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Einrichtung zum Schneiden pflanzlicher Nahrungs-
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mittel, insbesondere Kartoffeln
Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zum Schneiden pflanzlicher Nahrungsmittel , insbesondere Kartoffeln,
in längliche, stabartige Stücke, mit mehreren parallel zueinander angeordneten Schneidelementen.
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Die Hochgeschwindigkeitsherstellung länglicher Nahrungsmittelstücke,
beispielsweise von Kartoffelstücken zur Herstellung fritierter Kartoffeln (Pommes
frites) erfolgt mit den verschiedensten Einrichtungen, beispielsweise mit motorgetriebenen
Kreisschneidern, Gitteranordnungen aus gespannten Drähten und ähnlichen Geräten.
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Eine besonders vorteilhafte Einrichtung zum derartigen Schneiden ist
durch die US-Patentschriften 3 109 468 und 3 116 772 bekannt. Darin wird ein Gitter
aus versetzten Schneidklingen verwendet, durch die ausgerichtete Kartoffeln mit
hoher Geschwindigkeit hindurchgeführt werden.
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Jedes der bekannten Verfahren ist bei der Herstellung geschnittener
Kartoffeln mehr oder weniger effektiv.
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Die stabförmig geschnittenen Kartoffeln haben ein gefälliges Aussehen,
da die einzelnen Stückaeinen gleichmäßigen Querschnitt haben. Dies kann zwar gut
aussehen, gewährleistet jedoch nicht, daß nach der Verarbeitung die übrigen Eigenschaften
des Nahrungsmittels auch noch gleichmäßig sind. Da beispielsweise Kartoffeln in
ihrem Gesamtvolumen keine gleichmäßige Zusammensetzung haben, werden die von ihnen
geschnittenen Stücke gleichfalls unterschiedliche Eigenschaften haben. Die Eigenschaften
eines jeden so geschnittenen und dann gebratenen Stücks hängen zumindest teilweise
von der Zusammensetzung ab.
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Auf diese Weise können die einzelnen Stücke einer Kartoffel zwar eine
gleichmäßige Form haben, jedoch im übrigen die unterschiedlichsten Eigenschaften
aufweisen.
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Beispielsweise besteht eine optimal gekochte bzw. gebratene
Menge
gleichmäßig geformter Kartoffelstücke aus einer Mischung, die zu-lange und zu kurz
gekochte Stücke enthält.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu vermeiden
und eine Einrichtung anzugeben, die das Nahrungsmittel so zerteilt, daß auch nach
anschließender Bearbeitung gleichmäßige Eigenschaften der Einzelstücke vorliegen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung werden ungleichmäßig geformte längliche Stücke von einem Nahrungsmittel,
beispielsweise einer Kartoffel derart geschnitten, daß nach der weiteren Bearbeitung
die gewünschten Eigenschaften der Einzelstücke einem vorgegebenen Normalzustand
näher kommen. Hierzu werden die Kartoffeln so geschnitten, daß die Stücke aus ihrem
weicheren Mittelteil eine vorgegebene mittlere Querschnittsgröße haben, während
die Stücke aus dem härteren Außenteil davon abweichende Querschnittsgröße haben.
Auf des diese Weise wird eine- AnderungFeststoffanteils zwischen den einzelnen Stücken
hinsichtlich der nachfolgenden Bearbeitung kompensiert.
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Soll beispielsweise ein gleichmäßiger Garzustand bzw. ein gleichmäßiges
Gefüge erreicht werden, so werden Einzelstücke mit relativ kleinem Querschnitt au.der
Mitte der Kartoffel und mit größerem Querschnitt aus den Außenteilen geschnitten.
Im Mittel kommen die au-f diese Weise geschnittenen Stücke einem mittleren Garzustand
nach dem Sieden und Braten bzw. Kochen näher als es bisher bei den gleichmäßig geschnittenen
Stücken unter denselben Bedingungen möglich war. Die Erfindung macht also die Zubereitung
in Stücke geschnittener Nahrungsmittel, insbesondere von Kartoffeln, mit einem viel
gleichmäßigeren Gefüge und Garzustand
als bisher möglich.
