DE2952544C2 - - Google Patents

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DE2952544C2
DE2952544C2 DE2952544A DE2952544A DE2952544C2 DE 2952544 C2 DE2952544 C2 DE 2952544C2 DE 2952544 A DE2952544 A DE 2952544A DE 2952544 A DE2952544 A DE 2952544A DE 2952544 C2 DE2952544 C2 DE 2952544C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Erhitzen eines Nahrungsmittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 12 85 283 bekannt, die zur schnellen Erhitzung, Entwässerung und Abkühlung von flüssigen oder pastenför­ migen Produkten, wie Massen zur Zuckerwarenfabrikation, dient. Hierbei ist ein gegebenenfalls zum Austrittsende hin abwärts geneigtes Schneckenrohr vorgese­ hen, das eine Schnecke aufnimmt, deren Durchmesser an der Austrittsseite ver­ mindert ist. In diesem Bereich ist eine Zutrittsöffnung für Aromastoffe vor­ gesehen. Das Schneckenrohr wird eintrittsseitig beheizt und austrittsseitig gekühlt. Die Austrittsöffnung des Schneckenrohrs ist im Durchmesser vermin­ dert, so daß dann, wenn man in das Schneckenrohr stückiges Gut einfüllen wür­ de, dieses durch die Austrittsöffnung hindurchgepreßt und damit beeinträchtigt würde.
Weiter ist aus der DE-OS 20 25 989 eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art bekannt, die zur Sterilisation stückiger Nahrungsmittel dient. Hierbei ist ein horizontales, den Eintritt von Wasserdampf ermöglichendes Schneckenrohr in einem Gehäuse vorgesehen, wobei Schnecke und Schneckenrohr mit Antrieben zum gegenläufigen Drehen versehen sind, so daß eine vorbestimmte maximale Füllhöhe im Schneckenrohr erhalten wird. Am Ende des Schneckenrohrs fällt das zu behandelnde Gut aus diesem heraus in einen Trichter einer Abför­ derpumpe. Ein schonendes Mischen von stückigem Gut und Flüssigkeit ist hierbei nicht möglich, auch würde eine Mischung durch das Herausfallen aus dem Schnec­ kenrohr Entmischungserscheinungen unterliegen.
Aus der GB-PS 15 21 003 ist es bekannt, ein bereits vorliegendes Gemisch zu pasteurisieren, indem das Gemisch durch einen Wärmetauscher und einen an­ schließenden Schneckenförderer geführt wird, der zur Austrittsseite abwärts geneigt ist und dessen Füllgrad geringer als die halbe Höhe des Schneckenför­ derers sein soll. In den Schneckenförderer kann eine gesteuerte Atmosphäre durch Öffnungen eingeführt werden.
Aus der US-PS 23 09 989 ist eine Vorrichtung zum Kochen von Mais be­ kannt, bei der ein quasikontinuierliches Zumischen von gegebenenfalls vorer­ hitztem Wasser zum Mais in einem Schneckenförderer erfolgt, wonach sich ein Vorwärmen mit Wasserdampf in mehreren Stufen anschließt. Hiermit ist es jedoch nicht möglich, Nahrungsmittel mit einem hohen Anteil an stückigem Gut in einer Flüssigkeit zu pasteurisieren, weil ein Entmischen beider Komponenten nicht zu vermeiden ist.
Die US-PS 41 28 051 betrifft einen Schneckenförderer, der in ein Rohr mit vermindertem Durchmesser, in dem sich Dampfeinlaßdüsen befinden, hinein­ fördert, um eine Formgebung des behandelten Produktes zu bewirken.
Die DE-AS 10 68 222 betrifft eine spezielle Mischkammer zum Aufteilen von breiigen Massen in Teilströme, die teilweise durch einen Schneckenförderer und teilweise um diesem herum in einem kesselförmigen Behälter geführt werden.
