DE102022202439A1

DE102022202439A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Mischungen

Info

Publication number: DE102022202439A1
Application number: DE102022202439.7A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Hukelmann
Original assignee: Hs Tumbler GmbH
Current assignee: Hs Tumbler GmbH
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-09-14
Also published as: WO2023170294A1

Abstract

Vorrichtung zur Verwendung in der Herstellung von Lebensmittelmassen, die einen Behälter aufweist, bevorzugt einen zylindrischen Behälter, dessen erste endständige Querschnittsöffnung von einer Bodenwand, die eine mittels eines Verschlußstücks verschließbare Auslassöffnung aufweist, überdeckt ist, und dessen gegenüberliegende zweite endständige Querschnittsöffnung von einem lösbaren Deckel überdeckt ist, wobei der Behälter zu einer Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve zwangsgeführt ist, mit einem Kolben, der längs des Behälters verschieblich ist, wobei bevorzugt der Kolben vom Deckel gebildet wird, und bevorzugt mit einer Kühldüse, die in Abwesenheit des Verschlußstücks mit der Auslassöffnung verbindbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein bevorzugt mit der Vorrichtung durchführbares Verfahren zur Herstellung von Mischungen, z.B. von Lebensmittelmassen, z.B. Schokolade, stärkehaltiger Teig, Mischungen mit Mehl, Fett, optional Käse, oder Lebensmittelmasse als Fleischersatz, die bevorzugt Inhaltsstoffe nicht-tierischen Ursprungs, optional Ei, bevorzugt pflanzliche Inhaltsstoffe, Wasser, Speisesalz, Gewürz und optional Farbstoff aufweist oder daraus besteht. Die mit dem Verfahren hergestellte Mischung, insbesondere Lebensmittelmasse, ist bevorzugt fest, optional mit einer faserigen oder fleischähnlichen Struktur, und kann ein Lebensmittel bilden, das z.B. als Fleischersatz verwendbar ist. Optional kann die Mischung eine kunststoffhaltige Mischung sein, z.B. mit einem Gehalt an synthetischen und/oder natürlichen Polymeren oder polymerisierbaren Monomeren.
Die Vorrichtung und das Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass eine Mischung, z.B. Lebensmittelmasse, in genau einem Behälter aus Inhaltsstoffen gemischt wird und mit geringem oder ohne Totvolumen aus dem Behälter ausgebracht werden kann.
Der Behälter weist keine relativ zum Behälter bewegliche Mischelemente auf, z.B. keinen Rührer wie ein Rührkessel und keine Schnecke wie ein Extruder.
Die EP 3 099 178 B1 beschreibt zur Herstellung von Fleischwaren einen Behälter, der zu einer Hin- und Herbewegung entlang zweier Bewegungsachsen bei unterschiedlichen Frequenzen über einen Weg von zumindest 5 mm bei einer Frequenz von zumindest 1 Hz angetrieben ist.
Die EP 3 620 067 A1 beschreibt ein Misch- und Knetverfahren das Hin- und Herbewegen eines Behälters entlang zweier Bewegungsachsen bei unterschiedlichen Frequenzen.
Die WO 2019/129744A1 beschreibt eine Kühldüse, die an einen Extruder angeschlossen werden kann, aus dem Lebensmittelmasse austritt.
Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine alternative Vorrichtung und ein damit durchführbares Verfahren zur Herstellung von Lebensmittelmassen bereitzustellen, die bevorzugt ein geringeres Totvolumen als Extruder haben.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere mit einer Vorrichtung zur Verwendung in der Herstellung von Mischungen, insbesondere von Lebensmittelmassen, die einen Behälter aufweist, bevorzugt einen zylindrischen Behälter, dessen erste endständige Querschnittsöffnung von einer Bodenwand, die eine mittels eines Verschlußstücks verschließbare Auslassöffnung aufweist, überdeckt ist, und
dessen gegenüberliegende zweite endständige Querschnittsöffnung von einem lösbaren Deckel überdeckt ist,
wobei der Behälter zu einer Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve zwangsgeführt ist,
mit einem Kolben, der längs des Behälters verschieblich ist, wobei bevorzugt der Kolben vom Deckel gebildet wird,
und bevorzugt mit einer Kühldüse, die in Abwesenheit des Verschlußstücks mit der Auslassöffnung verbindbar ist, wobei die Kühldüse bevorzugt unmittelbar an der Auslassöffnung oder einem Stutzen an der Auslassöffnung angeschlossen ist.
Optional ist der Behälter vakuumierbar, bevorzugt mittels eines am Deckel oder an der Bodenwand anbrachten Ventils. Dabei kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Behälter insbesondere nach dem Hin- und Herbewegen zu vakuumieren, um beim Bewegen des Kolbens durch den Behälter aus der Auslassöffnung, optional aus einer daran angeschlossenen Kühldüse, eine zusammenhängende, bevorzugt kompakte Masse, die besonders bevorzugt einen konstanten Querschnitt aufweist, austreten zu lassen. Bevorzugt schließt das Ventil auf der dem Innenraum des Behälters zugewandten Seite bündig mit dem Deckel oder der Bodenwand ab. Weiter bevorzugt weist das Ventil ein Verschlußelement auf, das die Öffnung des Ventils zum Behälter bündig mit der dem Innenraum des Behälters zugewandten Seite des Deckels oder der Bodenwand überdeckt bzw. ausfüllt. Ein solches Verschlußelement kann ein Stempel sein, dessen Stirnfläche zu der Öffnung passend ist, in der das Ventil am Innenraum des Behälters mündet. Bevorzugt ist das Verschlußelement ein Stempel, z.B. zylindrisch, der in einem Kanal des Ventils verschieblich ist, wobei die Stirnfläche des Stempels in einer Geschlossenstellung des Ventils bündig mit der dem Innenraum des Behälters zugewandten Seite von Deckel oder Bodenwand abschließt und den Kanal vollständig überdeckt, und optional die Umfangsfläche des Stempels einen an dem Kanal angeschlossenen Einlaß- und Auslaßstutzen des Ventils verschließt. In der Offenstellung des Ventils kann der Stempel vom Behälter weg in den Kanal bewegt werden, um die Öffnung freizugeben, in der das Ventil in den Behälter mündet, wobei bevorzugt die Umfangsfläche des Stempels einen am Kanal angeschlossenen Einlaß- und Auslaßstutzen freigibt.
Generell kann eine massive Behälterwand oder eine mit Temperiermedium gefüllte Doppelwand aufweisen, die vor der Hin- und Herbewegung temperiert werden kann, z.B. auf -10 °C oder darunter, bevorzugt -20°C oder darunter gekühlt werden kann oder auf z.B. zumindest 80°C, bevorzugt zumindest 100 oder zumindest 120 °C erwärmt werden kann.
