TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen und Dosieren fester Dosiergüter, wie wenigstens eine Zerealie, insbesondere eine festkörperartige, teilchenförmige, quellfähige Zerealie, und/oder wenigstens eine andere kleinstückige Beimengung, in eine Trägerflüssigkeit, mit dem ein Gemisch aus der Trägerflüssigkeit und dem wenigsten einen festen Dosiergut hergestellt wird, bei dem im stationären Betrieb einem vorgelegten Volumen des Gemisches ein Volumenstrom Trägerflüssigkeit und das wenigstens eine feste Dosiergut jeweils zwangsweise zugeführt und alle Mischungsbestandteile miteinander vermischt werden, bei dem das Gemisch mit einem konstanten Volumenstrom Gemisch stetig und zwangsweise aus dem vorgelegten Volumen abgeführt wird, bei dem das vorgelegte Volumen, das ein freies Niveau aufweist, über dieses freie Niveau geregelt und damit konstant gehalten wird, bei dem der Volumenstrom Trägerflüssigkeit und wahlweise ein Volumenstrom Luft konstant gehalten und stetig und fortlaufend bereitgestellt werden und jeweils quantitativ voreinstellbar und in Grenzen veränderbar sind, bei dem der Volumenstrom Trägerflüssigkeit unterhalb des freien Niveaus derart in das Gemisch eingeleitet wird, dass in diesem dadurch strömungsmechanisch eine Rotationsströmung generiert wird, bei dem die Zufuhr des wenigstens einen festen Dosiergutes jeweils quantitativ voreinstellbar und in Grenzen veränderbar ist und bei dem das wenigstens eine feste Dosiergut mit dem Volumenstrom Luft zunächst zusammengeführt und dann in der jeweiligen Mischung über das freie Niveau in das vorgelegte Volumen eingebracht wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Gemisch wird am Ende seiner weiteren Behandlung in einer der Dosierung nachgeordneten Prozessanlage zu einer trinkfähige Mischung, vorzugsweise bestehend aus Trinkmilch als Trägerflüssigkeit und dem wenigstens einen festen Dosiergut, beispielsweise Reis oder/und Hafer als Zerealie/n, hergestellt durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vor- richtung. Trinkfähige Mischung bedeutet im vorliegenden Falle, dass diese nicht in löffelfähiger bzw. löffelfester Konsistenz verzehrt werden muss, sondern mit einem Stroh- oder Trinkhalm problemlos aufgenommen werden kann. Der Begriff Zerea- lie soll im Folgenden neben Reis und Hafer beispielsweise auch Weizenkörner, die nur mit kaltem Wasser gewässert werden, umfassen sowie andere festkörper- artige, kleinstückige Beimengungen wie Früchte, Nüsse oder Samen. Unter festkörperartig soll eine Zerealie oder Beimengung angesehen werden, wenn sie nicht durch Hitze- oder mechanische Einwirkung im Behandlungsprozess zerstört ist und damit beispielsweise ihre Körnerstruktur weitestgehend behält. Unter kleinstückig soll eine Zerealie oder Beimengung quantifiziert werden, die mit einer Min- destgröße beim Trinken noch wahrnehmbar ist (beispielweise Samen oder ähnliches mit einem größten Partikeldurchmesser von 1 bis 2 mm) oder die mit einer maximalen Partikelabmessung von nicht mehr als 5 mm noch trinkbar ist, insbesondere mit einem Stroh- oder Trinkhalm.

STAND DER TECHNIK

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der gattungsgemäßen Art ist aus der DE 38 03 217 A1 bekannt. Sie offenbart eine Vorrichtung zum Mischen und Dosieren fester und flüssiger Dosiergüter, wie Pulver, Granulate oder dgl. in Wasser sowie flüssiger Dosiergüter, wie Dispersionen, Emulsionen, mit schwer mischbaren Eigenschaften mit Wasser. Die Vorrichtung weist eine Misch reaktor- kammer auf, wobei die Dosiergüter mittels Luft in die geschlossene, unter Drucks stehende Mischreaktorkammer eingeführt werden und ein Distanzluftpolster zwischen dem Wasser und dem Dosiergut aufrechterhalten wird. Das zwangsweise Dosieren der Dosiergüter erfolgt über eine Dosiereinrichtung, in der eine angetriebene Kugel angeordnet ist, in welche drei Sacklöcher eingearbeitet sind, deren Positionen zu einem Feststoffeinlauf und einem Feststoffauslauf überschneidungsfrei angeordnet sind. Die Dosiereinrichtung besitzt einen Anschluss für eine Belüftungsleitung und die Mischreaktorkammer einen Anschluss für eine Versorgungs- leitung, über die Luft zugeführt und damit die Feststoffdosierung in die Mischreaktorkammer gefördert wird. Es handelt sich um einen quasi portionsweisen Eintrag des Feststoffes in einen Raum in der Dosiereinrichtung, dem auch Luft zugeführt wird. In welcher Weise nach Eintrag des Feststoffes in die Dosiereinrichtung die- ser mit der über die Belüftungsleitung zugeführten Luft gemischt und anschließend auf dem Weg zum Austritt aus der Dosiereinrichtung weiterbehandelt wird, ist nicht offenbart. Die portionsweise Abgrenzung beispielsweise feuchter Reiskörner in Sacklöchern und deren anschließende Entleerung allein mittels Schwerkraft scheint nicht geeignet, um ein diesbezügliches Dosiergut sicher und mit der notwendigen mengenproportionalen Genauigkeit in eine Trägerflüssigkeit zu dosieren.

