Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR FINELY COMMINUTING, EMULSIFYING OR FINELY COMMINUTING AND EMULSIFYING BIOLOGICAL RAW MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/091666
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to apparatuses for finely comminuting, emulsifying or finely comminuting and emulsifying biological raw materials, in particular protein-rich raw materials. The apparatuses are characterized in particular by an improved comminution and/or emulsification of protein-rich biological raw materials. To this end, an apparatus has a conveyor device that transports the biological raw material, a first comminuting device arranged downstream of the conveyor device and comprising at least one rotating blade and at least one stationary perforated disc, at least one second comminuting device arranged downstream of the first comminuting device and comprising a first stationary perforated disc and at least one rotating blade and a second stationary perforated disc, and drives for the conveyor device and the rotating blades. Furthermore, the perforations of the first perforated disc of the second comminuting device are larger than the perforations of the last perforated disc either of the first comminuting device or of an upstream second comminuting device. The apparatus is advantageously suitable for finely comminuting and/or emulsifying biological raw materials, preferably protein-rich foodstuffs, in particular meat, but also fish, cheeses and the like.

Inventors:
SCHNÄCKEL, Wolfram (Rittergasse 33, Südharz/Stolberg, 06536, DE)
KRICKMEIER, Janet (Pregelmühle 63, Mukrena, Könnern, 06420, DE)
MICKLISCH, Ingo (Martinstraße 8, Halle, 06108, DE)
SCHNÄCKEL, Dimitrinka (Rittergasse 33, Südharz/Stolberg, 06536, DE)
MUTSCHLER, Markus (Johannes Brenz Weg 15, Dornhan, 72175, DE)
HÖHNING, Christian (Ingeborg-Bachmann-Straße 15, Greven, 48268, DE)
Application Number:
EP2014/078256
Publication Date:
June 25, 2015
Filing Date:
December 17, 2014
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HOCHSCHULE ANHALT (FH); HOCHSCHULE FÜR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN (Bernburger Str. 55, Köthen, 06366, DE)
International Classes:
A22C17/00; B02C18/30
Domestic Patent References:
2001-06-21
2002-05-30
Foreign References:
EP2377405A12011-10-19
DE10111001A12002-09-26
EP0573759A11993-12-15
EP0835608A11998-04-15
DE19841289A11999-03-25
EP1306010A12003-05-02
EP1980323A12008-10-15
EP2377405A12011-10-19
Attorney, Agent or Firm:
KAILUWEIT & UHLEMANN PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (Bamberger Straße 49, Dresden, 01187, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Vorrichtung zum Feinzerkleinern, Emulgieren oder Feinzerkleinern und Emulgieren von biologischen Rohstoffen mit

- einer den biologischen Rohstoff transportierenden Fördereinrichtung (1 ),

- einer ersten Zerkleinerungseinrichtung (2) nach der Fördereinrichtung (1 ) mit mindestens einem rotierenden Messer (4) und mindestens einer feststehenden Lochscheibe (5),

- wenigstens einer zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3) nach der ersten Zerkleinerungseinrichtung (2) mit einer ersten feststehenden Lochscheibe (6) und mindestens einem rotierenden Messer (7) und einer zweiten feststehenden Lochscheibe (8), wobei die Löcher der ersten Lochscheibe (6) der zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3) größer als die Löcher der letzten Lochscheibe (5) entweder der ersten Zerkleinerungseinrichtung (2) oder einer vorgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3) sind und der Transport der Rohstoffe sowohl durch als auch zwischen den Zerkleinerungseinrichtungen (2, 3) nur durch den aus der Fördereinrichtung (1 ) resultierenden Vorschub der Rohstoffe erfolgt, und

- Antrieben (9, 10) für die Fördereinrichtung (1 ) und die rotierenden Messer (4, 7).

