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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmig aufgeschnittenen Lebensmittels, sowie eine dafür verwendbare Vorrichtung mit einer Schneideinheit gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche.
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Vorrichtungen zum Aufschneiden von Lebensmitteln, insbesondere Obst und Gemüse wie Kartoffeln, Rüben, Nüssen und Ähnlichem in Scheiben sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise umfassen derartige Vorrichtungen einen stationären, ringförmigen Schneidkopf mit einem oder mehreren darauf montierten Schneidmessern, welche ein Impeller mit Schaufeln zum Ausrichten des Lebensmittels nach außen gegen die Schneidmesser umgibt, wenn sich der Impeller dreht. Die Vorrichtung umfasst üblicherweise einen Motor, welcher den Impeller antreibt, einen Lebensmittelzuführtrichter zum Zuführen des Lebensmittels über eine Einfüllöffnung in dem Impeller der Schneideinheit und ein Mittel zum Auffangen der Lebensmittescheiben aus der Ausgangsöffnung der Schneideinheit. Eine solche aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung ist beispielsweise das Gerät „CC Slicer“ der Firma Urschel Laboratories Incorporated, deren wesentliche Bauteile in den 1 und 2 vorliegender Anmeldung dargestellt und in nachfolgender Figurenbeschreibung erläutert werden.
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Diese aus dem Stand der Technik bekannte oben genannte Vorrichtung kann sowohl
- a) mit der Einspeisung von Wasser in die Einfüllöffnung der Schneideinheit, üblicherweise zusammen mit den zu schneidenden Lebensmitteln, als auch
- b) ohne einer solchen zusätzlichen Einspeisung von Wasser betrieben werden.
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Beide Verfahrensvarianten a) und b), gehen im praktischen Betrieb mit wesentlichen Nachteilen einher. Im Einzelnen:
Ohne einer zusätzlichen Einspeisung von Wasser in die Einfüllöffnung der Schneideinheit (Variante b) kommt es zu Verstopfungen im Schneidkopf und den Schneidmessern, sowie einer Anhaftung der Lebensmittelscheiben auf der Außenseite des Schneidkopfs, insbesondere in und an den Schneidmessern. Als Ursache dafür werden erhöhte Kohäsions- und Adhäsionskräfte zwischen den durch den Schnitt freigelegten Oberflächen der Lebensmittelscheiben und den Oberflächen des Schneidkopfs vermutet. Kommt es nicht zu einer solch genannten Verstopfung, so blockieren die Scheiben spätestens im Auffangtrichter, da ohne Fluid kein Transport möglich ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser Variante a) besteht auch darin, dass ohne die Verwendung von Wasser die aus einem stärkehaltigen Lebensmitteln an der Schnittfläche austretende Stärke unverdünnt auf die Schneidmesser des Schneidkopfs einwirken kann und diese abstumpft, wodurch die Schneidmesser unerwünscht in deutlich kürzeren Intervallen ausgetauscht werden müssen um weiterhin eine saubere und glatte Schnittoberfläche zu gewährleisten.
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Bei der zusätzlichen Einspeisung von Wasser in die Einfüllöffnung der Schneideinheit gemeinsam mit dem Lebensmittel (Variante a) kann es beim Auftreffen des Lebensmittels mit dem Wasserstrom auf den Impeller zum Aufschwimmen des Lebensmittelprodukts auf dem Impeller kommen („Aquaplaning“), d.h. das Lebensmittel verliert die Haftung oder bekommt keine ausreichende Haftung zu dem sich unter dem Lebensmitteprodukt drehenden Impeller und kann daher nicht sauber an den Schneidmessern des Schneidkopfes vorbeigeführt werden. Das Schnittergebnis, das auf vollflächige und glatte Schnitte am Lebensmittel ausgerichtet ist, wird dadurch verschlechtert. Dieser nachteilige Effekt wird noch dadurch verstärkt, dass das in die Einfüllöffnung der Schneideinheit einfließende Wasser durch die Schneidmesserschlitze der Schneideinheit mit der ihr eigenen Barrierefunktion wieder ausströmen muss, was eine komplizierte Prozessüberwachung erfordert um den Wasserzufluss als auch Ablauf im Gleichgewicht zu halten. Bei dieser Variante a) wird üblicherweise auf bereits zuvor verwendetes Prozesswasser, welche manchmal aufbereitet, jedoch niemals Frischwasserqualitäten entspricht, zurückgegriffen, das aufgrund seines Schmutz- und Stärkeanteils die Schneidmesser beim vorbeiströmen abstumpft. Auch beeinträchtigen die im Prozesswasser gelösten Schmutzpartikel die Qualität und äußere Anmutung des Schnittguts, da der im Wasser gelöste Schmutz leicht vom Schnittgut aufgenommen wird und nur schwer wieder herauszulösen ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass selbst bei der Verwendung von Recyclingwasser, dem der Schmutzanteil weitestgehend entzogen wurde, der verbleibende Stärkeanteil mit seiner Schneidmesser-abstumpfenden Wirkung immer noch ein erheblicher Nachteil ist. Wird Frischwasser verwendet, so bleibt der Nachteil des Aufschwimmens bestehen.
