DE4106619A1 - Verfahren zum einbringen einer zumischung, insbesondere von fruechten und/oder fruchtteilen als fruchtzubereitung, in eine fluessige grundsubstanz, insbesondere joghurt, und zum anschliessenden abfuellen der entstandenen mischung in behaelter, insbesondere becher, sowie vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Zumischung, insbesondere aus Früchten und/oder Fruchtteilen als Fruchtzubereitung, in eine flüssige Grundsubstanz, insbesondere Joghurt, und zum anschließenden Abfüllen der entstandenen Mischung in Behälter, insbesondere Becher, unter Verwendung eines ersten Vorratsbehälters für die Grundsubstanz, eines zweiten Vorratsbehälters und einer ersten Dosiereinrichtung für die Zumischung, sowie eines einen Mischer aufweisenden Mischbehälters, dem Grundsubstanz und Zumischung zugeführt werden und von dem eine zweite Dosiereinrichtung mit der Mischung beschickt wird, welche zweite Dosiereinrichtung nach Maßgabe eines Arbeitstaktes Behälter für Behälter mit jeweils einer Füllmenge befüllt.

Bei einem bekannten Verfahren nebst Vorrichtung erfolgt das Herstellen der gewünschten Mischung im Mischbehälter unabhängig von den momentanen Anforderungen der zweiten Dosiereinrichtung und damit des Arbeitstaktes, da aus dem Mischbehälter zunächst in einen dritten Vorratsbehälter zur Aufbewahrung der im Oberfluß hergestellten Mischung gefördert wird, aus dem dann die zweite Dosiereinrichtung entsprechend ihrem Arbeitstakt die fertige Mischung abzieht. Besteht die Zumischung aus in ihrer Konsistenz festeren und/oder schwereren Bestandteilen, wie dies beispielsweise für ganze Früchte und größere Fruchtteile einer Fruchtzubereitung gilt, dann hat diese im Vorratsbehälter befindliche Mischung aus Gründen der Schwerkraft das Bestreben, sich zumindest partiell wieder zu trennen, nämlich dadurch, daß die schwereren Bestandteile absinken. Hierdurch verringert sich bereits die Genauigkeit, die von Behälter zu Behälter bzw. Becher hinsichtlich des Anteils der Zumischung gewünscht wird. Auch bei einem unvorhergesehenen Stillstand des Mischvorgangs ergeben sich beim erneuten Anfahren Mischungsungenauigkeiten. Um diese möglichst zu vermeiden, werden relativ aufwendige Meß- und Regelsysteme verwendet. Im übrigen handelt es sich bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik um gesonderte Maschinen, die einer Abfüllanlage mit ihren zweiten Dosiereinrichtungen vorgeschaltet werden und nicht nur erste Dosiereinrichtungen für das Zumessen der Zumischung besitzen, sondern auch noch dritte Dosiereinrichtungen für das Zumessen der Grundsubstanz.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, welche die Einhaltung einer größeren Genauigkeit des Zumischungsanteils an der Füllmenge eines Behälters, somit des Mischungsverhältnisses, ermöglichen und darüberhinaus einen geringeren technischen Aufwand erfordern, derart, daß die Vorrichtung einfacher und preiswerter herstellbar ist und sich gegebenenfalls sogar unmittelbar der Dosiereinrichtung einer Abfüllanlage zuordnen läßt, somit in die Abfüllanlage integriert werden kann.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren sowohl Teilmenge für Teilmenge der Zumischung als auch Teilmenge für Teilmenge der Grundsubstanz dem Mischbehälter nach Maßgabe des Arbeitstaktes zugeführt werden, und daß die zweite Dosiereinrichtung die jeweilige Füllmenge unmittelbar von der Mischung im Mischbehälter abzieht.

