DE2707216A1 - Vorrichtung und verfahren zum vermischen von material - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum vermischen von material

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Description

3.121-084
R/S ch
Protein Foods (U.K.) Limited, Tipton, Staffordshire, England Vorrichtung und Verfahren zum Vermischen von Material
Die Erfindung betrifft einen Mischer und ein Verfahren zum Vermischen von Material, beispielsweise ein Verfahren zum Vermischen von zerkleinertem Material mit einem Behandlungsmittel. Der Mischer kann zum Vermischen eines teilchenförmigen Materials mit einem verflüssigten Gas verwendet werden, um das Material zu kühlen.
Die bekannten und derzeit in Anwendung befindlichen Verfahren zum Gefrieren von Material in der Form von Teilchen, beispielsweise Nahrungsmitteln, Gummi und Plastiks, durch ein verflüssigtes Gas haben verschiedene Nachteile. Die einfachen, in einzelnen Ansätzen durchgeführten Verfahren sind zeltraubend und erfordern die Verwendung von unerwünscht großen Mengen an verflüssigtem Gas, während kontinuierlich durchgeführte Verfahren mit Fördereinrichtungen eine verhältnismäßig kostspielige Anlage, die auch eine unerwünscht große Bodenfläche in dem Betrieb einnimmt, erfordern.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Mischer, der eine Kammer, wenigstens eine drehbare Schaufel in der Kammer und eine Einrichtung zum Drehen der Schaufel mit wenigstens zwei Geschwindigkeiten aufweist, wobei die Kammer einen Auslaß für das Material, der so angeordnet ist, daß beim Drehen der Schaufel mit der höheren der beiden Geschwindigkeiten das Material durch Zentrifugalkraft durch diesen Auslaß ausgebracht werden kann, aufweist.
Der Mischer kann zum Vermischen von zerkleinertem Material, d.h. von Material aus einer Anzahl von Stücken, Fragmenten oder Teilchen, verwendet werden.
Die Kammer ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und weist zwei darin montierte, sich radial erstreckende Schaufeln auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Schaufeln einander diametral gegenüber angeordnet. Jede Schaufel kann ein praktisch ebenes Paddel von etwa der Form eines I sein. Vorzugsweise ist die Länge jedes Paddels etwa gleich dem Radius der zylindrischen Kammer, so daß beim Drehen jedes Paddels praktisch die ganze Querschnittsfläche der Kammer überstrichen wird. Außerdem kann die Breite jedes Paddels gleich der Längenausdehnung der zylindrischen Kammer sein, so daß beim Drehen jedes Paddels praktisch das ganze Volumen der Kammer überstrichen wird. Auf diese Welse wird ein effizientes Vermischen des Materials sichergestellt.
Gemäß einer bevorzugten AusfUhrungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die zylindrische Kammer mit einem oder mehreren Einlassen für das Behandlungsmittel, beispielsweise ein verflüssigtes Gas, und einem Einfüllstutzen für das zerkleinerte Material ausgestattet. Der Einfüllstutzen kann ein beweg-
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liches Verschlußteil, das durchlässig für das Behandlungsmittel ist, aufweisen. Außerdem ist am Auslaß vorzugsweise eine Rutsche tangential zu der zylindrischen Kammer angeordnet und mit einem zwischen der öffnungs- und der Schließstellung verschiebbaren Verschlußteil versehen.
Vorzugsweise ist die Kammer isoliert. Beispielsweise kann ihr Gehäuse doppelwandig ausgebildet und der Raum zwischen den Wänden evakuiert oder mit einem isolierenden Material, wie Kork oder Plastik, ausgefüllt sein.
Die Schaufeln sind vorzugsweise an einer sich über die Längsachse der Kammer erstreckenden Welle, die von einem mit ihr verbundenen Motor über ein Getriebe so angetrieben wird, daß die Geschwindigkeit der Schaufeln variiert werden kann, befestigt.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Mischen von Material, das darin besteht, daß man die Kammer der oben beschriebenen Vorrichtung mit zu mischendem Material beschickt, die Schaufel bzw. die Schaufeln eine bestimmte Zeit mit einer ersten Geschwindigkeit dreht und dann mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit dreht, so daß das Material durch Zentrifugalkraft durch den Auslaß ausgebracht wird.
