SCHAUER OLIVER (DE)
| WO1982000011A1 | 1982-01-07 |
| US20200170261A1 | 2020-06-04 | |||
| GB2529136A | 2016-02-17 | |||
| DE202018101636U1 | 2018-04-25 | |||
| DE915442C | 1954-07-22 | |||
| CN104472606B | 2016-06-29 | |||
| DE3744437A1 | 1989-07-13 | |||
| EP1515611B1 | 2009-09-30 |
| 9 Patentansprüche Misch- und Knetvorrichtung (1) für die Verarbeitung von Nahrungsmittelteig aufweisend eine Misch- und Knetmaschine (2), die einen festintegrierten Bottich (7) und eine Steuereinheit (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Knetvorrichtung (1) eine Wägevorrichtung (4) zum Abwiegen und Zuführen eines Feststoffes in den Bottich (7) sowie eine Durchlaufkühlervorrichtung (5) oder einen temperierten Vorlagebehälter zur Temperierung und Zuführung von Wasser in den Bottich (7) aufweist, wobei die Steuereinheit (3) dazu ausgebildet ist, mit der Wägevorrichtung (4) und der Durchlaufkühlervorrichtung (5) oder dem temperierten Vorlagebehälter zu kommunizieren, um die Menge des zuzuführenden Feststoffs und die Menge des zuzuführenden Wassers in den Bottich (7) zu steuern. Misch- und Knetvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Knetmaschine (2) ein Spiralkneter ist. Misch- und Knetvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bottich (7) ein Aufnahmegewicht von mehr als 20 kg und weniger als 100 kg hat. Misch- und Knetvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Knetmaschine (2) einen Motor zur Rotation eines Knetwerkzeugs aufweist, der eine Leistung hat, die größer als 1 kW und kleiner als 3 kW ist. Misch- und Knetvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wägevorrichtung (4) eine Differentialdosierwaage aufweist. Misch- und Knetvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wägevorrichtung (4) eine Dosierschnecke aufweist, die von der Steuereinheit (3) steuerbar ist. Misch- und Knetvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufkühlervorrichtung (5) einen Durchlaufkühler mit Durchflussmesser und Temperaturmesser sowie ein Regelventil zur Steuerung der in den Bottich (7) zuzuführenden Wassermenge aufweist. Verfahren zum Herstellen kleiner Teigmengen für die Zubereitung von Pizzas, Fladen oder dergleichen mit einer Misch- und Knetvorrichtung (1) aufweisend - eine Misch- und Knetmaschine (2), die einen festintegrierten Bottich (7) und eine Steuereinheit (3) umfasst, - eine Wägevorrichtung (4) und - eine Durchlaufkühlervorrichtung (5) mit Durchflussmesser und Temperaturmesser, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Abwiegen eines Feststoffes in der Wägevorrichtung (4) und Übermitteln des Ist-Wertes an die Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine (3), b. Zuführen des Feststoffs in den Bottich (7) mittels einer Dosiervorrichtung der Wägevorrichtung, wobei die Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine (3) die Dosiervorrichtung zum Erreichen eines Sollwertes des zuzuführenden Feststoffs ansteuert, c. Temperieren von Wasser mittels der Durchlaufkühlervorrichtung (5) und Zuführen von Wasser in den Bottich (7), wobei die Temperatur mittels des Temperaturmessers und die Durchflussmenge mittels des Durchflussmessers gemessen wird und die Werte an die Steuereinheit (3) übermittelt werden, 11 d. Steuern eines Regelventils der Durchlaufkühlervorrichtung (5) mittels der Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine (3) zum Erreichen eines Sollwerts der Durchflussmenge in den Bottich (7), e. Starten eines Misch- und Knetvorgangs mittels der Steuereinheit (3). 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff Trocken hefe ist, die vor oder während des Verfahrensschritts e) in den Bottich (7) zugeführt wird. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen des Feststoffs und des Wassers bei geschlossenem Bottich (7) erfolgt. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Backmischung manuell durch einen Bediener in den geöffneten Bottich (7) vor Verfahrensschritt a) gegeben wird. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wägevorrichtung (4) eine Differentialdosierwaage und/oder eine Dosierschnecke, die von der Steuereinheit (3) angesteuert wird, aufweist. |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Misch- und Knetvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen kleiner Teigmengen für die Zubereitung von Pizzas, Fladen oder dergleichen.
