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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie ein
Verfahren zum Ablösen und
Abtragen von Rückenmark.
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Hierbei
kann es sich beispielsweise um die Entfernung von Rückenmark
bei Rindern oder bei anderen Tieren handeln. Die Erfindung kann
aber auch beispielsweise im Bereich der Reinigung von Rohrleitungssystemen
oder Schlauchsystemen eingesetzt werden.
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BSE
ist eine Prionenkrankheit worunter man eine schwammförmige Gehirnerkrankung
versteht. Die bekanntesten Mitglieder der SE-Gruppe sind die Creuzfeldt-Jakob-Krankheit (CJD)
beim Menschen und die Bovine Spongiforme Enzephalopathie (BSE) bei
Tieren. Alle SE-Formen besitzen gemeinsame Hauptmerkmale. Die Infektion
führt nach
einer einige Jahre bis Jahrzehnte dauernden Inkubationszeit zu einer
progressiv-chronischen
Krankheit, die immer zum Tode führt.
Es gibt derzeit weder Schutzimpfungen noch Therapiemöglichkeiten.
Weiterhin kommt erschwerend hinzu, dass eine definitive Diagnose erst
nach dem Tode mit Sicherheit gestellt werden kann. Die Übertragung
des BSE-Erregers kann nach neuesten Erkenntnissen über die
Nahrung vom Tier zum Menschen erfolgen. Der Krankheitserreger befällt zunächst das
Rückenmark
und im Anschluss das Gehirn.
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Um
eine Risikoverringerung der BSE-Übertragung
auf den Menschen zu erzielen, erscheint es wünschenswert, das Rückenmark
bei Schlachttieren zu Beginn des Schlachtvorgangs zu entfernen,
bevor eine Kontamination des wahrscheinlich keine Erreger tragenden
Muskelfleisches mit dem BSE-Erreger erfolgt.
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Verfahren
zum Ablösen
und Abtragen von Füllmaterial
aus dem Rückenmarkskanal
eines Schlachttieres sind bereits Stand der Technik. Hierbei existieren
derzeit zwei Systeme:
- • Bei Schafen wird teilweise
das Rückenmark
mittels Unterdrück
abgesaugt, ohne hierzu eine Vorrichtung in den Rückenmarkskanal einzubringen. Dazu
wird in einem vorgelagerten Arbeitsschritt rumpfseitig der Rückenmarkskanal
durch Abtrennen des Schwanzteiles geöffnet. Das Rückenmark
von Rindern besitzt jedoch eine andere Konsistenz, so dass dieses
Verfahren nicht bei Rindern ein gesetzt werden kann.
- • Die
Patentschrift DE 198
24 966 C2 beschreibt eine Vorrichtung, die zum Ablösen und
Abtransport von Rückenmark
aus Rindern dient. Die Vorrichtung wird hierbei nach dem Abtrennen
des Rinderkopfes druckdicht an den einseitig geöffneten Wirbelkanal angebracht.
Anschließend
wird ein Wirkorgan in den Rückenmarkskanal
eingeführt.
Durch Wasserdruck wird das Rückenmark herausgetrennt
und zerkleinert. Durch das eingebrachte Wasser sowie durch ein zusätzlich mit Überdruck
eingebrachtes, gasförmiges
Medium wird das zerkleinerte Rückenmark
hinter das Wirkorgan transportiert und dort durch Unterdruck abgesaugt.
Durch besagte Anordnung soll das Verfahren auch für nur einseitig
geöffnete,
rohrförmige
Kanäle
geeignet sein.
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Versuchsreihen
mit der in
DE 198
24 966 C2 beschriebenen Vorrichtung haben jedoch gezeigt, dass
beim Ablösen
des Rückenmarks
häufig
die Rückenmarkshaut
zerstört
wird. Hierdurch dringt das als Prozessmedium eingesetzte Prozesswasser
in das umliegende Muskelfleisch ein. Versuche mit gefärbtem Prozessmedium
haben nachgewiesen, dass dieses Eindringen großflächig erfolgt. Da das Prozesswasser
gleichzeitig Träger
von zerkleinertem Rückenmark
ist, kann es hierdurch zu einer Kontamination des Muskelfleisches
kommen. Weitere Studien, in denen verschiedene Parameter, wie Druck,
Geometrie der Austrittsdüsen,
etc. variiert wurden, haben kein Ergebnis geliefert, welches einen
zuverlässigen Betrieb
des Systems gewährleisten
würde.
