DE3731135A1

DE3731135A1 - Metering device for mouldless portioning by weight of pressure-sensitive pasty masses having a filamentous structure

Info

Publication number: DE3731135A1
Application number: DE19873731135
Authority: DE
Inventors: Hermann A Dr Schiel
Original assignee: SCHIEL HERMANN A DR OEC PUBL
Current assignee: SCHIEL HERMANN A DR OEC PUBL
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1989-03-30

Abstract

To shape certain products, such as pasta filata cheese, the paste is conducted obliquely into an annular chamber in which it is divided into portions by corotating annular pistons, leading and following each other. As a result of the special geometry of the device, the S-shaped filamentous structural course to give point, lateral end seals is achieved and the escape of fat as a result of pressure increase is avoided. By the avoidance of solid moulds and by a special rolling device for cooling between mesh belts, an ideal external rind structure is achieved.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zur formen losen Gewichtsportionierung druckempfindlicher pastöser Massen mit Filarstruktur nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a metering device for molding loose weight portioning of pressure-sensitive pasty Masses with filar structure according to the generic term of the An saying 1.

Bestimmte teigige Massen müssen so portioniert werden, daß in erkaltetem oder ausgehärtetem Zustand ein bestimm ter Faserverlauf gegeben ist. Dies ist insbesondere bei Pasta-Filata-Käse der Fall, der durch das Fließen und Zie hen im teigigen Zustand bei etwa 65°C eine Filarstruktur erhält, die sich beim Aufreißen des erkalteten wurst-för migen Käselaibes in einer Faserstruktur ähnlich wie bei auseinandergerissenem Hühnerfleisch darbietet. Dabei sol len die Fasern an den Enden nicht rechtwinklig durchge schnitten werden, sondern möglichst punktförmig zusammen laufende Abquetschnarben bilden, die zudem noch nicht in der Mitte der rundlichen Enden liegen, sondern seitlich und gegenüberliegend nahe dem zylindrischen Teil.Certain doughy masses have to be portioned that a certain in the cooled or hardened state ter fiber course is given. This is particularly the case with Pasta filata cheese the case that is caused by flowing and drawing hen in the doughy state at about 65 ° C a filar structure receives, which when opening the cooled sausage-för loaves of cheese in a fiber structure similar to torn apart chicken. Thereby sol len the fibers at the ends not at right angles be cut, but rather point-like together form ongoing squeeze scars that are also not yet in the middle of the rounded ends, but laterally and opposite near the cylindrical part.

Ferner sollte die Käsemasse bei der Verarbeitung keine Druckerhöhung erleiden, da dadurch Fettröpfchen in der Masse ausgelagert werden.Furthermore, the cheese mass should not be processed Suffer from an increase in pressure, as this causes droplets of fat in the Mass outsourced.

Freiheit von Fetteinschlüssen, die Filarstruktur, eine glatte Oberfläche sowie enge Gewichtstoleranz sind die Qualitätsmerkmale der Verarbeitung.Freedom from fat inclusions, the filar structure, a smooth surface and tight weight tolerance are the Quality characteristics of processing.

Die Käse werden am häufigsten in 2-kg-Laibe geformt, je doch auch 200-g bis 5-kg-Portionen kommen vor. Bei Verar beitungstemperatur ist die Käsemasse sehr zähfließend wie Brotteig mit hoher Oberflächenspannung und hat eine Dich te etwa wie Wasser.The cheeses are most commonly molded into 2 kg loaves, each but there are also 200 g to 5 kg servings. At Verar processing temperature, the cheese mass is very viscous like Bread dough with high surface tension and has a you like water.

In den bekannten Verfahren zur Ausformung von Pasta-Fi lata-Käse wird die Masse von einem waagrechten Schnecken förderer durch ein Rohr von Dosatdurchmesser und mit 90° Umlenkung von unten nach oben in eine zylindrische Fest form gedrückt, die oben kalottenförmig abschließt und dort ein Entlüftungsventil besitzt. Auch Ausführungen mit einem von Füllebene bis Volumenendanschlag in einem senk rechten Zylinder beweglichen Stößel sind bekannt. Bei Er reichen des Füllvolumens schaltet die Förderung ab. Die meist auf einem Drehteller fixierte Dosierform wandert einen Takt weiter und die nächste Füllung beginnt. Die gefüllten Formen werden dann 180° gekippt und so durch ein Salzwasserband gefahren oder vorher von der Dosier form von oben in eine gleichgestaltete darunter positio nierte Kühlform ausgestoßen.In the known processes for shaping pasta fi lata cheese is the mass of a horizontal snail conveyor through a tube of dosate diameter and with 90 ° Redirection from bottom to top in a cylindrical hard pressed form, which ends at the top in a dome shape there has a vent valve. Also designs with one from filling level to volume stop in one lower right cylinder movable plunger are known. With Er sufficient filling volume switches the funding off. The Dosage form usually fixed on a turntable moves one bar further and the next filling begins. The filled forms are then tilted 180 ° and so through a salt water belt or previously from the dosing form from above into an equally designed positio below ejected cooling mold.