Misch- und Knetmaschinen für Nahrungsmittelteige bestehen vorwiegend aus einem Bottich, in den jeweils ein motorisch antreibbares Misch- und Knetwerkzeug zur Durchführung des Misch- und Knetvorganges hineinragt. Misch- und Knetmaschinen finden Verwendung als Teil von Industrieanlagen oder als einzelne, bedienergesteuerte Komponente im Labormaßstab. Die Anforderungen an die Misch- und Knetmaschinen sind dabei je nach Einsatz vollkommen unterschiedlich.
Bei der Verwendung von Misch- und Knetmaschinen in Industrieanlagen ist es seit Jahrzehnten bekannt, die Dosierung und das Einbringen der Zutaten bei der Herstellung von größeren Mengen vollständig zu automatisieren, um eine gleichbleibende Qualität des Nahrungsmittelteigs und des anschließenden Produktes zu erhalten. So beschreibt beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 37 44 437 Al die Zugabe von Zutaten zur automatischen Teigherstellung in einer industriellen Anwendung. Bei kleineren Teigmengen wird eine solche Automatisierung alleine schon wegen des unverhältnismäßig großen Aufwands und der damit verbundenen Kosten nicht vorgenommen. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 515 611 Bl ist ein Verfahren zur Dosierung und Einbringung von Zutaten in eine Knetmaschine bei der Herstellung von kleinen Teigmengen bekannt. Mehlartige und flüssige Zutaten werden jeweils mit Hilfe eines Dosiergerätes in die Knetmaschine eingebracht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Dosierung und das Einbringen von Zutaten in eine Misch- und Knetmaschine zur Herstellung kleiner Teigmengen für die Zubereitung von Pizzas, Fladen oder dergleichen weiter zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird von einer Misch- und Knetvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie von einem Verfahren zum Herstellen kleiner Teigmengen für die Zubereitung von Pizzas, Fladen oder dergleichen mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Demnach ist eine Misch- und Knetvorrichtung für die Verarbeitung von Nahrungsmittelteig vorgesehen, die eine Misch- und Knetmaschine aufweist, die einen festintegrierten Bottich mit einem durchgehenden Boden, d. h. ohne Mittenentleerung und eine Steuereinheit umfasst. Die Misch- und Knetvorrichtung weist eine Wägevorrichtung zum Abwiegen und Zuführen eines Feststoffes, insbesondere Trockenhefe, in den Bottich sowie eine Kühlvorrichtung, insbesondere eine Durchlaufkühlervorrichtung oder einen temperierten Vorlagebehälter zur Temperierung und Zuführung von Wasser in den Bottich auf, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, mit der Wägevorrichtung und der Kühlvorrichtung zu kommunizieren, um die Menge des in den Bottich zuzuführenden Feststoffs und Wassers zu steuern. In anderen Worten ist die Steuereinheit mit der Wägevorrichtung und der Kühlvorrichtung jeweils über eine Kommunikationsleitung verbunden, über die Daten ausgetauscht und Steuerbefehle übermittelt werden können.
Da lediglich eine einzige gemeinsame Steuereinheit verwendet wird, die insbesondere Teil einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) ist, ist es besonders einfach Anpassungen der Steuerung der gesamten Misch- und Knetvorrichtung vorzunehmen. Es ist vorteilhaft, wenn der Algorithmus der Wägevorrichtung und der Regelkreis für das Wasser in die SPS integriert ist. Bevorzugt weist die Steuereinheit einen Remotezugang auf, der eine Anpassung des Systems vereinfacht. Durch den Einsatz einer einzigen Steuereinheit können zudem Kosten eingespart werden.
