DE2554642A1

DE2554642A1 - Automatische maschine zum kneten, ruehren, schlagen, emulsionieren, homogenisieren und konzentrieren, gegebenenfalls bei gleichzeitigem abkuehlen bzw. erwaermen

Info

Publication number: DE2554642A1
Application number: DE19752554642
Authority: DE
Inventors: Emilio Tonelli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1976-06-16
Also published as: IT1026804B

Description

Automatische Maschine zum Kneten, Rühren, Schlagen, Emulsionieren, Homogenisieren und Eonzentrieren, gegebenenfalls bei gleichzeitigem Abkühlen bezw. Erwärmen.
Die Erfindung betrifft eine automatische Maschine zum Kneten, Rühren, Schlagen, Emulsionieren, Homogenisieren, Konzentrieren gegebenenfalls bei gleichzeitigem Abkühlen brw. Erwärmen des Produktes, die sich dadurch auszeichnet, dass die Verarbeitung in eine geschlossenen Raum erfolgt, in dem ein oder mehrere Gerate zur Verarbeitung der Produkte vorgesehen sind, wobei die Zuführung wie der Aus stoss des fertigen Produktes fortlaufend erfolgt.
Für die Industrie im allgemeinen und für die Lebensmittelindurstrie ii besonderen ist die Verrundung von Maschinenanlagen, die einen kontinuierlichen Herstellungsprozess vervirklichen und die Rohstoffe ohne Unterbrechung bis zum Endprodukt verarbeiten, also mit geringstem Personalaufwand, zur unerlässlichen Bedingung geworden.
Um diese Notwendigkeit zu unterstützen, wird oft Zuflucht zu Maschinen genommen, die den obigen Zweck ermöglichen, die jedoch zu gleicher Zeit verlangen, gewisse Verarbeitungsvorgänge, die zur qualitativen Bewertung der Ware als ausgezeichnet betrachtet wurden, aufzugeben, d.n. dass ii Grunde genommen, auf die Herstellung guter oder besserer Ware verzichtet wird, um mehr Ware und mit geringerem Kostenaufwand herzustellen.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesucht, der Industrie im allgemeinen und der Lebenssittelindustrie im besonderen, eine Maschine zur Verfligung m stellen für die kontinuierliche Verarbeitung eines Produktes, die sowohl der Notwendigkeit des automatischen Herstellungsprozesses als auch der qualitativen Beschaffenheit der Ware Rechnung tragt Dabei handelt es sich um eine Knetmaschine o. dgl., bei der die Verarbeitung in einem geschlossenen Raum erfolgt und entsprechende Vorrichtungen vorgesehen sind, um die Vorschubgeschvindigkeit des Produktes zu regeln und sicherzustellen und dass die Ware den Ausgangspunkt erreicht, wenn die Bearbeitung vollständig zu Ende geführt ist. Dabei wird keinn Bestandteil des Produktes weder einer zu schnellen noch einer zu langsamem Bewegung gegenilber der normalen unterstellt.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, das Produkt im Laufe seiner Herstellung abzukühlen oder zu erwärmen.
Die Erfindung sieht weiterhin wor, im geschlossenen Arbeitsraum Druckgas einzuführen oder Vakuum darin zu erzeugen.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, die innere Reinigung der Maschine bei Bedarf so einfach als möglich zu gestalten.
Nach einer Variante der vorliegenden Erfindung kann sie sektorenweise in Richtung des Rotors hergestellt werden, wobei die Arbeitsgerade und gegebenenfalls das Gehäuse so gebaut sein kannen, dass bei Bedarf ein Abschnitt von Standardlänge angebaut werden kann, vas die Herstellung vereinfacht und wirtschaftlicher werden lässt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Erfindung ist die Vervendung £0r verschiedene Verarbeitungen, wozu nur die entsprechenden Arbeitzgeräte mit-einander ausgetauscht werden müssen, beispielsweise kann der Schneebesen mit einem Rührorgan ersetzt werden und dgl..
