DE19827685A1 - Vorrichtung zum Injizieren von Fluiden in Lebensmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Injizieren von Fluiden in Lebens­ mittel, mit mindestens einer Fluidkammer, der das Fluid unter Druck zuführ­ bar ist, mehreren hohlen Nadeln, die jeweils über eine Ventileinrichtung mit der Fluidkammer oder einer der Fluidkammern in Verbindung stehen und derart bewegbar sind, daß sie in die Lebensmittel einstechen, und mit einer Steuereinrichtung zur Betätigung der Ventileinrichtungen in Abhängigkeit von der Nadelbewegung.

Ein Beispiel für eine bekannte Vorrichtung dieser Art ist eine Pökelmaschi­ ne, wie sie etwa in DE 195 30 045 C1 beschrieben wird. Diese Pökelmaschi­ ne weist ein Nadelregister mit mehreren vertikalbeweglichen Nadeln auf, die mit ihren oberen Enden flüssigkeitsdicht durch gegenüberliegende obere und untere Wände der Fluidkammer hindurchgeführt sind. Die Ventileinrich­ tung wird durch eine in der Fluidkammer angeordnete, von den Nadeln durchsetzte Schaltplatte gebildet, die in Längsrichtung der Nadeln verschieb­ bar ist und Querbohrungen der Nadeln entweder verschließt oder freigibt.

Zum Konservieren von Lebensmitteln, insbesondere zum Pökeln von Fleisch, werden in letzter Zeit zunehmend Flüssigkeiten oder Laken eingesetzt, die eine relativ hohe Viskosität haben und deshalb dazu neigen, die hohlen Nadeln und die zugehörigen Ventileinrichtungen zu verkleben oder zu ver­ stopfen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, die sich durch eine größere Reinigungsfreundlichkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventileinrich­ tungen an einem abnehmbaren oder aufklappbaren Deckel oder Aufsatz der zugehörigen Fluidkammer angeordnet sind.

Während des Betriebs der Vorrichtung ist die Fluidkammer dicht geschlos­ sen, so daß das Fluid in der Fluidkammer unter Druck gesetzt und über die Nadeln in die Lebensmittel injiziert werden kann. Wenn eine Reinigung der Nadeln und/oder der Ventileinrichtungen erforderlich ist, wird der Deckel oder Aufsatz abgenommen oder aufgeklappt, so daß man Zugang zu der Fluid­ kammer und zu den in dieser Fluidkammer liegenden Mündungen der einzel­ nen Nadeln erhält. Hierdurch wird ein gezieltes Spülen und Reinigen der Na­ deln wesentlich erleichtert. Darüberhinaus besteht bei abgenommenem oder aufgeklapptem Deckel oder Aufsatz auch ein bequemer Zugang zu der daran angeordneten Ventileinrichtung, so daß auch die Ventileinrichtungen be­ quem gesäubert werden können.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Ventileinrich­ tungen durch axialbeweglich im Deckel oder der oberen Wand der Fluidkam­ mer geführte Ventilnadeln gebildet, die in der geschlossenen Stellung die als Ventilsitz dienenden offenen oberen Enden der Nadeln verschließen. Dies hat während eines Reinigungsvorgangs den Vorteil, daß die Spülflüssigkeit ohne Umlenkung und damit ohne Druckverlust direkt von oben in das offene Ende der Nadel eingeleitet werden kann. Bei einem solchen Spülvorgang wird zugleich auch der Ventilsitz gereinigt, der unmittelbar durch das obere Ende der Nadel gebildet wird. Die Ventilnadeln sind bei aufgeklapptem Deckel oder abgenommenem Aufsatz vollständig von den Ventilsitzen ge­ trennt und können somit ebenfalls bequem gesäubert werden.

