis 2,2 mm, ganz besonders bevorzugt 2 mm größer als der kleinere Bohrdurchmesser (D_Bmin) gewählt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinere Bohrdurchmesser (D_Bmin) zu dem größeren Bohrdurchmesser (D_Bmax) in axialer Erstreckung der Durchtrittöffnung ein Verhältnis von 1:3 bis 1:5, besonders bevorzugt von 1:4 aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schneckengang (41) zumindest in dem überstreichenden Abschnitt (43) an seinem distalen Ende eine geschärfte Schneidkante (44) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Schneckengang (41) und der Trommelwand (30) ein Ringraum (50) mit einer Breite von 5 µm bis 15 µm, besonders bevorzugt 10 µm ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geschärfte Schneidkante (44) und/oder die Trommelwand (30) gehärtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusselement (23) in Verlängerung des Druckgehäuses (20) einen konisch zulaufenden Innenraum (26) aufweist, wobei der Innenraum (26) endseitig in der Ausschuböffnung (24) mündet.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (40) mit einem Schneckenfortsatz (49) ausgebildet ist, welcher in den Innenraum (26) hineinragt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (25) mittels eines Federelementes (27) in einer Verschlussposition gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (27) ein pneumatischer Druckzylinder ist.