Die erfindungsgemässe Maschine kann auch als Wärmeautauscher der äusseren Flüssigkeit und des im geschlossenen Raum im Innern der Maschine eingeführten Produktes verwendet werden Die erfindungsgemässe Maschine ist besonders fflr die Verarbeitung auf dem Süsswarem-, Käse-, und Konditoreiwarensektor für die Konfaktion von Lebensmittelkonserven, sowie auf dem kosmetischen und chemischen Sektor verwendbar.
Die vorstehenden Vorteile werden mit einer Maschine erreicht, die ermöglicht, die in einen geschlossenen Raum eingeführten Rohstoffe mit Arbeitsgeriten verschiedener Art su mischen, rühren, kneten usw., wobei die Möglichkeit besteht, in diesem Raum die Temperatur, die Drehgeschwindigkeit des oder der Arbeitsgeräte, sowie die mittlere Verbleibzeit des Produktes im Arbeitsraum zu regulieren; dabei kann im Arbeitsraum Luft oder Gas eingeführt oder aber auch ein Unterdruck oder ein Vakuum erzeugt werden.
Die Bewegung der Geräte zum Mischen, Schlagen usw. sind vorzugsweise in Planetenausführung, d.h. die Drehung erfolgt um die eigene Achse mit gleichzeitiger Drehung um eine Zentralachse der Maschine, wobei Jedoch auch eine einfache Drehung ausgeführt werden könnte, ohne dass sich dadurch die Erfindung vorn Grundprinzip entfernt. Die erfindungsgemässe Maschine ist vorzugsweise mit Kühlwänden, gegebenenfalls mit Getrier- oder Erwärmungswänden, sowohl auf zu der äusseren Wand als auch gegebenenfalls auf ihrer inneren Wand im Rotor ausgestattet, sodass sie den Erfordernissen der Produkte, die während der Verarbeitung ein Erwarmen oder Abkühlen erfordern, augepasst und auch als Pastenrisier-, Konzentrier-, Liophilisier-, goeh- und Geriergerat verwendet werden kann. Die mechanische Einwirkung der Maschine ist auch zur Herstellung von Emulsionen, Creme und dgl. vorzüglich geeignet Selbstverständlich kann die erfindungsgemässe Maschine einselen oder in aus zwei oder mehr Einheiten zusammengestellten Gruppen bestehen.
Zum besseren Verständnis werden nachstehend einige Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, wobei die Erfindung durch diese Beispiele nicht als eingeschränkt zu betrachten ist. Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt der Maschine und zwar geääss dem Schnitt C-C in Fig. 2; Fig. 2 den Schnitt A-A gemäss Fig. 1; Fig. 3 den Schnitt B-B gemäss Fig. 1 und Fig. 4 ein dem der vorausgehenden Figur ähnlicher Schnitt, Jedoch für eine unterschiedliche Verwirklichung.
Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, umfasst die erfindungsgemässe Maschine einen statischen Zylinder 1 von unterschiedlicher Länge und Durchmesser, der im Innern in zentraler Stellung einen Trager 3 sudweist, der die nachstehend beschriebenen Arbeitsgerate trägt. Dieser Trager ist für sehr lange Maschinen erforderlich, während er für Maschinen mit küzeren Arbeitsgeräten, die nur von oben gehalten werden k8nnen, nicht erforderlich ist.
Ausserdem kann die Maschine in ihrer Gesamtheit so angeordnet werden, dass die Drehachse waagrecht oder senkrecht oder in irgend einer anderen Schrägstellung angeordnet ist.
In der in den Figuren dargestellten Verwirklichung ist der Träger 3 so gebaut, dass sich seine äussere Wand dreht; er konnte Jedoch auch als fester mittlerer Träger verwirklicht werden, sodass sich in diesem Falle nur die Geräteträgerplatten oder - arme mit den entsprechenden Geräten drehen.