Während des Betriebs der Vorrichtung hat die vorgeschlagene Konstruktion den Vorteil, daß das hochviskose Fluid bei geöffneter Ventileinrichtung, das heißt, bei zurückgezogener Ventilnadel, direkt aus der Fluidkammer in das offene obere Ende der Nadel einströmen kann, so daß der Strömungswider­ stand auf ein Minimum reduziert wird. Der Strömungsweg des Fluids wird so­ mit auf ganzer Länge durch glatte Wände begrenzt und weist keine Abrißkan­ ten oder Toträume auf, in denen sich Beläge oder Verkrustungen aus in dem Fluid enthaltenen oder aus diesem ausgefällten Feststoffen bilden könnten.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausfüh­ rungsform Vorrichtung;

Fig. 2 bis 4 jeweils einen vergrößerten Teilschnitt durch ein Nadelre­ gister der Vorrichtung nach Fig. 1 in unterschiedlichen Stellungen;

Fig. 5 einen Schritt durch wesentliche Teile einer Vorrichtung ge­ mäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 die Vorrichtung nach Fig. 5 während eines Injektionsvor­ gangs; und

Fig. 7 die Vorrichtung nach Fig. 5, nachdem ein Aufsatz abgenom­ men wurde.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist einen Förderer 10, beispielsweise ein Förderband oder einen Schrittförderer auf, mit dem Lebensmittel 12, z. B. Fleischstücke, schrittweise in waagerechter Richtung zugeführt werden. Über dem Förderer ist ein Träger 14 angebracht, der im gezeigten Beispiel zwei Nadelregister 16 trägt und mit Hilfe eines nicht gezeigten Antriebs im Takt des Förderers 10 längs einer vertikalen Säule 18 auf- und ab bewegt wird.

Jedes Nadelregister 16 weist einen in der Richtung senkrecht zur Zeichene­ bene in Fig. 1 langgestreckten, an der Oberseite offenen Trog 20 auf, der ei­ ne Fluidkammer 22 bildet und durch einen Deckel 24 druckdicht verschließ­ bar ist. Im Boden des Troges 20 sind - in der Zeichnung hintereinanderlie­ gend - mehrere Nadeln 26 befestigt, die sich vertikal in Richtung auf die Le­ bensmittel 12 erstrecken und deren offene obere Enden bündig in der obe­ ren Oberfläche des Bodens des Troges 20 liegen. Die offenen oberen Enden der Nadeln 26 bilden jeweils einen Ventilsitz für eine vertikalbeweglich im Deckel 24 geführte Ventilnadel 28. Die Ventilnadeln 28 bilden Gruppen aus beispielsweise je zehn Ventilnadeln, die sich an einem gemeinsamen Schließblock 30 abstützen, der vertikalbeweglich auf der Oberseite des Deckels 24 angebracht ist.

Jedem Schließblock 30 ist eine Steuereinrichtung 32 zur Steuerung der Öff­ nungs- und Schließbewegungen der betreffenden Gruppe von Ventilnadeln 28 zugeordnet. Jede Steuereinrichtung 32 umfaßt einen oder mehrere Betä­ tigungshebel 34, denen jeweils ein Stößel 36 zugeordnet ist. Der Stößel 36 ist am oberen Ende einer vertikalbeweglich an dem Träger 14 geführten Steuerstange 38 befestigt, die am unteren Ende einen Niederhalter 40 für die Lebensmittel 12 trägt. Der Niederhalter 40 wird jeweils von den Nadeln 26 durchsetzt, die dem betreffenden Schließblock 30 zugeordnet sind.

Im Betrieb der Vorrichtung wird den Fluidkammern 22 das in die Lebensmit­ tel zu injizierende Fluid unter Druck zugeführt. Die Schließblöcke 30 sind elastisch nach oben vorgespannt, werden jedoch durch die Betätigungshebel 34 in der abgesenkten Stellung gehalten, da das Gewicht der Steuereinrich­ tungen 32 auf die freien Enden der Betätigungshebel wirkt. Die oberen En­ den den Nadeln 26 werden somit durch die Ventilnadeln 28 geschlossen ge­ halten.