Die DE-PS 9 63 688 betrifft eine Mischeinrichtung für zähflüssige, tei­ gige, faserige oder körnige Massen mit einer Trommel, in der zwei sich relativ zueinander drehende und ineinander greifende Flügelgruppen angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die ein schonendes Mischen und Erhitzen von Flüssig­ keit und stückigem Gut ermöglicht, wobei ein Weitertransport der Mischung un­ ter Vermeidung von Entmischungserscheinungen gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird am austrittsseitigen Ende des Schneckenförderers ein Vormischen durch Einhüllen des als Strang ankommenden stückigen Guts mit der Flüssigkeit, ein schonender, eine Entmischung vermeidender Weitertransport zur Abförderpumpe und ein endgültiges inniges Vermischen durch die Abförderpumpe vorgenommen.
Die Vorrichtung eignet sich zur Verarbeitung von Flüssigkeiten und ins­ besondere solchen mit hoher Viskosität und diskreten Stücken, die nicht not­ wendigerweise eine definierte Schnittform aufweisen müssen, wobei diese kon­ tinuierlich und in-line unter nur sehr geringer mechanischer Belastung verar­ beitet werden. Die Form der Stücke kann beliebig sein, beispielsweise kann es sich um Würfel, Schnitzel, Streifen oder Scheiben oder aber um unzerkleinerte natürliche Rohstoffe handeln. Es kommen beispielsweise Stückgrößen mit Kan­ tenlängen im Bereich von 2-3 mm bis 25-300 mm infrage. Bei dünnflüssigerer Flüssigkeit ist die Stückgröße produktspezifisch entsprechend kleiner zu wäh­ len. Der Anteil des stückigen Guts am Endprodukt kann sich auf 10 bis 80%, vorzugsweise 20 bis 70%, belaufen.
Die Vorrichtung kann zur Herstellung von End- oder Zwischenprodukten, die nicht sterilisiert zu werden brauchen, verwendet werden, wobei auch ein Mischen unter Vakuum möglich ist. Die Vorrichtung eignet sich beispielsweise für die Bereitung von Feinkostprodukten, z. B. Feinkostsalate, Dressings, Sau­ cen unterschiedlicher Viskosität, Brotaufstriche, Ketch-up-Varianten, Baby- Nahrung, diätetische Produkte, wie Seniorenkost, Komplettgerichte, Suppen, Eintopfgerichte, Frischprodukte, wie z. B. Joghurt-Quark-Dessertspeisen mit eingearbeiteten stückigen Bestandteilen oder für die Herstellung von Zwi­ schenprodukten, etwa sogenannten Maischen, für die Senfherstellung oder für spezielle Extraktionsverfahren, wobei die oftmals erforderliche Feinzerklei­ nerung als Naßzerkleinerung nach dem Zusammenbringen der Komponenten im ge­ schlossenen System angeschlossen ist.
Das gemischte Produkt verläßt die Vorrichtung mit der zur Abfüllung notwendigen Temperatur, wobei die Vorrichtung ein geringes Volumen aufweist und ein kurzfristiges Anhalten und Anfahren ermöglicht. Das Mischen und Pa­ steurisieren erfolgt unter weitestgehendem oder völligem Luftabschluß ohne Puffer- oder Zwischenbehälter.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des schematisch in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die dargestellte Vorrichtung besitzt eine Aufgabeeinrichtung 10, die trichterförmig ausgebildet ist und zur Aufgabe von stückigem Gut dient. Die Aufgabeeinrichtung 10 ist an der Unterseite offen und mit dem Aufgabeende eines Schneckenrohres 11 verbunden, das zum Abgabeende hin aufwärts geneigt angeordnet ist. In dem Schneckenrohr 11 ist eine Schnecke 12 mit axialem Auslaß angeordnet, die über einen Motor 13 antreibbar ist. Auf diese Weise ist das stückige Gut aus der Aufgabeeinrichtung 10 direkt mittels der Schnecke 12 entnehmbar und wird in dem Schneckenrohr 11 aufwärts zum Ausgabeende der Schnecke 12 befördert, deren letzte Schneckenwindung 12′ in Förderrichtung in dem Schneckenrohr 11 zurückversetzt ist, so daß dieses gegenüber der letzten Schneckenwindung 12′ übersteht.