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (1 ) und das rotierende Messer (4) der ersten Zerkleinerungseinrichtung (2) an jeweils einen Antrieb oder dass die Fördereinrichtung (1 ) und das rotierende Messer (4) der ersten Zerkleinerungseinrichtung (2) an einen ersten Antrieb (9) gekoppelt sind.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Messer (7) der zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3) mit einem zweiten Antrieb (10) verbunden ist oder dass rotierende Messer (7a, 7b) der zweiten Zerkleinerungseinrichtungen (3a, 3b) an Antriebe (10a, 10b) gekoppelt sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zerkleinerungseinrichtung (3) in Förderrichtung des biologischen Rohstoffes eine Lochscheibe (6) und mindestens Messer-Lochscheiben-Kombination (7, 8) aufweist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung nach der Fördereinrichtung (1 ) nacheinander eine erste Zerkleinerungseinrichtung (2) und zweite Zerkleinerungseinrichtungen (3a, 3b) angeordnet sind und dass die Löcher der ersten Lochscheibe (6b) der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3b) größer als die Löcher der letzten Lochscheibe (8a) der der letzten Zerkleinerungseinrichtung (3b) vorgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3a) sind.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher der letzten Lochscheibe (5, 8a, 8b) der in Förderrichtung nacheinander angeordneten Zerkleinerungseinrichtungen (2, 3a, 3b) kleiner oder gleich sind und dass die Löcher der Lochscheiben in jeder Zerkleinerungseinrichtung (2, 3) in Förderrichtung kleiner oder gleich sind.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher der in Förderrichtung letzten Lochscheibe (8, 8b) der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3, 3b) jeweils einen Durchmesser aufweisen, der mindestens 15% des Durchmessers der Löcher der letzten Lochscheibe (5) der ersten Zerkleinerungseinrichtung (2) beträgt.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (9, 10) an eine Steuereinrichtung so gekoppelt sind, dass zu Beginn des Zerkleinerns und/oder Emulgierens ein zeitverzögerter Anlauf des rotierenden Messers (7) der nachgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3) erfolgt oder erfolgen kann.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zerkleinerungseinrichtung (2) und/oder die zweite Zerkleinerungseinrichtung (3) und/oder die zweiten Zerkleinerungseinrichtungen (3a, 3b) wenigstens einen Drucksensor für den Rohstoff, einen Temperatursensor für den Rohstoff, einen Leistungsmesser für die Motoren (9, 10) als Antriebe (9, 10) oder einen Drehzahlmesser für die Messer oder eine Kombination davon aufweist und/oder aufweisen und dass der Drucksensor und/oder der Temperatursensor und/oder der Leistungsmesser und/oder der Drehzahlmesser mit einer Steuereinrichtung verbunden ist und/oder sind.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine die Temperatur- und Druckentwicklung während der Zerkleinerung und Emulgierung über definierte Parameter als Temperaturanstieg, Produktendtemperatur, Druck, Vorschub, Messerwellendrehzahl, Leistung der Antriebe (9, 10) und/oder Mischzeit kontrollierende Steuereinrichtung ist.

1 1 . Vorrichtung nach Patentanspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine die Temperaturen während der Zerkleinerung und Emulgierung durch den Zufluss von Wasser kontrollierende Steuereinrichtung ist.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (1 ) wenigstens eine Förderschnecke oder ein Pumpe ist und dass eine Steuereinrichtung so mit den Antrieben (9, 10) verbunden ist, dass die Drehzahl der Förderschnecke (1 ) und/oder des wenigstens einen Messers (4) der ersten Zerkleinerungseinrichtung (2) und/oder des mindestens einen Messers (7, 7a) der wenigstens einen von mindestens zwei zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3, 3a) kleiner als die Drehzahl des Messers (7, 7b) der zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3) oder der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3b) ist, welches an den zweiten Antrieb (10b) gekoppelt ist, wobei die Drehzahl des Messers (7, 7b) der zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3) oder der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (3b) zur Emulgierung im Vergleich zum Vorschub sehr hoch ist.

13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , 2, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so mit den Antrieben (9, 10) und den Temperatur- und Drucksensoren verbunden ist, dass bei einer bestimmten Druckabweichung, Temperaturabweichung und/oder Abweichung des Temperaturanstiegs der Vorschub erhöht oder verringert wird.

Description:
Vorrichtung zum Feinzerkleinern, Emulgieren oder Feinzerkleinern und Emulgieren von biologischen Rohstoffen

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Feinzerkleinern, Emulgieren oder Feinzerkleinern und Emulgieren von biologischen Rohstoffen, insbesondere eiweißreichen Rohstoffen.

Bei der Grob- und Feinzerkleinerung von biologischen eiweißreichen Rohstoffen, insbesondere Fleisch, werden in Abhängigkeit von der gewünschten Intensität der Zerkleinerung überwiegend drei bekannte Maschinensysteme mit unterschiedlichen Wirkungsweisen verwendet. Das sind ein Kutter als Schneidmischer, ein Wolf mit dem Wolfprinzip und eine Kolloidmühle mit einem Rotor-Stator-Prinzip. Eine Feinstzerkleinerung und Emulgierung wird herkömmlich im Kutter vorgenommen, wobei auch Kolloidmühlen in der Lage sind, eine Emulsion herzustellen.

Bei einem Einsatz von Kuttern ist nur eine personalintensive diskontinuierliche sogenannte Batch-Produktion möglich, welche bei hohem Energiebedarf einen schlechten Wirkungsgrad aufweist. Herkömmliche Wölfe sind üblicherweise nur zur Rohstoffgrobzerkleinerung und Rohstofffeinzerkleinerung anzuwenden, da sie nur über eine geringe Emulgierleistung verfügen und damit zur Herstellung von hochwertigen feinzerkleinerten und emulgierten Massen ungeeignet sind. Der Einsatz von Kolloidmühlen führt aufgrund der hohen Beanspruchung der Einsatzmaterialien zu geschmacklichen Beeinflussungen, einem verminderten Wasserbindevermögen und reduzierten Texturkennwerten. Eine hochwertige Feinmassenherstellung ist damit ebenfalls nicht möglich.