Das zu mischende Material wird vorzugsweise in Teilchenform eingesetzt, und in die Kammer wird außerdem ein Mittel für die Behandlung des Materials eingebracht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das Behandlungsmittel ein verflüssigtes Gas zum Kühlen des teilchenförmigen Materials.
In den Zeichnungen ist:
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- γ- .6.
Figur 1 eine Seitenansicht eines Mischers gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt; und
Figur 2 eine Vorderansicht aus der Richtung des Pfeils A in Figur 1 der Vorrichtung von Figur 1.
Die Zeichnungen zeigen einen Mischer gemäß der Erfindung mit einer zylindrischen Kammer 2 in einem doppelwandigeη Gehäuse 4. Die Längsachse der Kammer 2 verläuft praktisch horizontal. In der dargestellten Ausführungsform ist der Raum zwischen den beiden Wänden des Gehäuses 4 mit Kork gefüllt, um die Kammer 2 gegen Wärme zu isolieren. Alternativ kann der Raum zwischen den Wänden des Gehäuses 4 auch mit einem plastischen Material gefüllt oder evakuiert sein. Eine Welle 6 verläuft mittig durch die Kammer 2 und Lager 9. Thermostatisch gesteuerte Heizblocks sind um die Lager 9 montiert, um diese zu schützen. Zwei Paddel 8 sind an der Welle befestigt, so daß sie sich mit dieser drehen. Jedes Paddel ist praktisch eben und hat etwa die Form eines I. Die Länge Jedes Paddels 8 ist fast gleich, jedoch etwas geringer als der Radius der zylindrischen Kammer 2, so daß beim Drehen jedes Paddels 8 fast die gesamte Querschnittsfläche der Kammer 2 überstrichen wird. Außerdem ist die Breite jedes Paddels θ an seiner breitesten Stelle am oberen und unteren Ende der I-Form praktisch gleich, jedoch etwas geringer als die Längsausdehnung der Kammer 2. Dadurch überstreicht jedes Paddel bei seiner Drehung durch die Welle 6 fast das gesamte Volumen der zylindrischen Kammer 2. In der dargestellten AusfUhrungsforra sind die beiden Paddel 8 diametral einander gegenüber an der Welle 6 befestigt.
An dem Gehäuse 4 ist ein Einfüllstutzen 10 für das zu mischende Material, der sich in die zylindrische Kammer 2 öffnet, ausge-
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bildet. Dieser Einfüllstutzen 10 weist einen über ein Gelenk damit verbundenen Deckel 12 und ein darin angeordnetes Verschlußteil 14, das mittels eines Griffs 15 aus der dargestellten Schließstellung in eine (nicht-gezeigte) Öffnungsstellung verschoben werden kann, auf. Vorzugsweise besteht dieses Verschlußteil 14 aus einem Material, das durchlässig für das Behandlungsmittel, beispielsweise Gas, das von dem verflüssigten Gas abdampft, ist. Alternativ kann das Verschlußteil 14 die Form eines Gitters haben, dessen Löcher groß genug sind, um den Durchtritt des Behandlungsmittels zu ermöglichen, jedoch klein genug, um zu verhindern, daß beträchtliche Mengen an Material in dem Einfüllstutzen 10 hindurchtreten können. Außerdem sind in dem Gehäuse 4 zwei Einlasse 16, für das Behandlungsmittel vorgesehen.
An dem Gehäuse 4 ist auch eine Auslaßrutsche 18 für ein Material ausgebildet. Diese Auslaßrutsche 18 erstreckt sich etwa tangential zur Kammer 2 und öffnet sich in diese Kammer 2. Diese Rutsche 18 ist mit einem drehbar gelagerten Verschlußteil 20 ausgestattet, das zwischen einer in Figur 2 in gestrichelten Linien gezeigten Schließstellung und einer in strichpunktierten Linien gezeigten Öffnungsstellung beweglich ist.
Die Welle 6 wird von einem Elektromotor 22 über ein Getriebe 24 angetrieben.