Wenn der Träger 14 abgesenkt wird, stechen die Nadeln 26 in die Lebens­ mittel 12 ein, während die Niederhalter 40 durch die Lebensmittel zurück­ gehalten werden. Die Steuerstangen 38 bewegen sich deshalb relativ zu dem Träger 14 nach oben, so daß die Stößel 36 die Betätigungshebel 34 freige­ ben. Sobald die Nadeln 26 in die Lebensmittel 12 einstechen, bewegen sich deshalb die Schließblöcke 30 nach oben, und die Ventilnadeln 28 geben die oberen Öffnungen der Nadeln 26 frei, so daß das Fluid in die Lebensmittel 12 injiziert wird.

Wenn anschließend der Träger 14 wieder aufwärts bewegt wird und die un­ teren Enden der Nadeln 26 wieder aus den Lebensmitteln 12 austreten, stoßen die freien Enden der Betätigungshebel 34 wieder an den Stößeln 36 an, so daß die Schließblöcke 30 wieder nach unten in die Schließstellung ge­ drückt werden und somit die oberen Enden der Nadeln 26 wieder verschlos­ sen werden. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Trägers 14 werden die Niederhalter 40 durch die Stößel 36 und die Steuerstangen 28 wieder nach oben mitgenommen, so daß die auf dem Förderer 10 liegenden Lebensmittel 12 weitertransportiert werden können.

Durch den oben beschriebenen Mechanismus wird somit sichergestellt, daß das Fluid nur dann über die Nadeln 26 abgegeben wird, wenn diese Nadeln auch wirklich in die Lebensmittel einstechen.

Der Aufbau und die Wirkungsweise des Nadelregisters 16 soll nachfolgend an­ hand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert werden.

Die Nadeln 26 sind am oberen Ende mit Gewindebuchsen 42 versehen, die bündig in den Boden des Troges 20 eingeschraubt sind und die bereits er­ wähnten Ventilsitze 44 für die Ventilnadeln 28 bilden.

Der Deckel 24 ist mit Schrauben 46 gegen den Träger 14 gespannt, so daß der Trog 20 sandwichartig eingespannt und druckdicht geschlossen gehalten wird. Die Durchführung der Ventilnadel 28 durch den Deckel 24 ist durch ei­ ne Dichtungspackung 48 abgedichtet. Das obere Ende der Ventilnadel 28 liegt in einer Bohrung des Schließblockes 30. Ein erweiterter oberer Teil dieser Bohrung nimmt eine Feder 50 auf, die sich einerseits an einem Bund der Ventilnadel 28 und andererseits an einer in den Schließblock einge­ schraubten Stellschraube 52 abstützt, so daß die Ventilnadel 28 mit einstell­ barer Schließkraft gegen den Ventilsitz 44 vorgespannt wird.

Auf der Oberseite des Deckels 24 sind Führungsstifte 54 angeordnet, die in entsprechende Sackbohrungen des Schließblockes 30 eingreifen und den Schließblock in vertikaler Richtung führen. Die Sackbohrungen nehmen Fe­ dern 56 auf, die sich auf den Führungsstiften 54 abstützen und den Schließ­ block 30 nach oben vorspannen. Der Hub des Schließblockes 30 wird durch in den Deckel 24 eingeschraubte Schrauben 58 begrenzt.

Der Betätigungshebel 34 ist durch ein Gelenk 60 schwenkbar an einem Hal­ ter 62 gehalten, der seinerseits an dem Deckel 24 befestigt ist. Der Stößel 36 wirkt auf eine am freien Ende des Betätigungshebels 34 angeordnete Druck­ rolle 64. Eine näher an dem Gelenk 60 in dem Betätigungshebel 34 gelagerte weitere Druckrolle 66 überträgt die von dem Stößel 36 ausgeübte Kraft ver­ stärkt auf den Schließblock 30, so daß die Ventilnadeln 28 entgegen der Kraft der Federn 56 in der Schließstellung gehalten werden, solange der Stö­ ßel 36 abgesenkt ist. Die Kraft des Stößels wird maßgeblich durch das Eigen­ gewicht des Niederhalters 40 und der Steuerstangen 38 verursacht, kann jedoch ergänzend durch nicht gezeigte Federn, Pneumatikzylinder oder dgl. verstärkt werden.

