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Die Erfindung betrifft einen Dosierer für Zutaten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Stand der Technik sind Vorrichtungen und Verfahren zum Beschichten von flächigen Produkten, wie beispielsweise Fleischerzeugnissen, mit Zutaten bekannt. Entsprechende Beschichtungen erfolgen oft entweder direkt aus einem Vorrat oder durch einen Trichter zum Dosieren. Außerdem kann eine Beschichtung auch durch Vibrationsfördertechniken erfolgen.
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Nachteil der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Dosieren von Zutaten auf flächige Erzeugnisse ist, dass erst höhere Dosen der Zutaten zu einer gleichmäßigen Verteilung der verwendeten Zutat auf den flächigen Erzeugnissen führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Dosierer für Zutaten zu entwickeln, der eine gleichmäßige Verteilung der Zutaten auf den flächigen Erzeugnissen schon bei sehr geringen Dosierungen ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Dosierer für Zutaten gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
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Anspruch 1 sieht einen Dosierer für Zutaten mit einer Fördereinrichtung zur Förderung von zu beschichtenden flächigen Erzeugnissen, insbesondere Lebensmitteln, in einer Förderrichtung, einer Beschichtungseinrichtung und einer Zuführeinrichtung für Zutaten vor, wobei die Beschichtungseinrichtung ein im Bereich der Zutaten-Zuführung angeordnetes Rüttelblech, ein in Förderrichtung am Rüttelblech angeordnetes Rieselblech und eine im Bereich des Rieselblechs angeordnete Düseneinrichtung aufweist, die auf einen in Förderrichtung der Fördereinrichtung angeordneten Beschichtungsbereich gerichtet ist.
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Der Dosierer für Zutaten nach Anspruch 1 ermöglicht auch für geringe Dosierungen und einer daraus resultierenden dünnen Belegung der flächigen Erzeugnisse eine gleichmäßige Verteilung der Zutaten auf den flächigen Erzeugnissen. Die gleichmäßige Verteilung wird durch einen im Beschichtungsbereich entstehenden Zutaten-Nebel erzeugt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorteilhaft ist, dass die Fördereinrichtung ein Förderband umfasst, welches vorzugsweise Stabgeflechtsgurte aufweist.
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Auf einem Förderband können flächige Erzeugnisse gut flach aufgelegt und transportiert werden. Die Verwendung von Stabgeflechtsgurten ermöglicht den Durchtritt des Anteils der Zutaten, die nicht auf ein flächiges Erzeugnis im Beschichtungsbereich treffen.
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Vorteilhaft ist auch, dass die Zuführungseinrichtung für Zutaten einen Vorratsbehälter, vorzugsweise mit Klopfer, und einen Dosiertrichter umfasst, wobei der Dosiertrichter vorzugsweise höhenverstellbar ausgeführt ist und ein Rührwerk sowie einen Füllstandssensor aufweist.
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Der Klopfer gewährleistet einen reibungslosen Austritt der Zutaten aus dem Vorratsbehälter und hilft Stauungen der Zutaten am Austritt des Vorratsbehälters aufzulösen. Die Höhenverstellung des Dosiertrichters ermöglicht eine bedarfsgerechte Einstellung des Dosiertrichters je nach Zusammensetzung der Zutaten. Das Rührwerk sorgt für einen homogenen Füllstand der Zutat im Dosiertrichter und damit für ein homogenes Auftreffen der Zutaten auf dem Rüttelblech. Durch den Füllstandssensor kann ein einheitlicher Füllstand im Dosiertrichter aufrechterhalten werden, wodurch insbesondere der auf die untere Öffnung des Dosiertrichters durch den Füllstand ausgeübte Druck konstant bleibt.
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Vorteilhaft ist außerdem, dass der Vorratsbehälter im unteren Bereich ein vorzugsweise pneumatisches Scheibenventil aufweist, an das sich vorzugsweise ein Auslassstutzen anschließt.
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Durch das pneumatische Scheibenventil kann der vom Füllstandssensor festgestellte Bedarf an zusätzlich erforderlichen Zutaten genau aus dem Vorratsbehälter entnommen werden.
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Vorteilhaft ist ferner, dass die zu dosierende Zutat nur auf den zu bestreuenden Produkten liegen bleibt, während die Fördereinrichtung für die zu dosierende Zutat weitegehend durchlässig ist, wobei die durch die Fördereinrichtung durchtretenden Anteile der Zutaten durch eine Rückführungseinrichtung erneut in die Zuführung überführbar sind.