Zum Vakuumieren kann der Behälter beheizbar sein und das Ventil kann ein Entlüftungsventil sein, das bei einer Temperatur des Behälters von Siedetemperatur von Wasser, insbesondere 98 bis 105 °C, insbesondere bei Austreten von Wasserdampf, insbesondere nur von Wasserdampf aus dem Ventil, geschlossen wird. Dabei zeigt das Austreten von Wasserdampf, insbesondere nur von Wasserdampf an, dass die Luft aus dem Behälter ausgetrieben ist, so dass beim anschließenden Kühlen und/oder Bewegen des Kolbens durch den Behälter der Dampf kondensiert und/oder komprimiert wird. Generell kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Behälter auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur von Wasser zu beheizen, die Masse durch Bewegen des Kolbens durch den Behälter aus der Auslassöffnung auszutragen und in eine daran angeschlossene Kühldüse zu bewegen, die auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur gekühlt ist.
Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass derselbe Behälter zum Mischen eingefüllter Inhaltsstoffe und zum Austragen der daraus hergestellten Mischung, hier generell auch als Masse bezeichnet, verwendet wird, wobei das Austragen durch Bewegen des Kolbens durch den Behälter mittels der Auslassöffnung, optional mittels der daran angeschlossenen Kühldüse, die Masse geformt wird. In der Folge hat die Vorrichtung ein wesentlich kleineres Totvolumen als z.B. ein Extruder.
Die Bodenwand kann eben und parallel zum Querschnitt des Behälters liegen, oder trichterförmig zur Auslassöffnung zulaufen. Die Auslassöffnung ist bevorzugt zentral in der Bodenwand angebracht. Optional ist an der Auslassöffnung ein Stutzen angebracht, in den ein Verschlußstück eingesteckt werden kann und/oder der von einem Verschlußstück umfasst wird. Bevorzugt kann ein Verschlußstück in den Stutzen eingesteckt werden, das bündig mit der Bodenwand abschließt, wenn es die Auslassöffnung schließt, z.B. im Stutzen angeordnet ist, oder das über die Bodenwand in den Behälter ragt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kolben vom Deckel gebildet, wobei der Deckel zum Überdecken der zweiten Querschnittsöffnung des Behälters innerhalb des endständigen Querschnitts des Behälters angeordnet sein kann, wobei bevorzugt der Deckel mit dem Behälter verrastet ist, z.B. mittels eines um den Deckel umlaufenden Gewindes, das in ein Innengewinde des Behälters eingreift, mittels eines Bajonettverschlusses, oder mittels einer lösbaren Rasteinrichtung, die in passend ausgerichtete Ausnehmungen des Behälters und des Deckels eingreift. Optional kann der Deckel an seiner Umfangskante eine umlaufende Deckeldichtung aufweisen, die gegen die Innenwand des Behälters anliegt, wobei eine Deckeldichtung optional zusätzlich eine Stirnfläche des Behälters umfassen und gegen die endständige Außenwand des Behälters anliegen kann.
Bevorzugt ist der Behälter innen zylindrisch und der Kolben hat eine dazu passende runde Umfangskante, wobei optional zwischen de zylindrischen Innenwand des Behälters und der runden Umfangskante des Kolbens eine Dichtung angeordnet sein kann, die die Umfangskante des Kolbens umfasst und die entlang der Behälterwand verschieblich ist. Bevorzugt ist eine Dichtung, die die Umfangskante des Kolbens umfasst, in einer um den Kolben umlaufenden Nut angeordnet. Die dem Innenraum des Behälters zugewandte Stirnfläche des Kolbens kann eben sein oder eine zur Form der Bodenwand passende Form aufweisen, z.B. kegelförmig bei einer innen trichterförmigen Bodenwand.
Der Behälter kann einen zumindest dreieckförmigen Querschnitt aufweisen, z.B. einen viereckförmigen, fünf- oder sechseckförmigen Querschnitt, oder einen sternförmigen Querschnitt mit zumindest vier, zumindest fünf oder zumindest sechs von einer Längsmittelachse abstehenden Ausbuchtungen. Der Kolben hat auch in diesen Ausführungsformen eine zum Querschnitt des Behälters passende Form und wird bevorzugt vom Deckel gebildet.
Optional weist der Kolben ein zum Innenraum des Behälters vorstehendes Ansatzstück auf, das passend zur Auslassöffnung ist und das weiter bevorzugt eine Länge hat, die gleich der Länge eines an der Bodenwand angebrachten Stutzens ist, optional gleich 30 bis 100%, z.B. 50 bis 80%, der Länge eines an der Bodenwand angebrachten Stutzens mit daran angeschlossener Kühldüse ist. Optional hat die Kühldüse nach Form und Größe denselben Innenquerschnitt wie die Auslassöffnung.
Die Kühldüse ist bevorzugt mittels einer Rastverbindung, z.B. mittels eines Bajonettverschlusses oder eines Gewindes, mit der Auslassöffnung oder einem Stutzen, der die Auslassöffnung bildet, verbindbar.
Die Kühldüse kann einen ringförmigen Querschnitt aufweisen oder einen Querschnitt, der keinen Hohlraum umfasst, z.B. eine rechteckigen, runden oder ovalen Querschnitt.
Bevorzugt weist die Vorrichtung als Antrieb für den Kolben eine Presse auf, die eingerichtet ist, den Kolben durch den Behälter zur Bodenwand anzutreiben.
Die Presse kann eine Spindelpresse sein, deren Spindelmutter mit einem Gestell am Behälter angebracht werden kann, so dass die Spindel durch Drehen gegen die Spindelmutter den Kolben in den Behälter antreiben kann. Dabei kann das gegen den Kolben belastete Ende der Spindel gegenüber dem Kolben drehbar sein, z.B. in einer Lagerschale am Kolben geführt sein, oder fest mit dem Kolben verbunden sein, so dass der Kolben mit Drehen der Spindel rotierend in den Behälter bewegt wird.
Alternativ kann die Presse eine Hebelpresse, insbesondere eine Kniehebelpresse sein, deren Hebel an einem Gestell angelenkt ist, an dem der Behälter angeordnet und gegen den Druck der Hebelpresse gehalten ist.
Weiter alternativ kann die Presse eine Hydraulikpresse sein, die z.B. Wasser oder Luft als Druckmedium verwendet, und die motorisch oder mittels einer Handpumpe betätigt ist.
Die optionale Kühldüse, die an der Auslassöffnung, z.B. von einem Stutzen gebildet, anschließbar ist, kann eine Leitung mit Doppelmantel sein, der zur Kühlung von einem Temperiermedium durchströmbar ist, das z.B. Wasser sein kann. Die Leitung kann z.B. einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei bei rechteckigem Querschnitt der Doppelmantel optional nur an den breiten Wänden ausgebildet ist und nicht an den schmalseitigen Wänden.
Das Mischen der Inhaltsstoffe zur Herstellung der Lebensmittelmasse erfolgt erfindungsgemäß durch das Bewegen des Behälters in einer Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve mit einer Frequenz von zumindest 1 Hz entlang zweier Achsen mit jeweils unterschiedlicher Frequenz über einen Weg entlang jeder Achse von bevorzugt zumindest 2,5 mm, zumindest 1cm, zumindest 2 cm oder zumindest 3 cm oder zumindest 10 cm, z.B. bis 50 cm, bis 30 cm, bis 20 oder, bei kürzeren Wegen, bis 10 cm.