Unter Verzicht auf einen gesonderten, dritten Vorratsbehälter für die fertige Mischung erhält somit die zweite Dosiereinrichtung ihre Füllmengen direkt aus dem Mischbehälter, der seinerseits nach Maßgabe der von der zweiten Dosiereinrichtung abgezogenen Füllmenge eine Teilmenge der Grundsubstanz einerseits und eine Teilmenge der Zumischung andererseits einsaugt. Der Mischbehälter läßt sich deshalb verhältnismäßig klein ausbilden, da er nur verhältnismäßig wenige Füllmengen zu enthalten braucht. Exakt mit dem Abzug einer Füllmenge, beispielsweise für einen Joghurtbecher, rücken eine entsprechende Teilmenge an Grundsubstanz und eine Teilmenge an Zumischung nach, die miteinander die Füllmenge bilden. Üblicherweise sind mehrere Dosiereinrichtungen für mehrere Behälter nebeneinander in einer Abfüllanlage angeordnet. Da praktisch nicht auf Vorrat gefertigt wird, die fertige Mischung also nicht in einem Vorratsbehälter zur Ruhe kommt, ist ein Entmischen bzw. Absinken festerer Bestandteile innerhalb der Mischung nicht möglich. Selbst wenn ein Stillstand auftritt, wird dadurch die Zumeßgenauigkeit praktisch nicht beeinträchtigt, da nur im Mischbehälter, und zwar verhältnismäßig wenig, Mischung vorhanden ist, derart, daß bei einem Wiederanlaufen der entsprechenden Anlage der Mischer sofort wieder in Funktion tritt und eine während des Stillstands womöglich in der in ihm enthaltenen Mischung doch aufgetretene Inhomogenität sogleich wieder beseitigen kann, bevor die zweite Dosiereinrichtung erneut in Funktion tritt.

Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß eine dritte Dosier- oder Meßeinrichtung für das Abmessen der Teilmenge der Grund­ substanz entfallen kann. Dieses Abmessen ergibt sich nämlich automatisch dadurch, daß beim Ansaugen einer Füllmenge durch die zweite Dosierpumpe aus dem Mischbehälter dieser Mischbehalter diejenige Teilmenge an Grundsubstanz aus dem ersten Vorratsbehälter nachsaugt, die zur Auffüllung der Teilmenge der Zumischung auf die Füllmenge erforderlich ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Teilmengen der Zumischung der Grundsubstanz zugeführt, bevor diese den Mischungsbehälter erreicht. Dies hat den Vorteil, daß arbeitstaktmäßig die Grundsubstanz sozusagen mit Zumischung geimpft wird, was eine Art Vormischung darstellt und die Genauigkeit der Einhaltung des gewünschten Mischungs­ verhältnisses begünstigt.

Vorrichtungsmäßig wird die genannte Aufgabe mit einem ersten Vorratsbehälter für die Grundsubstanz, einem zweiten Vorratsbehälter und einer ersten Dosiereinrichtung für die Zumischung, einem einen Mischer enthaltenen Mischbehälter, in den jeweils der erste und der zweite Vorratsbehälter münden, und mit einer nachgeschalteten zweiten Dosiereinrichtung dadurch gelöst, daß die zweite Dosiereinrichtung direkt an den Mischbehälter angeschlossen ist. Um die Vorrichtung noch weiter zu vereinfachen, ist zweckmäßig der erste Vorratsbehälter über eine erste Rohrleitung an den Mischbehälter und der zweite Vorratsbehälter über eine zweite Rohrleitung an die erste Rohrleitung angeschlossen, wobei in der zweiten Rohrleitung die erste Dosiereinrichtung für die Zumischung angeordnet ist. Die erste und die zweite Dosiereinrichtung sollte derartig synchronisiert sein, daß taktweise mit dem Ansaugen einer Füllmenge durch die zweite Dosiereinrichtung die erste Dosiereinrichtung eine Einzelmenge der Zumischung in die erste Rohrleitung einbringt. Die Förderung erfolgt letztlich durch die zweite Dosier­ einrichtung, die durch das Abziehen einer Füllmenge der Mischung aus dem Mischbehälter Grundsubstanz aus dem ersten Vorratsbehälter nachsaugt. Die erste Dosiereinrichtung fördert entweder direkt in den Mischbehälter oder, wie dargelegt, in die erste Rohrleitung, die aus dem ersten Vorratsbehälter in den Mischbehälter führt. Damit wird der von der zweiten Dosiereinrichtung ausgeübte Sog auch für die in der ersten Rohrleitung vorhandenen Teilmengen der Zumischung wirksam.