Ueber dem statischen Zylinder liegt eine äussere Wand 29 aus Isolierstoff, während innen ein innerer Zwischenraum 2 vorgesehen ist, der von einen inneren Mantel 39 geschlossen ist, sodass der Zwischenraum 2 zur Erwärmung oder zur Abkühlung des Arbeitsraumes verwendet werden kann.
Auch der Mittelträger 3 weist vorzugsweise einen Zwischenraum 4 au£, der von einem Mantel 38 geschlossen ist. Dieser Zwischenraum 4 kann, wie der Zwischenraum 2, zur Erwärmung oder Abkühlung und gegebenenfalls zum Einfrieren des in Verarbeitung befindlichen Produktes sein.
Der zwischen dem inneren Mantel 39 des statischen Zylinders und des äusseren Mantel 38 des Mittelträgers befindliche Raum bildet den eigentlichen Raum zur Verarbeitung des Produktes und ist an den Enden von den flachen Endwänden 5, 6, die mit dem Träger 3 fest verbunden sind> begrenzt. Die Dichtigkeit der Arbeitskammer ist durch die Dichtung 5a verwirklicht. Der statische Zylinder 1 ist mit den Deckeln 24, 17 geschlossen, von denen der Deckel 24 einen Krans 23 aufweist, der eine innere Verzahnung fiir die Planetenbewegung hat; während der zweite Deckel 17 mit einer Oeffnung zum Austritt des Produktes versehen ist. Die Menge des aus der Oeffnung 15 austretenden Produktes kann durch Hähne, Schieber oder ähnliche nicht dargestellte Mittel geregelt werden.
Der Kanal 11 stellt den Eingang für du Produkt dar, wehrend Druckluft oder - ges gegebenenfalls in die Leitung 12 eingelassen werden kann, deren Endteil aus einen Verteilungsfilter 13, vorzugsweise aus gesintertem Werkstoff, besteht und den Zweck hat, die erste Mischung des Produktes mit Luft oder Gas ru begünstigen.
Die Oeffnung 14 weist eine Ausaugvorrichtung aut, um gegebenenfalls auch das Vakuum zu erzeugen und ist in der Zeichnung an jeder Stelle nur informationihalber angegeben; sie konnte jedoch an jeder anderen Stelle und insbesondere auch an mehreren Punkten verwirklicht werden, sodass mehrere Ausaugzonen geschaffen werden können. Diese Ansaugzonen werden in ausreichendem Abstand vom vermischten Produkt im Hinblick auf seine Dichte angeordnet, damit es nicht auch angesaugt werden kann.
Bei der in der Zeichnung, dargestellten Ausführung werden Erwärmung und Abkühlung mittels Warmwasser-, Dampf- oder Kaltwasserumlauf in den Zwischenräumen 2 und 4 uber die Eingangsöffnungen 25 und 27 und die Ausgangsöffnungen 26 und 28 durchgeführt. Belbstverständlich können die Vorgänge zur Temperaturveränderung auch mit anderen Mitteln durchgeführt werden, z.B. zur Erwärmung mit Widerstände im Oelbad oder zur unmittelbaren Abkühlung mit Kühlschlangen oder auch mit Kühlsole.
Im statischen Zylinder 1 ist ein Ausgang für Dampf vorgesehen, der das Produkt während der Verarbeitung formen kann. Er kann durch Leitungen 14 enfernt und gegenenenfalls kondensiert werden Der mittlere Träger 3 weist zwei feste Zwischenwände Ta und 7b auf, die dazu dienen, den Vorschub des Produktes zu verlangsamen oder teilweise zurückzuhalten. Auch in diesem Falle hat die in der Zeichnung dargestellte Lösung nur einen Richtwert; denn anstelle von 2 Wänden könnte auch nur eine oder keine Wand, ebenso wie mehrere Wände vorgesehen werden, je nachdem ihr Vorhandensein der Einheitlichkeit des Vermischens dient.
Die Zwischenwände pa, ob (Fig. 3) liegen nicht genau an der äusseren Wand an und bilden dadurch den Zwischenraum 7c, der nur eine vorbestinnte Menge des Produktes austreten lässt. Gegebenenfalls können diese Wände ausserdem auch mit den Löchern (7d) versehen werden, sodass das Produkt zwangsweise durch flir jede Art des Produktes eingepasste und regelbare Oeffnungen geleitet wird. Wie bereits oben gesagt dienen die Wände dazu, das Produkt längere Zeit ii Verarbeitungsraum zu halten, um es einer eingehenderen Wirkung der Geräte auszusetzen. Durch die Erhöhung der Anzahl der Zwischenwände wird die Verarbeitungszeit fiir das Produkt erhöht.