Die Hin- und Herbewegung des Behälters kann sich beispielsweise über einen Weg von zumindest 1,5 mm bevorzugter zumindest 3mm bevorzugter zumindest 1 cm, bevorzugter zumindest 2 cm oder zumindest 5 cm, zumindest 10 cm oder zumindest 15 cm z.B. bis 50 cm, bis 30 cm oder bis 20 cm erstrecken. Weiter bevorzugt ist die Hin- und Herbewegung des Behälters entlang einer Bahnkurve. Die Hin- und Herbewegung des Behälters ist nicht-linear und kann sinusförmig, schleifenförmig oder bogenförmig sein, bevorzugt entlang einer Bahnkurve verlaufen, die bevorzugt in der Ebene liegt, bzw. zweidimensional ist. Denn generell fördert eine nicht-lineare Bewegungsachse, vorzugsweise eine Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve, die eine Lissajous-Figur oder Hypozykloide sein kann, eine gleichmäßige und intensive Durchmischung, auch bei Bestandteilen der Zusammensetzung, die ein ähnliches oder gleiches spezifisches Gewicht aufweisen. Jede Bewegungsachse für sich kann linear verlaufen, so dass die nicht-lineare Bewegung des Behälters aus der Überlagerung der Bewegungen entlang zweier Bewegungsachsen erzeugt wird. Optional kann sich die Hin- und Herbewegung zusätzlich in eine dritte Dimension, senkrecht zu der von der ersten und zweiten Achse aufgespannten Ebene, erstreckten.
Der Behälter ist zur Hin- und Herbewegung entlang zumindest einer Bahnkurve angetrieben, die durch Überlagerung der Hin- und Herbewegung entlang zumindest zwei Achsen, die in einem Winkel zueinander liegen, wobei bevorzugt zwei der Achsen in der Ebene des Querschnitts des Behälters liegen, erzeugbar ist, wobei die Hin- und Herbewegung entlang jeder Achse bei verschiedenen Frequenzen und/oder mit Phasenversatz erfolgt. Die Bahnkurve ist durch die Überlagerung der Hin- und Herbewegung entlang zweier oder dreier Achsen mit verschiedenen Frequenzen und/oder mit Phasenversatz erzeugbar und weist eine Abfolge von Bahnsegmenten auf, von denen zumindest eines, bevorzugt jedes, genau eine vollständige Hin- und Herbewegung entlang der Achse, entlang derer die Hin- und Herbewegung mit der niedrigeren Frequenz erfolgt, umfasst oder daraus besteht, wobei die überlagerten Hin- und Herbewegungen mit der höheren Frequenz oder der gleichen Frequenz, jeweils optional mit Phasenversatz, entlang der anderen Achse oder Achsen umfasst wird. Dabei bildet die niedrigere Frequenz der vollständigen Hin- und Herbewegung die Frequenz der Abfolge der Bahnsegmente. Für jedes Bahnsegment ist ein Frequenzverhältnis der Hin- und Herbewegung entlang zweier Achsen von maximal 1:20 oder maximal 1:15 oder maximal 1:10, maximal 1:4 oder maximal 1:3 bevorzugt, bevorzugter zwischen 1:1 bis 1:2, noch bevorzugter größer als 1:1 bis 1:2 oder bis 1:1,5, z.B. mit einem Frequenzverhältnis von 1: 1,001 bis 1:2 oder bis 1:1,5.
Bei einer Bahnkurve, die durch Überlagerung der Hin- und Herbewegung entlang zweier Achsen bei unterschiedlichen Frequenzen und/oder mit Phasenversatz erzeugbar ist, liegen die Achsen bevorzugt in der Ebene des Querschnitts des Behälters. Bei einer Bahnkurve, die durch Überlagerung der Hin- und Herbewegung entlang drei Achsen gebildet wird, liegen bevorzugt zwei der Achsen in der Querschnittsebene des Behälters und die dritte Achse steht in einem Winkel zu dieser Querschnittsebene. Generell bevorzugt stehen die linearen Bewegungsachsen im rechten Winkel aufeinander. Generell umfasst die Bahnkurve keine Rotation des Behälters um seine eigene Achse.
Generell ist die Vorrichtung eingerichtet, den Behälter entlang einer Bahnkurve anzutreiben, die durch Überlagerung der Hin- und Herbewegung zumindest zweier sich überlagernder linearer Achsen gebildet wird, die in einem Winkel aufeinander stehen, wobei die Hin- und Herbewegung entlang der linearen Achsen bei unterschiedlichen Frequenzen und/oder mit Phasenversatz erfolgt. Die linearen Achsen, entlang derer die sich überlagernden Hin- und Herbewegungen bei unterschiedlicher Frequenz und/oder mit Phasenversatz verlaufen, bilden die Bahnkurve entlang derer die Hin- und Herbewegung des Behälters erfolgt, zu der die Vorrichtung eingerichtet ist.
Durch die Bewegung des Behälters entlang der Bahnkurve ist die Vorrichtung eingerichtet, die Mischung relativ zum Behälter zu beschleunigen, so dass im Behälter enthaltene Inhaltsstoffe, die Feststoffe und/oder Flüssigkeiten sein können, durch die Beschleunigung gegen die Behälterwand und durch die Bewegung entlang der oder gegen die Behälterwand geschert und dadurch intensiv gemischt werden.
Dadurch, dass die Bahnkurve durch die unterschiedlichen Frequenzen und/oder den Phasenversatz der sich überlagernden Bewegungen entlang der linearen Achsen einstellbar oder vorbestimmt sein können, ist die Vorrichtung zur Hin- und Herbewegung des Behälters entlang der Bahnkurve und zur Relativbewegung der Inhaltsstoffe und der daraus gemischten Masse gegenüber dem Behälter eingerichtet.
Generell bevorzugt ist der Behälter nicht drehangetrieben und weiter bevorzugt nicht oder nicht vollständig drehbar, z.B. um maximal 30° oder um maximal 20° oder 10° um seine Mittelachse drehbar geführt. Generell bevorzugt ist der Behälter ausschließlich zu einer Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve angetrieben.
Die durch die verschiedenen Frequenzen und/oder den Phasenversatz der sich überlagernden Bewegungen entlang zumindest zweier linearer Achsen einstellbare oder vorbestimmte Bahnkurve beschleunigt Feststoffe und/oder Flüssigkeiten und der Mischung dieser relativ zum Behälter. Durch die Hin- und Herbewegung des Behälters werden die Inhaltsstoffe und die daraus hergestellte Masse zur Bewegung gegen die Behälterinnenwand angetrieben.