Die DE 602 18 450 T2 hat das Auflösen von Pulver in Wasser zum Gegenstand, wobei ein Wasserstrom in Verbindung mit einem Strahlapparat dazu benutzt wird, das Pulver anzusaugen und in einen Rührbehälter zu fördern. Letzterer ist durch mehrere quer zur Behälterlängsachse verlaufende Prallbleche in übereinander angeordnete Kammern unterteilt, die jeweils durch eine zentrale Öffnung miteinander verbunden sind. Durch die zentralen Öffnungen erstreckt sich eine Rüh- rerwelle, die in jeder Kammer einen Rührflügel antreibt. Unter Pulver soll auch in Wasser quellfähiges teilchenförmiges Material verstanden werden.

Die DE 602 23 586 T2 betrifft ein aus Zerealien hergestelltes Produkt, wobei die Beschaffenheit einer Zerealie hinsichtlich Farbe, Form und äußere und innere Be- Schichtung angegeben werden.

Es sind darüber hinaus Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die bei höherem Mengenanteil an Zerealien der Herstellung eines hochviskosen Endprodukts dienen, beispielsweise eines Reis- oder eines Reis/Hafer-Desserts, das nur löffelfä- hig bzw. löffelfest verzehrt werden kann.

Vorzugsweise in asiatischen Ländern sind trinkfähige Mischungen aus Trinkmilch als Trägerflüssigkeit und Reis und/oder Hafer als Zerealie(n) erwünscht. Es ist diesbezüglich weiterhin erwünscht, dass sich die der Trägerflüssigkeit beigemisch- ten Zerealien, beispielsweise Reis und/oder Hafer, nicht vollständig auflösen, sondern dass ihre Stückigkeit, möglichst gleichverteilt und vereinzelt, beim Trinken noch spürbar bleibt. Diese Forderung betrifft auch andere kleinstückige Beimengungen, die in der Trägerflüssigkeit Aufnahme finden können. Bei der Herstellung einer trinkfähigen Mischung, beispielsweise bestehend aus Trinkmilch und Hafer und/oder Reis, wird angestrebt, dass einerseits der Hafer in nativem Zustand, nämlich kalt und trocken, in die Trägerflüssigkeit Trinkmilch dosiert werden kann, und dass andererseits die Verwendung von sog.„Allerweltsreis" möglich ist, der lediglich vor seiner Dosierung eine spezielle, angepasste Vorgarung erfahren muss. Als Allerweltsreis wird im Kontext zur vorstehenden Problematik ein Reis bezeichnet, der unterschiedliches Gar- und Sterilisationsverhalten aufweist, je nach Sorte, Herkunft und natürlichen erntebedingten Schwankungen. Solche rohstoffbedingten Schwankungen haben üblicherweise Auswirkungen auf das End- produkt; sie sollen beherrschbar und kompensierbar sein. Die derart vorbehandelten Reiskörner sind von klebriger Konsistenz und neigen zur Konglomeration mit anderen Reiskörnern. Dies macht ihre quantitativ gleichmäßige Dosierung in die Trägerflüssigkeit und ihre Gleichverteilung in dieser problematisch. Bekannte Verfahren und Vorrichtungen beschränken sich bislang darauf, eine löffelfähige bzw. löffelfeste, hochviskose Mischung aus einer niedrigviskosen Trinkmilch als Trägerflüssigkeit und Reis als Zerealie nur unter der Bedingung zu erzeugen, wenn der Reisanteil, bezogen auf den Trinkmilchanteil, deutlich über 6 Gewichts-Prozent liegt. Mit steigendem Anteil von Reis bildet sich eine höhere Viskosität der Mischung, die es gleichzeitig möglich macht, diese Mischung, letztlich das angestrebte Produkt, kontinuierlich durch die und aus der Prozessanlage zu fördern. Hierzu ist eine andere Technologie als die in der vorliegenden Erfindung beschriebene erforderlich. Wenn allerdings der Reisanteil unter 6 % und ggf. weniger betragen soll, weil eine trinkfähige, relativ niedrigviskose diesbezügliche Mischung gewünscht ist, dann versagen die bisherigen Verfahren und Vorrichtungen zur Dosierung.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen und Dosieren fester Dosiergüter, wie wenigstens eine Zerealie, insbesondere eine festkörperartige, teilchenförmige, quellfähige Zerealie, und/oder wenigstens eine andere kleinstückige Beimengung, in eine Trägerflüssigkeit zu schaffen, durch die der Mengenanteil des wenigstens einen festen Dosierguts in der Trägerflüssigkeit im Bedarfsfall über das im Stand der Technik bislang erreichte Maß hinaus gesteigert und gleichzeitig eine störungsfreie Zufuhr des wenigstens einen festem Dosierguts in die Trägerflüssigkeit und seine dortige homogene Gleichverteilung sichergestellt werden kann. Mit dem Verfahren und der Vorrich- tung zum Mischen und Dosieren sollen ein Gemisch hergestellt werden, das im Endergebnis zu einer trinkfähigen Mischung aus Trinkmilch als Trägerflüssigkeit und einem relativ hohen Anteil beispielsweise an Reis oder/und Hafer und/oder Weizenkörner als Zerealie/n und/oder anderen kleinstückigen Beimengungen, wie Früchte, Nüsse, Samen oder dgl., führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteran- sprüche. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand des Nebenanspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der zugeordneten Unteransprüche. Weiterhin werden Gemische angegeben, die durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung herstellbar sind.