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Im Stand der Technik wird beispielsweise bei der industriellen Herstellung von Kartoffelchips auf das als Variante a) vorgestellte Verfahren zurückgegriffen, da die Schneidvorrichtung nur so kontinuierlich betrieben werden kann um einen kontinuierlicher Kartoffelscheibenmaterialfluss aus der Schneidvorrichtung zur nachfolgenden Fritiervorrichtung, unterbrochen durch einen Reinigungsschritt der Lebensmittelscheiben vor dem Fritiervorgang, zu gewährleisten. Ohne einer Einspeisung von Wasser ist eine kontinuierliche Arbeitsweise wegen dem zwingend erforderlichen Wasser als Transportmedium für die Kartoffelscheiben kaum möglich. Ohne Verwendung von Wasser als Transportmedium kann die Schneidvorrichtung im industriellen Maßstab nur in einem schwer zu kontrollierenden diskontinuierlichen Betrieb gefahren werden, bei dem sich kurze Intervalle gemäß Variante b) ohne Einspeisung von Wasser (z.B. ein Intervall von 2 Minuten) mit Zwischenspülungsschritten abwechseln. Durch den Zwischenspülschritt, bei dem in die Einfüllöffnung der Schneideinheit nur Wasser und kein Lebensmittel eingespeist wird, wird die Schneideinheit durchgespült. Das darunter befindliche Transportband ist im Reversiermodus und Stärke und abgespülte Kartoffelkleingutteile gelangen in einen Auffangtrichter und werden der Rückstandsverwertung zugeführt. Nach dem Spülzyklus kann der nächste zeitlich begrenzte Schneidvorgang stattfinden. Ein solcher diskontinuierlicher Betrieb wird für Spezialitäten angewandt und erlaubt keinen kontinuierlichen Dauerbetrieb.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es die vorgenannten Nachteile weitestgehend zu vermeiden. Diese Aufgabe wird gelöst durch das anspruchsgemäße Verfahren und eine adaptierte Vorrichtung des Standes der Technik, die anspruchsgemäß um den Schneidkopf umgebende Spritzdüsen, die auf die Schneidmesser ausgerichtet sind, erweitert wurde. Im Einzelnen:
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmig aufgeschnittenen Lebensmittels bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
- a) Bereitstellung eines Lebensmittels, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Obst und Gemüse (z.B. Kartoffeln, Rüben, Nüsse etc.),
- b) Bereitstellung einer Vorrichtung mit einer Schneideinheit zum scheibenförmigen Aufschneiden eines Lebensmittels mit
i) einer Einfüllöffnung zur Zuführung des Lebensmittels in die Schneideinheit und einer Ausgangsöffnung zur Abfuhr der Scheiben aus der Schneideinheit,
ii) einem Impeller (drehbares Laufrad) zum radialen Umlenken des durch die Einfüllöffnung auf den Impeller auftreffenden Lebensmittels und
iii) einem den Impeller umgebenden ringförmiger, stationären Schneidkopf mit einer dem Impeller zugewandten Innenseite und dem Impeller abgewandten Außenseite, sowie sich von der Innen- zur Außenseite schlitzförmig erstreckenden Schneidmessern zum Abschneiden von Scheiben von dem Lebensmittel,
- c) Zuführung des Lebensmittels durch die Einfüllöffnung in die Schneideinheit,
- d) Schneiden des Lebensmittels in der Schneideinheit, wobei das durch die Einfüllöffnung auf den Impeller fallende Lebensmittel durch Zentrifugalkräfte radial nach außen gelenkt und durch Kontakt mit den Schneidmessern des Schneidkopfs scheibenförmig geschnitten werden und durch den Schneidmesserschlitz zu der Außenseite des Schneidkopf gelangen, wobei,
– die auf der Außenseite des Schneidkopfs anhaftenden Lebensmittelscheiben durch einen Wasserstrahl abgespült und mit dem Spülwasser zu der Ausgangsöffnung befördert werden und/oder
– der Schneidmesserschlitz von blockierenden Lebensmitteln oder Lebensmittelscheiben durch einen Wasserstrahl freigespült wird und/oder
– Stärkeanhaftungen an den Schneidmessern (11) durch einen Wasserstrahl abgespült werden.
