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Verfahren und Vorrichtung zum Absondern von an einer Masse aus Knochenstücken
und kleinen Knochen haftendem Fleisch Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absondern
von Fleisch, das an einer Masse aus Knochenstücken oder kleinen Knochen haftet.
Sie dient dem Zweck, Fleisch von Knochen zur Verwertung zu gewinnen, ohne daß der
Calciumgehalt des Fleisches wesentlich erhöht wird.
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Zerstückelte Knochen sind ein unvermeidbares Nebenprodukt bei der
üblichen Schlachtung und Schlachtfleischverwertung. Sie enthalten bis zu 40 Gewichtsprozent
Fleisch, je nachdem, wie sorgfältig das Ausschlachten durchgeführt wurde, und je
nach der Art des Knochens Auch mit wirksamen mechanischen Schlachthilfen, wie dem
Whizard-Messer, ist es normalerweise unrationell, mehr Fleisch von den Knochen zu
entfernen, weil die Bearbeitungekosten zu hoch werden. Obwohl es seit langem bekannt
ist, daß ausgeschlachtete Knochen einen wahrscheinlich preiswerten Vorrat an nichtdenaturiertem
Fleisch darstellen, das für die Verwurstung,für Fleischlaibe o.dgl. verwendet werden
kann, und bereits verschiedene Verfahren und Geräte vorgeschlagen wurden und auch
in gewissem Umfang im Gebrauch sind, um Knochen von Fleisch zu befreien, sind diese
Verfahren und Geräte doch aus dem einen oder anderen Grund nicht erfolgreich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung zum rationellen Beseitigen eines wesentlichen Anteils des Rest.£leisches
von ausgeschlachteten Knochen zum Zweck der Verwertung des Fleisches zu schaffen.
Gemäß der Erfindung soll dies in der Form einer fließfähigen Fleischmasse geschehen,
in der der Calciumgehalt nicht wesentlich oder störend erhöht ist und die als Teil
des Fleischgehaltes von Fleischwürsten, Fleischlaiben und ähnlichen Proedukten verwendbar
ist.
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Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung eine Kompressionskammer
vor, die von einem mit einem Kolben ausgerüsteten Zylinker ebildet ist, wobei der
Kolben in der Kammer hin- und herbeweglich iae und die dem Kolben gegenüberliegende
Wand der Kammer rolöchert ist. In dieser Kammer wird die Knochenmasse aul ein wesentlich
redungstes Volumen zusammengepreßt, wobei das an cen Knochen haftende Fleisch größtenteils
fluidisiert wird @@@@@ dadurch die Löcher der einen Kammerwand austritt. Das herang@@@
@@@@@@@@ wird aufgefangen und zurück bleiben die Encochenstü@@@@ einen Knochen,
zu einem kaum mehr komprimierbaren Preßkuchen verdichtet. Der ireßkuchen wird nach
Öffnen der Kammer entfernt.
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Das erfindungzsgemäße Verfahren, wie es im kennzeichnenden Teil des
ersten Anspruchs niedergelegt ist, hat den Vorteil, daß keine wesentliche Bewegung
von Knochenstücken im Kontakt mit der gelöcherten Fläche stattfindet. Die Krochenstücke,
die infolge der Kompression der Knochen mit der löcherigen Fläche in Kontakt kommen,
haben nicht die Tendenz, sich quer über die Löcher zu bewegen, um dabei einer mechanischen
Wirkung auegesetzt zu werden, die zum Abrieb von Knochenmasse führt, die in das
abgesonderte Fleisch mitgenommen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch angewendet werden, um knochige
Teile geschlachteter Tiere vom Fleisch zu befreien, die sonst nicht ausgeschlachtet
werden, beispielsweise Halsknochen, Rückenknochen, Schulterblatt, Schwanzknochen
usw.