Verfahren

Der erfinderische Grundgedanke besteht darin, und die erfinderische Lösung manifestiert sich am augenfälligsten an der schwierigsten Aufgabe, nämlich der Dosierung der vorgegarten Reiskörner in die Trägerflüssigkeit, die nachfolgend bei- spielhaft hervorgehoben wird, ausgehend von einem Verfahren der gattungsgemäßen Art, dass das wenigstens eine feste Dosiergut, beispielsweise die Zerealie Reis, jeweils in Form eines stetigen Volumenstroms des wenigstens einen festen Dosiergutes ausgeprägt ist, und dass der Volumenstrom Luft, in Strömungsrichtung zum vorgelegten Volumen gesehen, auf den stetigen Volumenstroms des wenigstens einen festen Dosiergutes derart trifft, dass der Volumenstrom Luft als Durchmischungs-, Trocknungs-, Austrag- und Trägermedium für das jeweilige wenigstens eine feste Dosiergut fungiert. Die derart hergestellte Mischung wird alsdann über das freie Niveau in das vorgelegte Volumen eingebracht. Dabei ist die durch den Volumenstrom Luft gegebene Luftgeschwindigkeit im Verhältnis zu einer Zufuhrgeschwindigkeit des wenigstens einen festen Dosiergutes so bemessen, dass die Luft die Durchmischung begünstigt und forciert und dar- über hinaus als Träger- und Austragmedium für das jeweilige wenigstens eine feste Dosiergut fungiert. Wenn es sich bei dem wenigstens einen festen Dosiergut um eine Zerealie in Gestalt eines feuchten, vorgegarten Reises handelt, dann bewirkt die gegenüber dem Reis deutlich kältere Luft zusätzlich zu ihrer Trägerfunktion eine Trocknung der Reiskörner und wirkt somit einer Verklebung und Konglo- meration der Reiskörner entgegen.

Die vorstehend angegebenen Lösungsmerkmale im Zusammenhang mit dem Dosiergut der Zerealie Reis sind sinngemäß auch auf andere Zerealien oder andere festkörperartige, kleinstückige Beimengungen übertragbar, wenn hier vergleichba- res Verhalten, wie Verklebung und Konglomeration, auftritt. Im Folgenden sollen zur Vereinfachung der Beschreibung unter dem Begriff Zerealie auch Beimengungen der vorbeschriebenen Art subsummiert werden.

Zusätzlich zu den vorstehend genannten erfinderischen Schritten werden der Vo- lumenstrom Trägerflüssigkeit und ein Volumenstrom Luft in an sich bekannter Weise konstant gehalten und stetig und fortlaufend bereitgestellt. Der Volumenstrom Gemisch wird dabei ebenfalls mit konstantem Volumenstrom zwangsweise aus dem vorgelegten Volumen abgeführt und ist über gesamte Dauer der Produktionszeit des Gemischs und damit des Endergebnisses des Produktionsprozesses, einer abfüll- oder lagerfähigen trinkfähigen Mischung, stetig ausgeprägt. Dadurch wird eine eindeutig definierte Abfuhr des Gemischs aus dem vorgelegten Volumen sichergestellt und gleichzeitig auch eine näherungsweise konstante und stetige Strömung, in Strömungsrichtung gesehen, in den dem vorgelegten Volumen nachgeordneten Bereichen der Weiterbehandlung des Gemischs erreicht, die möglichst frei ist von stagnierenden und/oder unkontrolliert oszillierenden Strömungsbereichen. Weiterhin ist in an sich bekannter Weise vorgesehen, dass das vorgelegte Volumen des Gemischs, das ein freies Niveau aufweist, über dieses Niveau geregelt und damit konstant gehalten wird. Über dieses freie Niveau gelangt das wenigstens eine feste Dosiergut, die zu dosierende Zerealie, bevorzugt in die Trägerflüs- sigkeit, wodurch eine störungsfreie Dosierung befördert wird.

Es ist weiterhin bekannt und vorgesehen, dass der Volumenstrom Trägerflüssigkeit und wahlweise ein Volumenstrom Luft und die Zufuhr des wenigstens einen festen Dosiergutes jeweils quantitativ voreinstellbar und in Grenzen veränderbar sind. Die Voreinstellbarkeit dieser Größen erlaubt es, den Mengenanteil des wenigstens einen festen Dosiergutes auf einen gewünschten quantitativen Wert einzustellen. Die Veränderbarkeit ermöglicht es unter sich verändernden Betriebsbedingungen, z.B. bei Schwankungen der Volumenströme, die gewünschte und/oder notwendige Verweilzeit zu justieren. Sicherheit und Zuverlässigkeit des Misch- und Dosierverfahrens werden verbessert, wenn das wenigstens eine feste Dosiergut zwangsweise zugeführt wird.

Um das Einmischen des wenigstens einen festen Dosiergutes in die und den Mischvorgang in der Trägerflüssigkeit zu intensivieren, wird die Trägerflüssigkeit in an sich bekannter Weise derart in das Gemisch eingeleitet, dass in diesem dadurch strömungsmechanisch eine Rotationsströmung erzeugt wird. Durch die Rotationsströmung werden Fliehkräfte generiert, die zu Sekundärströmungen und damit zu zusätzlichen sekundären Rühr- und Mischbewegungen in dem vorgelegten Volumen des Gemischs führen.