Wenn der Stößel 36 durch den Niederhalter 40 angehoben wird, kann sich der Schließblock 30 unter der Wirkung der Federn 56 nach oben bewegen und den Betätigungshebel 34 im Uhrzeigersinn in Fig. 2 verschwenken. Bei der Aufwärtsbewegung des Schließblockes 30 werden die Ventilnadeln 28 durch den an den Ventilnadeln vorgesehenen Bund mitgenommen, so daß die von den Ventilsitzen 44 umgebenen oberen Öffnungen der Nadeln 26 freigegeben werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

An dem Trog 20 und an dem Deckel 24 sind parallele, waagerecht nach außen vorspringende Ausleger 68, 70 befestigt, die an den freien Enden durch ein Gelenk 72 miteinander verbunden sind. Wenn die Vorrichtung ge­ reinigt werden soll, kann somit nach Entfernen oder Anheben des Stößels 36 und nach Lösen der Schrauben 46 der Deckel 24 zusammen mit dem Schließblock 30, dem Halter 62 und dem Betätigungshebel 34 aufgeklappt werden, wie in Fig. 4 im Ansatz gezeigt wird. Auf diese Weise erhält man unmittelbaren Zugang zu den oberen Öffnungen der Nadeln 26, so daß diese gezielt mit einer Reinigungsflüssigkeit gespült werden können und/oder eine Reinigungsbürste von oben in die Bohrung der Nadel 26 eingeführt werden kann.

Das Gelenk 72 liegt auf gleicher Höhe mit den Spitzen der Ventilnadeln 28. Durch die Ausleger 68, 70 wird beim Öffnen und Schließen des Deckels 24 der Schwenkradius der Ventilnadeln 28 um das Gelenk 72 so weit vergrö­ ßert, daß sich die Ventilnadeln relativ zu dem Ventilsitz 44 im wesentlichen nur in vertikaler Richtung bewegen, so daß die Ventilnadeln frei aus der Öff­ nung des Troges 20 austreten können und eine Beschädigung der Ventilna­ deln vermieden wird.

Fig. 5 bis 7 zeigten ein Nadelregister 16 einer Vorrichtung gemäß einer abgewandelten Ausführungsform, bei der der Trog 20 an der Oberseite ge­ schlossen und in einen Führungsblock 74 eingebettet ist. Der Schließblock 30 bildet hier einen Aufsatz, der abnehmbar auf den Führungsblock 74 aufge­ setzt ist. Die Steuereinrichtung 32 wird hier einfach durch zwei vertikal in den Führungsblock 74 geführte Stößel 36 gebildet, an deren unterem Ende der Niederhalter 40 befestigt ist und auf deren oberes Ende der Schließblock 30 aufgesteckt ist. Jeder Stößel weist einen Bund 76 auf, der in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand auf der Oberseite des Schließblockes 74 aufliegt.

Die Ventilnadeln 28 sind ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel in dem Schließblock 30 gehalten und erstrecken sich jeweils durch eine zugehörige Bohrung 78 des Schließblockes (Fig. 7). Die Bohrun­ gen 78 sind jeweils am oberen Ende erweitert und nehmen eine Dichtungs­ packung 80 zur Abdichtung der Ventilnadel 28 auf. Die Dichtungspackungen sind durch eine Abdeckplatte 82 abgedeckt.

Zwischen dem Schließblock 30 und dem Führungsblock 74 sind Zugfedern 84 gespannt, die den Schließblock gegen den Führungsblock 74 ziehen, so daß die oberen Enden der Nadeln 26 durch die Ventilnadeln 28 geschlossen gehalten werden.