Die bekannten Einrichtungen haben folgende Nachteile:The known devices have the following disadvantages:

- durch die Schneckenförderung wird die Filarstruktur verwirbelt und zerhackt und tendiert weiterhin beim Hochsteigen der Masse in der Dosierform zu schlängeln den Bewegungen und einem entsprechenden Filarbild;- The filar structure becomes through the screw conveyor swirled and chopped and continues to tend at Climb up the mass in the dosage form the movements and a corresponding filar image;
- das untere Ende des Dosats ist durch die Abscherung wie bei einem Stanzvorgang mindestens zur Hälfte faser mäßig ausgefranst und aufgerissen, woraus sich in der anschließenden Kühlung häufig rauhe und aufgerissene Enden bilden;- The lower end of the dose is due to shear as with a punching process, at least half of the fiber moderately frayed and torn open, which results in the subsequent cooling often rough and torn Form ends;
- das taktmäßige Füllen in volumenfeste Formen bedingt trotz Förderabschaltung einen zumindest kurzzeitigen erheblichen Druckanstieg in der Käsemasse, der die un erwünschte Fettauslagerung zur Folge hat;- The cyclical filling in volume-fixed forms despite the cut-off of the conveyor, at least a short time considerable pressure increase in the cheese mass, which the un desired fat storage results;
- die Abfüllung in feste Formen und zusätzlich die Umfül lung in Kühlformen bringt die Bildung von Halbblasen und -bläschen an der Oberfläche mit sich, die sich beim Kühlvorgang solidifizieren.- Filling into solid forms and additionally transferring Cooling forms the formation of half-bubbles and bubbles on the surface with it, which are in the Solidify the cooling process.

Zur Beurteilung, ob zur Lösung obiger Fertigungsprobleme für Pasta-Filata-Käse oder ähnlich strukturierter Massen Ansätze vorhanden sind, wurden folgende Patentschriften herangezogen: To assess whether to solve the above manufacturing problems for pasta filata cheese or similarly structured masses Approaches exist, the following patents used:

DE-AS 12 43 601
DE-OS 15 49 237
DE-AS 17 86 180
DE-AS 12 77 570.DE-AS 12 43 601
DE-OS 15 49 237
DE-AS 17 86 180
DE-AS 12 77 570.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Ferti gungseinrichtung zu schaffen die gewährleistet, daß die PortionsstückeThe invention has for its object a Ferti supply device to ensure that the Portion pieces

(1) eine homogene Filarstruktur erhalten, die s-förmig von einem seitlichen Ende über den zylindrischen Teil zum anderen diagonal gegenüberliegenden Ende verläuft und jeweils einen nahezu punktförmigen Faserabriß bildet;(1) Get a homogeneous filar structure that is s-shaped from one side end over the cylindrical part to the other diagonally opposite end and an almost punctiform fiber tear forms;
(2) frei von Fettaustritt sind, wie er durch Druckaufbau entsteht;(2) are free of fat leakage as it builds up pressure arises;
(3) eine blasenfreie und glatte Oberfläche haben sowie verstrichene, kalottenförmige Enden, die bei der Kühlung nicht aufplatzen;(3) have a bubble free and smooth surface as well Elapsed, dome-shaped ends that when cooling do not burst;
(4) eine sehr enge Gewichtstoleranz haben, wie sie nur durch einen Regelprozeß mit schnell ansprechender Volumensteuerung erreichbar ist.(4) have a very tight weight tolerance as they only can through a control process with quickly responding volume control is achievable.

Die Aufgabe (1) wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß unter Verzicht auf feste Formen sowie Schneckenförderung und stattdessen gemäß Anspruch 1 und 2 sowie indirekt Anspruch 4 die Fließgeometrie genutzt wird.The task (1) is solved according to the invention in that without solid forms and screw conveyance and instead according to claim 1 and 2 and indirectly Claim 4 the flow geometry is used.