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Durch die Rückführungseinrichtung wird der Wirkungsgrad der Beschichtung pro eingesetzter Menge an Zutaten spürbar erhöht, gleichzeitig wird die Menge des entstehenden Abfalls deutlich verringert.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Rückführungseinrichtung einen Wendelförderer, eine Auffangeinrichtung und Austragungseinrichtungen aufweist, wobei die Austragungseinrichtungen vorzugsweise eine Vorschubrichtung haben, die quer zur Förderrichtung der Fördereinrichtung liegt, wobei der Vorschub der Austragungseinrichtungen zur Auffangeinrichtung hin erfolgt und wobei die ausgetragenen Zutaten durch den Wendelförderer von der Auffangeinrichtung zur Zuführeinrichtung für Zutaten rückführbar sind.
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Die Austragungseinrichtungen, die Auffangeinrichtung und der Wendelförderer bilden zusammen eine Rückführeinrichtung, die nahezu den gesamten Anteil an Zutaten, der nicht auf die flächigen Erzeugnisse gelangt ist, in den Dosiertrichter zurückführt. Lediglich die auf die Erzeugnisse gelangte Menge an Zutaten muss aus dem Vorrat in den Dosiertrichter gegeben werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Rieselblech und/oder die im Bereich des Rieselblechs angeordnete Düsenreihe schwenkbar sind.
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Durch Schwenken des Rieselblechs oder der Düseneinrichtung kann der Beschichtungsbereich für flächige Erzeugnisse unterschiedler Höhe und Größe optimal eingestellt werden. Des Weiteren ist eine Anpassung auch im Hinblick auf die Verwendung verschiedener Zutaten möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass das Rüttelblech durch mindestens einen Schwingantrieb antreibbar ist, wobei der Schwingantrieb vorzugsweise parallel oder in Reihe geschaltete Kolbenvibratoren umfasst.
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Durch den Schwingantrieb wird das Rüttelblech in Schwingungen versetzt, wobei durch eine entsprechende Einstellung der Schwingungen sowohl eine gleichmäßige Verteilung der Zutaten auf dem Rüttelblech als auch eine Förderrung in Richtung Rieselblech erreicht werden.
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Besonders vorteilhaft ist auch, dass die Fördereinrichtung und/oder die Austragungseinrichtungen Reinigungsvorrichtungen aufweisen, die vorzugsweise pneumatisch betreibbar sind.
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Reinigungseinrichtungen gewährleisten dauerhaft eine den Anforderungen entsprechende Hygiene des Dosierers. Die Intervalle für manuelle Reinigungen werden erweitert.
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Besonders vorteilhaft ist ferner, dass die Innenflächen des Dosiertrichters und/oder der Auffangeinrichtung und/oder die Oberflächen des Rüttelblechs und/oder des Rieselblechs, die mit Zutaten in Kontakt kommen, mit Teflon beschichtet sind.
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Teflonbeschichtete Flächen sind einerseits leichter sauber zu halten, andererseits bleiben keine Zutaten haften, wodurch keine Zutaten dauerhaft aus dem Kreislauf entfernt werden.
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Besonders vorteilhaft ist außerdem, dass Dosiertrichter, Rüttelblech, Rieselblech, Düseneinrichtung und ggf. eine Rückführungseinheit sowie ein Auslassstutzen eines Vorratsbehälters in einem Gehäuse angeordnet sind.
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Das Gehäuse schütz die flächigen Erzeugnisse vor Verunreinigungen, insbesondere können Staubpartikel innerhalb des Gehäuses abgesaugt werden.
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Besonders vorteilhaft ist darüber hinaus, dass zwei Dosierer für Zutaten in Reihe geschaltet sind, wobei zwischen den beiden Dosierern eine Wendeeinrichtung für die auf der Fördereinrichtung angeordneten flächigen Erzeugnisse vorgesehen ist.
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Durch zwei Dosierer mit Wendeeinrichtung können die flächigen Erzeugnisse, wie beispielsweise Wurstscheiben und insbesondere Kochschinkenscheiben, in kurzer Zeit von beiden Seiten beschichtet werden.