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Eine Einrichtung nach der Erfindung sowie eine für sie geeignete Verfahrensweise
werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische
Explosionsdarstellung einer Einrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 den Schnitt 2-2
aus Fig. 1, Fig. 3 den Schnitt 3-3 aus Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Darstellung
der.Anordnung von Schneideklingen in der Einrichtung, Fig. 5 eine mit der Einrichtung
zu schneidende Kartoffel im Querschnitt und Fig. 6 einen schematischen Querschnitt
eines mit der Einrichtung nach der Erfindung geschnittenen Kartoffelstücks.
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Das nach der Erfindung vorgesehene Schneideverfahren kann mit vielen
bisher bekannten Schneideinrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise mit einer
Einrichtung, in der ein Drehmesser oder auch eine Schneidvorrichtung mit gespannten
Drähten vorgesehen ist. Vorzugsweise wird jedoch ein Gerät verwendet, bei dem fest
angeordnete, versetzte Schneidklingen vorgesehen sind, wie sie beispielsweise durch
die beiden oben genannten US-Patentschriften bekannt sind. Eine Schneidvorrichtung
für eine solche Einrichtung umfaßt einen Schneidkasten 10, der in Fig. 1 einen quadratischen
Querschnitt hat und dessen beide Seitenplatten 12 und 13 bei 14 bzw. 15 mit Vertiefungen
versehen sind. Die Verwendung dieser Vorrichtung wird in Verbindung mit dem Schneiden
von Kartoffeln beschrieben. Jede Vertiefung hat pyramidenförmig schräg verlaufende
Seitenkanten, wie sie für die Seitenplatte 12 bei
16 und 18 und
für die Seitenplatte 13 bei 20 und 22 dargestellt sind. Der Schrägungswinkel beträgt
ca. 90 gegenüber der Vertikalen.
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Die Seitenplatten 12 und 13 haben jeweils einen Schlitz 24 bzw. 26.
Die Schlitze sind Bolzen 28 und 30 angepaßt, mit denen ein Schneidgehäuse 31 in
dem Kasten 10 befestigt werden kann. Jede der Vertiefungen 14 und 15 nimmt eine
Seitenplatte 32, 34 des Gehäuses 31 auf, welche wiederum direkt zwei Seitenschneider
36 und 38 trägt. Die Kanten der Seitenschneider 36 und 38 sind in die Kanten der
Seitenplatten 32 und 34 mit schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen eingesetzt und
werden somit zwischen den Vertiefungen 14 und 15 gehalten, wenn sich das Schneidgehäuse
in dem Schneidkasten befindet.
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Die beiden Seitenschneider oder Schneidklingen 36 und 38 sind als
Messer anzusehen, die die äußeren Teile oder Scheiben S einer Kartoffel entfernen.
Entsprechende Schneidklingen zur Entfernung zweier weiterer Scheiben S der Kartoffel
sind durch die Teile 44 und 46 gebildet. Diese sind rechtwinklig zu den Schneidklingen
36 und 38 angeordnet und wie diese parallel zueinander ausgerichtet.
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Sie haben von den Seitenplatten 32 und 34 einen solchen Abstand, daß
sie in der Kartoffel mit den Schneidklingen 36 und 38 einen mittleren Teil ausschneiden.
Die Entfernung der vier Seitenscheiben erfolgt dadurch, daß die Kartoffel in der
durch den Pfeil 48 gezeigten Richtung durch das Schneidgehäuse hindurchgeführt wird.
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In dem durch die Schneidklingen 36, 38, 44 und 46 gebildeten Mittelteil
sind zusätzliche Schneidklingen mit gegenseitigem seitlichem und vertikalem Abstand
so angeordnet, daß die Kartoffel in Streifen geschnitten wird, deren Länge durch
die Größe der Kartoffel vorgegeben ist. Aus
Fig. 2 und 3 ist zu
ersehen, daß eine Reihe mittlerer Schneidklingen 50 rechtwinklig zu einer ähnlichen
Reihe mittlerer Schneidklingen 52 angeordnet ist. Die äußersten Klingen einer jeden
Reihe sind mit ihren Schneidkanten nahe der Eintrittsseite des Schneidgehäuses angeordnet.
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Die anderen Schneidkanten sind gegenüber der Eintrittsseite immer
mehr zurückversetzt, so daß die der Mitte am nächsten liegenden Schneidkanten den
größten Abstand von der Eintrittsseite haben.