Die vorstehenden verfahrenstechnischen Schritte stellen sicher, dass das jeweils dosierte wenigstens eine feste Dosiergut eine eindeutig definierte mittlere Verweilzeit in dem vorgelegten Volumen verbleibt und dort entsprechend dieser mittleren Verweilzeit zusammen mit der zugeführten Trägerflüssigkeit und mit dem vorge- legten Volumen Gemisch vermischt und in diesem Gemisch gleichverteilt wird. Da die Verweilzeit als Quotient aus dem vorgelegten Volumen und dieses vorgelegte Volumen durchsetzendem Volumenstrom definiert ist und planmäßig das vorgelegte Volumen und die in das vorgelegte Volumen eintretenden Volumenströme konstant gehalten und stetig und fortlaufend bereitgestellt werden und weiterhin der aus dem vorgelegten Volumen zwangsweise abgeförderte Volumenstrom Gemisch ebenfalls konstant gehalten wird und stetig ausgeprägt ist, ist im störungsfreien Dosierbetrieb die Verweilzeit eindeutig definiert und konstant. Die Do- sierbedingungen sind daher eindeutig definiert, jederzeit reproduzierbar und im planmäßigen und störungsfreien Betrieb konstant.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das vorgelegte Volumen des Gemischs in Grenzen voreinstellbar ist.

Ein wesentliches Lösungsmerkmal der Erfindung besteht darin, dass die zugeführte Luft als Durchmischungs-, Träger- und Austragmedium und ggf. zusätzlich als Trocknungsmedium für das zu dosierende und ggf. feuchte wenigstens eine feste Dosiergut dient. Der von oben nach unten in Richtung zum vorgelegten Volumen eingetragene Luftstrom verhindert zusätzlich, dass aus der Trägerflüssigkeit aufsteigende Wrasen (warmer Dampf) bis zur Stelle der Zusammenführung des Volumenstroms des wenigstens einen festen Dosiergutes mit dem Volumenstrom Luft gelangt und dort das in seinem Ausgangszustand in der Regel relativ trockene Dosiergut verklebt. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn im Bereich der Zusammenführung der Volumenströme Luft und des wenigstens einen festen Dosiergutes eine durch den Volumenstrom Luft gegebenen Luftgeschwindigkeit um Faktor 50 bis 100 größer ist als eine durch den Volumenstrom des wenigstens einen festen Dosiergutes gegebene Zufuhrgeschwindigkeit. In konkreten Zahlen bedeutet dies, dass beispielsweise die Luft mit einer Luftgeschwindigkeit von 5 bis 6 m/s und das wenigstens eine feste Dosiergut mit einer Zufuhrgeschwindigkeit von 0,05 bis 0,1 m/s zugeführt werden, sodass der vereinigte Volumenstrom Luft und Dosiergut durch eine Eintragungsgeschwindigkeit geprägt ist, die annähernd der Luftgeschwindigkeit entspricht. Bei einem trockenen und nicht zum Verkleben neigenden wenigstens einen festen Dosiergut, einer Zerealie, wie beispielsweise kalter und trockener Hafer, kann ggf. auf die Zufuhr von Luft verzichtet werden. Diesbezüglich sieht das erfindungsge- mäße Verfahren vor, dass das wenigstens eine feste Dosiergut ohne Luftbeimischung in das vorgelegte Volumen eingebracht wird.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn sich das zu dosierende wenigstens eine Dosiergut auf mehr als einen Volumenstrom aufteilt und jeweils getrennt voneinander in das vorgelegte Volumen eingebracht wird. Zum Einen kann dadurch eine gleichzeitige Dosierung von mehreren und voneinander verschiedenen festen Dosiergütern in die Trägerflüssigkeit realisiert werden, zum Anderen erhöht diese Verfahrensvariante bei der Dosierung nur eines einzigen fes- ten Dosiergutes die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Dosierverfahrens, weil sich die Eintragungsoberfläche des vorgelegten Volumens zwangsläufig entsprechend vergrößert.

Um die Mischwirkung in dem vorgelegten Volumen zu verstärken, wird weiterhin vorgeschlagen, zusätzlich zu den strömungsmechanisch generierten Rühr- und Mischbewegungen mechanisch generierte diesbezügliche Bewegungen vorzusehen. Ein weiterer diesbezüglicher Verstärkungseffekt stellt sich ein, wenn die strömungsmechanisch generierte Rotationsströmung gegensinnig zu der mechanisch generierten umlaufenden Rühr- und Mischbewegung orientiert ist.

Verwendung

Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung eines Gemischs, das aus einer Trinkmilch als Trägerflüssigkeit und wenigstens aus der Zerealie Hafer oder Reis oder Weizenkörner besteht, hergestellt mittels des Ver- fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Die notwendigen Eigenschaften von Hafer und Reis wurden vorstehend bereits teilweise definiert, wobei es vorteilhaft ist, den Hafer als Kornware und nicht vorgegart zu verwenden und derart nativ, kalt und trocken zu dosieren. Der Reis wird vorgegart eingesetzt und warm bei 70 °C und vorzugsweise unter laminarer Belüftung dosiert. Die Weizenkörner wer- den, lediglich vorbehandelt durch Wässerung im kalten Wasser, dosiert. Vorrichtung

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist als eine Dosiervorrichtung ausgebildet und setzt die verfahrenstechnischen Lösungsmerkmale konsequent in gegenständliche Merkmale um. Die Dosiervorrichtung ist in der Regel in einer UHT-Anlage (UHT: Ultra-Hoch-Temperatur) angeordnet und befindet sich in der Regel zwischen einer Vorwärmzone und einer Vorerhitzerzone mit einer nachfolgenden Hocherhitzerzone, einer Heißhalterzone und einer Kühlzone, wobei in letzterer das Endprodukt, eine trinkfähige Mischung, die aus dem Gemisch durch eine UHT-Behandlung hergestellt wird, auf Abfüll- oder Lagerungs- temperatur abgekühlt wird.

