DE4444675C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung eines Käsebruch-Molke-Gemisches mit einer vorbestimmten Masse Käsebruch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines Käsebruch-Molke-Gemisches mit einer vorbestimmten Masse Käsebruch, bei dem das Käsebruch-Molke-Gemisch über sein Volumen abgegrenzt wird sowie Vorrichtungen zur Durchführung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 8, 9 und 10.

Ein Verfahren der einleitend gekennzeichneten Gattung ist als Teil eines umfassenderen Verfahrens in der Druckschrift DE 41 15 837 C2 beschrieben. Dort geht man von der einfach zu realisierenden Möglichkeit aus, ein homo­ genes Käsebruch-Molke-Gemisch mit einem bestimmten An­ teil von Käsebruch bereitzustellen. Es wird dort vorge­ schlagen, die in die Käseform einzubringende Käsebruch­ menge zunächst in Verbindung mit einer wesentlich größeren Menge an Molke volumenmäßig abzugrenzen, um da­ durch zwei wesentliche Probleme bei der Käseherstellung zu lösen, nämlich

• 1. eine gewichtsgenaue Abfüllung des Käsebruchs in die Käseform sicherzustellen und
• 2. in Verbindung mit der großen Menge an Molke den Kä­ sebruch schonend und weitgehend frei von Luftein­ schlüssen in die Käseform einzubringen.

Die gewichtsgenaue Einbringung des Käsebruchs in die Kä­ seform ist insbesondere im Rahmen automatisierter Pro­ duktionslinien zur Käseherstellung von Bedeutung. Man strebt hierbei Käseformlinge gleicher Masse oder, um im täglichen Sprachgebrauch zu bleiben, gleichen Gewichts an; Maßnahmen zum Einebnen des Käsebruchs in der Käse­ form sollen darüber hinaus vermieden werden. Die scho­ nende Behandlung des Käsebruchs auf seinem Weg in die Käseform wird durch die Einbringung des Käsebruch-Mol­ ke-Gemisches unterhalb des Molkespiegels erreicht. Hier­ durch wird der Kontakt des Käsebruchs mit der Luft ver­ hindert, der zu unerwünschten Lufteinschlüssen führen könnte und besonders bei der Herstellung bestimmter Käse­ sorten wie Hartkäse (Emmentaler), Schnittkäse (Gouda, Edamer) oder halbfester Schnittkäse die Qualität der entstehenden Käsemasse nachteilig beeinflussen würde. Darüber hinaus wird durch die Bereitstellung des Käse­ bruchs in Verbindung mit einer größeren Menge an Molke das Bruchkorn weniger mechanisch beansprucht, als dies bei vorentmolktem Käsebruch der Fall wäre, wodurch Staubbildung und damit Staubverluste weitestgehend ver­ mieden werden.

Mit einem in der DE 39 03 319 C1 beschriebenen Verfahren und der zugeordneten Vorrichtung zu seiner Durchführung kann zwar der Käsebruch auf seinem gesamten Transportweg von der Zufuhrstelle in die Füll- und Verteileinrichtung bis hinab in die sogenannte Vorpreßwanne in einer Molke­ säule absinken, wodurch eine schonende Einbringung des Käsebruchs in die Wanne sichergestellt ist, jedoch dif­ ferieren die hinter der Wanne durch Schneiden gebildeten Käsebruchstücke hinsichtlich ihres Gewichtes, da der in der Wanne gebildete schichtförmige Käsebruchstrang in Abhängigkeit von der Menge des in die Wanne eingefüllten Käsebruch-Molke-Gemisches von Charge zu Charge Höhendif­ ferenzen aufweist. Weiterhin ist in diesem Zusammenhang nachteilig, daß die beim Schneiden des Käsebruchsstran­ ges gebildeten Bruchstücke beim Umsetzen in die Preßfor­ men der neben der Wanne angeordneten Presse mechanisch beansprucht werden, und daß das gesamte Verfahren an sich keine kontinuierliche oder wenigstens quasikontinu­ ierliche Bearbeitung des Käsebruchs im Rahmen einer au­ tomatischen Produktionslinie erlaubt.

Vom grundlegenden Lösungsansatz her gesehen sind das in der DE 41 15 837 C2 beschriebene Verfahren und die dort vor­ geschlagene Maschine zu seiner Durchführung am ehesten geeignet, die vorgenannten beiden Probleme zu lösen. Die gewichtsgenaue Massenabgrenzung des Käsebruchs in der Käseform gelingt dann, wenn eine homogene Verteilung des Käsebruchs in der Molke vorliegt. Diesbezüglich hat sich nun herausgestellt, daß diese Voraussetzung nur schwer oder überhaupt nicht im Rahmen der zu fordernden Genau­ igkeit zu erfüllen ist; selbst dann nicht, wenn das im sogenannten Käsefertiger bereitete Käsebruch-Molke-Ge­ misch in einen Puffertank überführt und dort durch ge­ eignete Rühr- und Verteileinrichtungen weiterbehandelt wird, um anschließend einer volumenmäßig bestimmten Mas­ senabgrenzung in der vorgeschlagenen Dosierkammer zuge­ führt zu werden.