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Die in Fig. 2 und 3 gezeigte Anordnung, die sich besonders zum Schneiden
von Kartoffeln für die Zubereitung fritierter Kartoffeln eignet, umfaßt zwanzig
mittlere Schneidklingen, von denen jeweils zehn eine Reihe bilden. Mit dieser Anordnung
werden Kartoffeln ausreichender Größe in 121 Längsstreifen zerschnitten.
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Kartoffeln mit einem kleineren Querschnitt liefern weniger Streifen,
wenn ihr Querschnitt kleiner als der durch die Schneidklingen 36, 38, 44 und 46
umgrenzte Raum ist.
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Der Abstand der Schneidklingen in jeder Reihe ist für die Erfindung
wichtig, da pflanzliche Nahrungsmittel wie Kartoffeln und Karotten keine gleichmäßige
Verteilung der Feststoffe, der Zellstruktur oder der chemischen Zusammensetzung
über ihren gesamten Querschnitt aufweisen.
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Beispielsweise haben Kartoffeln einen äußeren Teil 56 (in Fig. 5 leicht
schraffiert) mit einem höheren Feststoffanteil und einen inneren Teil 58 (in Fig.
5 stark schraffiert) mit einem geringeren Feststoffanteil. Der innere Teil wird
auch als Kern bezeichnet. Durch diese Änderung der Zusammensetzung führt das Sieden
zu mehr gelatinierter Stärke in Stücken aus dem Teil mit höherem Feststoffanteil
als in den Kernstücken. Der Anteil gelatinierter StciIke in einem vorgegebenen Stück
bestimmt
sein Gefüge nach dem folgenden Kochen bzw. Braten, und
dadurch sind bei einer Menge gleichmäßig geformter Stücke die verschiedensten Gefügewerte
zu beobachten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß Stärke schneller in solchen Stücken
gelatiniert, die einen relativ kleinen Querschnitt haben. Sie gelatiniert langsamer
in Stücken mit relativ großem Querschnitt während des Siedens und ähnlicher Beaingungen,
da die Wärme leichter in den Innenteil der Stücke mit kleinerem Querschnitt übertragen
wird.
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Die Größe und Form der geschnittenen Stücke kann nun so geändert werden,
daß der Effekt der ungleichmäßigen Zusammensetzung auf den Zustand des zubereiteten
Nahrungsmittels mindestens teilweise ausgeglichen wird. Beispielsweise können Kartoffelstäbe
so geschnitten werden, daß sich ein gleichmäßigerer Garzustand nach dem Sieden und
Braten ergibt, indem die Schneidkanten der Schneidklingen 50 und 52 im mittleren
Bereich der Klingenreihe näher beieinander liegen als in den äußeren Bereichen,
so daß dort Teile mit kleinerem Querschnitt aus dem Kartoffelkern geschnitten werden,
während Teile mit größerem Querschnitt aus dem äußeren Teil mit höherem Feststoffanteil
geschnitten werden. Mit einer solchen Klingenanordnung haben die geschnittenen Stücke
im Mittel einen Querschnitt, der eine Funktion des prozentualen Feststoffanteils
und des Abstandes dieser Stücke von der Mitte der Kartoffel beim Schneiden ist.
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Optimale Klingenabstände für das Schneiden von Kartoffeln oder anderer
pflanzlicher Nahrungsmittel können experimentell ermittelt werden. Dies erfolgt
durch Schneiden von Stücken, wobei die Klingen an ausgewählten Stellen angeordnet
sind. Danach wird gemessen, zu welchem Grade die Eigenschaften der geschnittenen
Stücke von vorgegebenen Normaleigenschaften nach der gemeinsamen Verarbeitung
im
Normalzustand abweichen. Die daraus erhaltenen Daten dienen dann zur Auswahl günstiger
Schneidklingenabstände, mit denen dann Stücke geschnitten werden können, deren Abmessungen
nach der Verarbeitung zu verbesserter Ubereinstimmung der Eigenschaften führen.