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Das in Schritt d) verwendete Wasser kann Frischwasser, Brauchwasser, Recyclingwasser oder eine Mischung daraus sein. Brauchwasser kann insbesondere „verschmutztes“ Frischwasser sein, welches zuvor beim Waschen der Lebensmittescheiben, beispielsweise zum Waschen von Kartoffelscheiben vor dem Frittierschritt in der Frittiervorrichtung, verwendet wurde um den Eintrag von Schmutz in das Frittieröl bzw. Frittierfett zu minimieren. Dieses Brauchwasser kann nach dem Waschprozess Kartoffelstärke, anorganische Bestandteile (z.B. Sand), als auch Kartoffelreibsel (kleine Kartoffelstücke, welche beim Schneiden entstehen können) enthalten. Vorteilhafterweise wird dieses Brauchwasser vor der Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren noch aufbereitet, d.h. das Brauchwasser wird über Siebe (z.B. Bogensiebe) gefahren um in einem ersten Schritt Kartoffelreibsel über einen Größenvergleich abzutrennen, gefolgt von einem weiteren Reinigungsschritt in einem Hydrozyklon um das Wasser von Kartoffelstärke und größeren Schmutzpartikeln wie Sandkörnern zu befreien. Dieses so aufbereite Brauchwasser kann anschließend in den Produktionskreislauf, beispielsweise zur Verwendung in Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens, genutzt werden. Da das aufbereitete Brauchwasser von größeren Schmutzpartikeln befreit wurde ist ebenfalls keine Beeinträchtigung der Funktionalität der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung, insbesondere keine Verstopfung der Spritzdüsen in der erfindungsgemäßen Schneideinheit, zu befürchten.
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Aus diesen Ausführungen lässt sich ableiten, dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das in Schritt d) verwendete Wasser von Schmutz und Stärke zumindest teilweise abgereinigtes Brauchwasser (Recylingwasser) ist. Damit kann auf wertvolles Frischwasser (d.h. unverbrauchtes, nicht verunreinigtes Wasser) zumindest teilweise im Herstellungsprozess verzichtet werden.
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Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit dem Zustrom von Wasser in die Schneideinheit über die Einfüllöffnung betrieben werden, wobei insbesondere der nachteilige Schneidmesserabstumpfende Effekt seitens des durch die Einfüllöffnung eintretenden Stärke- und/oder Schmutzhaltigen Wassers durch den auf die Außenseite des Schneidkopfs erfindungsgemäß auftreffenden Frischwasserstrahl abgemildert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch der Schneideinheit über die Einfüllöffnung kein Wasserstrom, insbesondere kein stärkehaltiges Wasser und/oder Schmutzpartikel enthaltendes Wasser, zugeführt.
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Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren der auf die Außenseite des Schneidkopfs gerichtete Wasserstrahl auf mindestens einen Schneidmesserschlitz ausgerichtet. Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn jedem Schneidmesserschlitz eine Spritzdüse zugeordnet ist aus der ein Wasserstrahl auf den jeweiligen Schneidmesserschlitz gerichtet wird, wobei die Spritzdüsen vorzugsweise auf einem den Schneidkopf umgebenden Ring angeordnet sind und durch eine im Inneren des Rings verlaufende Leitung mit Wasser versorgt werden. Der Winkel der Schlitzdüse zum Verteilring kann zwischen spitz und rechtwinklig liegen.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist ebenfalls eine Vorrichtung zum scheibenförmigen Aufschneiden eines Lebensmittels mit einer dafür geeigneten Schneideinheit, die insbesondere für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, wie nachfolgend beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Schneideinheit umfasst
- i) eine Einfüllöffnung zur Zuführung des Lebensmittels in die Schneideinheit und eine Ausgangsöffnung zur Abfuhr der Scheiben aus der Schneideinheit,
- ii) einen Impeller zum radialen Umlenken des durch die Einfüllöffnung auf den Impeller auftreffenden Lebensmittels und
- iii) einen den Impeller umgebenden ringförmigen, stationären Schneidkopf mit Schneidmessern zum Abschneiden von Scheiben von dem Lebensmittel, wobei die Schneideinheit des Weiteren erfindungsgemäß
- iv) Spritzdüsen umfasst, welche den Schneidkopf umgeben und auf die Schneidmesser ausgerichtet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Spritzdüsen auf einem den Schneidkopf umgebenden Ring angeordnet und werden durch eine im Inneren des Rings verlaufene Leitung mit Wasser, vorzugsweise Stärke- und/oder Schmutzpartikel-freiem Wasser, weiter vorzugsweise Frischwasser, versorgt. Vorteilhafterweise ist jeder Spritzdüse ein Schneidmesser zugeordnet um an allen Schneidmessern die eingangs beschriebenen Vorteile zu bewirken. Der Spritzdüsenring sei nachfolgend noch einmal als solches kurz beschrieben.