Das Verfahren ist daher nicht zum kontaminationsfreien Ablösen und
Abtragen von Rückenmark
geeignet.
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Die
DE 44 37 933 A1 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen eines Werkstücks mit
abrasivem CO
2-Schnee. Hierbei wird flüssiges CO
2 in CO
2-Schnee umgewandelt,
indem flüssiges
CO
2 durch eine in einer CO
2-Düse vorgesehene Öffnung geleitet
wird. Die Düse
ist innerhalb eines langgestreckten Hohlraums eines Körpers angeordnet,
der seinerseits mit einer zum Leiten des CO
2-Schnees
in Richtung auf ein Werkstück
vorgesehenen Strahldüse
in Verbindung steht.
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Die
DE 101 49 614 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Entfernen des Rückenmarks beim Schlachten von
Tieren. Hierbei wird am Tierkörper
eine Einlauf- und Sammeleinheit mittels Halteklauen befestigt. Eine
Zentrierung und eine Abdichtung schirmen den Rückenmarkskanal nach außen ab.
Aus einer Einblasleitung mit einer Frontdüse werden Trockeneispellets
eingeleitet und wirken auf das Rückenmark und
die Rückenmarkshaut.
Diese werden durch den Kälteschock
zerkleinert, abgetragen und durch den durch Sublimation entstehenden
Gasdruck mit Unterstützung
von Druckluft ausgeblasen.
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Die
DE 199 26 119 C2 beschreibt
ein Strahlwerkzeug zur Erzeugung eines Strahles aus CO
2-Schnee
mit einer ersten Düse
zur Erzeugung eines CO
2-Schneestrahls und
einer zweiten Düse
zur Erzeugung eines Stützstrahls,
wobei die zweite Düse die
erste Düse
umgibt, und wobei die zweite Düse eine
Düse zur
Erzeugung eines Überschallstrahls
ist.
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Ein
weiteres Verfahren zum Entfernen des Rückenmarks beim Schlachten von
Tieren ist in der
DE
102 07 386 A1 gegeben. Hierbei wird am offenen Ende der
Wirbelsäule
eine Führungs-,
Abdicht- und Absaugeinheit angeordnet, durch die Strahlen einer Hochdruckflüssigkeit
eingebracht und über
den Querschnitt und über
den Verlauf des Rückenmarkkanals
verteilt werden kön nen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ablösen, Abtragen und Abtransport
von Füllmaterial
aus einem Kanal zur Verfügung
zu stellen, mit der insbesondere das Rückenmark eines Schlachttieres
aus dessen Rückenmarkskanal
entfernt werden kann, ohne dass der Rückenmarkskanal zuvor entlang
seiner Längsachse
geöffnet
werden muss, und ohne dass es wie in der zuvor beschriebenen Patentschrift
DE 198 24 966 C2 beschrieben
zu einer großflächigen Kontamination
von Muskelfleisch durch austretendes Prozesswasser kommt. Aufgabe
ist also, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit welcher
Rückenmark
aus dem Rückenmarkskanal
entfernt werden kann, wobei der Rückenmarkskanal entlang seiner
Längsachse geschlossen
bleiben kann und wobei eine Kontamination von Muskelfleisch durch
austretendes Material verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie ein
Verfahren gemäß Patentanspruch
13 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des beschriebenen
Verfahrens sowie Verwendungen werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist eine Absaugeinheit, ein Wirkorgan, eine schlauchartige Verbindungseinheit
und eine Zuführeinrichtung auf. Über die
Zuführeinrichtung
wird eine Substanz, nämlich
Kohlendioxid CO2, in gasförmiger Form
der schlauchartigen Verbindungseinheit zugeführt. Die schlauchartige Verbindungseinheit
ist in der Lage, sich dem Kanalverlauf anzupassen. Sie dient dem Zuführen der
Substanz, also des CO2, in gasförmiger Form
zu dem Wirkorgan. Die Zuführung
erfolgt hierbei vorteilhafterweise druckbeaufschlagt. Das Wirkorgan
wird sodann vorwärts
in die Kanalöffnung
eingeführt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist nun desweiteren eine Entspannungsvorrichtung sowie eine Feststoffabstrahlvorrichtung
auf, die beide in das Wirkorgan integriert oder an ihm angeordnet sind.
