Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zerkleinerung von trockenen Pflanzen, insbesondere zur Zerkleinerung von getrockneten Teeblättern, Kräutern und anderer trockenbarer Pflanzen und deren Bestandteile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gattungsgemässe Einrichtungen zur Zerkleinerung oder Zerschneiden von Teeblättern sind aus dem Stand der Technik vorbekannt. Hierbei werden, in einem Gehäuse drehbar angeordnete Walzen eingesetzt, die mit Nocken, Schneidkanten o. a. besetzt sind. Als Gegenstück kann eine weitere solche Walze oder ein kammartiges Element zugeordnet sein, wobei die Teeblätter in den Hohlräumen resp. Spalt zwischen Walze und Gegenstück gebrochen, zerschnitten oder abgeschert werden. Die Teeblätter werden aus einem Vorratsbehälter, der oberhalb der Walze angeordnet ist, zugeführt. Die zerkleinerten Teeblätter werden unterhalb der Walze, zum Beispiel in einer Sammel- und Austragseinrichtung erfasst und abgeführt.

Häufig sind mehrere Spalte in vertikaler Richtung angeordnet, wobei die Zerkleinerung von grob zu fein erfolgt. Die Walzen und Kämme weisen somit unterschiedliche Geometrien auf und/oder werden mit unterschiedlichen Parametern betrieben werden, wie dies z. B. in GB 2158338 A, GB 132765, GB 282147 oder EP 2660161 A1 offenbart ist. Infolge der intensiven Zerkleinerung werden auch Zellstrukturen der Teeblätter zerstört und Inhaltsstoffe resp. Aromen gehen verloren. Zudem können sich geschmacksmindernde Stäube o. a. anlagern.

Bekannt ist auch eine Zerkleinerung von Teeblättern im Walzenspalt eines Walzenpaares mit schneidenden Walzen, u. a. gemäss GB 820726 A, GB 559937 A, SU 454020 A1 oder SU 400305 A1.

Eine weitere derartige Einrichtung ist in der EP 2660161 A1 offenbart. Hierbei sind drei Walzen in einem Gehäuse über- bzw. untereinander angeordnet. Oberhalb der obersten Walze ist ein Speisetrichter für die Zufuhr von Teeblättern angeordnet und unterhalb der untersten Walze eine trichterförmige Austragseinrichtung für die zerkleinerten Teeblätter. Mittels v-förmig schräg angestellter Leitbleche, die an der, der Walze zugewandten Stirnfläche in einen Kamm übergehen, werden die Teeblätter zu den Walzen geleitet, wo sie zwischen Schneidnocken der Walze und Schneidelementen des Kamms zerkleinert werden. Die zerkleinerten Teeblätter fallen in Richtung der darunterliegenden Walze resp. nach der dritten Walze in die Austragseinrichtung, wobei die Zerkleinerung wiederum von grob zu fein erfolgt. Die Zerkleinerung erfolgt in einer Schutzgasatmosphäre, indem Stickstoff in das Gehäuse eingeblasen wird.

Wie beim übrigen Stand der Technik erfolgt eine Verstellung resp. Einstellung der Zerkleinerungsparameter horizontal von der Seite und insbesondere von vorn durch am Gehäuse angeordnete Verstellmechanismen.

Weiterhin zeigt die WO 2018020339 A1 eine Einrichtung zur Zerkleinerung von trockenen Pflanzen, die ein Gehäuse mit einem obenliegenden Einlass für das zu zerkleinernde Gut und einen unten liegenden Auslass für das zerkleinerte Gut umfasst. Im Gehäuse sind, dem Einlass nachgeordnet, mindestens zwei identische, drehbare und angetriebene Walzen in mindestens zwei Ebenen als Einzelwalzenpassagen übereinander angeordnet, mindestens je eine Walze pro Ebene.

Links bzw. rechts von jeder Walze sind zur Seitenwand des Gehäuses hin schräg auf die Walzen gerichtete Leitbleche angeordnet, die auf Höhe der Walzen mit formentsprechenden, strukturierten Kämmen versehen sind. Jede Walze korrespondiert mit mindestens einem einstellbaren Kamm.