Durch die Bahnkurve können der Einfalls- und Ausfallswinkel der Inhaltsstoffe und die daraus hergestellte Masse gegen die Behälterwand bestimmt werden. Überdies ist die Vorrichtung optional eingerichtet, den Behälter mit einstellbarer oder vorbestimmter Beschleunigung und Geschwindigkeit entlang der Bahnkurve zu bewegen. Dadurch, dass die Vorrichtung für eine einstellbare oder vorbestimmte Bahnkurve und/oder eine einstellbare oder vorbestimmte Beschleunigung und/oder eine einstellbare oder vorbestimmte Geschwindigkeit entlang der Bahnkurve der Hin- und Herbewegung des Behälters eingerichtet ist, werden Inhaltsstoffe und die daraus hergestellte Masse mit einstellbarer oder vorbestimmter Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit relativ gegen den Behälter angetrieben und erlaubt eine vorbestimmte oder kontinuierliche Anpassung des Verfahrens an die Inhaltsstoffe und die daraus hergestellte Masse.
Generell kann eine Bahnkurve von zumindest zwei überlagerten Einzelschwingungen gebildet sein, bevorzugt gleicht eine Bahnkurve der durch Überlagerung von Hin- und Herbewegungen entlang zumindest zweier linearer Bewegungsachsen bei jeweils unterschiedlichen Frequenzen und/oder durch Phasenversatz erzeugbaren Bahnkurve. Eine Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve, die der Hin- und Herbewegung entlang aufeinanderstehender linearer Bewegungsachsen gleicht, die sich überlagern, weisen unterschiedliche Frequenzen auf und/oder haben einen Phasenversatz zueinander. Generell ist daher optional eine Bahnkurve keine Kreisbahn.
Der Unterschied der Frequenzen kann z.B. zumindest 0,01 Hz und/oder 0,01 % bis 900% betragen. Der Phasenversatz der Hin- und Herbewegungen entlang der linearen Achsen kann z.B. von 0,01° bis 180°, bevorzugt 1 bis 179° von 360°, die einer vollständigen Hin- und Herbewegung entspricht, betragen. Dabei sind 0,01 bis 180° einer vollständigen Hin- und Herbewegung von 360° gleich 0,0028 % bis 50% einer vollständigen Hin- und Herbewegung, 1 bis 179° von 360° sind gleich 0,28% bis 49,7% einer vollständigen Hin- und Herbewegung.
Dabei stehen die linearen Bewegungsachsen z.B. senkrecht oder in einem anderen Winkel, z.B. 5° bis 85° zueinander, insbesondere in der Ebene des Querschnitts des Behälters und/oder senkrecht zu einer Mittelachse des Behälters. Optional enthält die Bahnkurve zumindest einen gradlinigen Abschnitt, dessen Ende z.B. ein Scheitelpunkt der Bahnkurve ist, an dem die Feststoffe und/oder Flüssigkeiten und der Mischung dieser von der Behälterwand bzw. gegen die Behälterwand beschleunigt werden.
Zur Einstellung unterschiedlicher Frequenzen und/oder eines Phasenversatzes der überlagerten Hin- und Herbewegungen entlang zumindest zweier linearer Bewegungsachsen können diese Hin- und Herbewegungen durch ein Getriebe oder eine Kulissenführung miteinander gekoppelt sein und von einem Motor angetrieben sein. Dabei kann ein von einem Motor angetriebenes Getriebe, das die Hin- und Herbewegung entlang der Bahnkurve einstellt, ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen den sich überlagernden Bewegungen entlang jeder Achse aufweisen, oder ein einstellbares Übersetzungsverhältnis, z.B. ein kontinuierlich oder stufenweise schaltbares Getriebe sein. Optional kann das Getriebe schlupfbehaftet sein, z.B. einen Riemenantrieb aufweisen oder ein Reibradgetriebe sein.
Die Abtriebsdrehzahl des Getriebes, das die Hin- und Herbewegung des Behälters antreibt, beträgt bevorzugt zumindest 1 Hz, bevorzugter zumindest 2,5 Hz, bevorzugter zumindest 5 Hz, bevorzugter zumindest 7 Hz. Z.B. bis 50 Hz, bis 40 Hz, bis 30 Hz, bis 20 Hz oder bis 10 Hz. Dabei ist die Abtriebsdrehzahl des Getriebes gleich der Frequenz der Hin- und Herbewegung.
Alternativ kann die Hin- und Herbewegung entlang jeder der linearen Bewegungsachsen von einem separaten Motor angetrieben sein, wobei für die Zwecke der Erfindung die niedrigere Abtriebsdrehzahl die Frequenz der Hin- und Herbewegung ist und die Frequenz der Abfolge der Bahnsegmente bildet. In jeder Ausführungsform kann die Drehzahl jedes Antriebsmotors gesteuert sein, fest eingestellt oder über die Dauer des Verfahrens veränderlich.
Dabei erlaubt die Vorrichtung, dass die Bahnkurve die Feststoffe und/oder Flüssigkeiten und der Mischung dieser in einer definierten Richtung auf einen gezielten Ort der Behälterinnenwandung gezielt beschleunigt. Dabei kann die Geometrie des Behälters und dessen Innenwandung in Verbindung mit der Bahnkurve den Mischvorgang unterstützen, so dass die Bahnkurve abhängig von Form und Größe des Behälterquerschnitts eingestellt werden kann.
Optional ist die Vorrichtung eingerichtet, die Bahnkurve der Hin- und Herbewegung und/oder die Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung während des Verfahrens zu ändern, z.B. in einer ersten Phase die Hin- und Herbewegung entlang einer ersten Bahnkurve und mit einer ersten Beschleunigung und Geschwindigkeit einzustellen und die Hin- und Herbewegung in einer anschließenden zweiten Phase entlang einer geänderten Bahnkurve und/oder geänderten Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit einzustellen.
Weiter optional ist die Hin- und Herbewegung in einer ersten Phase eine lineare Hin- und Herbewegung und in einer zweiten Phase eine Hin- und Herbewegung entlang ineinander übergehender Bahnkurven. Dabei kann die Bahnkurve z.B. durch ein Getriebe bestimmt sein, das die Bewegung des Behälters antreibt.
Die Vorrichtung erlaubt durch die Einstellung der Bahnkurve und Beschleunigung der Hin- und Herbewegung des Behälters eine vorbestimmte oder dynamisch veränderbare und gerichtete Beschleunigung der Inhaltsstoffe als Prozessguts relativ zum Behälter.
In einer Ausführungsform, in der der Behälter in einer ersten Phase zu einer linearen Hin- und Herbewegung gesteuert angetrieben sein kann, ist die Vorrichtung eingerichtet, Feststoffe und/oder Flüssigkeiten und die Mischung dieser mit einer steuerbaren Beschleunigung senkrecht gegen die Behälterwand zu bewegen, die signifikant größer als die Erdbeschleunigung und daher im Wesentlichen unabhängig von der Erdbeschleunigung ist, z.B. mit einem Beschleunigungsmaximum von zumindest 15 m/s², bevorzugt 25 m/s², bevorzugt zumindest 50 m/s² oder zumindest 100 m/s² oder zumindest 200 m/s² oder zumindest 350 m/s² z.B. jeweils bis 500 m/s².