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Eine günstige Klingenanordnung zum Schneiden stabförmiger Stücke aus
Kartoffeln kann so verwirklicht werden, daß die Schneidklingen zum äußeren Ende
einer jeden Klingenreihe zunehmend größere Abstände zueinander haben. Eine abgeänderte
Form dieser Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Sie enthält eine erste Reihe von
Schneidklingen 50, die zwei Ubergangsklingen T1 aufweist, welche gleiche Abstände
gegenüber dem Mittelpunkt C des Schneidgehäuses haben. In ähnlicher Weise umfaßt
eine zweite Reihe von Klingen 52 zwei zueinander parallele Übergangsklingen T2.
Um die Beschreibung zu erleichtern, kann jede der beiden Schneidklingenreihen mit
jeweils drei Teilreihen vorausgesetzt werden. Die erste Reihe von Schneidklingen
50 hat eine mittlere Teilreihe Sc1, die die Ubergangsklingen T1 und die dazwischen
angeordneten Klingen umfaßt. Ferner sind zwei äußere Teilreihen So1 vorgesehen,
von denen jede eine der Ubergangsklingen T1 und sämtliche von ihr nach außen und
parallel zu ihr liegenden Klingen umfaßt. Die zweite Reihe von»Schneidklingen 52
hat eine mittlere Teilreihe Sc2 , die die Ubergangsklingen T2 und die dazwischen
angeordneten Klingen umfaßt. Ferner hat sie zwei äußere Teilreihen So2, von denen
jede eine der Ubergangsklingen T2 und sämtliche auf ihrer Außenseite und parallel
zu ihr angeordneten Klingen umfaßt. Der Abstand der Klingen in jeder der genannten
Teilreihen ist gleichmäßig, jedoch kann er von dem Abstand der Klingen in einer
anderen Reihe abweichen.
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Wie bereits beschrieben, haben Kartoffeln in ihrer Mitte einen Bereich
kleinen Feststoffanteils, so daß Klingen der äußeren Teilreihen einen größeren Abstand
zueinander als die Klingen der mittleren Teilreihen haben, wodurch dann Kartoffelstücke
geschnitten werden, die beim Kochen eine bessere Gleichmäßigkeit ihrer Gefügestruktur
erhalten. Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß die Klingen der mittleren Teilreihe Sc1
einen Abstand A1 haben, der kleiner als der Abstand B1 der Klingen der anderen Teilreihen
Sol ist. Ähnlich haben die Klingen der mittleren Teilreihe Sc2 einen Abstand A2
, der kleiner als der Abstand B2 der Klingen der anderen Teilreihe So2 ist.
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Bei Verwendung einer Schneideinrichtung mit diesem Klingenab stand
haben die mit senkrecht zueinander stehenden Schneidklingen der beiden mittleren
Teilreihen (in Fig. 4 die Klingen im nicht schraffierten Bereich zwischen den übergangsklingen
T1, T2) ) geschnittenen Stücke einen rechteckförmigen Querschnitt A1 x A2. Die mit
den Klingen einer mittleren Teilreihe und den dazu senkrechten Klingen einer äußeren
Teilreihe (in Fig. 4 die Klingen in den vier einfach schraffierten Bereichen und
durch die Ubergangsklingen T1, T2 und eine der Seitenklingen 36, 38, 44, 46 eingeschlossenen
Bereichen) -geschnittenen Stücke einen größeren rechteckförmigen Querschnitt A1
x B2 oder B1 x A2. Die mit senkrecht zueinander stehenden Klingen der beiden äußeren
Teilreihen (in Fig. 4 die Klingen in den vier doppelt schraffierten Bereichen, die
durch die beiden Ubergangsklingen T1, T2 und zwei Seitenklingen 36, 38, 44, 46 gebildet
sind) geschnittenen Stücke einen noch größeren rechteckförmigen Querschnitt B1 x
B2. Die Teilreihen der zum Schneiden eines jeden vorstehend genannten Querschnitts
verwendeten Klingen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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Tabelle Querschnitt Klingen-Teilreihe A1 x A2 Sc1, Sc2 A1 x B2 Sc1,
SO, B1 x A2 So1, Sc2 B1 xB2 Sol' So2 In Fig. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt
eines Kartoffelstücks F dargestellt, das mit der vorzugsweise verwendeten Klingenanordnung
geschnitten wurde, die sich besonders für Kartoffeln der Qualität Russet-Burbank
eignet. Fig. 6 zeigt die relativen Querschnittsabmessungen der verschiedenen, mit
der Schneidvorrichtung geschnittenen Stücke.