Durch die Druckschrift EP 0 573 759 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fleischwolfes bekannt. Dieser weist eine Zuführschnecke mit einem gegenüber einer Arbeitsschnecke größerem Durchmesser auf. Die Drehzahlen sind aufeinander abzustimmen, wobei ein die Belastung einer Zuführschnecke charakterisierender Parameter kontinuierlich gemessen und derart zur Zuführschnecke verwendet wird, dass die Belastung der Zuführschnecke auf einen bestimmten Wert eingeregelt wird. Es erfolgt keine Steuerung einer Zerkleinerung und Emulgierung.

Die Druckschrift EP 0 835 608 A1 beinhaltet einen Zerkleinerungs- und Emulgierautomat. Dieser besitzt mehrere Förder- und Schneidsysteme. Die Zerkleinerung und Emulgierung erfolgt ohne eine Steuerung/Regelung.

Eine Vorrichtung zum Fördern und Bearbeiten von Wurstmasse ist durch die Druckschrift DE 198 41 289 A1 bekannt. Bei Einsatz dieser Vorrichtung ist keine Emulgierung vorgesehen. Durch die Druckschrift WO 2002/41697 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Wurstbrät bekannt, wobei keine Emulgierung, keine Steuerung/Regelung der Zerkleinerung und Emulgierung erfolgen.

Die Druckschrift EP 1 306 010 A1 beschreibt kombinierbare Füll- und Zerkleinerungsmaschinen für Fleisch oder fleischähnliche Produkte. Die Füllmaschine und die Zerkleinerungsvorrichtung sind zwei getrennte Einheiten, die lösbar miteinander verbindbar sind. Es erfolgt keine Emulgierung.

Durch die Druckschrift EP 1 980 323 A1 ist ein Schneidsystem insbesondere für eine Feinstzerkleinerungsmaschine bekannt. Das Schneidsystem besteht aus einem Schneidrotor, der drehbar um eine Rotationsachse lagerbar ist. Dieser ist vorteilhafterweise so ausgebildet, dass eine einfache Reinigung des Schneidsystems für eine Feinstzerkleinerungsmaschine möglich ist.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen und Abfüllen von Feinbrät, insbesondere einer Emulsion, sind durch die Druckschrift EP 2 377 405 A1 bekannt. Diese weist eine Zuführvorrichtung für Füllgut, eine Förderpumpe zum Fördern des Füllguts, einen Feinzerkleinerer und eine Füll- oder Portioniereinrichtung auf. Eine Steuerung/Regelung der Zerkleinerung und Emulgierung ist nicht vorgesehen.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feinzerkleinerung und/oder Emulgierung von biologischen Rohstoffen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die Vorrichtungen zeichnen sich insbesondere durch eine verbesserte Zerkleinerung und/oder Emulgierung von biologischen eiweißreichen Rohstoffen aus.

Dazu weist eine Vorrichtung eine den biologischen Rohstoff transportierende Fördereinrichtung, eine erste Zerkleinerungseinrichtung nach der Fördereinrichtung mit mindestens einem rotierenden Messer und mindestens einer feststehenden Lochscheibe, wenigstens eine zweite Zerkleinerungseinrichtung nach der ersten Zerkleinerungseinrichtung mit einer ersten feststehenden Lochscheibe und mindestens einem rotierenden Messer und einer zweiten feststehenden Lochscheibe und Antriebe für die Fördereinrichtung und die rotierenden Messer auf. Weiterhin sind die Löcher der ersten Lochscheibe der zweiten Zerkleinerungseinrichtung größer als die Löcher der letzten Lochscheibe entweder der ersten Zerkleinerungseinrichtung oder einer vorgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung.

Die Vorrichtung eignet sich vorteilhafterweise zur Feinzerkleinerung und/oder Emulgierung biologischer Rohstoffe, vorzugsweise eiweißreicher Lebensmittel, insbesondere Fleisch, aber auch Fisch, Käsemassen und ähnliches.

Die Herstellung von feinzerkleinerten und/oder emulgierten Lebensmitteln wie Feinbrät erfolgt bekannterweise über die Verarbeitung in mehreren aufeinander folgenden Maschinen, welche üblicherweise eine Grobzerkleinerung, das Mischen mit anderen Zutaten, eine Feinzerkleinerung sowie eine Feinstzerkleinerung und/oder Emulgierung miteinander kombinieren. Technisch bisher nur bedingt gelöst ist die richtige Abfolge und Kombination dieser Zerkleinerungs-, Misch- und Emulgierschritte, was auch durch die große Sortimentsvielfalt erschwert wird, da sehr flexible Verarbeitungstechniken in den zentralen technologischen Verfahrensschritten erforderlich sind. Von besonderer Bedeutung ist hierbei ein dosierter Energieeintrag in die zu verarbeitende Masse, welcher abgestimmt auf die Rohstoffeigenschaften und das Verarbeitungsziel sein muss. Dies ist bisher jedoch technisch noch nicht vollständig gelöst. Daher besteht bisher nur eingeschränkt die Möglichkeit der gezielten Ansteuerung von einzelnen Verfahrensschritten mit dem Ziel der direkten Beeinflussung der Qualität während der Verarbeitung. Die Qualität feinzerkleinerter und/oder emulgierter Lebensmittel wird dabei in erster Linie durch die Eigenschaften der verwendeten Rohstoffe und die konkret eingesetzten technischen Verfahren sowie Werkzeuge beeinflusst.