Das Zerkleinern des pflanzlichen Guts erfolgt durch Einzug des über den Einlass zugeführten Guts zwischen Walze und Kamm, wobei Nocken und Rillen bzw. Nuten der sich drehenden Walzen eine Mitnahme und den Austrag des zerkleinerten Guts bewirken.

Bekannt ist auch das schneiden von Tabak oder Tee. US 4401205 offenbart eine Einrichtung zum Schneiden von Tabak mittels rotierender Messer und einem feststehenden Gegenmesser. Der Tabak wird den rotierenden Messern mittels Bandförderung zugeführt. Eine ähnliche Schneideinrichtung zeigt zum Beispiel GB 1578878 A.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung zur Zerkleinerung von trockenen Pflanzen, insbesondere zur Zerkleinerung von getrockneten Teeblättern, Kräutern und anderer trockenbarer Pflanzen und deren Bestandteile weiter zu verbessern und besonders einen geringeren Staubanteil im fein zerkleinerten Gut und eine homogenere Partikelverteilung erzielt resp. damit eine höhere Ausbeute bei weiterhin schonender Zerkleinerung des genannten Guts zu erreichen.

Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Einrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem obenliegenden Einlass für das zu zerkleinernde, zu brechende, pflanzliche Gut und einem darunter gelegenen Auslass für das zerkleinerte Gut.

Im Gehäuse ist, dem Einlass nachgeordnet, mindestens eine drehbare und angetriebene Walze angeordnet, die mit mindestens einem Kamm korrespondiert.

Erfindungsgemäss ist dem Auslass eine Schneidvorrichtung nachgeordnet, die in einem Gehäuse mindestens ein rotierbares Schneidmesser aufweist.

Das Zerkleinern (Brechen) des Guts erfolgt in einem ersten Schritt durch Einzug des über den Einlass zugeführten Guts zwischen Walze und Kamm, wobei Nocken und Rillen bzw. Nuten der sich drehenden Walzen Mitnahme und Austrag des zerkleinerten Guts bewirken, soweit dies nicht bereits schwerkraftbedingt erfolgt. In einem zweiten Schritt wird das gebrochene Gut mittels des mindestens einen rotierbaren Schneidmessers fein geschnitten.

Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht es, insbesondere getrocknete Teeblätter oder andere getrocknete Pflanzen bzw. Pflanzenbestandteile schonend so zu zerkleinern, dass die wünschenswerten Eigenschaften erhalten bleiben. D. h. Zellwände bleiben erhalten oder werden nur minimal beschädigt und bei der Zubereitung von Tee wird eine optimale Geschmacksentfaltung erreicht bzw. hohe Extraktion erzielt. Dies ermöglicht es auch bei Tee o. a., der in Kapseln portionierbar ist, trotz kurzer Kontaktzeit mit heissem Wasser genügend viele Aromen aus dem Teematerial zu extrahieren. Der geschnittene Tee ist homogener, die Extraktion von Aromen höher.

Zugleich werden mittels der Schneidvorrichtung die Pflanzenteile weiter zerkleinert. Der Anteil zu fein zerkleinerter Pflanzenteile (Staubanteil)ist durch die erfindungsgemässe Vorzerkleinerung bzw. die Kombination von Brechen und Schneidendeutlich verringert, so dass der Geschmack verbessert wird, die Ausbeute steigt und die Verschmutzung der Einrichtung abnimmt. Der Energiebedarf der Maschinen für Brechen und Schneiden ist gering. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Vorteilhaft ist das Schneidmesser auf einer antreibbaren Welle angeordnet und vorzugsweise ist die Welle mit drei oder höherer ungerader Anzahl an Schneidmessern bestückt. Weiterhin bevorzugt ist das/die Schneidmesser in einem Gehäuse angeordnet, das teilweise in Form eines Siebblechs ausgebildet ist oder ein Siebblech aufweist.