Eine einfache rechnerische Behandlung der volumenmäßig bestimmten Massenabgrenzung anhand des in der Zeichnung (Fig. 1) dargestellten Massenmodells soll das in der Praxis auftretende Problem verdeutlichen. Ein durch eine Dosierkammer, beispielsweise einen Vorlagebehälter 1, vorgegebenes Volumen V beinhalte sowohl Molke M als auch Käsebruch K. Das Volumen sämtlicher Käsebruch-Körner weise zusammen das schematisch dargestellte Volumen V(K) auf; das im Gesamtvolumen V darüberhinaus verbleibende Volumen sei mit Molke gefüllt und weise das Molkevolumen V(M) auf. Der Käsebruch habe die Dichte P(K), die Molke ist durch die Dichte P(M) gekennzeichnet. Damit befindet sich im Volumen V die Gesamtmasse des Käsebruch-Molke- Gemisches

m(ges) = m(K) + m(M) (1).

Bezeichnet man das Volumen des Käsebruchs V(K) bezogen auf das Gesamtvolumen V mit dem Volumenanteil

a = V(K)/V (2a)

und das Volumen der Molke V(M) bezogen auf das Gesamtvo­ lumen V mit dem Volumenanteil

1-a = V(M)/V (2b)

so ergibt sich für die Gesamtmasse des Käsebruch-Molke- Gemisches

m(ges) = V [aP(K)+(1-a)P(M)] (1a).

Aus Gleichung (1a) erkennt man, daß eine gewichtsgenaue Massenabgrenzung über das vorgegebene Gesamtvolumen V nur dann möglich ist, wenn die Dichte des Käsebruchs P(K), die Dichte der Molke P(M) und der Volumenanteil a des Käsebruchs im Käsebruch-Molke-Gemisch K/M jeweils unveränderlich ist. In den weitaus meisten Fällen wird in der Praxis für eine bestimmte Käsesorte die Dichte der Molke P(M) und jene des Käsebruchs P(K) als bekannt und über die zu verarbeitende Charge als unveränderlich anzusetzen sein. Probleme hingegen bereitet die Bereit­ stellung eines Käsebruch-Molke-Gemisches K/M mit einem vorbestimmten Anteil a an Käsebruch K. Selbst wenn in einem geeigneten Puffertank zur Bereitstellung eines diesbezüglichen Gemisches ein Volumenanteil a mit hin­ reichender Genauigkeit einstellbar und damit vorgebbar wäre, kann es beispielsweise bei der Überführung in die Käseformen zu Entmischungsvorgängen und damit zu Inhomo­ genitäten kommen.

Aus Gleichung (1a) gewinnt man durch Umformung die im vorgegebenen Gesamtvolumen V enthaltene Masse an Käse­ bruch

m(K) = [m(ges)-m(Mo)]P(K)/[P(K)-P(M)] (1b).

In Gleichung (1b) bedeutet die Masse m(Mo) die Masse des allein mit Molke M vollständig gefluteten Gesamtvolumens V. Wie einleitend bereits dargelegt, wird die erforder­ liche Masse m(K) des Käsebruchs K im Zusammenhang mit einer größeren Masse m(M) an Molke M in die Käseform überführt. Ziel des Dosiervorgangs im vorgegebenen Ge­ samtvolumen V ist es, die darin befindliche Masse Käse­ bruch m(K) so zu bestimmen und abzugrenzen, daß bei der weiteren Behandlung eine erforderliche Masse Käsebruch m(F) in der Käseform vorliegt. Aus der Bedingung

m(K) = m(F) (3)

folgt mit Gleichung (1a) ein notwendiger Volumenanteil

a = a* (4)

des Käsebruchs im Gesamtvolumen V. Diesen Volumenanteil a* gilt es nun bei ansonsten bekannten oder jeweils zu ermittelnden Dichten für Molke und Käsebruch P(M) bzw. P(K) im Rahmen des vorgegebenen Gesamtvolumens V in im­ mer wiederkehrender Abfolge bereitzustellen, bis bei­ spielsweise eine im Käsefertiger hergestellte Charge an Käsebruch-Molke-Gemisch K/M verarbeitet ist. Die vorge­ nannten Voraussetzungen sind bislang im Rahmen der zu fordernden Genauigkeiten nicht hinreichend zu erfüllen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer vorbestimmten Masse Käsebruch K in eine Käseform auf dem Weg der Zufuhr eines Käsebruch-Molke-Gemisches K/M, wobei die schonende Behandlung des Käsebruchs bei seiner Massenabgrenzung und seiner nachgeordneten Be­ handlung sichergestellt sein soll.

Dieses Ziel wird durch Anwendung der Kennzeichenmerkmale eines der voneinander unabhängigen Ansprüche 1, 3, 5 oder 6 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Ver­ fahren sind Gegenstand der Ansprüche 2, 4 und 7. Vor­ richtungen zum Durchführen der Verfahrens sind Gegen­ stand der Ansprüche 8 bis 10.

Die Lösung des vorliegenden Problems offenbart sich in mehreren voneinander unabhängigen Varianten, wie sie in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt sind. Allen Lösungsvarianten ist gemein, daß der Käsebruchanteil im jeweils maßgeblichen Volumen über die Bestimmung der Ge­ wichtskraft der in diesem Volumen vorgelegten Gesamt­ masse des Käsebruch-Molkegemisches durch Wägung erfolgt, und der Anteil des Käsebruchs solange in geeigneter Wei­ se verändert wird, bis die erforderliche Masse Käsebruch m(F), die letztlich zur vollständigen Befüllung der Kä­ seform erforderlich ist, in einem vom Käsebruch-Molke- Gemisch dann eingenommenen Volumen vorgelegt ist.

Tabelle der Lösungsvarianten

Die verschiedenen Lösungsvarianten gliedern sich gemäß der vorstehenden Tabelle in die Varianten A, B und C, wobei bei der Variante A das Volumen V(h) ein beliebiges sein kann, welches fortlaufend oder in diskreten Schrit­ ten ermittelt wird. Bei der Variante B geht man von ei­ nem fest vorgegebenen Volumen V(H) aus.