Die über
die schlauchartige Verbindungseinheit dem Wirkorgan zugeführte gasförmige Substanz
wird in der Entspannungsvorrichtung derart entspannt, dass sie direkt
in den festen Zustand übergeht und/oder
auskristallisiert. Im Falle der Verwendung von Kohlendioxid entstehen
so CO2-Schneekristalle. Mit Hilfe der Feststoffabstrahlvorrichtung
wird aus der auskristallisierten Substanz wenigstens ein Feststoffstrahl
gebildet und in den Kanalbereich vor dem Wirkorgan eingeleitet.
Durch den Feststoffstrahl wird das Rückenmark vom Knochen abgelöst und zerkleinert.
Mit Hilfe der Absaugeinheit wird das abgelöste und zerkleinerte Rückenmark
mittels Unterdruck aus dem Kanal abgeführt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
verwendet gasförmiges
Kohlendioxid CO
2 als Substanz sowie Düsen, vorteilhafterweise
eine bis mehrere Düsen,
zum Entspannen des gasförmigen
CO
2 derart, dass sich CO
2-Schneekristalle bilden.
Im vorliegenden Fall integrieren somit die Düsen die Entspannungsvorrichtungen
und die Feststoffabstrahlvorrichtungen. Eine Düsenvorrichtung zum Abstrahlen
des CO
2 kann beispielsweise wie in der Patentschrift
DE 199 26 119 C2 ausgeführt sein.
Die Düsenvorrichtung
dient in der genannten Patentschrift jedoch zum Abreinigen von planen
Oberflächen
technischer Bauteile, wobei die technischen Bauteile beispielsweise elektronische
Bauteile sind. Die CO
2-Schneekristalle werden
mit großer
Ge schwindigkeit abgestrahlt und tragen hierdurch das Rückenmark
aus dem Innenraum des Rückenmarkskanals
abrasiv ab. Im Anschluss daran verdampft das CO
2 rückstandsfrei. Das
abgelöste
und abgetragene Rückenmark
wird mit Hilfe eines Unterdrucks durch die Absaugeinheit abgeführt. Ein
sich während
des Absaugens des zerkleinerten Rückenmarkes innerhalb des Wirbelkanals
aufbauender Unterdruck darf hierbei nicht die Funktionsweise der
Vorrichtung beeinträchtigen und/oder
mindern. Um eine solche Beeinträchtigung zu
vermeiden, müssen
der abgesaugte Volumenstrom und der durch das Abstrahlen des CO
2 zugeführte
Volumenstrom etwa dieselbe Größe aufweisen,
d. h. das pro Zeiteinheit abgesaugte Volumen darf nicht zu groß sein.
Ist dies nicht der Fall, so kann zusätzlich zur Herstellung der Öffnung zum
Einführen des
Wirkorgans (dies geschieht durch Abtrennen des Kopfes) der Wirbelkanal
an der anderen Seite, d. h. am Schwanzansatz, ebenfalls geöffnet werden
(eine solche endseitige Eröffnung
des Wirbelkanals kann im Rahmen des normalen Ablaufs des Schlachtprozesses
erfolgen). Alternativ hierzu können
mit Hilfe einer geeigneten Regelungsvorrichtung Absaugvolumenstrom
und Zufuhrvolumenstrom aufeinander abgestimmt werden oder es kann
zur Unterstützung
des Abtransportprozesses noch zusätzlich gasförmiges CO
2 eingestrahlt
werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist diese dergestalt ausgeführt,
dass sie druckdicht mit der Kanalöffnung verbindbar ist, beispielsweise
mit Hilfe einer Andockvorrichtung. Die druckdichte Abdichtung kann
hierbei beispielsweise durch ein Dichtmittel erfolgen dergestalt,
dass das Dichtmittel zwischen Kanal und Andockvorrichtung eingebracht
wird und mit Hilfe eines beaufschlagten Druckes die Dichtheit hergestellt wird.