Generell kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Behälter mit einem Beschleunigungsmaximum von zumindest 20 m/s² oder mit zumindest 100 m/s², z.B. zumindest 200 m/s², bevorzugt bis zu 1000 m/s² oder bis zu 300 m/s² entlang der Bahnsegmente, z.B. in einem Scheitelpunkt der Bahnsegmente, zu beschleunigen.
Der Behälter ist bevorzugt zu einer Hin- und Herbewegung mit einem Beschleunigungsmaximum von zumindest 0,5 m/s² oder zumindest 1 m/s² oder zumindest 2 m/s² zumindest 3,5 m/s², bevorzugt zumindest 60 m/s², bevorzugter zumindest 100 m/s², zumindest 150 m/s², zumindest 160 m/s², zumindest 200 m/s², z.B. jeweils bis zu 300 m/s² oder 450 m/s², bis zu 260 m/s² oder bis zu 250 m/s² entlang jeder von zwei Achsen angetrieben. Generell bevorzugt ist der Behälter in Kombination mit der Beschleunigung zu einer mittleren Geschwindigkeit von zumindest 0,5 m/s, bevorzugt zumindest 2 m/s, bevorzugter zumindest 3,5 m/s, z.B. bis 10 m/s oder bis 20m/s oder bis 6 m/s, z.B. 3 bis 4 m/s, jeweils entlang einer der Achsen, bevorzugt entlang jeder Achse angetrieben. Dabei ist der Weg der Bewegung entlang zumindest einer Achse, bevorzugt entlang jeder Achse z.B. 0,1 cm bis 24 cm.
Der Behälter kann z.B. zu einer Hin- und Herbewegung angetrieben sein, die sich entlang jeder Achse über einen Weg von zumindest 1 mm oder zumindest 2,5 mm, zumindest 1 cm, bevorzugter zumindest 2 cm oder zumindest 5 cm, zumindest 10 cm oder zumindest 15 cm, z.B. jeweils bis 100 cm, bis 50 cm, bis 30 cm oder bis 20 cm erstreckt. Weiter bevorzugt ist die Hin- und Herbewegung des Behälters harmonisch. Die Hin- und Herbewegung des Behälters kann in einer ersten Phase linear sein, generell ist die Bahnkurve nicht-linear und kann z.B. sinusförmig, schleifenförmig oder bogenförmig sein, bevorzugt entlang einer sogenannten Lissajous-Figur oder Hypozykloide verlaufen, die bevorzugt in der Ebene liegt, bzw. zweidimensional, optional dreidimensional ist. Bevorzugt ist die Hin- und Herbewegung in einer ersten Phase linear und in einer zweiten Phase entlang zumindest zweier ineinander übergehender, nicht-linearer Bahnsegmente, die jeweils zumindest einen Scheitelpunkt enthalten, zu einer Bahnkurve ausgebildet. Denn generell fördert eine nicht-lineare Bahnkurve, z.B. eine Bewegung entlang einer Bahnkurve deren Bahnsegmente zumindest jeweils einen Scheitelpunkt aufweisen, ein Aufprallen von Feststoffen und/oder Flüssigkeiten und der Mischung dieser z.B. senkrecht auf die Behälterwand sowie eine Bewegung entlang der Behälterwand.
Bevorzugt umfasst die Hin- und Herbewegung die Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve, die zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei, bevorzugter zumindest vier unterschiedliche Bahnsegmente umfasst, die jeweils zumindest einen Scheitelpunkt aufweisen und bevorzugt in zeitlicher Abfolge, bevorzugt programmgesteuert ineinander übergehen. Jede der Bewegungsachsen, entlang derer sich die Bewegungen zu einer Bahnkurve überlagern, für sich kann linear oder bogenförmig verlaufen, so dass die nicht-lineare Bewegung des Behälters entlang einer Abfolge von Bahnsegmenten aus der Überlagerung der Bewegungen entlang zweier Bewegungsachsen erzeugt wird. Die Scheitelpunkte und zwischenliegenden Abschnitte eines Bahnsegments werden durch den Frequenzunterschied und/oder die Phasenlage der überlagerten Hin- und Herbewegungen entlang zumindest zweier Achsen bestimmt. Generell kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Frequenzunterschied und/oder die Phasenlage während der Hin- und Herbewegung zu verändern.
Generell bevorzugt ist die Behälterwand die umfänglich geschlossene Wand des Behälters, die sich um eine Mittelachse und zwischen jeweils endständigen gegenüberliegenden Querschnitten bzw. daran angebrachten Deckeln erstreckt. Der Behälter hat einen optional kreisförmigen Querschnitt, der sich um eine Mittelachse erstreckt und von der Behälterwand aufgespannt wird. Generell bevorzugt werden die endständigen Querschnittsöffnungen des Behälters von jeweils einem Deckel überdeckt, von denen optional zumindest einer eine Durchgangsöffnung aufweist.
Generell ist bevorzugt, dass zumindest ein Bahnsegment einen Scheitelpunkt aufweist, in dem sich die Richtung des Bahnsegments um zumindest 90°, bevorzugter um zumindest 120°, noch bevorzugter um zumindest 180° ändert, z.B. innerhalb von maximal 24,5%, maximal 24%, maximal 23%, maximal 22%, maximal 21%, maximal 20%, maximal 15%, oder maximal 10%, bevorzugter maximal 5%, maximal 3% oder maximal 2% oder maximal 1% der Länge eines Bahnsegments. Denn ein Scheitelpunkt des Bahnsegments führt zu einer starken Relativbeschleunigung der Feststoffe und/oder Flüssigkeiten und der Mischung dieser gegen den Behälter.
Die Steuerung des Antriebs des Behälters ist optional abhängig vom Signal eines Sensors, bevorzugt eines akustischen Sensors gesteuert, der Schwingungen, insbesondere Geräusche des Behälters während der Hin- und Herbewegung, insbesondere während der ersten und/oder während der zweiten Phase, aufnimmt. Der akustische Sensor kann z.B. an der Außenoberfläche des Behälters angebracht sein oder in einem Abstand vom Behälter in einer Stellung festgelegt sein, an der die Hin- und Herbewegung des Behälters vorbeiläuft. Bevorzugt ist der akustische Sensor in geringem Abstand, z.B. von 0,5 bis 5 cm, vom Scheitelpunkt der Hin- und Herbewegung festgelegt, z.B. an einem Gestell festgelegt, gegenüber dem der Behälter entlang der Bahnkurve bewegt wird. Der akustische Sensor kann ein Vibrationssensor, z.B. ein Mikrophon sein. In dieser Ausführungsform kann die Steuerung der Hin- und Herbewegung eingerichtet sein, bei Änderung des Signals, das der akustische Sensor abgibt, um eine vorbestimmte Abweichung innerhalb einer vorbestimmten Zeit der Hin- und Herbewegung, und/oder bei Erreichen eines vorbestimmten Signals, das der akustische Sensor abgibt, die Hin- und Herbewegung mit einer geänderten Geschwindigkeit und/oder mit geändertem Phasenversatz ablaufen zu lassen und/oder von einer linearen Bewegung in eine Bahnkurve zu steuern, insbesondere von einer ersten Phase zu einer zweiten Phase der Hin- und Herbewegung zu steuern, und/oder die Hin- und Herbewegung zu beenden.