Die Arbeitsgruppen umfassen eine oder mehrere Wellen; in der Zeichnung sind zwei Wellen lOa und lOb dargestellt, auf die die Gerät 9 und zwei Schaber 16a und 16b befestigt sind, die zwischen den Wänden 5 und 7, 7a und Tb und 7b und 6 montiert sind also eine Drehbewegung ausführen. Gemäss der Zeichnung ist weiterhin als richtungsgebend die Verwendung von zwei Schabern 16a und 16b vorgesehen, von denen der Schaber 16a auf den inneren Mantel 39 des Verarbeitungsraumes wirkt, während der Schaber 16b auf den äusseren Mantel 38 des Mittelträgers 3 wirkt. Die Schaber drohen sich zusammen mit dem Mittelträger und reinigen die Wände der Verarbeitungskammer, was vor allen Dingen von grösster Wichtigkeit ist, wenn im Laufe der Verarbeitung der Erwärmungs-oder Kühlvorgang usw. ein Hartwerden des Produktes beim Berühren der Wand verursacht. Selbstverständlich kann der Schaber 16b nur funktionierein, wenn der äussere Mantel 38 des Mittelträgers 3 sich mit demselben zusammen dreht. Das Profil der Schabers kann gerade oder spiralenförmig sein, um die Bewegung des Produktes zum Ausgangspunkt zu begünstigen oder zu verzögern. Die Geräte 9 sind als zur Bewegungsachse parallele Stäbe dargestellt und an ihren Enden befestigt. Die Geräte 9 sind auf den Wellen lOa und lOb befestigt, wobei zwischen den Wellen Jeweils eine Zuwischenwand 7a und 7b und die entsprechenden Lagerschalen 30a und 30b o. dgl. liegen.
Die beiden Wellen 10a und lob sind auf Lagerschalen 31 und 32 oder einer anderen Lagerart, vorzugsweise auf den beiden Endwänden 5 und 6 selbstschmierend, montiert. Die beiden Wellen 10a, 10b tragen an einem ihrer Enden ein Zahnrad 22a bzw. 22b, das in den Krant 23 mit Innenzahnung eingreift. Der am Deckel 24 feste Kranz bestimmt die Planetenbewegung der Geräte. Die Ausführungsart der Planetenbevegung ist nur als Beispiel einer Verwirklichung beschrieben. Die Verwirklichung könnte auch durch die Verwendung eines festen inneren Zahnrades mit Aussenverzahnung ermöglicht werden. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass es möglich ist, eine kombinierte Bewegung zu verwirklichen, die aus zwei der oben erwähnten Systeme gebildet ist, sodass eine oder mehrere auf eine Welle montierte Serien von Geräten sich in einer Richtung drehen,während die anderen Gerätes arien auf sich mit den zuerst genannten Wellen abwechselnden Wellen montiert sind, und sich in entgegengesetster Richtung drehen, da die betreffenden Wellen mit zwei verschiedenen festen Kränzen verbunden sind, von denen einer eine Aussenverzahnung und der andere eine Innenverzahnung aufweist. Daher ist es selbstverständlich, dass dagegen die Bewegung der Geräte nur eine Drehung und zwar die gleiche wie der Mittelträger ausführt, wenn keine Verbindung zwischen den Zahnrädern 22a, 22b und dem Kranz 23 besteht.
In der Zeichnung sind zwei die Geräte tragende Wellen dargestellt; die Maschine könnte jedoch auch nur eine Welle oder eine grössere Anzahl von Wellen aufweisen. Auch die Geräte 9 sind nur beispielsweise angedeutet und zwar sind hier drei vorgesehen, die durch die Zwischenwände 7a und Tb getrennt sind. Wird die Zahl dieser Zwischenvände verändert, so mnss auch die Zahl der auf jeder Welle befestigten Geräte gerändert werden. Die als Richtwert angegebenen Geräte 9, wie die Schneebesen mit zur Achse der tragenden Welle lOa und lOb parallelen Stäben, könnten auch schraubenförmig sein oder in Form einer Schnecke, einer Haspel usw. verwirklicht werden.