Die Dosiervorrichtung ist in an sich bekannter Weise ausgebildet mit einem Behälter für ein vorgelegtes Volumen eines Gemischs, das ein freies Niveau besitzt. Der Behälter verfügt über einen Eintritts-Anschluss für eine Trägerflüssigkeit unterhalb des freien Niveaus zur Erzeugung einer Rotationsströmung in dem Behälter, eine Eintritts-Öffnung für wenigstens ein festes Dosiergut und einen Austritts-Anschluss für das Gemisch, bestehend aus der Trägerflüssigkeit und dem wenigstens einen festen Dosiergut. Der Behälter besitzt eine Niveau-Regeleinrichtung für das freie Niveau und er verfügt über eine Vorkammer, die über eine Eintrittsöffnung in einen oberhalb des freien Niveaus befindlichen Kopfraum des Behälters ausmündet. Die Vorkammer weist einen Anschluss zur Zufuhr des wenigstens einen festen Dosiergutes und einen Anschluss für Luft zur Zufuhr eines Volumenstroms Luft jeweils in die Vorkammer auf. Neben den gattungsbildenden Merkmalen besitzt die Dosiervorrichtung erfindungsgemäß wenigstens eine Vorkammer mit dem Anschluss zur Zufuhr des wenigstens einen festen Dosiergutes, der derart eingerichtet, dass das wenigstens eine feste Dosiergut in Form eines stetigen Volumenstroms des wenigstens einen festen Dosiergutes in die Vorkammer eintritt. An der wenigstens einen Vorkammer sind der vorstehend genannte Anschluss und der Anschluss für Luft derart angeordnet, dass der Volumenstrom Luft, nach seinem Austritt aus dem Anschluss für Luft und auf dem Weg zur Eintritts-Öffnung des Behälters, auf den stetigen Volumenstrom des wenigstens einen festen Dosiergutes trifft und dabei als Durchmi- schungs-, Trocknungs-, Austrag- und Trägermedium für das jeweilige wenigstens eine festes Dosiergut fungiert. Darüber hinaus ist in dem Behälter eine mechanische Rühreinrichtung vorgesehen. Um zu verhindern, dass der Behälter einerseits überfüllt und andererseits zu weit entleert wird, sodass zum Einen die die notwendige Verweilzeit zu lang oder zu kurz ist und zum Anderen der Behälter entweder überläuft oder leerfällt, weist er einen dritten Anschluss für eine obere Niveau-Grenzwerterfassungseinrichtung und einen vierten Anschluss für eine untere Niveau-Grenzwerterfassungs- einrichtung auf.

Zur Erhöhung der Sicherheit und der Zuverlässigkeit des Dosiervorganges ist es zweckdienlich, wenn der Behälter mehr als eine Vorkammer, bevorzugt vier in seinen Kopfraum über jeweils eine zugeordnete Eintritts-Öffnung ausmündende Vor- kammern aufweist. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, wenn die wenigstens eine Eintritts-Öffnung oder ggf. mehr als eine dieser Eintritts-Öffnungen in einem den Kopf räum des Behälters begrenzenden Behälterdeckel angeordnet ist bzw. sind. Dadurch kann das über die Luftströmung in den Kopfraum beförderte jeweilige wenigstens eine Dosiergut, eine Zerealie und/oder andere kleinstückige Beimengung, über eine möglichst große Oberfläche des freien Niveaus des Gemische in letzteres eingetragen werden.

Eine Schaumbildung beim Zuführen der Trägerflüssigkeit in das Gemisch wird vermieden und die Rühr- und Mischbewegung im Gemisch wird zusätzlich ver- stärkt, wenn, wie dies ein weiterer Vorschlag vorsieht, der Eintritts-Anschluss für die Zufuhr der Trägerflüssigkeit am Umfang und in tangentialer Richtung zum Umfang des Behälters angeordnet ist.

Eine störungs- und verstopfungsfreie Abfuhr des Gemischs aus dem Behälter wird durch eine Ausführungsform begünstigt, bei der der Behälter in seinem Fußbereich von einem kegelförmigen Boden mit einem ersten Kegelwinkel und einem sich anschließend zu dem Austritts-Anschluss für die Abfuhr des Gemischs hin fortsetzenden kegelförmigen Verjüngungsstutzen mit einem zweiten Kegelwinkel begrenzt wird, wobei der erste Kegelwinkel deutlich größer als der zweite Kegelwinkel ausgeführt ist.

Um eine eindeutig definierte Abfuhr des Gemischs aus dem Behälter sicherzustel- len und gleichzeitig auch eine näherungsweise konstante und stetige Strömung, in Strömungsrichtung gesehen, in den dem Behälter nachgeordneten Bereichen der UHT-Anlage zu erreichen, die möglichst frei ist von stagnierenden und/oder unkontrolliert oszillierenden Strömungsbereichen, sieht ein anderer Vorschlag vor, dass unmittelbar am Austritts-Anschluss des Behälters eine Verdrängerpumpe, vorzugsweise eine rotierende Verdrängerpumpe in Gestalt einer Schrauben- Spindelpumpe, angeordnet ist.