Die Masse, die durch Mischen aus den Inhaltsstoffen im Behälter hergestellt wird, optional anschließend durch eine Kühldüse gepresst wird, kann auf insgesamt 100 Gew.-% z.B. 27-80 Gew.-% Wasser, 20-40 Gew.-% Protein, bevorzugt pflanzliches Protein, 2-20 Gew.-%, bevorzugt 5-10 Gew.-% Stärke, optional, z.B. 1-10 Gew.-% Fett, z.B. bei Raumtemperatur flüssiges oder festes Fett, und Zusatzstoffe wie Gewürze und Speisesalz, Aromen und Farbstoffe enthalten. Pflanzliches Protein und pflanzliche Stärke können z.B. aus Sojabohnen, Getreide, Bohnen, Erbsen, Kürbis, jeweils als Mehl, als Stärke und/oder als Proteinisolat stammen. Optional können als Inhaltstoff Lebensmittel mit einer festen Struktur, insbesondere Pflanzenteile, z.B. Früchte, ganz oder in Stücken, in den Behälter gefüllt werden, z.B. Oliven, Gemüse, Obst.
Optional werden zunächst die Inhaltsstoffe ohne Fett als separaten Inhaltsstoff in den Behälter gefüllt und durch Hin- und Herbewegen entlang einer Bahnkurve zu einer vorläufigen Masse gemischt und anschließend das separate Fett in den Behälter gegeben und durch eine weitere Phase des Hin- und Herbewegens entlang einer Bahnkurve zur vollständigen Masse gemischt. Dabei ist die Vorrichtung bevorzugt dazu einzurichten, dass die weitere Phase des Hin- und Herbewegens entlang einer zumindest abschnittsweise bogenförmigen oder kreisförmigen Bahnkurve, die sich optional schwebend wiederholt, um eine Knetwirkung zu erzeugen, bei der das Fett in einzelnen Lagen in die vorläufige Masse eingebracht wird und z.B. nicht homogen verteilt wird.
Generell kann die Masse im Behälter durch Beheizen des Behälters und/oder durch die Hin- und Herbewegung, oder allein durch die Hin- und Herbewegung, erwärmt werden, z.B. auf 90-180°C, bevorzugt 100-155°C, bevorzugter 115-120°C.
Eine Kühldüse ist bevorzugt eingerichtet und von Temperiermedium durchströmt, um die Masse auf eine Temperatur von 40-110°C, z.B. 55-90°C, bevorzugter 70-85 °C, jeweils gemessen direkt nach Austritt aus der Kühldüse, zu kühlen.
Optional sind Deckel und Bodenwand des Behälters als Elektroden ausgebildet und die sich dazwischen erstreckende Behälterwand 2 kann aus Isoliermaterial bestehen, insbesondere aus nicht elektrisch leitfähigem Kunststoff oder Keramik. Die Elektroden sind mit Kontakten entgegengesetzter Polarität einer Spannungsquelle verbindbar, die z.B. zur Beaufschlagung der Elektroden mit elektrischem Strom zur Ohm'schen Erwärmung einer Mischung eingerichtet ist, die beide Elektroden kontaktiert, oder zur Beaufschlagung mit elektrischen Spannungsimpulsen, um in der Mischung gepulste elektrische Felder zu erzeugen. Dabei können die Elektroden bevorzugt während und optional nach Abschluß der Hin- und Herbewegung oder nur nach Abschluß der Hin- und Herbewegung, generell bevorzugt vor Bewegen des Kolbens zur Bodenwand, mit der Spannungsquelle verbunden und elektrischem Strom beaufschlagt sein. Generell kann nach dem Hin- und Herbewegen der Deckel entlang des Behälters bewegt werden, bis der Deckel und die Bodenwand die Mischung kontaktieren und optional zwischen sich pressen bis der zwischen Deckel und Bodenwand eingefasste Innenraum vollständig von der Mischung ausgefüllt ist, und anschließend können die vom Deckel gebildete erste Elektrode und die von der Bodenwand gebildete zweite Elektrode mit elektrischer Spannung entgegengesetzter Polarität beaufschlagt werden, insbesondere zum Erwärmen der Mischung auf 68 bis 100 °C.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die Figuren beschrieben, die schematisch in

- 1 einen geschlossenen Behälter im Schnitt,
- 2 den Behälter von 1 mit darin bewegtem Kolben,
- 3 eine Ausführungsform einer hydraulischen Presse mit Behälter,
- 4 eine Ausführungsform einer Hebelpresse mit Behälter,
- 5 einen Behälter im Schnitt,
- 6 eine Ansicht einer Hebelpresse mit Kühldüse,
- 7 im Schnitt ein bevorzugtes Be- und Entlüftungsventil in Offenstellung,
- 8 im Schnitt das Ventil von 7 in Geschlossenstellung und
- 9 eine Ausführungsform des Behälters mit Deckel und Bodenwand als Elektroden zeigen.

Generell bezeichnen gleiche Bezugsziffern funktionsgleiche Elemente.
Die 1 zeigt einen Behälter 1 mit zylindrischer Form, die in der hier gezeigten Ausführungsform von einer zylindrischen Behälterwand 2 in Form einer Doppelwand gebildet wird, die von einem Temperiermedium durchströmbar ist, um den Behälter 1 zu kühlen oder zu erwärmen. Die als Zylinder ausgebildete Behälterwand 2 des Behälters 1 kann alternativ massiv sein, so dass diese selbst ein Wärmereservoir bildet, das vor der Hin- und Herbewegung gekühlt oder erwärmt werden kann. Die erste endständige Querschnittsöffnung ist von einer Bodenwand 3 überdeckt, die trichterförmig auf eine Auslassöffnung 4 zuläuft. An der Auslassöffnung 4 ist ein Stutzen 5 an der Bodenwand 3 angebracht. Die Auslassöffnung 4 ist verschließbar, z.B. durch ein im Stutzen angeordnetes Verschlußstück 10. Gegenüber der Bodenwand 3 ist die zweite Querschnittsöffnung von einem Deckel 6 verschlossen, der dadurch mit dem Behälter 1 verrastbar ist, dass entlang einer Nut 7 im Deckel 6 eine Klammer 8 eingreift, die in einer Nut 9 des Behälters 1 geführt ist. Die Nut 9, die hier endständig im Behälter ausgebildet ist, erstreckt sich bevorzugt in zumindest zwei gegenüberliegenden Bereichen des Behälters, so dass eine Klammer 8 an gegenüberliegenden Bereichen des Umfangs des Deckel 6 eingreifen und den Deckel 6 mit dem Behälter 1 verrasten kann. Der Deckel 6 weist eine Umfangskante auf, entlang derer er passend durch den Behälter 1 entlang dessen Längsachse verschieblich ist, so dass der Deckel 6 einen durch den Behälter 1 verschieblichen Kolben 11 bildet. Wie generell bevorzugt weist die dem Innenraum des Behälters zugewandte Stirnfläche 12 des Kolbens 11 eine zur Bodenwand 3 passende Form auf, so dass in einer Stellung des Kolbens 11, in der er die Bodenwand kontaktiert, mit geringem Abstand bzw. passend anliegt. Optional weist die dem Innenraum des Behälters 1 zugewandte Stirnfläche 12 des Kolbens 11 eine konvexe Form mit flacherem Winkel auf, als der Winkel der konkaven Innenseite der Bodenwand 3, so dass bei einer Bewegung des Kolbens 11 aus einer an der konkaven Innenseite der Bodenwand 3 anliegenden Stellung von der Bodenwand 3 weg ein kontinuierliches Verringern der Anlagefläche erlaubt, was insbesondere bei Anwesenheit von Masse zwischen Bodenwand 3 und Stirnfläche 12 das Zurückziehen des Kolbens 11 von der Bodenwand 3 weg erleichtert.