Die Varianten A und B differenzieren sich nunmehr noch in Untervarianten I, Ia, II und IIa, wobei bei den Untervarianten II und IIa jeweils wieder nach Fällen 1 bis 3 unterschieden wird. Die Variante C kombiniert je­ weils die Varianten AII2,3 und BII2,3 bzw. AIIa2,3 mit BIIa2,3 miteinander.

Die verschiedenen Lösungsvarianten stellen sich im ein­ zelnen wie folgt dar:

Variante AII

Die hierzu vorgeschlagene Lösung sieht vor, daß ein Vo­ lumen V(h) mit Käsebruch-Molke-Gemisch K/M vorgelegt wird, wobei das zulaufende Gemisch zum einen Teil aus einem Käsebruch-Molke-Gemisch K/M mit einem höheren als dem erforderlichen Käsebruchanteil und zum anderen Teil aus hauptsächlich Molke M besteht, daß anschließend durch Wägung die Gewichtskraft der im Volumen V(h) vor­ gelegten Gesamtmasse des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M bestimmt und daraus nach Maßgabe vorgegebener Dichte­ werte für Molke und Käsebruch P(M) bzw. P(K) eine in der Gesamtmasse enthaltene Masse Käsebruch m(K) ermittelt und mit einem vom jeweiligen Volumen V(h) abhängigen Masse-Sollwert m(K)-Soll verglichen wird. Variante AII unterscheidet nun nachfolgend drei Fälle bezüglich des Verhältnisses der in der Gesamtmasse vorgelegten Masse an Käsebruch m(K) im Verhältnis zum erforderlichen Mas­ se-Sollwert m(K)-Soll im jeweiligen Volumen V(h):

Fall 1 m(K) = m(K)-Soll
die Bereitstellung des Käsebruch- Molke-Gemisches K/M wird unter gleichen Zulaufbedingungen fort­ gesetzt;

Fall 2 m(K) < m(K)-Soll
es erfolgt eine Anreicherung des Käsebruchanteils in einem größeren als dem vorgelegten Volumen V(h) durch Zufuhr hauptsächlich des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M;

Fall 3 m(K) < m(K)-Soll
es wird eine Verringerung des Kä­ sebruchanteils in einem größeren als dem vorgelegten Volumen V(h) durch Zufuhr hauptsächlich von Molke M vorgenommen.

Die Anreicherung oder Verringerung des Käsebruchanteils im sich stetig vergrößernden Volumen V(h) wird jeweils solange und durch Wägung fortlaufend begleitet durchge­ führt, bis die erforderliche Masse Käsebruch m(F) vor­ gelegt ist (m(K) = m(F)).

Variante AIIa

Diese Variante basiert auf Variante AII und ersetzt die Vorgabe der Dichtewert für Molke M und/oder Käsebruch K durch Ermittlung aktueller Dichtewerte P(M) bzw. P(K) aus Messungen.

Das Verfahren A mit seinen Varianten II und IIa ist be­ sonders flexibel zu handhaben und es ist daher auf unterschiedlichste Anforderungen leicht anpaßbar, wie sie beispielsweise durch die Verarbeitung verschiedener Käsesorten und ihre Erscheinungsformen auftreten.

Variante BI, BIa

Das vorgeschlagene Verfahren sieht zunächst ein voll­ ständiges (BI) oder auch in einem ersten Schritt ein teilweises (BIa) Fluten eines vorgegebenen Volumens V(H) mit Molke vor. Dadurch ist für Variante BI die in Glei­ chung (1b) enthaltene Masse Molke m(Mo) im Volumen V(H) vorgelegt. Diese Masse wird zunächst durch Wägung bestimmt, und anschließend wird dem Volumen V(H) ein Vo­ lumenstrom Q des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M zuge­ führt, wobei ein entsprechender Volumenstrom, hauptsäch­ lich bestehend aus Molke, aus dem Volumen V(H), vorzugs­ weise zeitgleich, abgeführt wird. Aus diesem "Spülvor­ gang" des Volumens V(H) resultiert eine Anreicherung des Käsebruchanteils im Volumen V(H), die solange fortge­ setzt wird, bis die erforderliche Masse Käsebruch m(K) = m(F) im Volumen V(H) vorgelegt ist. Letztere bestimmt sich aus Gleichung (1b) über die Gewichtskraft der ge­ samten Masse m(ges) des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M im Volumen V(H) auf dem Weg über eine die "Spülung" fort­ laufend begleitende Wägung. Mit dieser "Spülung" wird der Volumenanteil des Käsebruchs K, der im vollständig mit Molke M gefluteten Volumen V(H) einen Wert a=0 auf­ weist, auf den Wert a = a* (Gleichung (4)) angehoben. Variante BI bzw. BIa setzt voraus, daß sowohl die Dichte der Molke P(M) als auch jene des Käsebruchs P(K) bekannt sind und mit dem jeweiligen konkreten Wert P(M*) bzw. P(K*) angesetzt werden kann:

P(M) = P(M*); P(K) = P(K*) (4a).

Die Variante BI bzw. BIa ist auch geeignet, die Dichte­ werte P(M) für die Molke aus dem Vorgang heraus zu aktu­ alisieren. Dies geschieht dadurch, daß das vollständig mit Molke geflutete Volumen V(H) zunächst gewogen und daraus die aktuelle Dichte der Molke P(M) bestimmt wird. Falls es aus Gründen des zeitlichen Ablaufs zweckmäßig ist, die Dichtebestimmung vor der vollständigen Befül­ lung des Volumens V(H) vorzunehmen, wird gemäß Variante BIa die Dichteermittlung aus einer teilweisen Flutung des vorhandenen Volumens bis zu einem Teilvolumen V(H1) vorgenommen.