Das Schneckenrohr 11 ist etwa im Bereich der letzten Schneckenwindung 12′ bzw. stromabwärts hiervon mit Zutrittsöffnungen 17 für die mit dem stückigen Gut zu mischende Flüssigkeit versehen. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit von wenigstens zwei Seiten in das Schneckenrohr 11 eingeführt. Die Flüssigkeit wird durch eine Förderpumpe 37 aus dem Behälter 38 entnommen und kann mit einer Dampfinjektionsvorrichtung 39 erhitzt werden. Letztere wird über einen Temperaturfühler 40, einen Regler 41 und ein Ventil 42 gesteuert.
Aufgrund der Dosierung des stückigen Gutes durch die Schnecke 12 und die Einspeisung der Flüssigkeit ergibt sich bereits ein grob gemischtes Produkt, dessen Mischgüte aber durch auf der verlängerten Schneckenwelle 12′′ angebrachte Mischflügel 18 verbessert werden kann.
Das Schneckenrohr 11 besitzt ferner zwischen seinem Aufgabeende und der letzten Schneckenwindung 12′ Dampfeinlässe 19 etwa in Form von einzelnen Düsen oder einer Ringdüse, wobei die eingeführte Dampfmenge durch ein Ventil 20 gesteuert wird, das durch einen an einen Temperaturfühler 21 angeschlossenen und dessen Meßwerte auswertenden Regelkreis 22 geregelt wird, wobei der Temperaturfühler 21 stromabwärts von den Dampfeinlässen 19 angeordnet ist. Auf diese Weise kann das stückige Gut, das von der Schnecke 12 gefördert wird, bei geringer mechanischer Belastung der grobstückigen Anteile in engen Temperaturgrenzen wirksam pasteurisiert werden.
Das Schneckenrohr 11 besitzt stromaufwärts von den Dampfeinlässen 19 einen oder mehrere Kondensatauslässe 23, durch die der kondensierte, durch die Dampfeinlässe 19 eingeführte Dampf abgeführt wird.
Über eine kurze Leitung mit großem Querschnitt ist das Schneckenrohr 11 an seinem in Förderrichtung vorn liegenden Ende mit einer Abförderpumpe 16 verbunden, welche von einem Motor 15 angetrieben ist. Die Geschwindigkeit dieses Motors wird mittels eines Reglers 25, der von einem Druckfühler 24 beeinflußt wird, geregelt. Dadurch kann das Schneckenrohr 11 unter einem gewissen Druck betrieben werden.
Durch die produktspezifischen Anforderungen werden für die Abförder­ pumpen 16 i. a. Verdrängerpumpen eingesetzt, welche der Empfindlichkeit der Stücke, deren Größe und dem Mengenstrom angepaßt sein müssen. Vorzugsweise werden hierzu vor allem bei großen und/oder empfindlichen Stücken grobkamme­ rige Rotationskolbenpumpen eingesetzt, die allgemein den noch notwendigen Vermischungseffekt zum Erreichen eines homogenen gemischten Endproduktes aufgrund ihrer Funktionsweise aufbringen, so daß auf weitere in-line-Mischeinrichtungen verzichtet werden kann. Das Produkt wird vielmehr direkt zu einer Abfülleinrichtung 26 gefördert, falls es die hierzu notwen­ dige Temperatur bereits aufweist, sonst wird es durch eine Dampfinjektions­ vorrichtung 31 auf die gewünschte Temperatur gebracht.
Die Abfülleinrichtung 26 kann gegebenenfalls dabei durch den Druck in der von der Abförderpumpe 16 zur Abfülleinrichtung 26 führenden Leitung 27 über einen Druckfühler 28, einen Regler 29 und gegebenenfalls über die Temperatur des zu verpackenden Produktes über einen Temperaturfühler 30, der die Dampf­ injektion 31 steuert, bezüglich der Abfüllgeschwindigkeit geregelt werden.
In der Leitung 27 befindet sich ein Durchflußmengenmesser 32 für das Gesamtprodukt, das der Abfülleinrichtung 26 zugeführt wird. Dieser ist mit einem einstellbaren Verhältnisregler 33 verbunden, der auf einem zweiten Eingang mit einem weiteren Durchflußmesser 34 verbunden ist, der sich in der Zuführleitung 35 für die Flüssigkeit zu den Zutrittsöffnungen 17 befindet. Der Regler 33 steuert somit den Antrieb 36 einer Förderpumpe 37, mit der die Flüssigkeit aus einem Behälter 38 entnommen wird.