Der Deckel 6, der den Kolben 11 bildet, hat gegenüber seiner Stirnfläche 12 einen Anschluß 13 für eine Presse.
Der Behälter 1 ist mittels eines am Deckel 6 angebrachten Ventils 40 vakuumierbar.
Die 2 zeigt den Behälter 1, in dem der Deckel 6 als Kolben 11 in den Behälter 1 geschoben ist, nachdem die Verrastung des Deckels 6 mit dem Behälter durch Entfernen der Klammer 8 gelöst ist. In der um die Umfangskante umlaufenden Nut 7 des Deckels 6 kann eine Dichtung angeordnet sein.
Die 3 zeigt den Behälter 1 mit einer am Stutzen 5 angeschlossenen Kühldüse 20. Der Kolben 11 wird von einer schematisch als Hydraulikzylinder dargestellten Presse 30 gegen den Behälter 1 belastet, dessen Bodenwand 3 gegen einen Rahmen 31 anliegt, wobei sich gegenüber der Bodenwand3 die Presse 30 gegen den Rahmen 31 abstützt. Die Kühldüse 20 weist einen offenen Innenquerschnitt 21 auf, um aus der Masse ein Produkt mit massivem Querschnitt zu bilden. Die Kühldüse 20 hat über ihre gesamte Länge einen konstanten Innenquerschnitt 21 und eine Auslassöffnung 22 mit demselben Innenquerschnitt 21. Die Kühldüse 20 weist einen Doppelmantel 23 zur Durchströmung mit Temperiermedium auf, das durch Anschlußstutzen 24, 25 ein- und ausströmen kann.
Die 4 zeigt einen Behälter 1, dessen Deckel 6 als Kolben 11 von einer Presse 30, die als Kniehebelpresse ausgebildet ist, gegen den Behälter 1 belastet ist. Die Bodenwand 3 des Behälters 1 ist gegen einen Rahmen 31 abgestützt, an dem die Presse 30 angelenkt ist. An der Auslassöffnung 4 ist ein Stutzen 5 angebracht, an dem einen Kühldüse 20 angeschlossen ist.
Die 5 zeigt einen Behälter 1 im Querschnitt, der zwischen der Presse 30 und dem Rahmen 31 angeordnet werden kann, nachdem der Behälter 1 entlang der Bahnkurve hin- und herbewegt wurde, um aus den eingefüllten Inhaltsstoffen eine Masse zu erzeugen, die durch die Auslassöffnung 4 gepresst werden kann.
Die 6 zeigt in einer gegenüber der 4 um 90° gedrehten Seitenansicht, dass die Kühldüse 20 einen über ihre Länge bis einschließlich der Auslassöffnung 22 konstanten rechteckigen Innenquerschnitt 21 aufweisen kann.
Die 7 zeigt ein Ventil 40, das einen Kanal 41 aufweist, der von einer Wandung 43 umfasst ist. Der Kanal 41 mündet in einer Öffnung 42 in den Behälter, wobei die Wandung 43 bündig mit der Innenseite des Deckels 6 oder der Bodenwand 3 abschließt, die dem Innenraum des Behälters 1 zugewandt ist. In der hier gezeigten Offenstellung ist der Stempel, der das Verschlußelement 44 bildet, von der Öffnung 42 in den Kanal 41 zurückgezogen und gibt die Öffnung 42 frei. Wie bevorzugt gibt die Umfangsfläche 45 des Verschlußelements 44 in der Offenstellung einen am Kanal 41 angeschlossenen Stutzen 46 des Ventils 40 frei, der einen Einlaß bzw. Auslaß bildet.
Die 8 zeigt das Ventil 40 in Geschlossenstellung, in der das als Stempel ausgebildete Verschlußelement 44 die Öffnung 42 des Ventils zum Behälter bündig mit der dem Innenraum des Behälters zugewandten Seite des Deckels 6 oder der Bodenwand 3 überdeckt und ausfüllt. Dabei ist die Stirnfläche 47 des Verschlußelements 44 in der Ebene der Öffnung 42 und in einer gemeinsamen Ebene bzw. schließt bündig mit dem Deckel 6 oder der Bodenwand 3 ab. Wie bevorzugt schließt in der Geschlossenstellung die Umfangsfläche 45 des Verschlußelements 40 einen Einlaß- und Auslaßstutzen 46, der am Kanal 41 angeschlossen ist.
Die 9 zeigt einen Behälter 1, dessen Deckel 6 aus elektrisch leitfähigem Material eine erste Elektrode 50, z.B. aus Metall, mittels einer Klammer 8, die durch eine Nut 9 im Behälter 1 geführt ist und in eine Nut 7 des Deckels 6 eingreift, am Behälter 1 verrastet ist. Die erste Elektrode 50 ist mit einem Anschluß einer Spannungsquelle verbindbar, die zweite Elektrode 51, die mit einem Anschluß entgegengesetzter Polarität der Spannungsquelle verbindbar ist, wird von der Bodenwand 3 aus elektrisch leitfähigem Material gebildet. Die Bodenwand 3 ist mittels einer weiteren Klammer 8, die durch eine Nut 9 im Behälter 1 geführt ist und in eine Nut 7 des Deckels 6 eingreift, am Behälter 1 verrastet. Das Ventil 40 ist im Deckel 6 angebracht und enthält in der Geschlossenstellung einen Bolzen, der als Verschlußelement 44 den Ventilkanal 41 ausfüllt und mittels seiner Stirnfläche 47 die Öffnung 42 des Ventilkanals bündig überdeckt. Der Behälter 1 weist hier stellvertretend für andere Querschnitte eine zylindrische Behälterwand 2 auf.