In bevorzugter Ausführung sind im Gehäuse vier Walzen in zwei Ebenen übereinander angeordnet, je zwei einzelne Walzen pro Ebene als Einzelwalzenpassagen. In der oberen Ebene weisen die einzelnen Walzen einen grösseren Abstand zueinander auf als in der unteren Ebene, wobei die Speisung der unteren Walze(n) mittels Gravitation erfolgt.

Jede Walze korrespondiert mit mindestens einem einstellbaren Kamm.

Bevorzugt sind links bzw. rechts von jeder Walze zur Seitenwand des Gehäuses hin schräg auf die Walzen gerichtete Leitbleche angeordnet, die auf Höhe der Walzen mit formentsprechenden, strukturierten Kämmen versehen sind.

Die Walzen sollen nicht im Lot übereinander angeordnet sein. Die Versetzung der Achsabstände zwischen der Walze der oberen Ebene zur Walze der unteren Ebene soll mindestens 10mm betragen.

Die Walzen können identisch konfiguriert sein, d. h., dass Abmessungen und Konfiguration der Walzen, und bevorzugt auch die Zerkleinerungsparameter jeder Walze gleich sind.

Diese Walzenanordnung ermöglicht eine Einstellung des Abstandes zwischen Walze und Kamm resp. eine Einstellung des Kamms in vertikaler Richtung und unter Handhabung von Verstellmechanismen von oben, wobei die Verstellmechanismen in oder oberhalb der oberen Ebene angeordnet sind, unter Einbezug einer Verstellbarkeit der Kämme der unteren Ebene.

Dies ermöglicht zugleich eine kompakte, modulare Anordnung mehrerer Einrichtungen nebeneinander in Reihe und/oder hintereinander als Paketanordnung, für eine Erhöhung der Zerkleinerungskapazität.

Die Walzen in jeder Ebene können in einer anderen Ausführungsform auch paarweise angeordnet sein, wobei jedes Walzenpaar so angeordnet ist, dass sich die Walzen gegeneinander drehen, resp. ineinander eingreifen, wobei die Drehzahl, analog zur Anordnung einzelner Walzen, variierbar ist.

Nach dem ersten Schritt des Brechens der getrockneten Pflanzen bzw. Pflanzenteile werden diese zwangsgeführt in die Schneidvorrichtung dosiert. Die Schneidmesser der im zweiten Schritt verwendeten Schneidvorrichtung können radial oder tangential angeordnet sein.

Eine Ausführung der Einrichtung mit nur einer Walze je Ebene ist erfindungsgemäss.

Die Nocken weisen bevorzugt eine Flöhe P (bzw. die Nuten eine entsprechende Tiefe) von mindestens 3,5mm auf und eine Breite W von bis zu 6mm. Der Abstand L zwischen zwei Nocken (resp. die Weite der Nut) in axialer und radialer Richtung kleiner oder maximal gleich der Breite W der Nocken.

Auf beiden Ebenen ist zwischen den Walzen ein Teil- und Zuführblech für das zu zerkleinernde Gut angeordnet, welches zwischen den Walzen dreieckig mit der Spitze nach oben geformt ist.

In weiterhin bevorzugter Ausführung ist die Einrichtung mit Mitteln zur Aspiration versehen, insbesondere für einen Dauerbetrieb der Einrichtung und einer damit notwendig werdenden Staubabsaugung.

Bevorzugt werden die geschnittenen Pflanzenteile gesiebt. Die erfindungsgemässe Einrichtung kann weiterhin stationär oder verfahrbar ausgebildet sein.

Der Vorgang der Zerkleinerung (Brechen und Schneiden) erfolgt bevorzugt in einer oxidativen Normalatmosphäre im Gehäuse der Einrichtung.

Das zerkleinerte Gut kann zudem nachfolgend unter einer Stickstoffatmosphäre in Kapseln abgefüllt werden, analog zu Kaffeekapseln.