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Solche knochigen Teile enthalten verhältnismäßig wenig Fleisch, so
daß sich normalerweise die Arbeitskosten für das Ausschlachten nicht lohnen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin
zeigen: Fig.1-4 eine Reihe halbschematischer Ansichten zur Darstellung der Schritte
des erfindungsgemäß-en Verfahrens und einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens;
Fig.5 eine gegenüber Fig.1 vergrößerte diametrale Schnittansicht des Extruderblocks,
der ein neuer Bestandteil der Vorrichtung ist; Fig.6 eine perspektivische Ansicht
eines der äußeren verschieblichen Ringe des Extruderblocks.
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Ausgeschlachtete Knochen oder knochige Tierkörperteile, die noch Fleisch
tragen, roh (d.i. nichtdenaturiert)oder gekocht, das sich mit den üblichen Entbeinungsmethoden
nicht rationell entfernen läßt, werden zunächst zerstückelt, und zwar auf solche
Weise, daß möglichst wenig kleine Teilchen oder Splitter entstehen. Vorzugsweise
werden die zu verarbeitenden Knochen in Stücke mit einem Durchmesser zwischen etwa
6,5 und 19 mm und mit einer Länge zwischen 12 und 38 mm zerbrochen. Vorzugsweise
ist der Durchmesser der Stücke nicht größer als 9,5 mm und ihre Länge nicht größer
als 25 mm. Diese zerkleinerten Knochen, an denen kleine Mengen Fleisch haften, werden
in den Zylinker einer Presse eingefüllt, die stark genug ist, um einen Innendruck
von der Größenordnung 700 at auszuhalten. Für einen Versuchebetrieb kann der Zylinder
5 in den Fig.1-4 einen Innendurchmesser von 190 mm (7,5 Zoll) und eine Wandstärke
der Seitenwände von 38 mm (7,5 Zoll) haben. Die Länge des Zylinders 5 mit diesen
Maßen kann 250 mm sein. Bei der kommerziellen Produktion können Anlagen mit größerer
Kapazität verwendet werden.
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Der Zylinder 5 ist mit einem Kolben 6 versehen, der mindestens einen
Dichtungsring 7 trägt. Von dem Kolben 6 steht eine Kolbenstange 8 ab, die auf geeignete
Weise, beispielsweise mit einem hydraulischen Arbeitezylinder oder mechanisch mit
einer Motorspindel, angetrieben wird.
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Das dem Kolben 6 gegenüberliegende offene Ende des Zylinders 5 wird
nach Füllung des Zylinders mit einem Extruderblock 10 geschlossen, der einen zylindrischen
Stöpsel 11 mit Außengewinde haben kann, mit dem er in das Innengewinde am Ende des
Zylinders 5 eingeschraubt wird. Die abdichtende Wirkung der Schraubgewinde wird
noch durch einen Dichtring 9 am Stöpsel 11 verbessert. Es können auch andere Mittel
vorgesehen sein, um den Extruderblock an oder in dem Kolben 5 zu befestigen, beispielsweise
äußere Schnellklemmen bekannter Art.
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Wie aus den Fig.5 und 6 ersichtlich, weist der Extruderblock 10 außer
dem mit Gewinde versehenen Stöpsel 11 noch einen Unterteil 12 auf. In dem Stöpsel
11 sind mehrere konzentrische ringförmige Einsenkungen 13, 14 und 15 geformt, die
einen mittleren Kern 16, eine äußere zylindrische Wand 17 und zylindrische Zwischenringe
18 und 20 stehen lassen. Die ringförmigen Einsenkungen 13, 14 und 15 sind mit gesonderten
eingepaßten Ringen 21, 22 und 23 versehen, von denen der Ring 23 in Fig.6 in perspektivischer
Ansicht dargestellt ist.