Wenn der Mischer verwendet wird, um teilchenförmiges Material zu kühlen, so wird dieses Material in den Einfüllstutzen 10 eingefüllt, während das Verschlußteil 14 sich in seiner Schließstellung befindet. Der Elektromotor 22 wird eingeschaltet, und das Getriebe 24 wird so eingestellt, daß die Welle 6 sich mit
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•fr-
einer ersten, niedrigen Geschwindigkeit dreht. Dadurch werden die beiden Paddel 8 in der zylindrischen Kammer 2 gedreht. Der Mischer kann beispielsweise verwendet werden, um Teilchen aus dehydratisierter und entfetteter Schweineschwarte in flüssigem Stickstoff zu gefrieren, und in diesem Fall hat sich eine Drehgeschwindigkeit der Paddel von etwa 20 Upm als geeignet erwiesen. Die Drehgeschwindigkeit der Paddel kann aber natürlich so variiert werden, wie es die Art des in der Vorrichtung zu kUhlenden Materials erfordert.
Das Verschlußteil 14 im Einfüllstutzen 10 wird dann in die Öffnungsstellung geschoben, so daß Material vom Einfüllstutzen 10 durch sein Eigengewicht in die zylindrische Kammer 2 gelangt. Gleichzeitig wird verflüssigtes Gas, beispielsweise Stickstoff, durch einen oder mehrere Einlasse 16 eingeführt. Durch die Drehung der Paddel 8 wird das verflüssigte Gas mit dem Material aus dem EinfüllstutzeniO vermischt, so daß dieses Material gekühlt wird. Während dieses KUhlens wird das Verschlußteil 14 im Einlaßstutzen 10 in die Schließstellung zurückgeschoben, und eine weitere Beschickung von Material wird in den Einfüllstutzen 10 eingebracht, wonach der Deckel 12 geschlossen wird. Da das Verschlußteil 14 gasdurchlässig ist, steigt Gas aus der Kammer 2 durch dieses Verechlufiteil 14 und wind zum Teil mit dem frisch zügeführten Material vermischt. Auf diese Welse wird die frische Materialbeschickung teilweise gekühlt, bevor sie in die Kammer 2 gelangt, so daß die Zeit, für die das Material in der zylindrischen Kammer 2 gehalten werden muß, gesenkt wird.
Nach Beendigung des KUhlens, d.h. nach einer vorbestimmten Zeit, oder wenn das- Material auf eine vorbestimmte niedrige Temperatur gebracht worden ist, wird das Getriebe 24 so elnge-
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stellt, daß die Welle 6 mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit gedreht wird. Gleichzeitig wird das Verschlußteil 20 in der Auslaßrutsche 18 aus seiner Schließstellung in die öffnungsstellung gedreht. Während die Paddel 8 sich mit der höheren Geschwindigkeit, beispielsweise 200 Upm, drehen, wirken sie als Zentrifuge und werfen das gekühlte Material durch Zentrifugalkraft durch die Auslaßrutsche 18 aus. Im allgemeinen wird die Zufuhr von verflüssigtem Gas durch die Einlasse 16 unterbrochen, wenn das Kühlen beendet ist.
Nachdem das gekühlte Material aus der zylindrischen Kammer 2 ausgebracht 1st, wird das Getriebe 24 wieder so eingestellt, daß die Welle 6 sich mit der niedrigeren Mischgeschwindigkeit dreht, und eine frische Beschickung von Material wird durch Offnen des Verschlußteils 14 im Einlaßstutzen 10 In die Kammer 2 eingebracht, und wieder wird den Einlassen 16 verflüssigtes Gas zugeführt, und das Verfahren wird wiederholt. Auf diese Weise können große Mengen an Material einfach und rasch in dem Mischer gemäß der Erfindung gekühlt werden. Ein Behälter, ein Sack oder dergleichen können an der Auslaßrutsche 18 so angeordnet werden, daß sie das gekühlte Material aufnehmen.
Wie in den Zeichnungen gezeigt, ist die dargestellte Ausführungsform des Mischers gemäß der Erfindung mit einem Einlaß 26 und einem Ablaß 28 für eine Reinigungsflüssigkeit ausgestattet, so daß die Kammer 2 gereinigt werden kann, wenn dies erforderlich wird. Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise unter Druck stehendes Wasser, wird durch den Einlaß 28 In die Kammer eingeführt und durch den Auslaß 26 abgezogen. Gleichzeitig können die Paddel 8 mit einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht werden, so daß die Reinigungsflüssigkeit Material, das in der zylindrischen Kammer 2 geblieben ist, herausspUlt.