Vorteilhafterweise können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Arbeitsgang biologische Rohstoffe, welche auch grobstückig vorliegen können, zu Feinbräten oder Emulsionen verarbeitet werden.

Über eine bekannte, geeignete und kontinuierlich arbeitende Fördereinrichtung werden die Rohstoffe unter Druckaufbau der ersten Zerkleinerungseinrichtung der Vorrichtung zugeführt. Die Fördereinrichtung ist dazu so ausgebildet, dass ein Rückströmen von Rohstoffen verhindert ist. Das kann eine mehrstufige Vorrichtung sein, welche jedoch aus mindestens zwei Zerkleinerungseinrichtungen besteht in denen die Lebensmittel als Rohstoffe zerkleinert und/oder emulgiert werden. Jede der Zerkleinerungseinrichtungen der Vorrichtung besteht aus mindestens einem, eventuell mehreren rotierenden Messern und mindestens einer oder auch mehreren feststehenden Lochscheiben. Die eingebrachten Löcher können insbesondere Bohrungen sein. Der Bohrungsdurchmesser der Lochscheiben kann vorzugsweise in Förderrichtung des Rohstoffes innerhalb der Zerkleinerungseinrichtungen abnehmen wobei auch der Bohrungsdurchmesser der jeweils letzten Lochscheibe der Zerkleinerungseinrichtungen vorzugsweise in Förderrichtung abnimmt. Wesentlich ist aber, dass in der zweiten Zerkleinerungseinrichtung oder der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung der Vorrichtung die Löcher der ersten Lochscheibe größer als die Löcher der letzten Lochscheibe der ersten Zerkleinerungseinrichtung oder der vorgeordneten Zerkleinerungseinrichtung sind. Dies ist aus Gründen der Rohstoffschonung notwendig für eine zwischenzeitliche Entspannung des Produktes.

Um eine optimale Zerkleinerung/Emulgierung bei maximaler Rohstoffschonung zu erzeugen, kann der Prozess direkt oder indirekt über den Energieeintrag in Form der Reibung und dem Wärmeeintrag gesteuert werden. Dabei erfolgt eine Emulgierung, welche durch die Reibung zwischen den Kanten schnell laufender Messer und der Oberfläche und den Kanten der Löcher feststehender Lochscheiben realisierbar ist.

Die Messer können günstigerweise rohstoff- und erzeugnisabhängig für einen gezielten Eintrag von Energie (Reibung/Wärme) für eine Emulgierung ohne eine Eiweißdenaturierung ausgewählt werden. Die Messer können auch so ausgewählt und angeordnet werden, dass unterschiedliche feinzerkleinerte Produkte in einer Vorrichtung herstellbar sind. Das kann auch ohne Wechsel der Messer erfolgen.

Die Vorrichtung eignet sich auch für eine industrielle Großproduktion bei der Herstellung von Wurstwaren. Sie ist insbesondere auch als eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung für eine Feinbrätherstellung vorteilhaft einsetzbar.

Dazu kann auch ein mit einem Einlass versehener Mischer für die biologischen Rohstoffe vorgeordnet sein, wobei die Fördereinrichtung wenigstens bereichsweise ein Bestandteil des Mischers sein kann. Damit ist eine kompakte Vorrichtung realisiert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 13 angegeben.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 sind die Fördereinrichtung und das rotierende Messer der ersten Zerkleinerungseinrichtung an jeweils einen Antrieb oder die Fördereinrichtung und das rotierende Messer der ersten Zerkleinerungseinrichtung an einen ersten Antrieb gekoppelt. Das rotierende Messer der zweiten Zerkleinerungseinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 mit einem zweiten Antrieb verbunden. Darüber hinaus können rotierende Messer der zweiten Zerkleinerungseinrichtungen an Antriebe gekoppelt sein.

Die zweite Zerkleinerungseinrichtung weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 in Förderrichtung des biologischen Rohstoffes eine Lochscheibe und mindestens eine Messer- Lochscheiben-Kombination auf.

In Förderrichtung des biologischen Rohstoffes nach der Fördereinrichtung sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 nacheinander eine erste Zerkleinerungseinrichtung und zweite Zerkleinerungseinrichtungen angeordnet. Die Löcher der ersten Lochscheibe der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung sind dabei größer als die Löcher der letzten Lochscheibe der der letzten Zerkleinerungseinrichtung vorgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung. Die Zerkleinerung wird weiter wesentlich verbessert.

Die Löcher der letzten Lochscheibe der in Förderrichtung nacheinander angeordneten Zerkleinerungseinrichtungen sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 kleiner oder gleich. Weiterhin sind die Löcher der Lochscheiben in jeder Zerkleinerungseinrichtung in Förderrichtung kleiner oder gleich. Dadurch wird das Zerkleinern weiter gefördert.