Das zerkleinerte Gut kann auch nachfolgend in einen Teebeutel oder andere Brühhilfen abgefüllt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die

Fig. 1 : eine erfindungsgemässe Einrichtung in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2: die Einrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3: die erfindungsgemässe Einrichtung in anderer Bauform,

Fig. 4: eine Walze (Fig. 4a) und Details der Walze (Fig. 4b), Fig. 5: eine paarweise Anordnung von Walzen,

Fig. 6: eine Aspiration der erfindungsgemässen Einrichtung und Fig. 7: eine erfindungsgemässe Verstelleinrichtung für einen Kamm.

Eine erfindungsgemässe Einrichtung (Fig. 1) zur Zerkleinerung von trockenen Pflanzen, zum Beispiel von getrockneten Teeblättern umfasst im Beispiel ein Gehäuse 1 , in dem, im Beispiel, vier identische Walzen 2, 3 aus Stahl in zwei Ebenen 4, 5 übereinander angeordnet sind , je zwei Walzen 2, 3 pro Ebene 4, 5. In der oberen Ebene 4 weisen die Walzen 2 einen grösseren Abstand zueinander auf als in der unteren Ebene 5.

Oberhalb der oberen Ebene 4 ist ein trichterförmiger Einlass 6 für unzerkleinerte Teeblätter vorgesehen, aus dem sie im freien Fall auf die oberen Walzen 2 gelangen, wobei die Speisung der unteren Walzen 3 im Wesentlichen mittels Gravitation erfolgt. Unterhalb der unteren Walzen 3 ist im Gehäuse 1 ein Auslass 7 für zerkleinerte Teeblätter vorgesehen, von dem die gebrochenen Teeblätter in eine Schneidvorrichtung 30 gelangen.

Einlass 6 und Auslass 7 können sich über die gesamte Länge der Walzen 2, 3 erstrecken.

Dem Einlass 6 ist eine Speiseeinrichtung 9 für unzerkleinerte Teeblätter zugeordnet (Fig. 2), von der aus der Einlass 6 beladen wird. Die Speiseeinrichtung 9 ist Steuer- und regelbar hinsichtlich der pro Zeiteinheit zuzuführenden Menge an Teeblättern.

Die Walzen 2, 3 weisen eine Länge von ca. 530mm auf, könnten aber auch bis ca. 800mm lang sein. Sie sind auf der Umfangsfläche 12 durchgehend mit Nocken 24 und Rillen oder Nuten 25 versehen, wie sie aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind. Zwei benachbarte Nocken 24 sind jeweils in axialer und radialer Richtung durch eine Nut 25 voneinander beabstandet. In axialer Richtung der Walze 2, 3 weisen die Nocken 24 einen gleichen Abstand zueinander auf, analog in radialer Richtung auf dem Umfang. Die axiale und die radiale Grösse des Abstands zwischen zwei Nocken 24 kann gleich oder verschieden gewählt sein.

Die Nocken 24 weisen eine Flöhe P von mindestens 3,5mm auf und eine Breite W von bis zu 6mm (vgl. Fig. 4b). Ein kleinerer Wert für die Flöhe P und grössere Werte für die Breite W beeinträchtigen den Durchsatz und den Zerkleinerungsgrad. Der Abstand L zwischen zwei Nocken, resp. die Weite der Nut 25, ist in axialer und radialer Richtung kleiner als die Breite W der Nocken 24 gewählt.

Allgemein soll W > L und W < 2L sein.

Die Walzen 2, 3 können mit variierbarer Drehzahl betrieben werden, wobei die Drehzahl der einzelnen Walzen 2, 3 untereinander nicht verschieden sein soll.

Die Walzen 2, 3 können in beiden Ebenen 4, 5 identisch oder in anderer Ausführung je Ebene 4, 5 unterschiedlich ausgebildet sein. Bei unterschiedlicher Ausbildung sind die Walzen 2 der oberen Ebene 4 so gestaltet und betreibbar, dass sie im Vergleich zur unteren Ebene 5 eine gröbere Zerkleinerung der Teeblätter bewirken. In der unteren Ebene 5 erfolgt dann nachfolgend eine feinere Zerkleinerung der vorzerkleinerten Teeblätter.

