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Vorrichtung zur Aufbereitung von Obst und Früchten,
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insbesondere für die Aufbereitung von Granatäpfeln und/oder Passionsfrüchten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Obst und Früchten,
insbesondere für die Aufbereitung von Granatäpfeln und/oder Passionsfrüchten.
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Die in tropischen und subtropischen Gebieten vorkommenden Granatäpfel
stellen hohe Anforderungen an ihre Verarbeitung. Ihre zähharte, lederartige Schale,
die eine Dicke von ca. 5 mm hat, enthält einen hohen Anteil an Gerbstoffen, so daß
sie ungenießbar ist. Im Inneren sind Granatäpfel durch Häute in Fächer unterteilt,
in denen tropfenähnliche Saftbeutel sitzen. Diese enthalten das von einer Haut umschlossene
Fruchtfleisch und einen Kern.
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Die tropfenähnlichen Saftbeutel sind allein genießbar und werden vornehmlich
zu limonadenähnlichen Erfrischungsgetränken, Sirupen oder Likören verarbeitet.
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Weil nur die tropfenähnlichen Saftbeutel genießbar sind, müssen sie
in mühsamer und zeitraubendei Arbeit von der übrigen Fruchtmasse getrennt werden.
Hierfür wird die Schale des Granatapfels vom Kelch bis zum Stielansatz mehrmals
eingeritzt, so daß die Schale auseinandergebrochen werden kann.
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Danach werden die Saftbeutel ausgelöst. Stattdessen kann der Granatapfel
auch in der Mitte durchgeschnitten werden. In beiden Fällen sind jedoch die Saftbeutel
mit den Kernen von der restlichen Fruchtmasse zu trennen, die ebenfalls einen hohen
Gerbstoffanteil aufweist und ungenießbar ist. Diese Arbeit ist noch aufwendiger
als der eigentliche Schälvorgang der Früchte. Insgesamt entstehen hohe Vorbereitungskosten
für das Entsaften.
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es Aufgabe der Erfindung ist/deshalb, eine Aufbereitungsanlage zu
schaffen, die eine Vorbereitung derartiger Früchte für das Entsaften in kürzester
Zeit mit geringen Kosten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem von
oben mit den Früchten beschickten Fallrohr eine Schneideinrichtung und unter dieser
ein die aufgeschnittenen, vorzugsweise halbierten Früchte zerquetschender Quetschapparat
angeordnet ist, der die zerquetschten Früchte einer Siebeinrichtung aufgibt, deren
Perforation nur für die von der Frucht-masse getrennten Saftbeutel der Frucht durchlässig
ist.
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Dieser Aufbau ist der besonderen Art des zu behandelnden Fruchtguts
angepasst. Dem Fallrohr werden die gereinigten und nach Größen sortierten Früchte
einzeln in schneller Folge zugeführt und dort derart aufgeschnitten, daß die einzelnen
die
Saftbeutel enthaltenden Fächer aufgesctnitten werden.
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Durch den der Schneideinrichtung nachgeschalteten Quetschapparat werden
sodann die Saftbeutel von der übrigen Fruchtmasse getrennt. Die sich an den Quetschapparat
anschließende Siebeinrichtung ist in ihrer Perforation so ausgelegt, daß nunmehr
die Saftbeutel durch das Sieb fallen, während die unbrauchbare gerbstoffhaltige
Fruchtmasse von der Siebeinrichtung abtransportiert wird. Da der gesamte Vorgang
in einem geschlossenen Gehäuse stattfindet treten auch schon an der Schneideinrichtung
bzw. im Quetschapparat anfallende Saftanteile mit den Saftbeuteln durch die Perforation
dei Siebeinrichtung durch und gehen damit für die Weiterverarbeitung nicht verloren.
Trotz schnellem Durchlauf ergibt sich so eine gute Trennung der für die Entsaften
allein brauchbaren Teile von den gerbstoffhaltigen Fruchtmassen mit geringem Kostenaufwand.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren, auf die bezüglich
der Offenbarung aller nicht näher erläuterten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen
wird, beispielsweise erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Obst-
und Früchteaufbereitungsanlage, Fig. 2 einen Schnitt durch die Obst- und Früchteallfbereitungsanlage
be der Linie II-II in Fig. 1, und Fig. 3 einen Schnitt durch die Obst- und Früchteaufbereitungsanlage
bei der Linie III-III in Fig. 1.