Die Löcher der in Förderrichtung letzten Lochscheibe der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung weisen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 jeweils einen Durchmesser auf, der mindestens 15% des Durchmessers der Löcher der letzten Lochscheibe der ersten Zerkleinerungseinrichtung beträgt, weil nur so eine optimale Emulgierung erreicht wird.

Die Antriebe sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 an eine Steuereinrichtung so gekoppelt, dass zu Beginn des Zerkleinerns und/oder Emulgierens ein zeitverzögerter Anlauf des rotierenden Messers der nachgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung erfolgt. Energie wird damit nur dann eingebracht, wenn es technologisch gewünscht und sinnvoll ist, was zu einer deutlichen Qualitätserhöhung infolge maximaler Rohstoffschonung bei gleichzeitiger maximaler Rohstoffausnutzung beiträgt. Des Weiteren schützt der zeitverzögerte Anlauf die Werkzeuge vor frühzeitigem Verschleiß durch Trocken laufen.

Die erste Zerkleinerungseinrichtung und/oder die zweite Zerkleinerungseinrichtung und/oder die zweiten Zerkleinerungseinrichtungen weist und/oder weisen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 wenigstens einen Drucksensor für den Rohstoff, einen Temperatursensor für den Rohstoff, einen Leistungsmesser für die Motoren als Antriebe oder einen Drehzahlmesser für die Messer oder eine Kombination davon auf. Der Drucksensor und/oder der Temperatursensor und/oder der Leistungsmesser und/oder der Drehzahlmesser ist und/oder sind mit einer Steuereinrichtung verbunden. Als Regelgrößen können damit der Druck, der Temperaturanstieg, die Produktendtemperatur, der Vorschub, die Leistungsabnahme am Motor oder die Anzahl der Umdrehungen aller Messer pro Masseeinheit Produkt rohstoff-, erzeugnis- und werkzeugspezifisch allein oder in Kombination genutzt. Die Parameter Druck und Temperatur werden desgleichen zur Regelung/Ansteuerung der Zerkleinerungseinrichtungen sowie deren Abstimmung untereinander herangezogen. Bei Veränderungen von Druck und/oder Temperatur und/oder Temperaturanstieg bei der Verarbeitung erfolgt erst ab rohstoff-, erzeugnis- und werkzeugspezifisch festlegbaren Grenzwerten ein automatischer Eingriff über die Steuerung in die Funktion der Zerkleinerungseinrichtungen. Das erfolgt mittels des Vorschubs und der Messerdrehzahl. Der Parameter Leistungsabnahme kann über die Steuereinrichtung auch zur Ansteuerung der Zerkleinerungseinrichtungen herangezogen werden, da er als Grenzwert einen Not-Aus der Vorrichtung ermöglicht und diese vor weiterem Schaden schützt. Die Drehzahl der Messer in den Zerkleinerungseinrichtungen der Vorrichtung kann dabei identisch oder auch verschieden sein. Wenn die Drehzahl in den Zerkleinerungseinrichtungen unterschiedlich ist, dann nimmt sie in Förderrichtung des Rohstoffes zu.

Die damit realisierten Vorrichtungen sind in der Lage, die Massen ausreichend zu zerkleinern und bei Bedarf zu emulgieren. Dabei ist eine Abstimmung des Prozesses auf das Produkt gegeben. Über die Steuerung des Prozesses über den Energieeintrag können die Rohstoffeigenschaften wie zum Beispiel Wasserbindevermögen oder Emulgierkapazität je nach gewünschtem Endprodukt optimal ausgenutzt werden und das bei minimalem Energieverbrauch.

Die Steuereinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 eine die Temperatur- und Druckentwicklung während der Zerkleinerung und Emulgierung über definierte Parameter als Temperaturanstieg, Produktendtemperatur, Druck, Vorschub, Messerwellendrehzahl, Leistung der Antriebe und/oder Mischzeit kontrollierende Steuereinrichtung.

Die Steuereinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 eine die Temperaturen während der Zerkleinerung und Emulgierung durch den Zufluss von Wasser kontrollierende Steuereinrichtung. Die Fördereinrichtung ist günstigerweise nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 wenigstens eine Förderschnecke oder ein Pumpe. Das kann damit auch eine an einen Antrieb gekoppelte Doppelschnecke sein. Eine Steuereinrichtung ist weiterhin so mit den Antrieben verbunden, dass die Drehzahl der Förderschnecke und/oder des wenigstens einen Messers der ersten Zerkleinerungseinrichtung und/oder des mindestens einen Messers der wenigstens einen von mindestens zwei zweiten Zerkleinerungseinrichtung kleiner als die Drehzahl des Messers der zweiten Zerkleinerungseinrichtung oder der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung ist, welches an den zweiten Antrieb gekoppelt ist. Dabei ist die Drehzahl des Messers der zweiten Zerkleinerungseinrichtung oder der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung zur Emulgierung im Vergleich zum Vorschub sehr hoch.