Die Aufgabe (2) wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß durch den kontinuierlichen Fluß gemäß Anspruch 1 kein Druckaufbau wie bei festen Formen nötig ist und die Förde rung durch Saugwirkung gemäß Anspruch 4 stattfindet.According to the invention, task (2) is achieved in that that by the continuous flow according to claim 1 no Pressure build-up as is necessary with solid forms and the fjord tion takes place by suction according to claim 4.

Die Aufgabe (3) wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß auch die Kühlung formenlos geschieht und ein Walken und Verstreichen der Enden des Portioniergutes gemäß An spruch 6 und 7 stattfindet. Das Aufplatzen der Enden durch rascheres Zusammenziehen der schneller kühlenden Außenhaut wird dadurch vermieden.The task (3) is solved according to the invention in that cooling is also shapeless and there is milling and spreading the ends of the portion according to An saying 6 and 7 takes place. The ends burst open by contracting the faster cooling Outer skin is avoided.

Die Aufgabe (4) wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die durch Anspruch 3 gegebene Relativbeweglichkeit der Kolben zueinander auch zur Feinregulierung des Kammervolu mens eingesetzt wird, indem jedes Dosat unmittelbar nach Ausformung automatisch gewogen wird und jeder Gewichtsab weichungstrend als entsprechende Stellgrößeninformation an die Kolbenabstandsteuerung zurückgegeben wird.The task (4) is solved according to the invention in that the relative mobility given by claim 3 Pistons to each other also for fine adjustment of the chamber volume mens is used by each dose immediately after Forming is weighed automatically and each weight softening trend as corresponding manipulated variable information is returned to the piston distance control.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Ansprüche 5 und 9 und durch Variationen des Anspruchs 7 gemäß dem Grundprinzip aus Anspruch 6 gekennzeichnet, d.h. der Walk- und Kühlvorgang könnte z.B. auch statt in einer Spiral- in einer Flachbetteinrichtung geschehen, bei dem die Umlenkwalzen für das Gitterband das Kühlbad waagrecht von Anfang bis Ende durchlaufen und dann mit tels Kette oder einzeln zurücktransportiert werden.The further embodiment of the invention is by Claims 5 and 9 and by variations of the claim 7 characterized according to the basic principle of claim 6, i.e. the milling and cooling process could e.g. also instead of in a spiral in a flat bed, in which the deflection rollers for the mesh belt the cooling bath Run horizontally from start to finish and then with can be transported back by chain or individually.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbe sondere darin, daß die in den Aufgaben (1) bis (4) spe zifizierten Anwenderwünsche befriedigt werden, was mit den bekannten Einrichtungen nur teilweise möglich ist. Der Aufwand an mechanischen Einrichtungen ist wesentlich ge ringer, vielleicht nur 1/3 von dem bekannter Anlagen, und damit auch der Aufwand für die tägliche Reinigung und Ste rilisierung der Anlage, der insbesondere in der Molkereiin dustrie hohe Kosten verursacht. Andererseits sind im Steu erungskonzept neue Wege zu gehen, die aber leicht aus an deren Anwendungsbereichen übertragbar sind und für die die Elektronik alle Werkzeuge bietet. Der einzige Nachteil des Konzepts der Erfindung ist, daß es nicht auf andere Ge wichtsformate umstellbar ist. Im Industrieeinsatz müßte der mechanische Teil mehrfach vorhanden sein und umgerü stet werden. Schätzungsweise macht dieser aber nur ein Drittel des Werts einer Gesamtanlage aus und in Anbetracht des idealen Produktionsergebnisses ist die Erfindung wirt schaftlich höchst attraktiv.The advantages achieved with the invention are in particular special in that in the tasks (1) to (4) spe specified user requests, what with the known facilities is only partially possible. The Mechanical equipment is essential wrestler, maybe only 1/3 of the well known equipment, and hence the effort for daily cleaning and cleaning Rilization of the plant, especially in the dairy industry causes high costs. On the other hand, are in control concept to go new ways, but which is easy on whose areas of application are transferable and for which the Electronics offers all the tools. The only disadvantage of the Concept of the invention is that it does not apply to other Ge weight formats can be changed. Should be in industrial use the mechanical part must be present several times and converted be steady. It is estimated that this can only be done Thirds of the value of an overall investment and considering The invention is the ideal production result socially highly attractive.