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Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Im Einzelnen zeigen
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1 – eine schematische perspektivische Darstellung des Dosierers für Zutaten ohne Abdeckung von links vorne aus betrachtet,
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2 – eine schematische perspektivische Darstellung des Dosierers für Zutaten ohne Abdeckung von rechts vorne aus betrachtet,
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3 – eine schematische Darstellung eines Längsschnitts des Dosierers für Zutaten ohne Abdeckung,
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4 – eine schematische Darstellung des Dosierers für Zutaten mit Abdeckung von links vorne aus betrachtet,
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5 – eine schematische Darstellung des Dosierers für Zutaten mit Abdeckung von rechts hinten aus betrachtet,
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6 – eine schematische Draufsicht auf zwei in Reihe geschaltete Dosierer für Zutaten mit Wendeeinrichtung,
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7 – eine schematische Darstellung des Längsschnitts von zwei in Reihe geschalteten Dosierern für Zutaten,
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8 – eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Fördereinrichtung mit unterschiedlicher Belegung von flächigen Erzeugnissen.
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1 zeigt den Dosierer 1 für Zutaten in einer Ausführungsform, wobei das Gehäuse nicht dargestellt ist. Die Förderrichtung x der Fördereinrichtung 2 definiert die X-Richtung. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Fördereinrichtung 2 durch ein Förderband 2 realisiert, das mit einem Aufsteckgetriebemotor 2b mit Edelstahlhohlwelle angetrieben wird und vorzugsweise Stabgeflechtsgurte als Fördermittel aufweist. Für das Förderband 2 ist optional eine Reinigungseinrichtung 2a vorgesehen, die vorzugsweise eine Düseneinrichtung 2a aufweist. Auf dem Förderband 2 liegen die in 1 nicht dargestellten flächigen Erzeugnisse, die mit Zutaten berieselt werden sollen.
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Die vorbereiteten Zutaten werden zunächst in einen Vorratsbehälter 3 gegeben, aus dem die Zutaten nach Bedarf durch ein im unteren Bereich des Vorratsbehälters 3 angeordnetes pneumatisch betriebenes Scheibenventil 3a in einen Dosiertrichter 4 gefüllt werden. Der Vorratsbehälter 3 kann mit einem Klopfer ausgestattet sein, um eine Brückenbildung der Zutaten zu vermeiden. Außerdem kann der Vorratsbehälter 3 einen Füllstandssensor aufweisen, der einen niedrigen Füllstand des Vorratsbehälters 3 durch optischen oder akustischen Alarm meldet. Vorzugsweise ist auch eine Meldung des niedrigen Füllstands an eine Kontroll- oder Managementkonsole denkbar.
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Die jeweilige Füllmenge des Dosiertrichters 4 wird durch einen Füllstandssensor festgelegt. Der Dosiertrichter 4 umfasst außerdem ein vorzugsweise oszillierend zu betreibendes Rührwerk, durch das die Zutaten im Dosiertrichter 4 verteilt werden. In den Dosiertrichter 4 können auch Zutaten aus einer Rückführungseinrichtung 8, 9, 10 gegeben werden. Im Dosiertrichter 4 sollen ein einheitlicher Füllstand und damit ein einheitlicher Druck vorliegen. Um dies zu erreichen stellt der Füllstandssensor den tatsächlichen Füllstand fest und vergleicht den Ist-Wert mit einem einstellbaren Soll-Wert. Die Menge an Zutaten, die nicht schon allein aus der Rückführungseinrichtung 8, 9, 10 in den Dosiertrichter 4 gelangt, muss aus dem Vorratsbehälter 3 entnommen werden. Dazu kann der Füllstandssensor bei Abweichen des Ist-Werts vom Soll-Wert den Impuls geben, dass das Scheibenventil 3a geöffnet wird. Das Scheibenventil 3a bleibt dabei in der Regel so lange geöffnet, bis der Ist- und der Sollwert des Füllstandes im Dosiertrichter 4 wieder innerhalb eines Toleranzbereichs übereinstimmen. Vorzugsweise ist auch eine im Vergleich zum Soll-Wert erhöhte Füllmenge einstellbar, bei deren Erreichen das Scheibenventil erst geschlossen wird. Der Dosiertrichter 4 ist vorzugsweise mit einer Höhenverstellung versehen, wobei die Einstellung der Höhe über zwei parallel betriebene Servozylinder in einem Edelstahlgehäuse mit einer Höhenmessung und einer Endabschaltung erfolgt. Sowohl der Vorratsbehälter 3 als auch der Dosiertrichter 4 können mit einer innenwandigen Teflon-Beschichtung ausgestattet sein, um Anhaften der Zutaten zu vermeiden.