Alternativ hierzu kann die Dichtheit auch durch chemische Veränderung
(z. B. Aushärtung)
des Dichtmittels hergestellt werden. In einer weiteren Variante
werden Passstücke
verwendet, die in ihrer Form den Wirbelkörpern angepasst sein können.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung
sowohl nach vorne als auch nach hinten gerichtete Feststoffabstrahlvorrichtungen
auf. Nach vorne entspricht hierbei der Richtung, in die das Wirkorgan
in den Kanal eingeschoben wird. Die nach hinten gerichteten Feststoffabstrahlvorrichtungen
tragen zusätzlich
zur Ablösung,
zur Zerkleinerung und zum Abtransport von Rückenmark bei. Die Feststoffabstrahlvorrichtungen
können
hierbei auch seitlich ausgerichtet sein, um dem Feststoffstrahl
einen Drall gegenüber
der Axialrichtung des Kanals zu verleihen. Hierdurch wird eine gleichmäßige Ablösungswirkung über den
Kanalquerschnitt erreicht.
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Die
Vorwärts-
und/oder die Rückwärtsbewegung
der Verbindungseinheit sowie des Wirkorgans erfolgt von außen her über an sich
bekannte Mittel.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine zusätzliche
Leitung und/oder ein Lumen in das Wirkorgan und die schlauchartige
Verbindungseinheit integriert, wobei diese bzw. dieses zum zusätzlichen
Abtransport von abgelöstem
Füllmaterial durch
die schlauchartige Verbindungseinheit genutzt wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einer Speichervorrichtung versehen. Diese Speichervorrichtung
dient dazu, das abgeführte
Füllmaterial
zu sammeln und in einem Behältnis
zu speichern.
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In
die schlauchartige Verbindungseinheit und/oder in das Wirkorgan
können
auch weitere Leitungen und/oder Lumen eingebracht sein, die zum Einbringen
und/oder Abstrahlen von Gasen dienen, die den Ablösungs-,
Abtragungs- und/oder Abtransportprozess unterstützen.
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Die
vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Ablösen und Abtragen von Füllmaterial
aus einem Kanal mit Hilfe eines Feststoffstrahls zeichnet sich durch
eine Reihe erheblicher Vorteile aus.
- • Die Entfernung
von Rückenmark
bei Schlachttierkörpern
kann ohne vorherige Halbierung des Schlachttierkörpers zur Eröffnung des
Rückenmarkkanals
durchgeführt
werden.
- • Das
eingesetzte CO2 verdampft rückstandsfrei, es
ist somit keine Prozessflüssigkeit
oder ähnliches
abzuführen.
Das Prozessmedium CO2 wird somit rückstandsfrei
beseitigt. Da CO2 in der Lebensmittelindustrie
eingesetzt wird, liegt hier zusätzlich
Unbedenklichkeit vor.
- • Im
Gegensatz zu einem flüssigen
Prozessmedium wie beispielsweise Wasser, treten die CO2-Schneekristalle praktisch
nicht aus dem Wirbelkanal aus. Selbst wenn dies lokal vereinzelt der
Fall ist, werden die CO2-Schneekristalle
aufgrund der Wärme
des Schlachttierkörpers
sehr schnell verdunsten. Eine Kontamination des den Wirbelkanal
umgebenden Muskelfleisches kann daher ausgeschlossen werden.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Ablösen
und Abtragen von Rückenmark
aus einem Kanal kann wie in einem der nachfolgenden Beispiele beschrieben
ausgeführt
sein oder verwendet werden. In den zu den Beispielen gehörenden Figuren
haben dieselben oder ent sprechende Bestandteile der Vorrichtung
dieselben Bezeichner.