Zur Verdeutlichung sei darauf hingewiesen, daß nicht immer jede zweite Dosiereinrichtung, wie sie jeder Behälter- oder Becherbahn einer Abfüllanlage zugeordnet zu sein pflegt, allein ihr zugehörige bzw. zuliefernde Vorrats- und Mischbehälter besitzen muß. Wird z. B. mehreren nebeneinanderliegenden Becherbahnen ein und dasselbe Misch- bzw. Füllgut zugeführt, dann sind zweckmäßig mehrere zweite Dosiereinrichtungen zwecks Bezugs ihrer Füllmengen mit einem gemeinsamen Mischbehälter verbunden, der seinerseits an einen Vorratsbehälter für die Zumischung und einen Vorratsbehälter für die Grundsubstanz angeschlossen ist. Die Teilmengen an Zumischung und Grundsubstanz, die einem gemeinsamen Mischbehälter arbeitstaktmäßig zugeführt werden, sind dann natürlich Summen aus denjenigen Unter-Teilmengen, die jeweils einer einzelnen Dosiereinrichtung zufließen. Es ist hier eine Vielzahl von unterschiedlichen Kombinationen des Vorrichtungsaufbaus möglich, je nachdem, wieviele unterschiedliche Mischungen pro Arbeitstakt den nebeneinanderliegenden Becherbahnen zuführbar sein sollen.

Die Erfindung und weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens näher erläutert, die aus der beigefügten Zeichnung in schematischer Darstellung hervorgeht.

Die gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient zum Einbringen einer Zumischung aus Früchten und/oder Fruchtteilen als Fruchtzubereitung in eine Grundsubstanz, die hier aus Joghurt besteht, und zum anschließenden Abfüllen der entstandenen Mischung in Becher. Sie besitzt einen ersten Vorratsbehälter 1 für Joghurt und einen zweiten Vorratsbehälter 2 für die Fruchtzubereitung, einen Mischbehälter 3 mit einem motorgetriebenen Mischflügel 4 als dynamischen Mischer, eine erste Dosiereinrichtung 10 für das Einbringen der Fruchtzubereitung und eine zweite Dosiereinrichtung 5, die aus einem sogenannten Hauptdoseur 6 mit einem Kolben 7 und einem Steuerventil 8 besteht. Diese zweite Dosiereinrichtung 5 füllt eine Füllmenge der Mischung in einen jeweiligen Becher 9 ab.

Es versteht sich, daß bei Abfüllanlagen, bei welchen die erfindungsgemäße Vorrichtung Verwendung findet, mehrere gleiche Vorrichtungen entsprechend der Anzahl der nebeneinander in Reihe angelieferten Becher 9 vorhanden sind.

Die Funktion ist wie folgt:

In Pfeilrichtung A wird durch eine Leitung 11 Joghurt in den ersten Vorratsbehälter 1 eingefüllt, wobei es keine Rolle spielt, ob dieses Einfüllen bzw. Anliefern kontinuierlich oder chargenweise geschieht.

Gleiches gilt für die Anlieferung der Fruchtzubereitung in Pfeilrichtung B durch eine Zuleitung 12 in den zweiten Vorratsbehälter 2.

Der erste Vorratsbehälter 1 liefert über eine Hauptleitung 13 Joghurt zum Mischbehälter 3 nach Maßgabe des Arbeitstaktes, mit dem die zweite Dosiereinrichtung 5 betätigt wird, um fertiges Gemisch aus Joghurt und Fruchtzubereitung in gewünschtem Anteil in jeweils einen Becher 9 einzubringen, und zwar dosiert mit einer bestimmten Füllmenge.

Synchronisiert mit der Betätigung des Kolbens 7 der zweiten Dosiereinrichtung 5 erfolgt die Betätigung der ersten Dosiereinrichtung 10 für die Zumischung der Fruchtzubereitung, ebenfalls dosiert über ein zweites Steuerventil 14, das zweckmäßig direkt in die Hauptleitung 13 fördert.