Damit die zugeführte Trägerluft und ggf. andere aus dem wenigstens einen festen Dosiergut oder dem erwärmten Gemisch entbindende Gase und Dämpfe aus dem Kopfraum des Behälters entweichen oder letzterer bei sinkendem Niveau, z.B. bei der Entleerung oder bei Niveauschwankungen, belüftet werden kann, ist an den Kopfraum des Behälters eine Be- und Entlüftungseinrichtung angeschlossen.

Eine einwandfreie und automatisch ablaufende CIP-Reinigung der Dosiervorrich- tung (CIP: cleaning in place) wird möglich, wenn der Behälter eine in seinen Kopfraum eingreifende Behälter-Reinigungseinrichtung aufweist. Um auch die Vorkammer intensiv und sicher einer automatischen CIP-Reinigung unterziehen zu können, sieht ein weiterer Vorschlag vor, dass die Vorkammer eine in diese eingreifende Kammer-Reinigungseinrichtung aufweist.

Verwendung

Die vorgeschlagene Vorrichtung eignet sich besonders für die Herstellung eines Gemischs aus Trinkmilch als Trägerflüssigkeit und Reis oder/und Hafer oder Weizenkörner als Zerealie/n und/oder wenigstens einer anderen festkörperartigen, kleinstückigen Beimengung wie Nüsse, Früchte, Samen oder dergleichen, hergestellt mittels der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19. KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine eingehendere Darstellung der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen. Während die Erfindung in den verschiedensten Ausführungsformen realisiert ist, wird in der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, dargestellt und nachfolgend nach Aufbau und Funktion beschrieben. Es zeigen in perspektivischer Darstellung eine Außenansicht der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit vier am Behälterdeckel angeordneten Vorkammern und

in schematischer, vereinfachter Darstellung einen Meridianschnitt durch die Dosiervorrichtung gemäß Figur 1.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Vorrichtung

Eine Dosiervorrichtung 100 (Figuren 1 und 2) ist beispielsweise, in Strömungsrichtung einer Trägerflüssigkeit TF gesehen, hinter dem letzten Wärmeaustau- scher einer Vorwärmzone einer UHT-Anlage angeordnet. Die Trägerflüssigkeit TF mündet mit einem Volumenstrom Trägerflüssigkeit Q _T F mit einer Einlaufgeschwindigkeit CTF über einen Eintritts-Anschluss 16 in einen Behälter 2 der Dosiervorrichtung 100 ein, wobei der Eintritts-Anschluss 16 bevorzugt am Umfang und in tangentialer Richtung zum Umfang des Behälters 2 und unterhalb eines durch ein freies Niveau N gekennzeichneten Flüssigkeitsspiegels eines im Behälter 2 bevorrateten Gemischs G, bestehend aus der Trägerflüssigkeit TF und wenigstens einem festen Dosiergut Z, B, beispielsweise wenigstens eine festkörperartige, teil- chenförmige, quellfähige Zerealie Z, angeordnet ist. Anstelle der wenigstens einen Zerealie Z kann es sich auch um wenigstens eine andere kleinstückige Beimen- gung B handeln (nicht in den Figuren der Zeichnung angegeben). Der Behälter 2 bildet einen Innenraum zur Aufnahme des Gemisch G aus, wobei ein vorgelegtes Volumen V des Gemischs G durch das freie Niveau N gegenüber einem Kopfraum 5 des Behälters 2 begrenzt sein soll. Der Behälter 2 wird oberhalb seines Kopfraums 5 durch einen Behälterdeckel 4 und in seinem Fußbereich von einem kegelförmigen Boden 6 mit einem ersten Kegelwinkel W1 und einem sich anschließenden kegelförmigen Verjüngungsstutzen 8 mit einem zweiten Kegelwinkel W2 begrenzt. Der erste Kegelwinkel W1 ist größer als der zweite Kegelwinkel W2 ausgeführt, wobei es vorteilhaft ist, wenn der Kegelwinkel W1 etwas weniger als dreimal so groß wie der Kegelwinkel W2 ist. Der Verjüngungsstutzen 8 mündet in einen Austritts-Anschluss 18 für das Gemisch G aus, an den unmittelbar eine Verdrängerpumpe 48, vorzugsweise in Gestalt einer Schrauben-Spindel-Pumpe, angeordnet ist. Das Gemisch G wird mit einem Volumenstrom Gemisch Q _G und einer Ablaufgeschwindigkeit CG aus dem Behälter 2 abgeführt. Der Behälter 2 weist weiterhin wenigstens eine Eintritts-Öffnung 34 für das wenigstens eine feste Dosiergut Z, B, im Ausführungsbeispiel die Zerealie Z, und/oder die wenigstens eine andere kleinstückige Beimengung B (nicht bezeichnet) auf, wobei die Eintritts- Öffnung 34 die bevorzugt in dem Behälterdeckel 4 angeordnet ist.