Ein damit einhergehender Temperatureintrag ist erwünscht, um eine ausreichende Emulgierung der Fleisch-/Fettrohstoffe mit Hilfe von Eis/Wasser zu ermöglichen. Dazu ist es erforderlich, viel Reibung in die Lebensmittel einzubringen. Eine Denaturierung darf jedoch nicht stattfinden. Dies wird bewerkstelligt, indem der Rohstoffvorschub in der Fördereinrichtung und den Zerkleinerungseinrichtungen langsam erfolgt. Die Messerdrehzahlen in der ersten Zerkleinerungseinrichtung entsprechen dabei der Schneckenumdrehung der Fördereinrichtung oder sind größer. Die Messerwellendrehzahl in der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung, in welcher die Emulgierung stattfindet, ist dagegen sehr hoch im Vergleich zum Vorschub der Fördereinrichtung.

Die Steuereinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 so mit den Antrieben und den Temperatur- und Drucksensoren verbunden, dass bei einer bestimmten Druckabweichung, Temperaturabweichung und/oder Abweichung des Temperaturanstiegs der Vorschub erhöht oder verringert wird.

Die Grenzen werden über eine rohstoff-, erzeugnis- und werkzeugspezifische Kennlinie eingehalten, so dass die Vorrichtung sensorisch qualitativ hochwertige Produkte erzeugt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Feinzerkleinerung, Emulgierung oder Feinzerkleinerung und Emulgierung von biologischen Rohstoffen, insbesondere eiweißreichen Lebensmitteln und Fig. 2 ein Teil einer Vorrichtung mit mehreren zweiten Zerkleinerungseinrichtungen und einem zweiten Antrieb und Fig. 3 ein Teil einer Vorrichtung mit mehreren zweiten Antrieben.

Eine Vorrichtung zum Feinzerkleinern, Emulgieren oder Feinzerkleinern und Emulgieren von biologischen Rohstoffen besteht im Wesentlichen aus einer Fördereinrichtung 1 , einer ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 mit mindestens einem rotierenden Messer 4 und einer feststehenden Lochscheibe 5 und einer zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3 mit einer ersten feststehenden Lochscheibe 6 und mindestens einem rotierenden Messer 7 und einer zweiten feststehenden Lochscheibe 8 und mindestens den Antrieben 9, 10.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Feinzerkleinerung, Emulgierung oder Feinzerkleinerung und Emulgierung von biologischen Rohstoffen in einer prinzipiellen Darstellung.

Die Fördereinrichtung 1 ist wenigstens eine Transportschnecke 1 oder eine Pumpe für den in die Vorrichtung eingefüllten Rohstoff. Nach dieser ist die erste Zerkleinerungseinrichtung 2 nachgeordnet. Diese besitzt mindestens ein rotierendes Messer 4 und eine feststehende Lochscheibe 5 nach dem Messer 4. Die Transportschnecke 1 und das rotierende Messer 4 sind an einen ersten Antrieb 9 gekoppelt.

Der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 ist die zweite Zerkleinerungseinrichtung 3 nachgeordnet. Diese weist eine erste feststehende Lochscheibe 6, mindestens ein rotierendes Messer 7 und eine zweite feststehenden Lochscheibe 8 auf. Das rotierende Messer 7 ist an einen zweiten Antrieb 10 gekoppelt.

Die Löcher der ersten Lochscheibe 6 der zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3 sind größer als die Löcher der letzten Lochscheibe 5 der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2. Die Löcher der letzten Lochscheibe 8 der zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3 sind kleiner als die Löcher der letzten Lochscheibe 5 der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2.

Die Löcher der letzten Lochscheibe 8 der zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3 können günstigerweise jeweils einen Durchmesser aufweisen, der mindestens 15% des Durchmessers der Löcher der letzten Lochscheibe 5 der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 beträgt.

Die Antriebe 9, 10 sind bekannte Elektromotoren 9, 10.

Es zeigen

Fig. 2 ein Teil einer Vorrichtung mit mehreren zweiten Zerkleinerungseinrichtungen 3a, 3b und einem zweiten Antrieb 10 und Fig. 3 ein Teil einer Vorrichtung mit mehreren zweiten Antrieben 10a, 10b

jeweils in einer prinzipiellen Darstellung.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung sind in Förderrichtung nach der Fördereinrichtung 1 nacheinander eine erste Zerkleinerungseinrichtung 2 und mehrere zweite Zerkleinerungseinrichtungen 3a, 3b angeordnet. Jede der zweiten Zerkleinerungseinrichtungen 3a, 3b besitzt in Förderrichtung des Lebensmittels nacheinander eine erste Lochscheibe 6a, 6b, mindestens ein rotierendes Messer 7a, 7b und eine zweite Lochscheibe 8a, 8b.

Die Fördereinrichtung 1 und die rotierenden Messer 4 der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 sind an den ersten Antrieb 9 gekoppelt. Die rotierenden Messer 7a, 7b der zweiten Zerkleinerungseinrichtungen 3a, 3b sind an den zweiten Antrieb 10 (Darstellung in der Fig. 2) oder an zweite Antriebe 10a, 10b (Darstellung in der Fig. 3) gekoppelt.