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Jeder Ring 21, 22 und 23 ist mit einem kurzen, nach außen sich konisch
erweiternden äußeren Endteil versehen, der im Paßsitz mit kleinem Spielraum auf
beiden Seiten in entsprechend nach außen abgeschrägten Einlässen zu den ringförmigen
Einsenkungen 13, 14 und 15 aufgenommen ist. Die Breite jedes Ringes 21, 22 und 23
ist auf dem größten Teil seiner axialen Länge geringfügig kleiner als die Weite
der entsprechenden ringförmigen Einsenkungen 13 bzw. 14, 15, so daß auf jeder Seite
des Ringes 21, 22 und 23 ein schmaler Zwischenraum entsteht, wie bei 26 angedeutet.
Diese seitlichen Zwischenräume 26 sind
merklich größer als die Spalte
27 zwischen den nach außen sich erweiternden Endteilen der Ringe und den nach außen
abgeschrägten Einlässen zu den Einsenkungen. Beispielsweise können die seitlichen
Zwischenräume 26 etwa 1,6 mm (0,0625 Zoll) betragen, während die Spalte 27 in den
nach außen konischen Eingangsbereichen etwa 0,38 mm (0,015 Zoll) weit sein können.
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Man sieht also, daß der Extruderblock 10 eine löcherige Endwand hat,
in der die Löcher die Form der schmalen ringförmigen Spalte 27 haben. In dem Unterteil
12 des Extruderblocks ist mindestens ein Auslaßkanal 35 für das fließfähige Fleisch
ausgeformt, beispielsweise ausgebohrt. Der Auslaßkanal steht mit den inneren Enden
der ringförmigen Einsenkungen 13, 14, 15 in Verbindung, so daß fluidisiertes Fleisch
durch die Spalte zwischen den Flächen der Ringe 21, 22 und 23 und den ringförmigen
Einsenkungen 13, 14 und 15 gepreßt werden kann. Nach Wunsch kann auch mehr als ein
solcher Auslaßkanal 35 vorgesehen werden, wobei jeder Auslaßkanal an seinem äußeren
Ende mit einem entsprechenden Auslaßrohr 56 versehen ist. Am inneren Ende jedes
Ringes 21, 22, 23 sind diagonale Nuten 37 ausgebildet, die während des Bohrens des
Auslaßkanals 35 angebracht werden können.
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Nachdem der leere Zylinder 5 bei zurückgezogenem Kolben 6 mit einer
Masse zerstückelter, ausgeschlachteter Knochen gefüllt worden ist, wie dies in Fig.1
schematisch angedeutet ist, wird der Extruderblock 10 eingeschraubt und huber die
Kolbenstange 8 wird auf den Kolben ein Druck ausgeübt. Dabei wird die Knochenmasse
in dem Zylinder 5 gegen den Extruderblock 10' zusammengepreßt.
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Wenn der Kolben 6 zum Extruderblock 10 hin vordringt, wird die Masse
aus Knochenstücken immer mehr zusammengepreßt und das restliche, an den Knochenstücken
haftende Fleisch wird in wachsendem Ausmaß in eine fluidisierte Form überführt und
tritt durch die schmalen Spalte 27 des Extruderblockes 10 aus.
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Diese Spalte sind so schmal, daß keine Knochenstücke durchtreten können.