Beispiel: Herstellung von Lebensmittelmasse auf Basis pflanzlichen Proteins
In einen Behälter nach 1 wurden als Inhaltsstoffe Erbsenprotein, Weizenmehl, Gluten, Wasser, Speisesalz und Gewürze für 20-35 Gew.-% Protein, 5-10 Gew.-% Stärke und Wasser ad 100% eingewogen. Der Behälter wurde geschlossen und für 90 s bei 10 Hz entlang einer Bahnkurve bewegt, bevorzugt anschließend evakuiert, und durch Pressen des Deckels als Kolben durch die Auslassöffnung entleert. Optional war eine Kühldüse, deren Doppelmantel mit Leitungswasser gekühlt war, an die Auslassöffnung angeschlossen. Die hergestellte Lebensmittelmasse hatte eine feste Struktur.
Bezugszeichen:

1: Behälter
2: Behälterwand
3: Bodenwand
4: Auslassöffnung
5: Stutzen
6: Deckel
7: Nut im Deckel oder in Bodenwand
8: Klammer
9: Nut des Behälters
10: Verschlußstück
11: Kolben
12: Stirnfläche des Kolbens
13: Anschluß für eine Presse
20: Kühldüse
21: Innenquerschnitt
22: Auslassöffnung
23: Doppelmantel der Kühldüse
24: Anschlußstutzen
25: Anschlußstutzen
30: Presse
31: Rahmen
40: Ventil
41: Ventilkanal
42: Öffnung
43: Wandung
44: Verschlußelement des Ventils
45: Umfangsfläche des Verschlußelements
46: Stutzen
47: Stirnfläche
50: erste Elektrode
51: zweite Elektrode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3099178 B1 [0004]
EP 3620067 A1 [0005]
WO 2019129744 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Verwendung in der Herstellung von Mischungen, die einen zylindrischen Behälter (1) aufweist, dessen erste endständige Querschnittsöffnung von einer Bodenwand (3), die eine mittels eines Verschlußstücks (10) verschließbare Auslassöffnung (4) aufweist, überdeckt ist, dessen gegenüberliegende zweite endständige Querschnittsöffnung von einem lösbaren Deckel (6) überdeckt ist, der angepasst ist, als Kolben (11) durch den Behälter zur Bodenwand (3) bewegt zu werden, mit einem am Deckel (6) oder an der Bodenwand (3) angebrachten Ventil (40), mit einer Presse (30), die eingerichtet ist, den Kolben (11) zur Bewegung gegen die Bodenwand (3) anzutreiben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kühldüse (20), die an einem Stutzen (5) angeschlossen ist, der an der Auslassöffnung (4) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) dadurch lösbar mit dem Behälter (1) verbunden ist, dass der Deckel (6) eine Nut (7) aufweist, in die eine Klammer (8) eingreift, die in einer Nut (9) des Behälters (1) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlußstück (10) eingerichtet ist, bei Verschließen der Auslassöffnung (4) innerhalb des Behälters (1) bündig mit der Bodenwand abzuschließen.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (40) einen von einer Wandung (43) umfassten Kanal (41) aufweist, der in einer Öffnung (42) zum Innenraum des Behälters (1) mündet, mit einem Verschlußelement (44), das im Kanal (41) in eine Geschlossenstellung verschieblich ist, in der die Stirnfläche (47) des Verschlußelements (44) die Öffnung (42) überdeckt und bündig mit dem Deckel (6) oder der Bodenwand (3) abschließt.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) eine von Temperiermedium durchströmbare Doppelwand aufweist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) eine erste Elektrode (50) bildet, die Bodenwand (3) eine zweite Elektrode (51) bildet, die Behälterwand (2), die sich zwischen Deckel (6) und Bodenwand (3) erstreckt, aus elektrisch nicht leitfähigem Material besteht und die erste Elektrode (50) und die zweite Elektrode (51) mit elektrischen Anschlüssen entgegengesetzter Polarität einer Spannungsquelle verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eingerichtet ist, den Behälter (1) zu einer Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve anzutreiben, wobei die Bahnkurve eine Abfolge von Bahnsegmenten umfasst, die durch die Überlagerung der Hin- und Herbewegung entlang zumindest zweier Achsen mit verschiedenen Frequenzen und/oder mit Phasenversatz erzeugbar sind und die jeweils genau eine vollständige Hin- und Herbewegung entlang der Achse, entlang derer die Hin- und Herbewegung mit der niedrigeren Frequenz erfolgt, umfassen und jeweils zumindest einen Scheitelpunkt aufweisen, in dem sich die Richtung um zumindest 90° innerhalb von maximal 24,5% der Länge eines Bahnsegments ändert.
Verfahren zur Herstellung einer Mischung mit den Schritten des Einfüllens von Inhaltsstoffen in einen Behälter einer Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, Überdecken der zweiten endständigen Querschnittsöffnung des Behälters durch einen Deckel, Hin- und Herbewegen des Behälters entlang einer Bahnkurve, die eine Abfolge von Bahnsegmenten umfasst, die durch die Überlagerung der Hin- und Herbewegung entlang zumindest zweier Achsen mit verschiedenen Frequenzen und/oder mit Phasenversatz erzeugbar sind und die jeweils genau eine vollständige Hin- und Herbewegung entlang der Achse, entlang derer die Hin- und Herbewegung mit der niedrigeren Frequenz erfolgt, umfassen und jeweils zumindest einen Scheitelpunkt aufweisen, in dem sich die Richtung um zumindest 90° innerhalb von maximal 24,5% der Länge eines Bahnsegments ändert, mittels einer Presse Antreiben des Deckels als Kolben durch den Behälter gegen die Bodenwand und Ausbringen einer Mischung aus der Auslassöffnung.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Hin- und Herbewegung eine Kühldüse an die Auslassöffnung angeschlossen wird und die Lebensmittelmasse durch den Innenquerschnitt der Kühldüse gepresst wird, während der Doppelmantel der Kühldüse von Temperiermedium durchströmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter nach oder vor der Hin- und Herbewegung durch Abziehen von Gas durch ein Ventil, das am Deckel oder an der Bodenwand angebracht ist, und Schließen des Ventils vakuumiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine massive Wand aufweist und vor dem Hin- und Herbewegen oder während des Hin- und Herbewegens gekühlt oder erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine Doppelwand aufweist und vor dem Hin- und Herbewegen oder während des Hin- und Herbewegens durch Einbringen von Temperiermedium auf eine Temperatur von 90 bis 180 °C temperiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Inhaltsstoffe Protein, Fett und/oder Stärke, optional Wasser, umfassen und die Mischung eine Lebensmittelmasse ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung während und/oder nach dem Hin- und Herbewegen mit elektrischer Spannung beaufschlagt wird, zwischen einer ersten Elektrode (50), die vom Deckel (6) gebildet wird, und einer zweiten Elektrode (51), die von der Bodenwand (3) gebildet wird, anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Hin- und Herbewegen der Deckel (6) entlang des Behälters (1) bewegt wird, bis der Deckel (6) und die Bodenwand (3) die Mischung kontaktieren und anschließend die vom Deckel (6) gebildete erste Elektrode (50) und die von der Bodenwand (3) gebildete zweite Elektrode (51) mit elektrischer Spannung entgegengesetzter Polarität beaufschlagt werden.