Die Löcher der ersten Lochscheibe 6b der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3b sind größer als die Löcher der zweiten Lochscheibe 8a der der letzten Zerkleinerungseinrichtung 3b vorgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3a. Die Löcher der letzten feststehenden Lochscheiben 5, 8a, 8b der in Förderrichtung nacheinander angeordneten Zerkleinerungseinrichtungen 2, 3a, 3b können von Lochscheibe 5 zu Lochscheibe 8a kleiner oder gleich sein. Dabei sind die Löcher der Lochscheiben in jeder Zerkleinerungseinrichtung (2, 3) in Förderrichtung kleiner oder gleich.

Die Löcher der in Förderrichtung letzten Lochscheibe 8b der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3b können vorteilhafterweise jeweils einen Durchmesser aufweisen, der mindestens 15% des Durchmessers der Löcher der Lochscheibe 5 der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 beträgt.

Dabei können die erste Zerkleinerungseinrichtung 2 und/oder die zweite Zerkleinerungseinrichtung 3 oder die zweiten Zerkleinerungseinrichtungen 3a, 3b mindestens eine Messer-Lochscheiben-Kombination 4-5 und 6-7-8 oder 6a-7a-8a oder 6b-7b-8b umfassen.

Damit können unter anderem folgende vorteilhafte Verhältnisse vorhanden sein:

- Größe des Bohrungsdurchmessers der Lochscheiben in Förderrichtung

8 < = 6 > 5 mit 8b < = 6b > 8a < = 6a > 5 - Durchmesser der ersten Lochscheibe der zweiten/letzten Zerkleinerungseinrichtung 3, 3b im Vergleich zum Durchmesser der letzten Lochscheibe der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2

8 > = 15% von 5 mit 8b > = 15% von 5

- Drehzahl der Fördereinrichtung sowie der Messer in Förderrichtung mit den Antrieben 9, 10

7 » 4 > = 1 m it 7b > = 7a » 4 > = 1

Die nachfolgenden Merkmale beziehen sich sowohl auf die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels als auch auf die Ausführungsformen der Vorrichtungen des Ausführungsbeispiels.

Der erste Antrieb 9 und der zweite Antrieb 10 sind an eine Steuereinrichtung so gekoppelt, dass zu Beginn des Zerkleinerns und/oder Emulgierens durch den zweiten Antrieb 10 ein zeitverzögerter Anlauf des rotierenden Messers 7, 7a oder 7b der nachgeordneten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3, 3a oder 3b erfolgt.

Wenigstens eine der Zerkleinerungseinrichtungen 2, 3 weist wenigstens einen Drucksensor für das Lebensmittel, einen Temperatursensor für das Lebensmittel, Leistungsmesser für die Motoren 9, 10 als Antriebe 9, 10 oder einen Drehzahlmesser für die Messer 4, 7 oder eine Kombination davon auf. Der Drucksensor und/oder der Temperatursensor und/oder der Leistungsmesser und/oder der Drehzahlmesser ist und/oder sind mit der Steuereinrichtung verbunden. Diese ist damit eine die Temperatur- und Druckentwicklung während der Zerkleinerung und Emulgierung über definierte Parameter als Temperaturanstieg, Produktendtemperatur, Druck, Vorschub, Messerwellendrehzahl, Leistung der Motoren und/oder Mischzeit kontrollierende Steuereinrichtung.

Die Steuereinrichtung kann so mit den Antrieben 9, 10 verbunden sein, dass die Drehzahl der Förderschnecke 1 und entweder dem daran angekoppelten oder separat angetriebenem Messer 4 der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 oder den an den zweiten Antrieb 10, 10a angekoppelten Messern 7, 7a wenigstens einer zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3, 3a kleiner als die Drehzahl des Messers 7, 7b der zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3 oder der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3b ist, welche an den zweiten Antrieb 10b gekoppelt ist. Dabei ist die Drehzahl des Messers 7, 7b der zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3 oder der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3b zur Emulgierung im Vergleich zum Vorschub sehr hoch. Die Steuereinrichtung kann weiterhin so mit den Antrieben 9, 10 und den Druck- und Temperatursensoren verbunden sein, dass bei einer bestimmten Druckabweichung, Temperaturabweichung und/oder Abweichung des Temperaturanstiegs der Vorschub erhöht oder verringert wird.

Die Temperaturen können während der Zerkleinerung und Emulgierung durch den Zufluss von temperiertem Wasser über die Steuereinrichtung kontrolliert werden, wozu die jeweilige Zerkleinerungseinrichtung 2, 3 einen Zufluss besitzt, der mit einer Wasserquelle über ein Ventil und/oder eine Pumpe verbunden ist. Das Ventil und/oder die Pumpe ist und/oder sind mit der Steuereinrichtung verbunden.

Die rotierenden Messer 4, 7 und die Lochscheiben 5, 6, 8 befinden sich in einem Gehäuse. Das Gehäuse schließt dabei die Fördereinrichtung 1 mit ein, so dass eine in sich geschlossene Vorrichtung vorhanden ist. Es sind optimale hygienische Eigenschaften realisiert.