Während die Masse der Knochenstücke in dem Zylinder 5 komprimiert wird, kommt es
zu einer gewissen Zerkleinerung und Zertrümmerung. Die Volumenreduzierung der Knochenmasse
ist das Resultat verschiedener Faktoren, zu denen die Beseitigung des anhaftenden
Restfleisches, die Verdichtung der Knochenstücke zu einer Masse mit weniger Zwischenräumen
und teilweise auch eine gewißse Zertrümmerung gehören. Im frühen Stadium der Kompression
durch den Kolben 6 bewegt sich dieser verhältnismäßig schnell vorwärts und der hydrostatische
Druck in dem Zylinder 5 ist verhältnismäßig niedrig. Wenn sich die Stirnfläche des
Kolbens der löcherigen Fläche, die von der Innenfläche des Extruderblockes 10 gebildet
wird, nähert, wird die Kolbenbewegung immer mehr verlangsamt und der hydrostatische
Druck steigt rasch an. In einem typischen Beispiel liegt die Volumenreduktion der
Knochenmasse in der Größenordnung von 80% des ursprünglichen Volumens, wenn die
Verdichtung beendet ist, wie dies Fig.3 zeigt. Ungefähr an dieser Stelle wird die
Vortriebskraft des Kolbens G unterbrochen und dann kann der Kolben etwas zurückgezogen
werden, um das Öffnen des Zylinders 5 und Herausnehmen des Extruderblocks 10 zu
erleichtern. Wenn der Extruderblock 10 abgenommen ist, wird der Kolben 6 wieder
vorgeschoben, bis seine Stirnfläche mit dem Ende des Zylinders 5 fluchtet, worauf
die zusammengepreßte Knochenmasse von Hand oder mittels eines maschinell betätigten
Kratzers 40 abgestreift wird.
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Die nun folgenden Zahlenbeispiele dienen der weiteren Veranschaulichung
der Erfindung.
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Beispiel Drei Pfund ausgeschlachtete Schweineknochen mit Resten rohen
Fleisches werden in einer Knochenzertrümmerungseinrichtung (beispielsweise einem
Rietz-Extructor) in Stücke mit einem Durchmesser von etwa 9,5 mm (3/8 Zoll) und
einer Länge von etwa 25 mm zerkleinert. In dieser Knochenmasse können die größeren
Stücke
annähernd 38 mm und die kleineren Stücke etwa 12 mm lang sein. Die so entstandene
Masse zerstückelter Knochen wird in den Zylinder 5 der Presse eingefüllt und der
Kolben 6 wird zum Extruderblock 10 vorgeschoben. Anfänglich kann der hydraulische
Druck so groß sein, daß auf den Kolben 8 eine Kraft von 7500 kg ausgeübt wird, wodurch
ein hydrostatischer Druck von 120 at an der Stirnfläche des Kolbens 6 erzeugt wird.
Zunächst bewegt sich der Kolben 6 mit einer Geschwindigkeit von 58 cm/s vorwärts.
Wenn der Kolben 6 annähernd 7,5 cm fortgeschritten ist, beginnt fluidisiertes Fleisch
durch das Rohr 36 auszutreten; zu diesem Zeitpunkt ist der hydrostatische Druck
auf annähernd 140 at angestiegen. Die Vorwärtsbewegung des Kolbens 6 wird unterbrochen,
wenn der hydrostatische Druck ungefähr 770 at erreicht hat; zu diesem Zeitpunkt
ist die Fortbewegungsgeschwindigkeit auf etwa 1,8 cm/s abgesunken. Wenn die Presse
geöffnet wird, hat der Preßkuchen aus vom Fleisch befreiten Knochen eine Dicke von
etwa 2,5 cm und wiegt etwa 1,5 engl. Pfund (0,68 kg), woraus sich eine Dichte von
950 kg/m3 ergibt (59 engl. Pfund pro Kubikfuß). In diesem Fall werden während des
Pressens 1,5 engl. Pfund an fluidisiertem Fleisch gewonnen.
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Es kann auch eine andere Ausrüstung zur Ausübung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet werden. So kann die Seitenwand eines Preßzylinders nächst einem
Ende mit Löchern versehen sein, so daß das fluidisierte Fleisch durch die Seitenwand
austritt. Der Kolben einer Presse kann mit Löchern versehen sein. Die Löcher können
anstelle der gezeigten Ringform auch zahlreiche andere Formen haben.
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Nach Wunsch kann auch der Zylinder 5 mit einem Mantel versehen werden
und in dem Kolben 6 kann eine Kammer ausgebildet sein, so daß Wasser oder eine andere
Flüssigkeit durch Kolben und Zylinder zirkulieren kann, um die Temperatur der Knochenmasse
in der Kammer zu steuern, d.h. die Masse zu kühlen oder zu erwärmen.