Es versteht sich, daß bei jedem Ansaugtakt des Kolbens 7 der zweiten Dosiereinrichtung fertiges Gemisch in gewünschter Menge (Füllmenge) aus dem Mischbehälter 3 über das geöffnete Steuerventil 8 in den Zylinder 15 gesaugt wird, woraufhin die Füllmenge beim Abwärtshub des Kolbens 7 in den Becher 9 gedrückt wird. Das Steuerventil 8 arbeitet dabei in der Weise, daß es beim Ansaugen den Zugang zur Leitung 16 vom Mischbehälter 3 öffnet, den Ausfluß zum Becher 9 hingegen schließt, während beim Abwärtshub des Kolbens 7 der Durchlaß zur Leitung 16 geschlossen und der Ausfluß in den Becher 9 geöffnet wird.

Entsprechend arbeitet auch die erste Dosiereinrichtung 10 (Nebendoseur) für die Zumischung aus Fruchtzubereitung, wobei die Verbindung zwischen dem zweiten Vorratsbehälter und dem zweiten Steuerventil 14 durch eine Leitung 17 hergestellt ist. Der Kolben dieser ersten Dosiereinrichtung 10 ist mit 16 bezeichnet worden. Es versteht sich, daß die Betätigung der beiden Kolben 7 und 16 derart synchronisiert ist, daß pro Betätigung des Kolbens 7 der zweiten Dosiereinrichtung 5 eine Betätigung des Kolbens 16 der ersten Dosiereinrichtung 10 erfolgt. Sollte sich die Joghurtmasse in der Leitung 13 bei einem Ausstoß einer Einzelmenge an Fruchtzubereitung gerade in Ruhe befinden, würde dies nichts ausmachen, da der erste Vorratsbehälter 1 für Joghurt als Puffer wirkt und sich eine der Teilmenge der Fruchtzubereitung entsprechende Menge an Joghurt in den ersten Vorratsbehälter 1 zurückdrücken ließe.

Es wird bevorzugt, die Zumischung dann hinzuzufügen, wenn sich die Grundsubstanz in Bewegung befindet, die zweite Dosiereinrichtung 5 also grade eine Füllmenge unten aus dem Mischbehälter 3 absaugt, so daß zwangsläufig Grundsubstanz aus dem ersten Vorratsbehälter 1 in den Mischbehälter 3 oben nachgesaugt wird. Dabei rutscht arbeitstaktweise jeweils eine noch ungemischte Füllmenge, bestehend aus einer Teilmenge Joghurt und einer Teilmenge Fruchtzubereitung, aus der Leitung 13 in den Mischbehälter 3. Diese Zufuhr stoppt, solange der Kolben 7 nicht in einem Aufwärtshub Gemisch durch die Leitung 16 an der Unterseite 18 des Mischbehälters 3 ansaugt, sondern in einem Abwärtshub eine Füllmenge ausstößt, wobei das Steuerventil 8 die Leitung 16 sperrt und seinen Auslaß öffnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren nebst Vorrichtung hat sich vor allen Dingen auch bei der Zumischung von ganzen Früchten bewährt, die in Folge ihres Gewichts besonders zur Entmischung neigen und deshalb Schwierigkeiten bereiten. Wenn auch allein schon der Verzicht auf einen Vorratsbehälter für das fertige Gemisch zwischen der zweiten Dosiereinrichtung 5 und dem Mischbehälter 3 hier bereits zu sehr guten Ergebnissen führt, ist doch die besondere Weise der Zuführung von Joghurt einerseits und Fruchtzubereitung andererseits, nämlich sozusagen eine Art Vormischung durch Zuteilung der Teilmenge an Fruchtzubereitung pro Becher zu der erforderlichen, mit der Teilmenge der Fruchtzubereitung letztlich die Füllmenge ergebenden Teilmenge an Joghurt ursächlich dafür, daß sich hier eine besonders fein dosierbare und genaue Zumischung ergibt, was letztlich einen stets gleichbleibenden, gewünschten und natürlich einstellbaren Gehalt der Füllmenge eines Bechers an Joghurt einerseits und Fruchtzubereitung andererseits bedeutet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zwar die Teilmenge der Zumischung durch die erste Dosiereinrichtung 10 mittels Abmessung genau bestimmt, die Bestimmung der Teilmenge an Grundsubstanz erfolgt hingegen zwangsläufig innerhalb der Rohrleitung 13, da diese Bestimmung sich aus der Tatsache ergibt, daß sowohl die erste Dosiereinrichtung als auch die zweite Dosiereinrichtung mit gleicher Taktzahl pro Zeiteinheit, also synchronisiert, arbeiten. Einer gesonderten Abmessung der Teilmenge der Grundsubstanz (z. B. Joghurt) bedarf es deshalb nicht, weil das Ansaugvolumen der zweiten Dosiereinrichtung 5 automatisch dafür sorgt, daß die in die Leitung 13 eingebrachte Teilmenge an Zumischung (z. B. Fruchtzubereitung) durch nachgesaugten Joghurt auf die jeweilige Füllmenge des Behälters oder der Behälter (Joghurtbecher) aufgefüllt wird, wobei die Differenz zwischen Zumischung einerseits und Füllmenge andererseits zwangsläufig die Teilmenge der Grundsubstanz darstellt. Dies ermöglicht einen Verzicht auf eine dritte Dosiereinrichtung für die Abmessung der Teilmenge der Grundsubstanz.