Variante BII

Die hierzu vorgeschlagene Lösung verzichtet auf eine Vorflutung des vorgegebenen Volumens V(H) mit Molke M. Dem zunächst leeren Volumen V(H) wird ein Volumenstrom Q des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M bis zur vollständigen Befüllung des Volumens V(H) zugeführt. Anschließend wird durch Wägung die Gewichtskraft der im Volumen V(H) vor­ gelegten Gesamtmasse m(ges) des Käsebruch-Molke-Gemi­ sches K/M bestimmt und daraus wird über Gleichung (1b) die in der Gesamtmasse m(ges) enthaltene Masse Käsebruch m(K) ermittelt und mit einer erforderlichen Masse Käse­ bruch m(F) verglichen. Die Variante BII setzt, ebenso wie die Variante BI, die Kenntnis der jeweiligen Dichte der Molke P(M) und des Käsebruchs P(K) voraus und sie unterscheidet nun nachfolgend drei Fälle bzgl. des Ver­ hältnisses der in der Gesamtmasse m(ges) vorgelegten Masse an Käsebruch m(K) im Verhältnis zur erforderlichen Masse Käsebruch m(F), die für die gewichtsgenaue Befül­ lung der Käseform erforderlich ist:

Fall 1 m(K) = m(F):
die Bereitstellung des Käse­ bruch-Molke-Gemisches K/M in dem vorgegebenen Volumen V(H) ist mit dessen vollständiger Befüllung beendet;

Fall 2 m(K) < m(F):
es erfolgt eine Anreicherung des Käsebruchanteils im Volumen V(H) durch Zufuhr von Käsebruch-Mol­ ke-Gemisch K/M in das und Abfuhr hauptsächlich von Molke M aus dem Volumen V(H);

Fall 3 m(K) < m(F):
es wird eine Verringerung des Kä­ sebruchanteils im Volumen V(H) durch Abfuhr hauptsächlich von Käsebruch K aus dem und Zufuhr von Käsebruch-Molke-Gemisch K/M in das Volumen V(H) vorgenommen.

Die Anreicherung oder Verringerung des Käsebruchanteils im Volumen V(H) wird jeweils solange und durch Wägung fortlaufend begleitend durchgeführt, bis die erforder­ liche Masse Käsebruch m(K) = m(F) im Volumen V(H) vor­ gelegt ist.

Variante BIIa

Diese Variante löst das Problem ebenfalls ohne Vorflu­ tung des vorgegebenen Volumens V(H) bei Kenntnis der Dichte der Molke P(M) = P(M*) (Vorgabe oder aktuelle Ermittlung) und für den Fall, daß die Dichte des Käse­ bruchs

P(K) = P(K)** ≠ P(K*) (5)

im Zuge der Befüllung des Volumens V(H) zunächst nicht bekannt ist. Die Variante BIIa erfordert zunächst die Ermittlung der vorliegenden Dichte P(K)** durch eine ge­ eignete externe Meßeinrichtung. Alsdann wird die Ge­ samtmasse m(ges)** des im Volumen V(H) vorgelegten Käse­ bruch-Molke-Gemisches K/M durch Wägung bestimmt, und, abgeleitet aus Gleichung (1a), wird über Gleichung (7) bei Kenntnis der jeweiligen vorliegenden Dichten für die Molke und den Käsebruch (P(M*); P(K)**) der aktuelle Vo­ lumenanteil a** des Käsebruchs K im Volumen V(H) ermit­ telt

a** = [m(ges)**/V - P(M)]/(P(K)** - P(M)) (6).

Damit ist nunmehr die im Volumen V(H) enthaltene Masse m(K)** Käsebruch mit

m(K)** = V a** P(K)** (7)

bekannt. Darüberhinaus unterscheidet Variante BIIa, ebenso wie Variante BII, die vorstehend bereits be­ schriebenen Fälle 1 bis 3. Dabei unterscheidet sich die weitere Vorgehensweise bei den Fällen 2 und 3 insoweit von jenen der Variante BIT, als mit der ermittelten Dichte des Käsebruchs P(K)** zunächst der einzustellende Volumenanteil a*** des Käsebruchs im Volumen V(H) nach Gleichung (8)

a*** = m(F)/(V P(K)**) (8)

ermittelt wird, um dann, ausgehend von Gleichung (1a), durch Anreicherung oder Verringerung des Käsebruchan­ teils im Volumen V(H) eine Gesamtmasse m(ges)** nach Gleichung (9)

m(ges)*** = V [a*** P(K)** +(1-a***)P(M)] (9)

einzustellen und durch Wägung in der vorbeschriebenen Weise zu kontrollieren.