Wenn bei einem Injektionsvorgang das Nadelregister 16 abgesenkt wird, wird der Niederhalter 40 durch die Lebensmittel zurückgehalten, und der Füh­ rungsblock 74, der Trog 20 und die Nadeln 26 bewegen sich allein weiter nach unten, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Durch die Stößel 36 wird der Schließ­ block 30 vom Führungsblock 74 abgehoben, so daß die Ventilnadeln 28 die oberen Öffnungen der Nadeln 26 freigeben. Bei der weiteren Abwärtsbewe­ gung des Nadelregisters können sich die Ventilnadeln 28 in den Führungs­ block 74 zurückziehen.

Wenn die Nadeln 26 gereinigt werden sollen, so werden die Zugfedern 84 ausgehängt, und der Schließblock 30 mit den Ventilnadeln 28 wird nach oben abgezogen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, sind dann die oberen Enden der Bohrungen 78 frei zugänglich, so daß eine Spülflüssigkeit und/oder eine Bür­ ste durch diese Bohrungen in die Fluidkammer 22 und in die Nadeln 26 ein­ geführt werden kann. Vorzugsweise wird eine nicht gezeigte Lamze von oben durch die Bohrung 78 eingeführt und auf das obere Ende der zugehörigen Na­ del 26 aufgesetzt, so daß die betreffende Nadel gezielt gespült werden kann. Verstopfungen einzelner Nadeln sind auf diese Weise unmittelbar zu erken­ nen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Injizieren von Fluiden in Lebensmittel (12), mit minde­ stens einer Fluidkammer (20), der das Fluid unter Druck zuführbar ist, meh­ reren hohlen Nadeln (26), die jeweils über eine Ventileinrichtung (28) mit der Fluidkammer (22) oder einer der Fluidkammern in Verbindung stehen und derart bewegbar sind, daß sie in die Lebensmittel einstechen, und mit einer Steuereinrichtung (32) zur Betätigung der Ventileinrichtungen in Ab­ hängigkeit von der Nadelbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil­ einrichtungen (28) an einem abnehmbaren oder aufklappbaren Deckel (24) oder Aufsatz (30) der zugehörigen Fluidkammer (22) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil­ einrichtung für jede Nadel (26) durch eine koaxial zu dieser Nadel angeord­ nete Ventilnadel (28) gebildet wird, die an dem Deckel (24) oder Aufsatz (30) gehalten und in Axialrichtung verschiebbar ist und in der Schließstel­ lung an einem durch das offene Ende der Nadel (26) gebildeten Ventilsitz (22) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (26) fest im Boden eines die Fluidkammer (22) bildenden Troges (20) ange­ ordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadeln (28) gruppenweise an einem gemeinsamen Schließblock (30) abgestützt sind, der axialbeweglich an der Fluidkammer (22) oder deren Deckel (24) gehalten und durch die Steuereinrichtung (32) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließ­ block (30) den abnehmbaren Aufsatz bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ventilnadeln (28) durch einen auf der Fluidkammer befestigten Führungs­ block (74) erstrecken.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (32) einen mittelbar oder unmittelbar auf die Ventileinrichtung (28) wirkenden Stößel (36) aufweist, der mecha­ nisch mit einem relativ zu den Nadeln (26) in deren Längsrichtung bewegba­ ren Niederhalter (40) für die Lebensmittel (12) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (36) parallel zu den Ventilnadeln (28) durch den Füh­ rungsblock (74) erstreckt und daß der die Ventilnadeln (28) tragende Schließblock (30) elastisch gegen das obere Ende des Stößels vorgespannt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließblock (30) elastisch in Öffnungsrichtung der Ventilnadeln (28) vorgespannt ist und daß an dem Deckel (24) schwenkbar ein Betäti­ gungshebel (34) angebracht ist, dessen freies Ende durch den Stößel (36) in Schließrichtung der Ventilnadeln beaufschlagt ist und der die Kraft des Stößels verstärkt auf den Schließblock (30) überträgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der die Fluidkammer (22) bildende Trog (20) und der Deckel (24) durch ein Gelenk (72) schwenkbar miteinander verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (72) an den freien Enden zweier Ausleger (68, 70) angeordnet ist, die recht­ winklig zu den Nadeln (26) von dem Trog (20) und dem Deckel (24) vor­ springen.