Am Behälter 2 ist wenigstens eine Vorkammer 50 vorgesehen ist, die über die wenigstens eine Eintritts-Öffnung 34 in den oberhalb des freien Niveaus N befindlichen Kopfraum 5 ausmündet. Die Vorkammer 50 besitzt einen Anschluss 54 zur Zufuhr eines Volumenstroms des wenigstens einen festen Dosiergutes Q ^* , des Volumenstromes Zerealie Qz und/oder eines Volumenstroms Beimengung Q _B (nicht bezeichnet), und einen Anschluss für Luft 56 zur Zufuhr eines Volumenstroms Luft Q _L . Über den Anschluss 54 kann die die Vorkammer 50 mit wenigsten einem festen Dosiergut Z, B und über den Anschluss für Luft 56 kann die Vorkammer 50 mit Luft L beaufschlagt werden. Der Anschluss für Luft 56 ist so ange- ordnet ist, dass der Volumenstrom Luft QL auf dem Weg zur Eintritts-Öffnung 34 auf den Volumenstrom des wenigstens einen festen Dosiergutes Q ^* , den Volumenstrom Zerealie Qz oder den Volumenstrom Beimengung Q _B , trifft. Aus dem Volumenstrom Luft Q _L resultiert mit einem Durchtrittsquerschnitt der Vorkammer 50 dort für eine vorzugsweise trockene, relativ kalte Luft L eine Luftgeschwindig- keit c _L , und die Zerealie Z bzw. Beimengung B wird unter den gegebenen Querschnittsverhältnissen mit einer Zufuhrgeschwindigkeit Cz bzw. CB zugeführt. Durch ein erfindungsgemäß gewähltes Verhältnis zwischen Volumenstrom Luft QL und Volumenstrom Zerealie Q _Z oder Beimengung QB bzw. zwischen Luftgeschwindigkeit CL und Zufuhrgeschwindigkeit Cz oder CB, das bevorzugt bei 50 bis 100 (c _L /cz = CL/CB = 50 - 100) liegt, fungiert die Luft L als Durchmischungs-, Trä- ger- und Austragmedium für die Zerealie Z bzw. Beimengung B, sodass ein Gemenge aus Zerealie und Luft Z+L oder Beimengung und Luft B+ L mit einem Volumenstrom Zerealie und Luft Q _Z +L bzw. Volumenstrom Beimengung und Luft Q _B +L und einer Eintragungsgeschwindigkeit CZ+L bzw. CB+L aus der Vorkammer 50 über die Eintritts-Öffnung 34 in den Kopfraum 5 eintritt.

Im Behälter 2 ist eine Niveau-Regeleinrichtung 38 vorgesehen, die über einen vorzugsweise im Behälterdeckel 4 angeordneten zweiten Anschluss 26 in das freie Niveau N eingreift und zu dessen Regelung dient. Ferner greifen in den Behälter 2 ein, und zwar vorzugsweise jeweils wieder über den Behälterdeckel 4, über einen ersten Anschluss 24 eine Rühreinrichtung 36, über einen dritten Anschluss 28 eine obere Niveau-Grenzwerterfassungseinrichtung 40 und über einen fünften Anschluss 32 eine Behälter-Reinigungseinrichtung 44, wobei die Rühreinrichtung 36 bis weit in das vorgelegte Volumen V hinabreicht. Vorzugsweise ebenfalls am Behälterdeckel 4 befindet sich eine Be- und Entlüftungseinrichtung 20, über die eine in der Regel warme, feuchte erste Luft L* und ggf. noch andere Gas- oder Dampfbestandteile abgeführt werden. Ein Kondensat k, welches sich aus der ersten Luft L* ggf. abscheidet, wird über ein an die Be- und Entlüftungseinrichtung 20 angeschlossenes Überlaufrohr 22 in die Umgebung des Behälters 2 ebenso abgeführt, wie eine dann entsprechend entfeuchtete zweite Luft L ^** . Im Boden 6 greift über einen vierten Anschluss 30 eine untere Niveau-Grenzwerterfassungseinrichtung 42 in den Fußbereich des Behälters 2 ein.

Mit der Behälter-Reinigungseinrichtung 44 wird in einem Reinigungsschritt eine erste Reinigungsflüssigkeit C1 in den gesamten Innenraum des Behälters 2 aus- gebracht, wenn dieser vollständig vom Gemisch G entleert ist. Eine sichere und gezielte Reinigung der Vorkammer 50 ist durch eine Kammer-Reinigungseinrichtung 46 sichergestellt, die über einen Anschluss für Kammerreinigung 58 an einem Kammerdeckel 52 der Vorkammer 50 in letztere eingeführt ist, und über die in dem Reinigungsschritt eine zweite Reinigungsflüssigkeit C2 ausgebracht wird.

Der Behälter 2 ruht bevorzugt auf einem Traggestell 14, das sich bevorzugt über drei Beine auf einem Untergrund abstützt, er besitzt ein Mannloch 10 für Inspekti- ons- und Wartungsarbeiten in seinem Innenraum, und er ist mit mehreren, vorzugsweise drei, Schaugläsern 12 ausgestattet, die vorzugsweise in vertikaler Anordnung über eine Mantelfläche des Behälters 2 verteilt sind. Der Behälter 2 weist im Ausführungsbeispiel vier in seinen Kopfraum 5 über jeweils eine zugeordnete Eintritts-Öffnung 34 ausmündende Vorkammern 50 auf. Über diese Vorkammern 50 können entweder jeweils unterschiedliche Zerealien Z und/oder Beimengungen B gleichzeitig in das vorgelegte Volumen V oder Teilströme gleicher oder unterschiedlicher Zerealien Z und/oder Beimengungen B ebenfalls jeweils gleichzeitig eingetragen werden.