Varianten CII, CIIa

Das Verfahren C kombiniert die Verfahren AII2,3 mit den Verfahren BII2,3 (Variante CII) bzw. AIIa2,3 mit BIIa2,3 (Variante CIIa) in der Weise, daß zunächst die Käse­ bruchbereitstellung in einem variablen Volumen V(h) vor­ genommen wird, und zwar solange, bis ein maximales Vo­ lumen V(H) erreicht ist. Für den Fall, daß beim Volumen V(H) die erforderliche Käsebruchmasse m(F) noch nicht vorgelegt ist, wird nunmehr im vollständig befüllten Vo­ lumen V(H) eine Anreicherung bzw. Verringerung des Kä­ sebruchanteils nach Maßgabe des Verfahrens B, Variante BIT bzw. BIIa für die Fälle 2 oder 3, durchgeführt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zum Durchfüh­ ren der vorgeschlagenen Verfahren A bzw. B sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden kurz be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Vorlagebehäl­ ter zum Durchführen der Verfahrensvariante A, wobei das jeweils mit Käsebruch-Molke-Gemisch K/M befüllte Volumen V(h) fortlaufend oder in diskreten Schritten ermittelt und der Käsebruch­ anteil über Zulaufeinrichtungen für Käsebruch- Molke-Gemisch K/M und Molke M gesteuert wird;

Fig. 3 in Form eines Diagramms die Darstellung rele­ vanter Verfahrensparameter in Abhängigkeit von der Füllhöhe h im Vorlagebehälter und

Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Mittelschnitt durch einen Vorlagebehälter mit fest vorgegebe­ nem Volumen V(H) zum Durchführen der Verfahrens­ variante B.

Ein Vorlagebehälter 1 (Fig. 2) stützt sich entweder einseitig auf einer Wiegeeinrichtung 5 ab oder ist al­ ternativ an einer Wiegeeinrichtung 50 (s. hierzu Fig. 4) aufgehängt. Darüber hinaus sind auch andere An­ ordnungsvarianten möglich, wobei lediglich sicherge­ stellt sein muß, daß die Gewichtskraft des gesamten Vor­ lagebehälters 1, einschließlich seines Inhaltes, durch Wägung bestimmt werden kann. Der Vorlagebehälter 1 ver­ fügt an seiner Oberseite über eine mittels einer Ab­ sperreinrichtung 2a schaltbare Zulaufeinrichtung 2 für die Zufuhr des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M und an sei­ ner Unterseite über eine mittels einer Absperreinrich­ tung 6a schaltbare Entleerungseinrichtung 6 für die Ab­ fuhr des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M in eine nicht dargestellte, nachgeordnete Käseform. Sowohl die Zu­ laufeinrichtung 2 als auch die Entleerungseinrichtung 6 müssen dabei derart ausgestaltet sein, daß ihr Eingriff in den Vorlagebehälter 1 bzw. ihre Anbindung an densel­ ben zumindest während der Zeitdauer des Wiegevorganges letzteren nicht verfälschend beeinflußt. Konstruktive Lösungen hierzu sind nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung; sie haben allerdings im Stand der Technik, beispielsweise bei Behältern, die mit Wiegeeinrichtungen versehen sind, zahlreiche Vorbilder. Jedenfalls muß da­ für Sorge getragen werden, daß die Zulaufeinrichtung 2 keine das Wiegeergebnis verfälschend beeinflussenden Kräfte auf den Vorlagebehälter 1 ausübt. Falls die Zu­ laufeinrichtung 2 aus Gründen der schonenden Einbringung des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M in einen Bodenbereich 1b (s. hierzu Fig. 4) des Vorlagebehälters 1 hinabge­ führt ist, muß dafür Sorge getragen werden, daß die Auf­ triebskraft, die von dem sich in den Vorlagebehälter 1 erstreckenden Rohrleitungsteil ausgeht, in jedem Falle meßtechnisch erfaßt wird. Bezüglich der Entleerungsein­ richtung 6 muß sichergestellt sein, daß Kräfte aus der Verbindung mit der angrenzenden, nicht näher bezeichne­ ten Rohrleitung, die beispielsweise zu der nachgeordne­ ten Käseform führt, im Falle des Wiegens entweder nicht existent sind oder aber in geeigneter Weise im Wiegeer­ gebnis Berücksichtigung finden.

Darüber hinaus ist eine weitere Zulaufeinrichtung 20 mit einer Absperreinrichtung 20a für Molke M vorgesehen, die nach Bedarf auch in den Bodenbereich 1b des Vorlagebe­ hälters 1 hinabgeführt werden kann. Im Kopfbereich des Vorlagebehälters 1 ist ein erster Füllstandsgeber 9 vor­ gesehen, der beispielsweise über die Aussendung von Ul­ traschall- oder Infrarotsignalen eine jeweilige Füllhöhe h des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M im Vorlagebehälter 1 feststellen und als auswertbares Signal an eine Rech­ ner-/Steuereinheit 8 weiterleiten kann (Signalüber­ tragungsleitung 8b).

Der Vorlagebehälter 1 wird nun mit einem Volumenstrom befüllt, der zum einen Teil aus einem Käsebruch-Molke- Gemisch K/M mit einem höheren als dem erforderlichen Kä­ sebruchanteil (Zulaufeinrichtung 2) und zum anderen Teil aus hauptsächlich Molke M (Zulaufeinrichtung 20) be­ steht. Fortlaufend oder in diskreten Schritten wird das Volumen V(h) ermittelt (z. B. Volumina V1, V2, V(H)), wo­ bei über die Rechner-/Steuereinheit 8 für jedes ermit­ telte Volumen die in diesem Volumen jeweils enthaltene Masse Käsebruch m(K) (z. B. m1(K), m2(K), m(K)) bestimmt wird. Diese jeweilige Masse Käsebruch wird mit dem vom jeweiligen Volumen V(h) abhängigen Masse Sollwert m(K)-Soll verglichen (m1(K)-Soll, m2(K)-Soll bzw. m(K)-Soll). Aus dem Vergleich werden gegebenenfalls Steuersignale abgeleitet, die eine Anreicherung oder ei­ ne Verringerung des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M im je­ weils vorgelegten Volumen (V1, V2, V(H)) anstreben. Ei­ ne Anreicherung des Käsebruchanteils wird dadurch er­ reicht, daß hauptsächlich Käsebruch-Molke-Gemisch K/M über die Zulaufeinrichtung 2 zugeführt wird. Eine Ver­ ringerung des Käsebruchanteils erfolgt über eine Zufuhr hauptsächlich von Molke M über die Zulaufeinrichtung 20. Mit 8a, 8c, 8d und 8e sind weitere Signalübertragungs­ leitungen gekennzeichnet.