Vorzugweise ist die Misch- und Knetmaschine ein Spiralkneter.
Es ist vorteilhaft, wenn der Bottich ein Aufnahmegewicht von mehr als 20 kg und weniger als 100 kg hat. Es handelt sich um eine Anwendung im Labormaßstab, bei der lediglich kleine Teigmengen verarbeitet werden. Vorzugweise weist die Misch- und Knetmaschine einen Motor zur Rotation eines Knetwerkzeugs auf, der eine Leistung hat, die größer als 1 kW und kleiner als 3 kW ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Wägevorrichtung eine Differentialdosierwaage auf, die besonders präzise die Dosierung des Feststoffs vornimmt. Die Genauigkeit der Differentialdosierwaage liegt bei mindestens 3% bevorzugt bei etwa 1%. Vorzugweise weist die Wägevorrichtung eine Dosierschnecke auf, die von der Steuereinheit steuerbar ist und den Feststoff in den Bottich zuführt.
Bevorzugter Weise weist die Durchlaufkühlervorrichtung einen Durchlaufkühler mit Durchflussmesser und Temperaturmesser sowie ein Regelventil zur Steuerung der in den Bottich zuzuführenden Wassermenge auf. Der Durchlaufkühler ist bevorzugt an einen Wasseranschluss angeschlossen, der Wasser mit einer Temperatur von etwa 15°C bereitstellt. Die Solltemperatur des von der Durchlaufkühlervorrichtung temperierten Wassers liegt bevorzugt bei etwa 5°C.
Zudem ist ein Verfahren zum Herstellen kleiner Nahrungsmittelteigmengen für die Zubereitung von Pizzas, Fladen oder dergleichen mit einer zuvor beschriebenen Misch- und Knetvorrichtung vorgesehen. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: a. Abwiegen eines Feststoffes in der Wägevorrichtung und Übermitteln des Ist-Wertes an die Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine, b. Zuführen des Feststoffs in den Bottich mittels einer Dosiervorrichtung der Wägevorrichtung, wobei die Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine die Dosiervorrichtung zum Erreichen eines Sollwertes des zuzuführenden Feststoffs ansteuert, c. Temperieren von Wasser mittels der Durchlaufkühlervorrichtung und Zuführen von Wasser in den Bottich, wobei die Temperatur mittels des Temperaturmessers und die Durchflussmenge mittels des Durchflussmessers gemessen wird und die Werte an die Steuereinheit übermittelt werden, d. Steuern eines Regelventils der Durchlaufkühlervorrichtung mittels der Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine zum Erreichen eines Sollwerts der Durchflussmenge in den Bottich, e. Starten eines Misch- und Knetvorgangs mittels der Steuereinheit.
Die Zudosierung des Feststoffes und des Wassers erfolgt somit zentral gesteuert durch die Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Feststoff Trockenhefe, die vor oder während des Verfahrensschritts e) in den Bottich zugeführt wird.
Das Zuführen des Feststoffs und des Wassers erfolgt vorzugsweise bei geschlossenem Bottich.
Es ist vorteilhaft, wenn eine Backmischung manuell durch einen Bediener in den geöffneten Bottich vor Verfahrensschritt a) gegeben wird und dann lediglich die Trockenhefe und das Wasser zudosiert werden.
Vorzugsweise weist die Wägevorrichtung eine Differentialdosierwaage und/oder eine Dosierschnecke, die von der Steuereinheit angesteuert wird, auf.
Nach dem Misch- und Knetvorgang wird der Teig von dem Bediener vorzugsweise händisch entnommen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:
Fig. 1 : eine räumliche Darstellung einer Misch- und Knetvorrichtung, sowie
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines in die Misch- und
Knetvorrichtung der Figur 1 integrierten Verfahrens zur Dosierung von Feststoffen und Wasser.