Den Walzen 2, 3 sind weiterhin schräg auf sie gerichtete Leitbleche 13, 14 zugeordnet, die den Strom der eingespeisten Teeblätter über die Walzenlänge vergleichmässigen und die Teeblätter den Walzen 2, 3 zuführen (Fig. 1 , 3).

Auf Höhe der Walzen 2, 3 sind die Leitbleche 13, 14 kammartig ausgebildet und weisen ebenfalls Nocken und Nuten auf, die mit den Nocken 24 und Nuten 25 der Walzen 2, 3 kämmen/interagieren. Die Kämme 15 können auch als separate Elemente ausgebildet sein, die auf den Leitblechen 13, 14 angeordnet sind.

Zur Erhöhung der Zerkleinerungskapazität je Walze 2, 3 können auch zwei Kämme 15 jeder Walze 2, 3 zugeordnet sein, vereinfacht dargestellt in Fig. 4a. Die Kämme 15 sind etwa parallel oder leicht winklig zueinander angeordnet. Eine solche Ausführung verdoppelt die Kapazität je Walze 2, 3 bei vergleichsweise geringem Mehraufwand für den zweiten Kamm 15.

Auf beiden Ebenen ist zwischen den Walzen ein Leitblech 14 (Teil- und Zuführblech) für das zu zerkleinernde Gut angeordnet, welches dreieckig und mit der Spitze nach oben geformt ist (Fig. 7). Dem Leitblech 14 ist eine Verstelleinrichtung 23 zur Einstellung der Kämme in vertikaler Richtung resp. des Abstandes zwischen Walze und Kamm 15 zugeordnet.

Die Versetzung der Achsabstände zwischen der Walze 2 der oberen Ebene 4 zur Walze 3 der unteren Ebene 5 soll dabei mindestens 10mm betragen, um die Verstellbarkeit der Kämme 15 in beiden Ebenen 4, 5 von oben zu gewährleisten. Die Walzen 2, 3 können in einer anderen Ausführungsform anstelle von Einzelwalzenpassagen auch, in mindestens einer der Ebenen 4, 5, paarweise, mit einen Walzenspalt 16 zwischen ihnen angeordnet sein (Fig. 5). Sie laufen relativ zueinander um, Nocken 24 und Nuten 25 beider Walzen 2, 3 sind miteinander verzahnt. Der Abstand der Walzen zueinander resp. der Walzenspalt 16 ist ebenfalls von oben einstellbar, mittels in Fig. 5 nicht explizit dargestellter Verstelleinrichtungen.

Diese Bauform ermöglicht ebenfalls eine sehr kompakte Bauweise und eine höhere Kapazität pro Walze 2, 3, da die Drehzahl im Vergleich zu Einzelwalzenpassagen erhöht werden kann.

Die Einstellung der Walzen 2, 3 und insbesondere der Kämme 15 erfolgt in vertikaler Richtung und unter Flandhabung von oben mittels Verstelleinrichtung 23 zumindest in der oberen Ebene 4, bevorzugt jedoch in beiden Ebenen(Fig. 7). Dies ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise der erfindungsgemässen Einrichtung mit geringer Grundfläche und somit auch eine sehr dichte Anordnung mehrerer Einrichtungen neben- und/oder hintereinander.

Dem Auslass 7 ist die Schneidvorrichtung 30 mit einem, im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse 31 nachgeordnet. Im Gehäuse 31 ist in Richtung der Längsachse des Gehäuses 31 eine antreibbare Welle 32 angeordnet. Die Welle 32 ist mit drei rotierbaren Schneidmessern 33 bestückt. In der dargestellten Ausführungsform (Fig.1 ) sind drei Schneidmesser 33, mit einem Abstand von jeweils 120° auf dem Umfang der Welle 32 tangential angeordnet.