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Eine in Fig. 1 dargestellte Obst- und Früchteaufbereitungsanlage
11 besitzt einen Elevator 12 zum Transport der Früchte von der Relnigungs- und/oder
Sortiereinrichtung (nicht gezeigt) zum Förderorgan 13, das aus einem umlaufend angetriebenen
Endlosband 14 besteht. Das Förderorgan 13 erstreckt siuh mit seinem Abgabeende zu
einer trichterähnlichen
Aufgabevorrichtung 15 hin, welches in das
sich nach unten verengende Fallrohr 16 mündet. Dieses Fallrohr weist in seinem unteren
Abschnitt einen Querschnitt auf, der gerade nur das Durchfallen eines einzigen Granatapfels
gestattet. Vorteilhaft sollten die Granatäpfel vor ihrer Behandlung einer Auslese
nach ihrer Größe unterzogen werden, damit bei kleineren bzw. größeren Granatäpfeln
das verwendete Fallrohr 16 durch ein solches mit geringerem bzw. größerem Durchlaßquerschnitt
ersetzt werden kann.
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Selbstverständlich ist auch die Verwendung mehrerer solcher Anlagen
denkbar, bei denen jede gleich von Anfang an nur mit einem festen Fallrohr 16 versehen
ist und die Früchte den entsprechenden Fallrohren durch Aussortieren zugeordnet
sind.
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Auf dem Weg durch das Fallrohr 16 passieren die Granatäpfel erstmals
eine Zentrier- und Beschleunigungseinrichtung 17 aus zwei um Horizontalachsen gegenläufig
rotierenden Bürsten 18, die mit ihrem Wirkdurchmesser in das Fallrohr 16 hineinreichen
und hier in Fallrichtung der Früchte wirksam sind. Der Achsabstand der Bürsten 18
ist verstell- und feststellbar. Diese Bürsten sind motorisch angetrieben und weisen
eine variable einstellbare Drehzahl auf. Sie dienen auch der Zuführung der Früchte
zur nachfolgenden Schneideinrichtung 19, die aus einem odet mehreren Paaren gegenläufig
rotierender Messer gebildet ist, deren Achsen um 900 zu denjenigen der Bürsten 18
versetzt sind. Der Achsabstand und die Drehzahl der die Schneideinrichtung 19 bildenden
scheibenförmigen Messer 20 sind veränderbar. Die als Tangenten an die Messer 20
verlaufenden Schneidlinien liegen parallel zur Achse des Fallrohres 16 oder fallen
mit dieser zusammen.
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Das Fallrohr 16 ist über die Schneideinrichtung hinaus nach unten
veriängert und mündet in das Gehäuse 21 eines Quetschapparates 22. Dieser enthält
zwei um schräge Achsen gleichsinnig rotierende Quetschscheiben 23, die an ihren
Stirnseiten
gegeneinander gerichtete kegelige Oberflächen besitzen, die von ihrer Spitze aus
vertikal nach unten hin parallele Mantellinien und entgegengesetzt nach oben hin
auseinanderlaufende Mantellinien bilden. Die schrägen Achsen bilden mit der Horizontalebene
einen Winkel von etwa 100 - 200, vorzugsweise 15°, miteinander also einen Winkel
von ca. 140°-160°, vorzugsweise 1500. Auch die kegelige Oberfläche der Quetschscheiben
23 hat vorzugsweise einen Kegelöffnungswinkel von 1500.
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Der sich von den Kegelspitzen nach unten erstreckende und aus zwei
parallelen Mantellinien zweier Quetschscheiben 23 in dei Vertikalprojektion gebildete
Spalt hat eine Spaltbreite, die mindestens der Schalendicke einer Frucht entspricht.
Der Antrieb der Quetschscheiben 23 erfolgt kraft- oder formschlüssig oder hydraulisch.
In Fig. 1 sind als Antriebselemente jeweils eine Keilrim'enscheibe 24 dargestellt.
Die übereinstimmende Drehrichtung beider Quetschscheiben 23 ist in Fig. 3 bezeichnet,
der auch die Form des Austrittskanals 25 des die Quetschscheiben 23 allseits umfassenden
Gehäuses 21 zu entnehmen ist. Es sei hier noch darauf hingewiesen, daß die zwischen
den Quetschscheiben 23 festgehaltenen Früchte den Quetschapparat 22 dann verlassen,
wenn sich die in ihrem Bereich sich befindenden Mantellinien der Quetschscheiben
zu einem Winkel auseinanderweiten, d.h. die Früchteteile werden seitlich in einer
zur Rotation tangentialen Richtung aus dem Quetschapparat geschleudert. Durch eine
Verstelleinrichtung an den Achsen der Quetschscheiben kann diese Schleuderrichtung
geändert werden. Der Austrittskanal 25 ist gegen die eine offene Stirnseite einer
Siebtrommel 26 gerichtet, deren Achse ausgehend vom Quetschapparat 22 zum Boden
hin geneigt ist (Fig. 1). Die Gehäusewand 27 des Quetschapparates bildet einen annähernd
spaltlosen Übergang zur Öffnung der Siebtrommel hin, so daß keine Früchteteile die
Einrichtung verlassen können. Im Bereich ihrer Enden ist die Siebtrommel 26 an mindestens
drei frei
drehenden Rollen (nicht gezeichnet) drehbar abgestützt.