Bei der Zerealie Z kann es sich vorzugsweise um Reis R und hier vorzugsweise um einen„AHerweltsreis" oder um Hafer H oder um Weizenkörner W (nicht bezeichnet) handeln. Reis R und Hafer H werden der Trägerflüssigkeit TF, vorzugsweise einer Trinkmilch M, jeweils ausschließlich (G = TF + R; G = TF + H) oder, jeweils getrennt voneinander, aber im Endergebnis in Summe (G = TF + H + R) im gewünschten Mengenverhältnis zudosiert. Der Hafer H wird vorzugsweise als Kornware, nicht vorgegart und nativ, kalt und trocken dosiert, während der Reis R vorgegart und warm bei 70 °C und unter der erfindungsgemäßen Belüftung dosiert wird. Die Weizenkörner W werden, lediglich vorbehandelt durch Wässerung im kalten Wasser, dosiert. Es wird in dem Gemisch G und damit am Ende einer Wärmebehandlung ein trinkfähiges Produkt mit einem Mengenanteil Zerealie(n) Z, bezogen auf die Trägerflüssigkeit TF, von 4 % und mehr erreicht.

Die trockene und in der Regel in Bezug zur Zerealie Z relativ kalte Luft L fungiert einerseits als Durchmischungs-, Träger-und Austragmedium für die Zerealie Z und andererseits bewirkt sie, insbesondere bei warmem, feuchtem vorgegartem Reis R, als Trocknungsmedium eine Trocknung, die ein Verkleben und Konglomerieren von Reiskörner verhindert. Mit dem Luftstrom werden die Zerealien Z auf das freie Niveau N geblasen, dringen über die gesamte Oberfläche des freien Niveaus N in das vorgelegte Volumen V des Gemischs G ein und werden dort unter fortlaufender Zufuhr eines zugeord- neten Volumenstroms Trägerflüssigkeit QTF gleichverteilt. Das Gemisch G, bestehend aus Trägerflüssigkeit TF und darin gleichverteilter Zerealie Z (G = TF + Z), verbleibt im stationären Betrieb der Dosiervorrichtung 100 mit einer eindeutig definierten mittleren Verweilzeit t in dem vorgelegten Volumen V, wobei sich die mittlere Verweilzeit t aus der Größe des vorgelegten Volumens V und dem vorzugs- weise zwangsweise abgeführten Volumenstrom Gemisch QG mit t = V/Q _G ergibt.

Verwendung

Die vorgeschlagene Dosiervorrichtung 100 eignet sich besonders für die Herstellung eines Gemischs G aus Trinkmilch M als Trägerflüssigkeit TF und Reis R oder/und Hafer H als Zerealie/n Z, hergestellt mittels der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19.

BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN

100 Dosiervorrichtung

2 Behälter

4 Behälterdeckel

5 Kopf räum

6 Boden (kegelförmig)

8 Verjüngungsstutzen

10 Mannloch

12 Schauglas

14 Traggestell

16 Eintritts-Anschluss

18 Austritts-Anschluss

20 Be- und Entlüftungseinrichtung

22 Überlaufrohr

24 erster Anschluss (für Rühreinrichtung)

26 zweiter Anschluss (für Niveau-Regeleinrichtung)

28 dritter Anschluss (für obere Niveau-Grenzwerterfassungseinrichtung)

30 vierter Anschluss (für untere Niveau-Grenzwerterfassungseinrichtung)

32 fünfter Anschluss (für Behälter-Reinigungseinrichtung)

34 Eintritts-Öffnung (für Zerealie(n) und/oder Beimengung(en))

36 mechanische Rühreinrichtung

38 Niveau-Regeleinrichtung

40 obere Niveau-Grenzwerterfassungseinrichtung

42 untere Niveau-Grenzwerterfassungseinrichtung

44 Behälter-Reinigungseinrichtung

46 Kammer-Reinigungseinrichtung

48 Verdrängerpumpe (z.B. rotierend; Schrauben-Spindel-Pumpe)

50 Vorkammer

52 Kammerdeckel 54 Anschluss

(für feste Dosiergüter Z, B; Zerealie(n) und/oder Beimengung(en))

56 Anschluss für Luft

58 Anschluss für Kammerreinigung

B Beimengung(en)

C1 erste Reinigungsflüssigkeit

C2 zweite Reinigungsflüssigkeit

G Gemisch (Trägerflüssigkeit TF + wenigstens ein festes Dosiergut Z, B)

H Hafer

L Luft

L ^* erste Luft

L ^** zweite Luft

M Trinkmilch

N freies Niveau

Q* Volumenstrom des wenigstens einen festen Dosiergutes Z, B

Q _B Volumenstrom Beimengung

Q _G Volumenstrom Gemisch

Q _L Volumenstrom Luft

QTF Volumenstrom Trägerflüssigkeit

Qz Volumenstrom Zerealie

QB+L Volumenstrom Beimengung und Luft

Q _Z + _L Volumenstrom Zerealie und Luft

Reis

Trägerflüssigkeit V vorgelegtes Volumen (des Gemischs G)

W Weizenkörner

W1 erster Kegelwinkel

W2 zweiter Kegelwinkel

Z Zerealie(n)

Z, B feste Dosiergüter (wenigstens ein festes Dosiergut Z, B)

TF, Z, B alle Mischungsbestandteile

CQ* Zufuhrgeschwindigkeit des wenigstens einen festen Dosiergutes Z, B

CB Zufuhrgeschwindigkeit Beimengung

CB+L Eintragungsgeschwindigkeit Beimengung

CG Ablaufgeschwindigkeit

CL Luftgeschwindigkeit

CTF Einlaufgeschwindigkeit

c _z Zufuhrgeschwindigkeit Zerealie

CZ+L Eintragungsgeschwindigkeit Zerealie k Kondensat t mittlere Verweilzeit (t = V/Q _G )