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Die mit der Einrichtung nach der Erfindung geschnittenen Stücke haben
nicht in jedem Falle das genaue Normalverhältnis von Feststoffanteilen zur Querschnittsgröße
oder zum Querschnittsumfang, jedoch kommen sie im Mittel einem Normalverhältnis
näher als die gleichmäßig geformten Stücke, die mit bisherigen Einrichtungen geschnitten
wurden. Um die Gleichmäßigkeit der Formen zu maximieren, werden die Klingen vorzugsweise
so eingestellt, daß A1 = A2 und B1 = B2 ist.
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Experimentell wurde ein vorzugsweise zu verwendender Abstand zum Schneiden
stabförmiger Kartoffelstücke in Längsrichtung für verschiedene Kartoffelsorten gefunden.
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Bei dieser Anordnung haben die mittleren Teilreihen einen Abstand
A1 bzw. A2 von ca. 7 mm und die äußeren Teilreihen einen Abstand B1 bzw. B2 von
ca. 7,5 mm. Bei diesen Abständen enthält eine Schneidvorrichtung zur Verarbeitung
von Kartoffeln mindestens der Größe 2 vorzugsweise vier
Klingen
in jeder.mittleren Teilreihe und fünf Klingen in jeder äußeren Teilreihe. Nach dem
Sieden, dem Einfrieren und dem Kochen haben die mit einer solchen Einrichtung geschnittenen
Kartoffelstücke eine außerordentlich gleichmäßige Gefügestruktur und eine ausreichend
gleichartige Form, so daß gewisse Formabweichungen nur bei genauerer Prüfung feststellbar
sind.
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Mit einer Einrichtung nach der Erfindung wird ein ausgewähltes pflanzliches
Nahrungsmittelstück wie für den jeweiligen Gerätetyp vorgegeben normal geschnitten.
Die geschnittenen Stücke werden jedoch einen unterschiedlichen Querschnitt vorstehend
beschriebener Art haben.
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Im Mittel sind die Abmessungen eines jeden Stücks abhängig von seinen
physikalischen Eigenschaften, die sich auf die Geschwindigkeit auswirken, mit der
es sich bei der Verarbeitung verändert. Die Abmessungen können beispielsweise auf
den Feststoffanteil, die mittlere Zellengröße oder den Abstand zur Mitte des Nahrungsmittelstücks
beim Schneiden bezogen sein. Diese Funktion wird experimentell so ausgewählt, daß
eine oder mehrere Eigenschaften der verarbeiteten geschnittenen Stücke der vorgegebenen
Gleichmäßigkeit nahekommen.
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Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Dem Fachmann- ist jedoch erkennbar, daß Änderungen und Weiterbildungen ohne Abweichung
vom Grundgedanken der Erfindung möglich sind. Beispielsweise wurden vorstehend verschiedene
Abmessungen der Teilstücke entsprechend unterschiedlichen Feststoffanteilen erläutert,
um eine Gleichmäßigkeit der Gefügestruktur oder des Garzustandes beim Endprodukt
zu erreichen. Die vorstehend beschriebene Verfahrensweise bzw. die entsprechende
Einrichtung kann aber auch zur Optimierung der Gleichmäßigkeit anderer Eigenschaften
des Endprodukts eingesetzt
werden, beispielsweise des Geschmacks,
des Salzgehalts o.ä.
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Wenn die geschnittenen Teilstücke neben dem Sieden, Frieren und Kochen
bzw. Braten einer anderweitigen Verarbeitung unterzogen werden oder wenn das Endprodukt
als Endzustand keinen gleichmäßigen Garzustand aufweisen soll, so müssen die Eigenschaften
der Teilstücke, die den optimalen Klingenabstand bestimmen, nicht unbedingt auf
den Feststoffanteil des pflanzlichen Materials bezogen sein. Die chemische Zusammensetzung
oder die Zellgröße sind beispielsweise Faktoren, die den vorzugsweisen Klingenabstand
bestimmen können, um eine gleichmäßige Verteilung bestimmter Endprodukteigenschaften
zu erreichen.
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