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Der erfindungsgemäße Spritzdüsenring ist für eine Vorrichtung mit einer Schneideinheit zum scheibenförmigen Aufschneiden eines Lebensmittels mit einem stationären, ringförmigen Schneidkopf und darauf montierten schlitzförmigen Schneidmessern vorgesehen. Er zeichnet sich dadurch aus, dass er im montierten Zustand den Schneidkopf umgibt. Der Spritzdüsenring weist eine Wasserleitung auf, welche Wasser zu den Spritzdüsen führt die auf dem Ring so angeordnet sind, dass sie im montierten Zustand des Spritdüsenrings jeweils auf eine zugeordnete, vorzugsweise gegenüberliegende, Schneidmesserschlitzöffnung am Außenumfang des Schneidkopfs gerichtet sind.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, bei denen:
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1 eine Seitenansicht einer bekannten Vorrichtung mit einer Schneideinheit zeigt;
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2 eine partielle perspektivische Ansicht zeigt, welche das bekannte scheibenförmige Schneiden eines Lebensmittels durch den bekannten Schneidkopf zeigt; und
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3 einen Spritdüsenring gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ein bekannte Vorrichtung 1 zur Herstellung eines scheibenförmig geschnittenen Lebensmittels 2a ist in 1 dargestellt und umfasst einen Hauptrahmen 3, auf welchem ein Antriebsmotor 4 und ein Lebensmittelzuführtrichter 5 befestigt ist. Der Antriebsmotor 4 treibt einen Impeller 6 über ein Getriebe 7 an, so dass durch den Lebensmittelzuführtrichter 5 via der Einfüllöffnung 6 auf den Impeller 7 fallende Lebensmittel 2 durch Zentrifugalkräfte radial nach außen gelenkt und durch Kontakt mit den Impellerschaufeln 9 zum Rotieren gebracht werden. Ein stationärer Schneidkopf 10 ist über einen Trägerring an dem Gehäuse des Getriebes 8 angebracht.
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Wie in 2 dargestellt, zwingt die Rotation des Impellers 7 die Lebensmittel 2 um den Innenumfang des Schneidkopfs 10 in Pfeilrichtung. Der Schneidkopf 10 umfasst eine Vielzahl von Schneidkopfträgersegmenten, von denen jedes ein sich schlitzförmig erstreckenden Schneidmesser 11 umfasst, so dass jeweils ein sich vom Innenumfang zum Außenumfang des Schneidkopfs 10 erstreckender Schneidmesserschlitz 12 gebildet wird. Die Schneidmesser 11 sind so positioniert, dass sie sich in einem geringen Abstand von dem angrenzenden Schneidträgersegment radial einwärts erstrecken, so dass eine Bewegung von Lebensmitteln 2 in der Richtung des Pfeils zum Abschneiden von Lebensmittelscheiben 2a führt. Die auf dem Außenumfang des Schneidkopf anhaftenden Lebensmittelscheiben 2a werden erfindungsgemäß durch einen Wasserstrahl abgespült und mit dem Spülwasser zu der Ausgangsöffnung der Schneideinheit befördert. Der vorzugsweise auf die Schneidmesserschlitze 12 ausgerichtete Wasserstrahl erlaubt es ebenfalls den Schneidmesserschlitz 12 blockierenden Lebensmittel 2 bzw. Lebensmittelscheiben 2a frei zu spülen und Stärkeanhaftungen an den Schneidmessern 11 zu entfernen. Ein dafür geeigneter Spritzdüsenring 13 ist in 3 dargestellt.
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3 zeigt einen erfindungsgemäßen Spritzdüsenring 13, der den in den 1 und 2 dargestellten ringförmigen Schneidkopf 10 mit acht Schneidmessern 11 umgibt und ebenfalls stationär über eine Halterung an dem Gehäuse des Getriebes 8 angebracht sein kann. Wie ersichtlich umfasst der Spitzdüsenring 13 acht als Stützen ausgebildete Spritzdüsen 14, die im montierten Zustand des Spritzdüsenrings 13 den Schneidmesserschlitzen 12 gegenüberstehen und über eine im Inneren des Rings 13 verlaufende Wasserzuleitung 15, gespeist durch eine Wasserzuleitungsöffnung 16, mit Wasser versorgt werden um ihren Wasserstrahl jeweils auf einen der acht Schneidmesserschlitze 12 auszurichten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Lebensmittel
- 3
- Lebensmittelscheibe
- 4
- Antriebsmotor
- 5
- Lebensmittelzuführtrichter
- 6
- Einfüllöffnung
- 7
- Impeller
- 8
- Getriebe
- 9
- Impellerschaufel
- 10
- Schneidkopf
- 11
- Schneidmesser
- 12
- Schneidmesserschlitz
- 13
- Spritzdüsenring
- 14
- Spritzdüse
- 15
- Leitung
- 16
- Wasserzuleitungsöffnung