Die Flüssigkeit kann insbesondere vor der Einführung in das Schneckenrohr 11 mit einer Erhitzungseinrichtung, insbesondere mittels einer Dampfinjektionseinrichtung 39, etwa einer Ringspaltdüse, erhitzt werden, so daß die Zusammenführung und Mischung des stückigen Gutes mit der Flüssigkeit bereits bei der gewünschten Temperatur erfolgen kann. Gewöhnlich kann dann ein anschließendes Erhitzen durch die Dampfinjektionseinrichtung 31 entfallen. Dies ist besonders vorteilhaft bei Produkten mit grobstückigen Anteilen hoher Konzentration, wo bisher eine Erhitzung mit geringer mechanischer Belastung der Stücke und mit engen Temperaturgrenzen ausgenommen schwierig war. Die Abführung des hierdurch in das Stückgemenge eingebrachten Kondensats erfolgt im wesentlichen über die Kondensatauslässe 23. Die Dampfinjektionseinrichtung wird über einen Temperaturfühler 40, einen Regler 41 und ein Dampfeinlaßventil 42 gesteuert.
Ein Arbeiten unter Vakuum ist auch möglich. Hierzu ist eine vakuumfeste Ausführung der geeigneten Einrichtungen zur Zugabe der Stücke in die unter Vakuum stehende Aufgabeeinrichtung 10 vorzusehen. Ferner sind hierzu Maßnahmen zur Erzielung eines Überdruckes an der Flüssigkeitspumpe 37, z. B. durch Blenden oder Düsen, vorzusehen. Die Abförderpumpe 16 muß stö­ rungsfrei aus dem Vakuum fördern. Gegebenenfalls kann die Abförderpumpe 16 durch ein Vakuum in der Leitung 27 unterstützt werden.
Da die feste und die flüssige Komponente getrennt auf die erforderliche Temperatur durch direkte Dampfinjektion erhitzt werden, kann die Vorrichtung kurzfristig gestoppt und wieder angefahren werden. Die Vorrichtung kann mit einer kontinuierlich arbeitenden Emulgieranlage gekoppelt werden, wobei auch hierbei die Emulsion nur einmal erhitzt zu werden braucht.
Die Vorrichtung kann in-line gereinigt werden. Der Reinigungskreislauf ist durch die entsprechenden Pfeile und "R" bezeichnet, durch den ersichtlich eine problemlose Reinigung ermöglicht wird. Mit "RL" ist der Rücklauf bezeichnet. Die Dampfeinführungsstellen sind mit "D" und die Kondensatauslässe mit "K" bezeichnet.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Mischen und Erhitzen eines Nahrungsmittels aus stücki­ gem Gut und Flüssigkeit, mit einem aus einem Schneckenrohr und einer darin befindlichen Schnecke bestehenden Schneckenförderer, wobei das Schneckenrohr gegenüber der letzten Schneckenwindung übersteht und in diesem überstehenden Bereich Zutrittsöffnungen für eine Flüssigkeit vorgesehen sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schneckenrohr (11) zum Auslaß hin aufwärts ge­ neigt ist, daß die Zutrittsöffnungen (17) mit einer Erhitzungs- (39) und einer Fördereinrichtung (37) für die Flüssigkeit in Verbindung stehen, und daß sich an das Ende des Schneckenrohrs (11) eine kurze Leitung zu einer Abförderpumpe (16) anschließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnec­ kenrohr (11) zwischen seiner Aufgabeeinrichtung (10) und der letzten Schnec­ kenwindung (12′) Dampfeinlässe (19) und stromaufwärts Kondensatauslässe(18) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (12) eine verlängerte Welle (12′′) aufweist, auf der Mischflügel (18) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (25) vorgesehen ist, der die Drehzahl der Abförderpumpe (16) in Abhängigkeit vom Druck am Austrittsende des Schneckenrohres (11) regelt, und zwar derart, daß an diesem Austrittsende ein konstanter Druck aufrecht erhalten wird.
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