In der Figur 1 ist eine Misch- und Knetvorrichtung 1 dargestellt, die eine Misch- und Knetmaschine 2 mit einer Steuereinheit 3, eine Wägevorrichtung 4 für Trocken hefe, eine Kühlvorrichtung in Form einer Durchlaufkühlervorrichtung 5 für die Temperierung von Wasser im Durchlaufverfahren sowie eine Bedien- und/oder Anzeigeeinheit 6 für einen Bediener aufweist.
Die Misch- und Knetmaschine 2 ist bevorzugt ein Spiralkneter mit festintegriertem Bottich 7 zur Aufnahme der Zutaten bzw. des Teiges. Beim Spiralkneter rotiert der Bottich und dreht sich gleichzeitig ein Spiralhaken um seine eigene Achse.
Die Misch- und Knetmaschine 2 ist für die Verarbeitung von kleinen Teigmengen vorgesehen und ist zur maximalen Aufnahme von weniger als 90 kg ausgelegt. Bevorzugt liegt die Teigmenge pro Herstellungscharge zwischen 24 kg und 80 kg. Bei einer Teigmenge von 40 kg weist die Misch- und Knetmaschine bevorzugt einen Motor zur Rotation des Knetwerkzeugs auf, der eine Leistung zwischen 1 kW und 3 kW hat. Die Misch- und Knetmaschine weist eine Höhe auf, die kleiner als 1,50 m ist, damit die händische Teigentnahme oder Rohstoffzugabe ergonomisch erfolgen kann.
Die Wägevorrichtung 4 für die Trockenhefe umfasst eine Differentialdosierwaage. Bei der Differentialdosierung wird das gesamte Dosiersystem mit Dosierbehälter einschließlich Inhalt und dem Dosierorgan mittels einer Wiegezelle gewogen. Wird Material ausgetragen, erfasst die Waage die Gewichtsänderung pro Zeiteinheit. Diese Ist-Dosierleistung wird mit einer vorgebbaren Soll-Dosierleistung verglichen. Wenn das Dosierorgan eine Dosierschnecke ist, kann die Abweichung beispielsweise einem PID-Regler zugeführt werden, der einen entsprechenden Stellsignalwert an einen Motorregler abgibt. Der Motorregler vergleicht den Stellsignalwert mit dem tatsächlichen Drehzahlwert der Dosierschnecke oder des Motors und gibt gegebenenfalls an den Motor ein entsprechendes Stellsignal zur Erhöhung oder Erniedrigung der Dosierschneckendrehzahl ab, um die Ist-Dosierleistung mit der Soll-Dosierleistung in Übereinstimmung zu bringen.
Die Genauigkeit der Differentialdosierwaage liegt bei mindestens 3% bevorzugt bei etwa 1%, wodurch eine hohe Prozesssicherheit gegeben ist.
Die Steuerung der Differentialdosierwaage erfolgt in der Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine 3. Es ist auch denkbar, anstelle einer Differentialdosierwaage eine volumetrische Dosierung der Trockenhefe vorzunehmen.
Die Durchlaufkühlervorrichtung 5 weist einen Durchlaufkühler mit Durchflussmesser und Temperaturmesser auf. Der Durchflussmesser kann ein Flügelradzähler, ein Turbinenradzähler oder ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser sein. Der Durchlaufkühler ist an einen Wasseranschluss angeschlossen, der Wasser mit einer Temperatur von etwa 15°C bereitstellt. Der Durchlaufkühler steht in einem thermischen Kontakt zu einem Wärmetauscher. Das Wasser wird in dem Durchlaufkühler abgekühlt und mit dem Wasser des Wasseranschlusses zum Erreichen einer Solltemperatur von etwa 5°C gemischt. Das temperierte Wasser wird der Misch- und Knetmaschine 2 in der vom Rezept vordefinierten Menge zugeführt. Die Mengenzufuhr mittels des Durchflussmessers und die Temperierung des zuzuführenden Wassers erfolgt mittels der Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine 3.