Sollte bei Erreichen des maximal möglichen Volumens V(H) die für die Befüllung der Käseform notwendige Masse Kä­ sebruch m(F) noch nicht erreicht sein, so kann bei fe­ stem Volumen V(H), wie es eine vorteilhafte Ausgestal­ tung des Verfahrens vorsieht (Verfahren C), nunmehr eine Anreicherung oder eine Verringerung des Käsebruchanteils dergestalt vorgenommen werden, wie es die in der Be­ schreibungseinleitung dargestellte Verfahrensvariante B vorsieht.

In Fig. 3 ist ein linearer Verlauf zwischen dem im Vor­ lagebehälter 1 befindlichen Volumen V(h) und der jeweils zugeordneten Füllhöhe h dargestellt. Hier ist auch jeder andere, nichtlineare Zusammenhang möglich. Neben der Volumenfunktion V(h) ist sowohl der sich aus dieser er­ gebende Sollwert für die Masse des Käsebruchs m(K)-Boll als auch für die Gesamtmasse m(ges)-Soll dargestellt. Mit m(Mo)-Soll ist der Sollwert der Massenfunktion in Abhängigkeit von der jeweiligen Füllhöhe h bezeichnet, die sich aus der Füllung des jeweiligen Volumens V(h) allein mit Molke M ergibt und deren Kenntnis zur Aus­ wertung zur Gleichung (1b) erforderlich ist. Für den Fall, daß bei einem vorgelegten Volumen (z. B. V(h1)=V1) ein Istwert m1(K)-Ist festgestellt wird, der ober- oder unterhalb des jeweils zugeordneten Sollwertes m(K)-Soll liegt, sind über die Rechner-/Steuereinheit 8 steue­ rungstechnische Eingriffe in der vorbeschriebenen Weise notwendig. Bei der weiteren Befüllung des Vorlagebe­ hälters 1 kann nunmehr die Massenfunktion m(K)-Ist für den Käsebruch K an die Funktion für den zugehörigen Sollwert m(K)-Soll herangeführt werden.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen Vorla­ gebehälter 1, welcher sich, in gleicher Weise und unter den gleichen Bedingungen wie der Vorlagebehälter 1 gemäß Fig. 2, entweder einseitig auf einer Wiegeeinrichtung 5 abstützt oder welcher alternativ auch an einer Wiegeein­ richtung 50 aufgehängt sein kann. Soweit Bezugszeichen gleichlautend bereits in Fig. 2 enthalten sind, haben die damit angezogenen Merkmale auch sinngemäß die glei­ che Funktion und Bedeutung wie dort. Zusätzlich sind Signalübertragungsleitungen 8f und 8g für die Absperr­ einrichtung 3a bzw. 4a erforderlich.

Das vorgegebene Volumen V(H) des Vorlagebehälters 1 wird durch eine erste oder eine zweite Überlaufeinrichtung 3 bzw. 4 begrenzt. Dabei weist die erste Überlaufein­ richtung 3 ihre Einmündungsöffnung 3b an der freien Oberfläche 1a des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M im Vor­ lagebehälter 1 auf, während die zweite 4 im Bodenbereich 1b des Vorlagebehälters 1 ihre Einmündungsöffnung 4b be­ sitzt. Sowohl die erste als auch die zweite Überlauf­ einrichtung 3 bzw. 4 verfügt jeweils über eine Absperr­ einrichtung 3a bzw. 4a.

Die Überlaufeinrichtungen 3 und 4 dienen jeweils der Re­ gelung des Käsebruchanteils a im Volumen V(H) des Vorla­ gebehälters 1 gemäß den vorstehend beschriebenen Verfah­ rensvarianten BI bis BIIa. Bei einer Anreicherung des Käsebruchanteils, wie sie z. B. Fall 2 bei den Varianten BII und BIIa vorsieht, wird fortlaufend ein Volumenstrom Q des Käsebruch-Molke-Gemisches K/M mit einem Volumen­ anteil a über die Zulaufeinrichtung 2 zugeführt, während hauptsächlich Molke M über die erste Überlaufeinrichtung 3 aus dem Volumen V(H) abgeführt wird. Dadurch ergibt sich eine Anreicherung des Käsebruchanteils bis zum ge­ wünschten Anteil a=a* (Variante BII, Fall 2) bzw. bis zur Anreicherung a=a*** (Variante BIIa, Fall 2).

Für den Fall, daß eine Verringerung des Käsebruchanteils a im Volumen V vorzunehmen ist (Variante BII, Fall 3 bzw. Variante BIIa, Fall 3), tritt die zweite Überlauf­ einrichtung 4 in Funktion. Über diese wird hauptsächlich Käsebruch K aus dem Bodenbereich 1b des Vorlagebehälters 1 abgeführt, während, vorzugsweise zeitgleich, ein adä­ quates Volumen eines Käsebruch-Molke-Gemisches K/M über die Zulaufeinrichtung 2 zugeführt wird. Durch die das Volumen V(H) des Vorlagebehälters 1 begrenzende Anord­ nung der Überlaufeinrichtungen 3 bzw. 4 ist in jedem Falle sichergestellt, daß die zu- und abgeführten Volu­ menströme einander entsprechen und somit das Volumen V(H) im Vorlagebehälter 1 stets konstant und vollständig befüllt bleibt.