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Unterhalb des Dosiertrichters 4 ist ein Rüttelblech 5 angeordnet, welches sich ausgehend vom Bereich unterhalb des Dosiertrichters 4 in Förderrichtung x erstreckt. Das Rüttelblech 5 wird auch als Schwingförderrinne oder Dosierrinne bezeichnet. Das Rüttelblech 5 weist eine Teflon-Beschichtung seiner Oberfläche auf. Angetrieben wird das Rüttelblech 5 durch zwei pneumatische Kolbenvibratoren 5a, die sich über den Betriebsdruck und Drosselung der Abluft justieren lassen. Die Kolbenvibratoren 5a erzeugen linear-oszillierende Bewegungen, durch die die Zutaten, wie beispielsweise eine Gewürzmischung, in Wellen vom Rüttelblech 5 in Förderrichtung x abgeworfen werden. Die Unterseite des Rüttelblechs 5 kann geeignete Versteifungen aufweisen. Das Rüttelblech 5 ist auf Rollen abgetragen.
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In Förderrichtung x dem Rüttelblech 5 nachgeordnet befindet sich ein Rieselblech 6 oder Leitblech, welches vorzugsweise variabel zum Förderband 2 geneigt ausgerichtet ist. Auf dem Rieselblech 6 rieseln die Zutaten, wie beispielsweise eine Gewürzmischung, vom Rüttelblech 5 kommend auf die flächigen Erzeugnisse, wie zum Beispiel Wurstscheiben. Zusätzlich ist im Bereich des Rieselblechs 6, vorzugsweise unterhalb des Rieselblechs 6, eine Düseneinrichtung 6a angeordnet. Durch den Luftstrom unter dem Rieselblech 6 wird ein gleichmäßiges Verteilen der Zutaten gewährleistet, wobei sich oberhalb des Förderbandes 2 zwischen Rieselblech 6 und einer Auffangscheibe 7, vorzugsweise ein Auffangblech 7, ein Zutaten-Nebel bildet, der sich auf den zu beschichteten flächigen Erzeugnissen niederschlägt. Der Neigungswinkel der Düseneinrichtung 6a, vorzugsweise einer mit Edelstahldüsen bestückten Düsenreihe 6a, kann durch mindestens einen Servozylinder und vorzugsweise zwei Servozylinder in einem Edelstahlgehäuse verstellt werden, wo bei die dargestellte Ausführungsform zwei Servozylinder aufweist. Es sind auch Konfigurationen des Rieselblechs 6 mit Düseneinrichtung 6a denkbar, bei denen der Luftstrom durch eine im Rieselblech 6 eingebrachte Perforation strömt und dabei die Zutaten erfasst und einen Nebel im Beschichtungsbereich bildet.
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Der Anteil der Zutaten, die im Beschichtungsbereich zwischen oder neben die flächigen Erzeugnisse fallen, wird in der in 1 gezeigten Ausführungsform durch vorzugsweise quer, also in y-Richtung, angeordnete Austragungsbänder 8 in eine Auffangeinrichtung 9, wie zum Beispiel einen Sammeltrichter gefördert. Die so aufgefangenen Zutaten werden über einen Wendelförderer 10 mit Schwingfördertechnik wieder in den Dosiertrichter 4 zurückgeführt. Eines der Austragungsbänder 8 ist vorteilhafterweise in Förderrichtung x direkt vor der Auffangscheibe 7 angeordnet.
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In 2 ist der Dosierer für Zutaten der 1 aus einem anderen Blickwinkel betrachtet dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei die gleichen Teile wie in 1.
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3 zeigt einen schematischen Längsschnitt des Dosierers für Zutaten aus den 1 und 2. In dieser Darstellung ist der Antrieb 5a des Rüttelblechs 5 mit einem Antriebsgehäuse 5b versehen. Ferner ist in dieser Figur der Beschichtungsbereich 14 dargestellt.
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Die 4 und 5 zeigen den Dosierer für Zutaten der 1 bis 3 mit einem Gehäuse 15, welches in den 1 bis 3 weggelassen wurde.
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Anhand der 6 und 7 ist zu erkennen, dass es vorteilhaft ist, zwei Dosierer für Zutaten in Reihe zu schalten und zwischen den beiden Dosiereinheiten eine Wendevorrichtung anzuordnen, mit deren Hilfe die flächigen Erzeugnisse gewendet werden, um in der nachfolgenden Dosiereinheit die noch unbeschichtete Seite mit Zutaten belegen zu können.
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8 zeigt unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten der flächigen Erzeugnisse 12, 12a auf dem Förderband 2.