Mittels der Bedien- und/oder Anzeigeeinheit 6 lässt sich beispielsweise vom Bediener das Rezept des Teiges einstellen. Zudem können dem Bediener die Prozessparameter ausgegeben werden und der Status des Knetvorgangs. So können auch Fehlermeldungen oder Abweichungen in der Dosierung der Trockenhefe und des Wassers angezeigt werden, woraufhin der Bediener entscheiden kann, ob er Anpassungen vornehmen und/oder den Misch- und Knetvorgang fortführen möchte.
Figur 2 gibt die von der gemeinsamen Steuereinheit abgebildete Steuerung schematisch wieder. In einem ersten Schritt des Verfahrens zum Herstellen kleiner Nahrungsmittelteigmengen wird von dem Bediener eine Backmischung bei geöffneter Abdeckung der Misch- und Knetmaschine von Hand hinzugegeben. Die Backmischung hat in einer bevorzugten Ausführungsform ein Gewicht von etwa 12,5 kg. Es ist denkbar, dass die zugegebene Backmischung abgewogen wird und der gemessene Gewichtswert zur Anpassung des Rezeptes an die Steuereinheit übermittelt wird. Außerdem kann die Backmischung ein Identifikationsmittel zur Identifikation des Inhaltes auf der Verpackung aufweisen, beispielsweise einen Strichcode oder einen RFID-Chip. Nach der Zugabe der Backmischung in den Bottich wird die Abdeckung des Bottichs geschlossen und der Bediener startet den automatischen Prozess. Bei dem automatischen Prozess wird die Trockenhefe mittels der Wägevorrichtung 4 bei geschlossener Abdeckung hinzugeben. Bei einer Backmischung von 12,5 kg sind bevorzugt 150 g Trockenhefe vorgesehen. Die Menge der Trockenhefe wird von dem ausgewählten Rezept vorgegeben. Ein von der Differentialdosierwaage gemessener Gewichtswert bzw. eine Ist-Dosierleistung 8 werden von der Wägevorrichtung an die Steuereinheit 3 übermittelt. Die Steuereinheit 3 gleicht den Istwert 8 mit einem Sollwert ab und steuert die Frequenz der Dosierschnecke 9 zur Erreichung des Sollwertes. Der Frequenzbereich ist bevorzugt 0 bis 100 Hz, insbesondere 0 bis 80 Hz. Je nach Rezept kann die Zudosierung der Trockenhefe vor oder während des eigentlichen Misch- und Knetvorgangs erfolgen.
Zu der Backmischung wird außerdem das mittels des Durchlaufkühlers temperierte Wasser bei geschlossener Abdeckung in der vom Rezept vorgegeben Menge eingeleitet. Die Durchlaufkühlervorrichtung 5 gibt die gemessene Ist-Temperatur 10 und die gemessene Ist-Durchflussmenge 11 an die Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine 3 weiter. Diese bestimmt in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Sollwert der Durchflussmenge einen Stellwert für ein Regelventil 12. Die Temperatur des Wassers resultiert aus dem Volumenstrom bei gleicher Kühlleistung. Der Stellwert liegt bevorzugt in einem Bereich von 0% bis 100%.
Es ist auch denkbar, dass die Steuereinheit eine Regelung aufweist, die beispielsweise die Temperatur des Teigs in dem Bottich mittels in dem Bottich angeordnetem Temperatursensor und angepasster Wasserzugabe steuert.
Nach Ablauf des Knetrezepts wird die Abdeckung geöffnet und die Charge (stückweise) in Form von Teiglingen, die im nächsten Verarbeitungsschritt jeweils einen Pizzaboden ausbilden, entnommen und auf einem Tisch weiterverarbeitet. Der Tisch kann durch die Durchlaufkühlervorrichtung gebildet sein. Auf dem Tisch werden die Teiglinge dann von dem Bediener mit Hilfe einer Presse zu Pizzaböden verpresst.
In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zur Trockenhefe andere Feststoffe, die beispielsweise Bestandteil der zuvor beschriebenen Backmischung sind, in den Bottich bei geschlossener Abdeckung automatisch mittels der Steuereinheit der Misch- und Knetmaschine zudosiert werden.