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Der oben beschriebene Nischer eignet sich insbesondere für eine Verwendung bei der Herstellung eines dehydratisieren, bakteriologisch stabilen Schweineschwartenproduktes nach dem in der DT-OS 23 38 614.3-41 beschriebenen Verfahren. Das in den Einlaßstutzen 10 eingebrachte Material besteht dann aus Stücken von Schweineschwarte, die einer Behandlung zur Dehydratisierung und Senkung ihres Fettgehaltes unterworfen worden sind. Das Material wird dann in dem oben beschriebenen Mischer rasch gekühlt, bis es gefroren ist. Vorzugsweise werden die Stücke aus Schweineschwarte in der Kammer 2 zwischen 3 und 6 Minuten mit flüssigem Stickstoff vermischt. Das aus der Auslaßrutsche 18 ausgebrachte und gesammelte Material ist ausreichend hart gefroren, daß es danach rasch und wirksam vermählen werden kann.
Der Mischer kann aber natürlich auch zum Kühlen und Gefrieren von anderen Materialien als Schweineschwarte, beispielsweise anderen Nahrungsmitteln oder Gegenständen aus Gummi oder Plastik, verwendet werden.
Der Mischer gemäß der Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf das Kühlen von teilchenförmigen! Material mit einem verflüssigten Gas beschrieben. Er kann aber natürlich auch verwendet werden, um teilchenförmiges Material, beispielsweise mit einem erhitzten Gas oder Dampf, zu erwärmen. Alternativ kann der Mischer verwendet werden, um Material, beispielsweise teilchenförmigee Material, zu vermischen. Aa wirksamsten arbeitet der Mischer mit einem Material aus Stücken oder Teilchen, die, verglichen mit dem Gesamtvolumen der Kammer, klein sind. Die drehbaren Schaufeln können natürlich auch anders als als Paddel, beispielsweise als Propellerflügel, ausgebildet sein.
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Der Mischer hat den Vorteil, daß er mit großen Materialdurchsätzen betrieben werden kann, wobei das Material rasch und mühelos in einem kontinuierlichen Verfahren unter geringstmöglichem Arbeitsaufwand gemischt werden kann.
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Claims (10)

  1. - xf-
    Patentansprüche
    Mischer, bestehend aus einer Kanuner, wenigstens einer in der Kammer montierten drehbaren Schaufel und einer Einrichtung zum Drehen der Schaufel mit wenigstens zwei Geschwindigkeiten, wobei die Kammer einen Auslaß für das Material, der so angeordnet ist, daß beim Drehen der Schaufel mit der höheren der beiden Geschwindigkeiten Material durch Zentrifugalkraft aus dem Mischer ausgebracht wird, aufweist.
  2. 2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer zylindrisch ausgebildet ist, die Schaufel um die Längsachse der Kammer drehbar ist und der Auslaß eine sich etwa tangential zur Kammer erstreckende Auslaßrutsche aufweist.
  3. 3. Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel sich radial zu der Kammer erstreckt und eine Länge hat, die praktisch gleich dem Radius der zylindrischen Kammer ist, so daß sie beim Drehen praktisch die gesamte Querschnittsfläche der Kammer Überstreicht.
  4. 4. Mischer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schaufel etwa gleich der Längsausdehnung der zylindrischen Kammer ist, so daß die Schaufel beim Drehen praktisch das gesamte Volumen der Kammer Überstreicht.
  5. 5. Mischer nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich radial erstreckende Schaufeln in der zylindrischen Kammer montiert sind.
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    ORIGINAL INSPECTED
  6. 6. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel ein praktisch ebenes Paddel von etwa I-Form ist.
  7. 7. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit einem oder mehreren Einlassen für ein Behandlungsmittel und einem sich in die Kammer öffnenden Einfüllstutzen für teilchenförmiges Material ausgestattet ist, wobei in dem Einfüllstutzen ein bewegliches Verschlußteil angeordnet ist.
  8. 8. Mischer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil durchlässig für das Behandlungsmittel ist.
  9. 9. Verfahren zum Vermischen von Material, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kammer des mit einem der vorhergehenden Ansprüche beanspruchten Mischers mit zu mischendem Material beschickt, die oder jede der Schaufeln für bestimmte Zeit mit einer ersten Geschwindigkeit dreht, um das Material zu mischen, und dann die oder jede der Schaufeln mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit dreht, um das Material durch Zentrifugalkraft durch den Auslaß auszubringen.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das zu mischende Material ein teilchenförmiges Material ist und die Kammer der Vorrichtung außerdem mit einem verflüssigten Gas zum Kühlen des teilchenförmigen Materials beschickt wird.
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