Die Funktionsweise ist folgende.
Das Regelgetriebe 18 betätigt beispielsweise über die Riemenscheibe 19, den Riemen 20 und die Riemenscheibe 21 die Drehung der Welle 8, die mit dem Träger 3 ist verbonden ist oder aus einem Stuck mit diesem besteht. Die Drehung des Tragers 3 bestimmt auch die Drehung in der gleichen Richtung der die Gerite tragenden Wellen lOa und lOb und der Schaber 16a und l6b.
Da, wie bereits gesagt, die Zahnräder 22a und 22b jeder Welle 10a, lOb mit dem festen Kranz 23 in Eingriff kommen, ist selbst verständlich, dass die Wellen lOa und lOb mit den entsprechenden Geräten 9 auch eine Drehbewegung ausführen, die entgegegengesetzt zu der vorausgehenden Bewegung ist und dadurch eine planetenförmige Bewegung verwirklicht wird.
Du Produkt wird der den Kanal ll (Pfeil C) in die Verarbeitungskamner geleitet, in welcher die Druckbedingungen durch Zuruhr von Luft oder Gu in die Leitung 12 in Richtung des Pfeils H festgelegt werden.
Gegebenenfalls kann ein Vakuum erzeugt werden, zu welchem Zweck die Lurt aus der Leitung 14 in Pfeilrichtung I angesaugt wird. Nachdem das Produkt die Zwischenräume 7c oder die Oeffnungen 7d jeder Wand 7a, 7b durchlaufen hat, kommt es zur Lochplatte 6, die ähnlich wie die Wand 7a gebaut ist, und nachdem es den Kanal 33 durchlaufen hat, tritt es aus dem Rohr 15 aus. Der Eingang des Warme- oder Kühlfluids in die Leitung 25 erfolgt in Pfeilrichtung D bzw. in die Leitung 27 in Pfeilrichtung E, während der Austritt aus dem Rohr 26, Pfeil F, und dem Rohr 28, Pfeil G, erfolgt.
Auf diese Weise wird nicht nur das Vermischen des Produktes,sondern auch eine gleichmässige Verteilung auf den Innenwanden und auf den zum Erwärmen und Kühlen bestimmten Aussenwänden verwirklicht Ausserdem kann die Maschine einwandfrei gereinigt werden. Zu diesem Zweck braucht nur der Deckel 17 entfernt werden, sodass du sternförmige Befestigungsstück 34 und das Lager 35 für die Lagerschale 36 entfernt werden und die gesamte Geräteträgergruppe einsehlieselich der Zahnräder 22a, 22b abgenommen werden kann.
Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlicht, dass die Maschine mit Standard-Abschnitten einer jeden Arbeitsgerätes entsprechenden Länge leicht gebaut werden kann. Mit anderen Worten: die Wellen lOa, lOb können mit montierten Abschnitten verwirklicht und gegebenenfalls auch der Mittelträger 3 und das äusere Gehäuse können aus mehreren miteinander verbundenen Teilen gebildet, werden. Auf diese Weise können Maschinen verschiedener Lange mit einem Kostenminimum m hergestellt werden.
In Fig. 4 ist eine andere Verwirklichungsform dargestellt, bei welcher der äussere Mantel des Mittelträgers einen zu sagen - sternartige Form aufveist, d.h. seine Oberfläche ist nicht zylindrisch, sondern weist Ausnehmungen 37 auf, in die sich die Gerate drehen, wobei sie eine Planetenbewegung in der oben beschriebenen Art ausführen. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass die Wärme oder Kühlung auf der ganzen die Geräte bildenden Wand ausgedehnt werden kann und nicht verlorengeht. Der Mittelträger,durch den die Bewegung erfolgt ist immer zylindrisch, während die Wärme- oder Kühlräume so geformt sind, dass sie die Geräte zum Vermischen vollständig umgeben.