Am hinteren Ende der Siebtrommel 26 ist an deren Umfang ein Antriebsrad 28 für einen
Keilriementrieb für den Drehantrieb der Siebtrommel angeadnet.
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Im Innern der Siebtrommel 26 befindet sich eine rotierende Schlagtrommel
29, den Achse parallel zu derjenigen der Siebtrommel 26 unter dieser liegt. Schagorgane
30 an der Schlagtrommel 29 erstrecken sich mindestens über die Lange der im Mantel
31 angeordneten Perforation. Der Antrieb der Schlagtrommel erfolgt über eine Riemenscheibe
32 am hinteren Ende und außerhalb der Siebtrommel 26. Die Drehrichtung kann gleich
oder gegenläufig zu derjenigen der Siebtrommel sein.
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Die Drehzahl ist veränderbar und weicht vorzugsweise von der Drehzahl
der Siebtrommel ab. Unter der Siebtrommel 26 schließt ein stationäres Rinnenelement
33 formgleich an und ist mit seinem Endabschnitt mit einem Förderorgan 34 verbunden.
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Unter der rotierenden Siebtrommel 26 ist eine rotierend angetriebene
Förderschnecke 35 in einem Förderkanal 36 angeordnet, welcher gemäß Fig. 3 die Siebtrommel
26 unter Abstand teilweise umfaßt und in einen Trichter 37 mündet. Die hintere Stirnseite
des Förderkanals 36 ist geschlossen und siließt an das Ende der perforierten Siebtrommel
26 an, d.h. der Siebtrommelinnenraum kommuniziert mit dem Förderkanalimenraum. Der
Trichter 37 ist über einer sogenannten Rätzmühle 38 befestigt, könnte aber genauso
direkt über einer Presse angeordnet sein.
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Ausschlaggebend für die Verwendung oder Anordnung der Maschinen und
Geräte ist die Fließ- oder Pumpfähigkeit der aufbereiteten Maische aus den Früchten
und/oder die zur Verfügung stehenden Räumlichkeiten. Dieses Problem wird in der
Beschreibung der Funktionsweise noch eingehender erörtert.
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Die itzmühle 58 enthält unmittelbar an ihre Einlaßfr eßer; einen
zylindrischen Hohlraum, in welchem @@@@ zelle rtiger Mitnehmer rotiert. Der untere
Bereich des 'i>7rz Hohlraumes ist mit schlitzartigen Öffnungen ver-1!, durch
welche die teilaufbereiteten Früchteteile die Rätzmühle 38 verlassen und in eine
Pumpe 39 fallen. Anstelle der Rätzmühle, die in der Keltereitechnik als bekannt
zu bezeichnen ist, könnte auch ein anderes Gerät verwendet werden, das die tlopfenartigen
Beutel der Früchte verletzt, jedoch nicht entsaftet, so daß der Maische unter anderem
die Feuchtigkeit zugeordnet w;rd, die sie anschließend pumpfähig macht. Die an sich
bei einer Rätzmühle in den zylindrischen Hohlraum reichenden Messer werden zweckmäßig
entfernt, damit nicht eine vorzeitige Entsaftung und Zerkleinerung der Maische entsteht.
Die aufgeschlossenen Saftbeutel begünstigen auch den späteren Preßvorgang, d.h.
die Saftausbeutung erfolgt in einem größeren Maß und in kürzerer Zeit. Die Pumpe
39 hat ein Antriebsorgan 4C und fördert in eine Förderleitung 41.
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Fig. 2 verdeutlicht die Anordnung der Zentrier- und Beschleunigungseinrichtung
17 zur Schneideinrichtung 19. Die Messer 20 liegen mit ihrem oberen schneidwirksamen
Abschnitt mittig in einer Verengung des Fallrohrs 16, das sich von den Drehachsen
der Messer 20 ausgehend nach unten erweitert. Diese Fallrohrerweiterung ist vorteilhaft
geringfügig kleiner als der größte Abstand der Quetschscheiben 23 oben an ihrem
Umfang.