Es ist zwar möglich, die notwendige Zerkleinerung der Teeblätter bereits mit lediglich einem Schneidmesser zu erreichen, limitiert jedoch den Durchsatz und erhöht die Verweilzeit im Gehäuse 31 , was wiederum zu einem höheren Staubanteil führt. Im tiefstgelegenen Bereich des Gehäuses 31 ist ein Siebblech 34 angeordnet, durch dessen Sieböffnungen die geschnittenen Teeblätter ausgetragen werden. Die Grösse der Sieböffnungen kann zum Beispiel 2-10mm oder auch bis 20mm betragen.

Die Drehzahl der Welle 32 ist variierbar. In anderer, nicht explizit dargestellter Ausführung kann die Schneideinrichtung 30 auch innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet sein.

Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass durch das Schneiden der Staubanteil, d. h. zu fein zerkleinerte Teeblätter deutlich reduziert wird.

Die geschnittenen Teeblätter gelangen im freien Fall auf eine Vorrichtung zum Abtransport derselben, zum Beispiel ein Förderband 8.

Die Zerkleinerung der Teeblätter erfolgt in einer oxidativen Normalatmosphäre in der erfindungsgemässen Einrichtung.

Für einen Dauerbetrieb kann die erfindungsgemässe Einrichtung mit einer Aspiration versehen sein, um die Ablagerung von Teestaub o. a. Partikeln zu verhindern. Hierzu ist zum Beispiel je Ebene 4, 5 ein perforiertes Rohr 17 aus rostfreiem Stahl vorgesehen, das mittels einer lebensmittelzugelassenen Flanschdichtung 18 einseitig im Gehäuse 1 angeordnet ist (Fig. 6). Ein Ende des Rohrs 17 ragt aus dem Gehäuse 1 hervor und das andere Ende ist freiliegend und offen im Gehäuse 1. Das Rohr 17 erstreckt sich weitgehend über die Länge der Walzen 2, 3. Über eine Flanschverbindung 19, die mit einer Drossel 22 versehen ist, und einen Schlauch 20 ist das Rohr 17mit einer vereinfacht dargestellten Absaugeinrichtung 21 verbunden. Die Absaugeinrichtung 21 kann wiederum mit einem Abluftfilter gekoppelt sein, bevorzugt einem explosionsfesten Abluftfilter.

Sämtliche Verstell- und Steuerungsvorgänge erfolgen bevorzugt elektronisch, jedoch ist auch eine manuelle Steuerung möglich.

Die erfindungsgemässe Einrichtung, wie auch die Speiseeinrichtung 9 können stationär angeordnet sein, oder wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, auf fahrbaren Gestellen 10, 11 gelagert sein. Hierbei kann das Gestell 10 für die erfindungsgemässe Einrichtung auch das Förderband 8 aufnehmen.

In einer sehr einfachen Weise der Einrichtung kann auch nur eine einzige Walze 2 vorgesehen sein. Hierbei ist die Walze 2gleichfalls dem Einlass 6 in vertikaler Richtung nachgeordnet ist, korrespondiert jedoch mit zwei Kämmen 15, wie in der Fig. 5 gezeigt.

Eine Einstellung der Kämme 15 ist wiederum in vertikaler Richtung und unter Handhabung von mindestens einem Verstellmechanismus von oben vorgesehen, wobei der Verstellmechanismus in oder oberhalb des Gehäuses 1 resp. der in dieser Ausführungsform einzigen Ebene 4 angeordnet ist. Liste der Bezugszeichen

1 Gehäuse

2 Walze 3 Walze

4 obere Ebene

5 untere Ebene

6 Einlass

7 Auslass 8 Förderband

9 Speiseeinrichtung

10 Gestell

11 Gestell

12 Umfangsfläche 13 Leitblech

14 Leitblech

15 Kamm

16 Walzenspalt

17 Rohr 18 Flanschdichtung

19 Flanschverbindung

20 Schlauch

21 Absaugeinrichtung

22 Drossel 23 Verstelleinrichtung 24 Nocken

25 Nut

30 Schneidvorrichtung

31 Gehäuse 32 Welle

33 Schneidmesser

34 Siebblech

L Breite einer Nut P Höhe eines Nockens W Breite eines Nockens