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1 zeigt
ein Wirkorgan mit einer erfindungsgemäßen Entspannungs- und Feststoffabstrahlvorrichtung
in einem Kanal.
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2 zeigt
eine Vorrichtung zum Ablösen und
Abtragen von Füllmaterial.
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1 zeigt
einen Kanal kreisförmigen
Querschnitts 0, der entlang der Kanallängsachse aufgeschnitten skizziert
ist. Von links ist in den Kanal eine schlauchartige Verbindungseinheit 2 eingebracht.
An dieser befindet sich in der Mitte des dargestellten Kanalteils
ein Wirkorgan 1. Rechts neben dem Wirkorgan 1 ist
an der oberen und unteren Kanalinnenwand abzutragendes Rückenmark 8 skizziert.
Mit Hilfe der schlauchartigen Verbindungseinheit 2 wird
gasförmiges
Kohlendioxid CO2 4 zum Wirkorgan 1 geleitet. Dies
ist durch einen Pfeil skizziert und erfolgt innerhalb einer Leitung
(nicht dargestellt), die innerhalb der schlauchartigen Verbindungseinheit
verläuft.
Im Wirkorgan 1 wird das CO2 durch
insgesamt fünf
an der Ober-, an der rechten und an der unteren Seite des Wirkorgans 1 angebrachte
Düsen 3 derart
entspannt, dass sich CO2-Schneekristalle
bilden. An der Oberseite und an der Unterseite des Wirkorgans 1 sind
hierbei jeweils zwei Düsen 3 angebracht,
von denen jeweils eine nach vorne, d. h. in Richtung des abzutragenden
Rückenmarks 8,
und jeweils eine nach hinten abstrahlt. Die fünfte Düse an der rechten Seite des
Wirkorgans strahlt nach vorne ab. Die CO2-Schneekristalle
treten mit großer
Geschwindigkeit aus den Düsen 3 aus,
durch Pfeile skizziert, und tragen das Rückenmark 8 abrasiv
ab. Das Rückenmark
wird hierbei in einem vorderen Prozessvolumen 5 abgetragen
und mit Hilfe einer Engstelle 7 zur zusätzlichen lokalen Beschleunigung
des abgetragenen Materials zum Zwecke der Vermeidung von Materialansammlungen
und Verstopfungen des Förderquerschnitts über ein
hinteres Prozessvolumen 6 mit Hilfe eines Unterdrucks ausgeführt.
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2 zeigt
eine Vorrichtung zum Ablösen und
Abtragen von Rückenmark
aus einem Rückenmarkskanal.
Analog zu 1 ist in der rechten Figurenhälfte ein
Kanal 0 dargestellt, in den eine schlauchförmige Verbindungseinheit 2 sowie
ein Wirkorgan 1 eingebracht sind. Gasförmiges Kohlendioxid 4 wird
aus einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter 18 mit Hilfe
einer Leitung 17 und einer Einkoppelvorrichtung 16 in
die schlauchförmige
Verbindungseinheit 2 geführt. Der Kanal 0 ist mit Hilfe
einer Abdichtvorrichtung 9 druckdicht mit einer Andockvorrichtung 10 verbunden.
Das Ein- und/oder Ausbringen von schlauchartiger Verbindungseinheit 2 und Wirkorgan 1 geschieht
mit Hilfe der Einkoppelvorrichtung 16. Hierbei dient die
Abstreifvorrichtung 11 zum Abstreifen von Rückenmarksbestandteilen
an der schlauchartigen Verbindungseinheit sowie eine Abdichtvorrichtung 12 zum
druckdichten Abdichten des Kanalraumes. Das abgelöste Rückenmark
wird über das
hintere Prozessvolumen 6 sowie über einen Auslass 13 in
einen Auffangbehälter 14 geführt. Dies
geschieht mit Hilfe eines Unterdrucks durch eine Absaugeinheit 15.