Die Vorrichtungen können in einer weiteren Ausführungsform zur Herstellung von Brühwurst verwendet werden. Als Ausgangsmaterial werden verschiedene Fleisch- und Fettrohstoffe von Schwein, Rind oder Geflügel verwendet. Es kann eine Verarbeitung von Stückgrößen bis zu 15 cm bis 20 cm erfolgen. Auf den Einsatz von 100% Eis kann verzichtet werden, da die Temperaturentwicklung während der Zerkleinerung und Emulgierung über die in der Steuereinrichtung definierten Parameter in Form von Temperaturanstieg, Produktendtemperatur, Druck, Vorschub, Messerwellendrehzahl, Mischzeit auch durch den Einsatz von 100% Wasser kontrolliert werden kann. Bei der Brühwurstherstellung ist ein Temperatureintrag erwünscht, um eine ausreichende Emulgierung der Fleisch-/Fettrohstoffe mit Hilfe von Eis/Wasser zu ermöglichen. Dazu ist es erforderlich, viel Reibung in die Brätmasse einzubringen. Eine Denaturierung darf jedoch nicht stattfinden. Dies wird bewerkstelligt, indem der Rohstoffvorschub in der Fördereinrichtung 1 und den Zerkleinerungseinrichtungen 2, 3 langsam erfolgt und die Messerdrehzahlen der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 der Schneckenumdrehung der Fördereinrichtung 1 entsprechen. Die Messerwellendrehzahl in der zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3, 3a oder letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3b, in welcher die Emulgierung stattfindet, ist dagegen sehr hoch im Vergleich zum Vorschub. Die minimal oder maximal zulässigen Temperaturgrenzen sind in der Steuereinrichtung auf beispielsweise 10°C oder auf 18°C eingestellt. Es kann ein maximaler Druck von 6 bar zulässig sein, wobei erst ab einer Druckabweichung von beispielsweise 2 bar die Steuereinrichtung dahingehend eingreift, dass der Vorschub erhöht oder verlangsamt wird. Diese Grenzen werden über die entwickelte rohstoff-, erzeugnis- und werkzeugspezifische Kennlinie eingehalten, so dass die Vorrichtung bei einem relativ geringen Verhältnis von Vorschub zu Messerwellendrehzahl sensorisch qualitativ hochwertige Produkte erzeugt. Der Endbohrungsdurchmesser 8, 8b der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3, 3b, in welcher die Emulgierung stattfindet, kann beispielsweise 1 ,5 mm bis 2 mm.

Die Vorrichtungen können in einer weiteren Ausführungsform zur Herstellung von Fischpaste verwendet werden. Als Ausgangsmaterial werden verschiedene Fischarten verwendet. Die Tiere werden ausgenommen, der Kopf und die Rücken- sowie Schwanzflosse werden entfernt und es erfolgt bei Bedarf eine Vorzerkleinerung auf 15 cm bis 20 cm oder kleiner. Ein Entschuppen und Entgräten ist nicht erforderlich. Zur Herstellung der erwünschten Konsistenz ist der Einsatz von Speiseöl und/oder Verdickungsmitteln möglich. Bei der Fischpasteherstellung ist ein gewisser Temperatureintrag erwünscht, um eine Emulgierung der Rohstoffe zu ermöglichen. Aufgrund der Situation, dass die Schuppen mit verarbeitet werden, muss viel Schneidleistung aber auch Reibung für die Emulgierung eingebracht werden, so dass sehr hohe Messerdrehzahlen in der zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3, 3a oder letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3b, in welcher die Emulgierung stattfindet, erforderlich sind. Um einen zu zeitigen Temperatureintrag in die Fischmasse und Denaturierungen zu unterbinden, erfolgt der Roh Stoffvorschub in der Fördereinrichtung 1 und den Zerkleinerungseinrichtungen 2, 3 sehr langsam, wobei die Messerdrehzahlen der ersten Zerkleinerungseinrichtung 2 der Schneckenumdrehung der Fördereinrichtung 1 entsprechen. Die minimal bzw. maximal zulässigen Temperaturgrenzen sind in der Steuereinrichtung auf 10°C oder auf 25°C eingestellt. Es ist ein maximaler Druck von 9 bar zulässig, wobei erst ab einer Druckabweichung von 2 bar die Steuereinrichtung dahingehend eingreift, dass der Vorschub erhöht oder verlangsamt wird. Diese Grenzen werden über die entwickelte rohstoff-, erzeugnis- und werkzeugspezifische Kennlinie eingehalten, so dass die Vorrichtung bei einem relativ hohen Verhältnis von Vorschub zu Messerwellendrehzahl sensorisch qualitativ hochwertige Produkte erzeugt. Der Endbohrungsdurchmesser 8, 8b in der letzten zweiten Zerkleinerungseinrichtung 3, 3b, in welcher die Emulgierung stattfindet, kann beispielsweise 1 mm bis 1 ,5 mm betragen.