Die vorgeschlagenen Verfahren und die Vorrichtung zu ih­ rer Durchführung sind geeignet, in automatisierte Pro­ zeßlinien der Käseherstellung, wie sie beispielsweise in der Druckschrift DE 41 15 837 C2 beschrieben sind, integriert zu werden. Gleichwohl kann die vorgeschlagene Vorrich­ tung auch als eigenständige Vorrichtung konzipiert wer­ den, die der Bereitstellung eines Käsebruch- Molke-Gemisches mit einer vorbestimmten Menge Käsebruch erfindungsgemäß dient und der im einfachsten Falle eine manuelle oder halbautomatische Nachbehandlung des Käse­ bruchs im Rahmen der Käseherstellung nachgeschaltet ist.

In jedem Falle lassen sich mit den vorgeschlagenen Ver­ fahren und den Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren die eingangs dargelegten wichtigsten Forde­ rungen erfüllen, nämlich

• 1. die gewichtsgenaue Massenabgrenzung des Käsebruchs in Verbindung mit einer beliebig großen und jeweils wahlweise zu bestimmenden Molkemenge, wodurch im Be­ darfsfall
• 2. eine schonende Einbringung des Käsebruchs in die Kä­ seform unterhalb des Molkespiegels sichergestellt werden kann.

Der Molkeanteil läßt sich im Rahmen der vorgeschlagenen Vorrichtung durch die höhenmäßige Anordnung der Über­ laufeinrichtungen 3 und 4 (Fig. 4) auf relativ ein­ fache, im Ausführungsbeispiel nicht im einzelnen darge­ stellte Weise variieren.

Die vorgeschlagenen Verfahren sind darüber hinaus inso­ weit abwandelbar, als beispielsweise mit veränderlichem Volumen V(h) in einem Vorlagebehälter 1 gemäß Fig. 2 gearbeitet (Verfahren A) und die Regelung des Käse­ bruchanteils ablaufseitig vorgenommen wird, wie es das Verfahren B vorsieht. Allerdings kann dann der Molke­ abzug nicht an einer fest vorgegebenen Stelle erfolgen, sondern er muß beispielsweise über einen auf der Ober­ fläche des Käsebruch-Molke-Gemischs schwimmenden Über­ lauf vorgenommen werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Bereitstellung eines Käsebruch-Molke- Gemisches mit einer vorbestimmten Masse Käsebruch, bei dem das Käsebruch-Molke-Gemisch über sein Volumen abgegrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vo­ lumen (V(h)) mit Käsebruch-Molke-Gemisch (K/M) vor­ gelegt wird, wobei das zulaufende Gemisch zum einen Teil aus einem Käsebruch-Molke-Gemisch (K/M) mit ei­ nem höheren als dem erforderlichen Käsebruchanteil und zum anderen Teil aus hauptsächlich Molke (M) be­ steht, daß anschließend durch Wägung die Gewichts­ kraft der im Volumen (V(h)) vorgelegten Gesamtmasse des Käsebruch-Molke-Gemisches (K/M) bestimmt und dar­ aus und nach Maßgabe vorgegebener Dichtewerte für Molke und Käsebruch P(M) bzw. P(K) eine in der Ge­ samtmasse enthaltene Masse Käsebruch (m(K)) ermittelt und mit einem vom jeweiligen Volumen (V(h)) abhän­ gigen Masse-Sollwert m(K)-Soll verglichen wird, wobei
für m(K) = m(K)-Soll
die Bereitstellung unter glei­ chen Zulaufbedingungen fortge­ setzt wird,
für m(K) < m(K)-Soll
eine Anreicherung des Käse­ bruchanteils in einem größeren als dem vorgelegten Volumen (V(h)) durch Zufuhr hauptsäch­ lich des Käsebruch-Molke-Gemi­ sches (K/M) erfolgt und
für m(K) < m(K)-Soll
eine Verringerung des Käse­ bruchanteils in einem größeren als dem vorgelegten Volumen (V(h)) durch Zufuhr hauptsäch­ lich von Molke (M) vorgenommen wird,
und zwar jeweils solange und durch Wägung fortlaufend begleitet, bis die erforderliche Masse Käsebruch (m(F)) vorgelegt ist (m(K) = m(F)).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (V(h)) fortlaufend oder in diskreten Schritten ermittelt wird.

3. Verfahren zur Bereitstellung eines Käsebruch-Molke- Gemisches mit einer vorbestimmten Masse Käsebruch, bei dem das Käsebruch-Molke-Gemisch über sein Volumen abgegrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor­ gegebenes Volumen (V(H)) mit Molke (M) vorgeflutet wird, daß dem Volumen (V(H)) anschließend ein Volu­ menstrom (Q) des Käsebruch-Molke-Gemisches (K/M) zu­ geführt wird und ein entsprechender Volumenstrom, hauptsächlich bestehend aus Molke, aus dem Volumen (V(H)) abgeführt wird, daß die daraus resultierende Anreicherung des Käsebruchanteils im Volumen (V(H)) solange fortgesetzt wird, bis eine erforderliche Mas­ se Käsebruch (m(F)) vorgelegt ist, wobei letztere über die Gewichtskraft der Gesamtmasse des Käsebruch- Molke-Gemisches (K/M) im Volumen (V(H)) auf dem Weg über eine die Anreicherung fortlaufend begleitende Wägung nach Maßgabe vorgegebener Dichtewerte für Molke und Käsebruch P(M) bzw. P(K) bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem vollständig oder teilweise vorgefluteten Volumen (V(H)) bzw. V(H1)) die aktuelle Dichte P(M) der Molke (M) bestimmt wird.