Claims

Patentansprüche

1. Automatisches Maschine zum Kneten, Rühren, Schlagen, Emulsionieren, Homogenisieren, Konzentrieren, Abkühlen und Erwärmen usw. dadurch gekennzeichnet dass in einem geschlossenen Verarbeitungsraum ein oder mehrere Geräte (9) zur Verarbeitung des Produktes vorgesehen sind, wobei die Zuführung und der Austritt des Fertigproduktes kontinuierlich sind.

2. Maschine nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mittel (12) zum Einführen von Druckgu oder Luft umfasst.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennseichnet, dass in den geschlossenen Verarbeitungiraum über einen Verteilungsfilter (13), insbesondere aus gesintertem Werkstoff, Luft oder Gas eingeblasen wird.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Ansaugöffnungen vorhanden sind, um gegebenenfalls ein Vakuum im Innern des Verarbeitungsraumes zu erzeugen.

5. Maschine nach eine der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennz ichnet, dass du Gerät zur Verarbeitung des Produktes eine planetenartige Bewegung ansführt.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arten von Planetenbewegungen und zwar eine mit einem festen Zahnrad mit Aussenverzahnung und eine mit Innenverzahnung vorgeschen sind, wobei einige Geräte mit einer Planetenbewegungsart und andere mit der anderen Planetenbeeegungsart verbunden sind.

7. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Schaber (16a, 16b), der eine Drehbewegung ausführt und wenigstens auf einer der festen Wende des Verarbeitungsrsumes schabt.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaber (16a, 16b) spiralenförmig ausgebildet sind.

9. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie geeignet ist, mit miteinander auswechselbaren Verarbeitungsgeräten (9) versehen werden zu können.

10. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wand (39) der Verarbeitungskanimer mit eine System zum Erwärmen oder Kühlen, gegebenenfalls zum Gefrieren versehen ist.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auch um den Mittelträger ein Zwischenraum (4) o. dgl. zum Umlauf des Wärme- oder Kühlfluids besteht.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Erwärmungszone sternförmig ausgebildet ist, die jede Gruppe der Verarbeitungsgeräte (9) umgibt, die in diesem Falle eine Planetenbewegung haben.

13. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem vom Produkt durchlaufenen Weg Verzögerungsorgane vorgesehen sind, die aus den Wänden (7a, 7b) gebildet sind, durch welche die Durchgangsgeschwindigkeit des Produktes regelbar ist.

14. Maschine nach einem der vorstehenden Anspruche, dadurch geknnzeichnet, dass ihr Korper (1) und/oder ihr Mittelträger (3) und/oder die Gerate (9) aus Abschnitten zusammengestellt sind, sodass jede Länge der Maschine aus einer Vielzahl von Grundabschnitten zusammengestellt sein kann.