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Es ist als vorteilhaft vorgesehen, dass das Beschichten der flächigen Erzeugnisse 12, 12a nach einem Verfahren mit den folgenden Schritten erfolgt:
- A. Transport der flächigen Produkte 12, 12a auf der Fördereinrichtung 2 unterhalb von Rüttelblech 5 und Rieselblech 6,
- B. Zuführen von Zutaten auf das Schüttelblech 5, bevorzugt aus einem Dosiertrichter 4, mit durch einen Füllstandssensor überwachtem gleichen und homogenen Füllstand, der durch einen Vorratsbehälter 3 mit einem Ventil 3a bedarfsgerecht aufrechterhalten wird,
- C. das Schüttelblech 5 wird vorzugsweise durch Kolbenvibratoren 5a zum Schwingen gebracht, wodurch eine homogene Verteilung der Zutaten auf dem Schüttelblech 5 erfolgt,
- D. Vibrationsförderung der Zutaten vom Schüttelblech 5 zum Rieselblech 6 hin durch eine gerichtete linear-oszillierende Bewegung,
- E. Herabrieseln der Zutaten auf dem schräg geneigten und vorzugsweise einstellbaren Rieselblech 6,
- F. die im Bereich des Rieselblechs 6 angeordnete Düseneinrichtung 6a erfasst die fein verteilten Zutaten an der unteren Kante des Rieselblechs 6 und/oder durch eine Perforation im Rieselblech 6 und bläst die Zutaten in Förderrichtung x, dadurch bildet sich ein Zutaten-Nebel 14 in einem Beschichtungsbereich zwischen Rieselblech 6 und einer Auffangeinrichtung 7,
- G. Herabfallen der Zutaten aus dem Nebel 14 auf die Fördereinrichtung x mit den flächigen Produkten 12, 12a,
- H. Weiterer Transport der flächigen Produkte 12, 12a auf der Fördereinrichtung x.
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Zusätzlich können die folgenden Schritte ganz oder teilweise erfolgen:
- I. Rückführen der Zutaten, die sich nicht auf einem flächigen Produkt 12, 12a niedergeschlagen haben, durch Austragungseinrichtungen 8, insbesondere Austragungsförderbänder 8, die vorzugsweise in einer orthogonal zur Förderrichtung x verlaufenden y-Richtung fördern, wobei die Austragungseinrichtungen 8 Zutaten in eine Auffangeinrichtung 9 transportieren, anschließend Rückführen der Zutaten aus der Auffangeinrichtung 9 durch einen Wendelförderer 10 in den Dosiertrichter 4.
- J. Wenden der beschichteten flächigen Produkte 12, 12a
- K. Erneuter Durchlauf der Schritte A. bis H. und vorzugsweise I.
- L. Überwachung des Füllstands im Vorratsbehälter 2 und bei Unterschreiten eines einstellbaren Soll-Werts Auslösen eines akustischen oder optischen Signals und ggf. Melden des niedrigen Füllstands an eine Kontroll- oder Managementkonsole.
- M. Reinigung der Fördereinrichtung 2 durch eine Reinigungseinrichtung 2a, vorzugsweise eine Düsenreihe zur Bandreinigung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dosierer für Zutaten
- 2
- Fördereinrichtung, Förderband
- 2a
- Reinigungseinrichtung der Fördereinrichtung
- 2b
- Antrieb der Fördereinrichtung
- 3
- Vorratsbehälter
- 3a
- Ventil, Scheibenventil des Vorratsbehälters
- 3b
- Ablassstutzen des Vorratsbehälters
- 4
- Dosiertrichter
- 5
- Rüttelblech, Schwingförderrinne, Dosierrinne
- 5a
- Schwingantrieb, Vibrationsantrieb des Rüttelblechs
- 5b
- Gehäuse des Vibrationsantriebs
- 6
- Rieselblech, Leitblech
- 6a
- Düseneinrichtung für das Rieselblech
- 7
- Auffangplatte
- 8
- Austragungseinrichtung, Austragungsband
- 9
- Auffangeinrichtung, Auffangbehälter, Sammelbehälter
- 10
- Wendelförderer
- 11
- Wendeeinrichtung
- 12
- Flächiges Erzeugniss mit vergleichsweise kleineren Durchmesser
- 12a
- Flächige Erzeugnisse mit vergleichsweise größerem Durchmesser
- 13
- Gehäuse des Dosierers für Zutaten
- 14
- Beschichtungsnebel, Zutaten-Nebel, Nebel
- x
- Förderrichtung des Förderbandes
- y
- Vorschubrichtung der Austragungseinrichtungen