5. Verfahren zur Bereitstellung eines Käsebruch-Molke- Gemisches mit einer vorbestimmten Masse Käsebruch, bei dem das Käsebruch-Molke-Gemisch über sein Volumen abgegrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß einem vorgegebenen Volumen (V (H)) ein Käsebruch-Molke-Ge­ misch (K/M) bis zur vollständigen Befüllung zugeführt wird, daß anschließend durch Wägung die Gewichtskraft der im Volumen (V(H)) vorgelegten Gesamtmasse des Kä­ sebruch-Molke-Gemisches (K/M) bestimmt und daraus und nach Maßgabe vorgegebener Dichtewerte für Molke und Käsebruch P(M) bzw. P(K) eine in der Gesamtmasse ent­ haltene Masse Käsebruch (m(K)) ermittelt und mit ei­ ner erforderlichen Masse Käsebruch (m(F)) verglichen wird, wobei
für m(K) = m(F)
die Bereitstellung beendet ist,
für m(K) < m(F)
eine Anreicherung des Käse­ bruchanteils im Volumen (V(H)) durch Zufuhr von Käsebruch- Molke-Gemisch (K/M) in das und Abfuhr hauptsächlich von Molke (M) aus dem Volumen (V) er­ folgt und
für m(K) < m(F)
eine Verringerung des Käse­ bruchanteils im Volumen (V(H)) durch Abfuhr hauptsächlich von Käsebruch (K) aus dem und Zu­ fuhr von Käsebruch-Molke-Ge­ misch (K/M) in das Volumen (V(H)) vorgenommen wird,
und zwar jeweils solange und durch Wägung fortlaufend begleitet, bis die erforderliche Masse Käsebruch (m(F)) im Volumen (V(H)) vorgelegt ist.

6. Verfahren zur Bereitstellung eines Käsebruch-Molke- Gemisches mit einer vorbestimmten Masse Käsebruch, bei dem das Käsebruch-Molke-Gemisch über sein Volumen abgegrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und anschließend das Verfahren nach Anspruch 5 zur Anwendung kommt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 oder 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorgabe der Dichtewerte für Molke (M) und/oder Käsebruch (K) aus aktuellen Meßwerten erfolgt.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 7, mit einem für das Kä­ sebruch-Molke-Gemisch (K/M) bestimmten Vorlagebehäl­ ter in Verbindung mit einer Zulauf- und einer Entlee­ rungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­ wichtskraft des Vorlagebehälters (1) nebst seinem In­ halt durch Wägung über eine Wiegeeinrichtung (5; 50) bestimmt wird, daß das Volumen (V(h)) über einen er­ sten Füllstandsgeber (9) ermittelt wird, daß eine Zu­ laufeinrichtung (2) für das Käsebruch-Molke-Gemisch (K/M) und eine weitere (20) für Molke (M) vorgesehen ist, und daß der Füllstandsgeber (9), beide Zulauf­ einrichtungen (2, 20) und die Wiegeeinrichtung (5; 50) mit einer Rechner-/Steuereinheit (8) verbunden sind.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 5 oder 7, mit einem für das Käse­ bruch-Molkegemisch (K/M) bestimmten Vorlagebehälter bekannten Volumens in Verbindung mit einer Zulauf- und einer Entleerungseinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewichtskraft des Vorlagebehälters (1) nebst seinem Inhalt durch Wägung über eine Wie­ geeinrichtung (5; 50) bestimmt wird, daß das Volumen (V(H)) des Vorlagebehälters (1) durch eine erste oder eine zweite Überlaufeinrichtung (3 bzw. 4) begrenzt ist, wobei die erste (3) an einer freien Oberfläche (1a) des Käsebruch-Molke-Gemisches (K/M) im Vorlage­ behälter (1) und die zweite (4) im Bodenbereich (1b) desselben ihre jeweilige Einmündungsöffnung (3b bzw. 4b) aufweist, und daß die Zulaufeinrichtung (2), bei­ de Überlaufeinrichtungen (3, 4) und die Wiegeeinrich­ tung (5; 50) mit einer Rechner-/Steuereinrichtung (8) verbunden sind.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7, mit einem für das Käsebruch-Mol­ ke-Gemisch (K/M) bestimmten Vorlagebehälter in Ver­ bindung mit einer Zulauf- und einer Entleerungsein­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichts­ kraft des Vorlagebehälters (1) nebst seinem Inhalt durch Wägung über eine Wiegeeinrichtung (5; 50) be­ stimmt wird, daß das Volumen (V(h)) über einen ersten Füllstandsgeber (9) ermittelt wird, daß eine Zulauf­ einrichtung (2) für das Käsebruch-Molke-Gemisch (K/M) und eine weitere (20) für Molke (M) vorgesehen ist, daß ein maximales Volumen V(H) des Vorlagebehälters (1) durch eine erste oder eine zweite Überlaufein­ richtung (3 bzw. 4) begrenzt ist, wobei die erste (3) an einer freien Oberfläche (1a) des Käsebruch-Molke- Gemisches (K/M) im Vorlagebehälter (1) und die zweite (4) im Bodenbereich (1b) des Vorlagebehälters (1) ih­ re jeweilige Einmündungsöffnung (3b bzw. 4b) auf­ weist, und daß der Füllstandsgeber (9), beide Zu­ laufeinrichtungen (2, 20), beide Überlaufeinrich­ tungen (3, 4) und die Wiegeeinrichtung (5; 50) mit ei­ ner Rechner-/Steuereinrichtung (8) verbunden sind.