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Fig. 5 verdeutlicht den übergang vom Quetschapparat 22 bzw. den Quetschscheiben
23 durch die der Figur zu entnehmende Gestalt des Austrittskanals 25 zum oberen
Ende der Siebtrommel 26, an deren offenem Vorderende der Austrittskanal mündet.
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Funktionsweise der Aufbereitungsanlage Die nach ihrer Größe und ihrem
Zustand sortierten und gereinigten Früchte, insbesondere Granatäpfel, werden mit
Hilfe des Elevators 12 auf eine erforderliche Fallhöhe gebracht und an ein Förderorgan
13 übergeben. Die Breite des Förderorgans 13 ist derart schmal ausgebildet, daß
jeweils nur eine Frucht quer zur Transportrichtung auf dem umlaufenden Band liegt,
d.h.
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die Früchte liegen hintereinander auf dem Band. Diese Kolonnenbildung
ist maßgeblich für die anschließende Behandlung der Früchte. Diese fallen in kurzen
Abständen durch die Aufgabevorrichtung 15 in das Fallrohr 16. Bevor sie einzeln
durch die Schneideinrichtung 19 durchgeschnitten werden, werden sie von einer Zentrier-
und Beschleunigungseinrichtung 17 der Schneidvorrichtung 19 auf die Schneidvürrichtung
ausgerichtet und auf eine erhöhte Geschwindigkeit beschleunigt, mit der sie auf
die Messer 20 auftreffen. Nachdem die Früchte geschnitten sind, fallen ihre Teile
zwischen das sich entgegen der Fallrichtung öffnende Quetschscheibenpaar, das von
dem Gehäuse 21 umschlossen ist. Die Quetschscheiben 23 erfassen die Teile der Früchte,
drehen sie in den Quetschspalt ein (vgl. in Fig. 3 angedeutete Drehrichtung) und
schleudern sie in Tangentialrichtung unter vorherigei Quetschwirkung durch den Austrittskanal
25 des Gehäuses 21 in die Siebtrommel 26.
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Hier werden nun die genießbaren tropfenähnlichen Saftbeutel der Früchte
von den Schalen und übrigen Masseteilen wie folgt getrennt. Die rotierende Siebtrommel
26 hält die Teile der Früchte in Bewegung, wobei letztere von den Schlagorganen
30 der rotierenden Schlagtrommel 29 vollständig voneinander getrennt, und die tropfenähnlichen
Beutel ausgeschieden werden. Letztere fallen durch die Perforation am Mantel der
Siebtrommel 26 in den darunterliegenden Förderkanal 36. Die übrigen Teile der Früchte
verlassen die Siebtrommel 26,
ge Je er geneigten Lage unter Mithilfe
der Rotation der @@@ommel 26. Die gleiche Wirkung läßt sich auch durch Vibrati her
Siwhtrommel 26 erreichen. Eine besonders intensive nnung und Abförderung wird erreicht,
wenn eine gleichzeitig libufende und vibrierende Siebtrommel verwendet wird. Die
unedlen Teile der Früchte rutschen über das Rinnenelement 32 auf das angetriebene
Förderorgan 34 und werden abgeführt.
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Die edlen Teile im Förderkanal 36 werden durch die Förderschnecke
35 in den Trichter 37 der Rätzmühle 38 geschoben, die vorteilhaft nur eine schlagende
Verletzungswirkung auf diese Teile ausübt. Die tropfenähnlichen Beutel erhalten
dadurch eine größere Feuchtigkeit und sind deshalb von der nachfolgenden Pumpe leichter
in die Presse zu fördern.
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Sofern ein Gebäude mit mehreren Etagen zur Verfügung steht, kann
diese Aufbereitungsanlage um verschiedene Anlageteile reduziert werden. So kann
beispielsweise auf den Elevator verzichtet werden, falls sich die Reinigungs- und
Sortieranlage auf der Höhe des Förderorgans 13 befindet.
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Es kann auch von einer Schlag- oder Rätzmühle 38, sowie einer Pumpe
abgesehen werden, wenn die Aufbereitungsanlage über der Presse angeordnet ist. Da
jedoch die Schlagmühle 38 auch eine Er.eichterung beim Pressen bietet, ist ihre
Verwendung vorteilhaft.
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Mit dieser Anlage können weiter neben Granatäpfeln auch Schalerfrüchte,
wie Passions- und Zitrusfrüchte, aufbereitet werden.