Es versteht sich, daß Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung nicht auf das Mischen und Abfüllen von Joghurt mit Fruchtzubereitung beschränkt sind, ja nicht einmal auf Lebensmittel. Weitere Anwendungsgebiete sind vielmehr in der chemischen Industrie und ganz allgemein in der Verfahrenstechnik gegeben.

• 1) Die mit der Anmeldung und im Laufe des Verfahrens eingereichten Ansprüche sind Formulierungsversuche ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes.
• 2) In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteranspruche zu verstehen.
• 3) Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung offenbarte Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung zu beanspruchen; insbesondere beabsichtigt die Anmelderin, auf in den Unterlagen etwa offenbarte neue Stoffe Stoffansprüche zu richten.

Claims (5)

1. Verfahren zum Einbringen einer Zumischung, insbesondere aus Früchten und/oder Fruchtteilen als Fruchtzubereitung, in eine flüssige Grundsubstanz, insbesondere Joghurt, und zum anschließenden Abfüllen der entstandenen Mischung in Behälter, insbesondere Becher, unter Verwendung eines ersten Vorratsbehälters (1) für die Grundsubstanz, eines zweiten Vorratsbehälters (2) und einer ersten Dosiereinrichtung für die Zumischung, sowie eines einen Mischer aufweisenden Mischbehälters (3), dem Grundsubstanz und Zumischung zugeführt werden und von dem eine zweite Dosiereinrichtung (5) mit der Mischung beschickt wird, welche zweite Dosiereinrichtung nach Maßgabe eines Arbeitstaktes Behälter (9) für Behälter mit jeweils einer Füllmenge befüllt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Teilmenge für Teilmenge der Zumischung als auch Teilmenge für Teilmenge der Grundsubstanz dem Mischbehälter (3) nach Maßgabe des Arbeitstaktes zugeführt werden, und daß die zweite Dosiereinrichtung (5) die jeweilige Füllmenge unmittelbar von der Mischung im Mischbehälter (3) abzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmengen der Zumischung der Grundsubstanz zugeführt werden, bevor diese den Mischungsbehälter (3) erreicht.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 oder 2 mit einem ersten Vorratsbehälter (1) für die Grundsubstanz, einem zweiten Vorratsbehälter (2) und einer ersten Dosiereinrichtung (10) für die Zumischung, einem einen Mischer (4) enthaltenden Mischbehälter (3), in den jeweils der erste und der zweite Vorratsbehälter (1, 2) münden, und einer nachgeschalteten zweiten Dosiereinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dosiereinrichtung (5) direkt an den Mischbehälter (3) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorratsbehälter (1) über eine erste Rohrleitung (13) an den Mischbehälter (3) und der zweite Vorratsbehälter (2) über eine zweite Rohrleitung (17) an die erste Rohrleitung (13) angeschlossen ist, und daß in die zweite Rohrleitung (17) die zweite Dosiereinrichtung (10) geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Dosiereinrichtung (5; 10) synchron betätigbar sind.