Je ein Ausführungsbeispiel für Dosierung und Kühlung ist in den Abb. D und K dargestellt. Sie sind selbsterklärend; eine Ausnahme ist Detail (Z) auf Abb. K: Das Produkt (P) ist sehr zähfließend, hat im Hauptanwen dungsfall Pasta-Filata-Käse hohe Oberflächenspannung und das Produkt schwebt wegen der etwa gleichen Dichte im Was ser. Ein Eindringen der Masse in die Spalten zwischen den Umlenkwalzen ist daher nicht zu befürchten. Die relative Ortsfestigkeit des Bandes (B) wird durch eine Getriebe geometrie erreicht, bei der die äußeren Umlenkwalzen (Ua) mit einem Ritzel in einen feststehenden lnnenzahnkranz auf dem Teilkreis (Ta) eingreifen, der dem äußeren Bandum spannungsdurchmesser entspricht. Analog wälzen sich die inneren Umlenkwalzen (Ui) auf einem feststehenden Zahn kranz mit Teilkreis (Ti) ab. Das Band macht zwar eine radiale Tauchbewegung, kehrt aber nach der Durchwälzung wieder an den Ausgangspunkt zurück und ist somit relativ ortsfest.An exemplary embodiment for dosing and cooling is shown in Figs. D and K. They are self-explanatory; An exception is detail ( Z ) in Fig. K: The product ( P ) is very viscous, has high surface tension in the main application of pasta filata cheese and the product floats in the water due to the approximately the same density. A penetration of the mass into the gaps between the deflecting rollers is therefore not to be feared. The relative spatial strength of the belt ( B ) is achieved by a gear geometry in which the outer deflecting rollers (Ua) engage with a pinion in a fixed inner ring gear on the pitch circle (Ta) , which corresponds to the outer belt tension diameter. Analogously, the inner deflection rollers (Ui) roll on a fixed ring gear with a pitch circle (Ti) . Although the belt makes a radial diving movement, it returns to the starting point after being rolled over and is therefore relatively stationary.

Claims

1. Dosiereinrichtung zur formenlosen und druckänderungsfrei en Portionierung teigiger Massen mit physischer oder farb licher Filar-Struktur, insbesondere Pasta-Filata-Käse, in Laibe oder Würste mit enger Gewichtstoleranz, dadurch ge kennzeichnet, daß der filar-strukturierte Massenstrom aus einem Rohr schräg in eine Ringkammer einfließt und dieser durch gegeneinander verstellbare Ringkanalkolben, die mit drehend und im gewichtsgesteuerten Abstand in den Ringka nalstrom eingreifen, in Portionen abgetrennt wird (vgl. Beispiel Abb. D).1. Dosing device for shapeless and pressure-change-free portioning of doughy masses with physical or colored filar structure, in particular pasta filata cheese, in loaves or sausages with close weight tolerance, characterized in that the filar-structured mass flow from a pipe obliquely in an annular chamber flows in and this is separated into portions by adjustable annular channel pistons, which engage in the ring channel with rotating and weight-controlled spacing (see example Fig. D).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr von der Tangentialachse um etwa 40% zur Ringkanalmitte versetzt zuläuft und die Kolben entspre chend schräge Oberflächen in der Ringkammer haben, womit einerseits eine möglichst glatte Faserflußharmonie er reicht wird und andererseits der gewünschte Effekt, alle Filarstruktur-Fasern an einer Ecke der Stirnwölbung des Produkts punktförmig zusammenzuziehen, erreicht wird. Die Schnittgeometrie des Kreisquerschnitts der Ringkammer in Relation zur - weil schrägliegend - ovalförmigen Kolben oberfläche ergeben diese Bündelung der Faserabrißpunkte, im Gegensatz zum messerartigen Durchschneiden paralleler Fasern bei rechtwinkliger Kolbenoberfläche (vgl. Kolben (2), Abb. D).2. Device according to claim 1, characterized in that the feed pipe runs offset from the tangential axis by about 40% to the center of the ring channel and the pistons accordingly have inclined surfaces in the annular chamber, which on the one hand the smoothest possible fiber flow harmony is sufficient and on the other hand the desired effect to pinch all filar structure fibers at a corner of the forehead bulge of the product is achieved. The cutting geometry of the circular cross-section of the annular chamber in relation to the - because sloping - oval-shaped piston surface results in this bundling of the fiber tear-off points, in contrast to the knife-like cutting through of parallel fibers with a rectangular piston surface (see piston ( 2 ), Fig. D).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbeweglichkeit der Kolben zueinander dadurch erreicht wird, daß sie separat auf entsprechend mehreren Scheiben (vgl. 4.1, 4.2, 4.3, Abb. D) montiert sind, die die innere Hälfte des Ringkanals bilden, um dessen Zen trum drehsinnmäßig gemeinsam umlaufen, aber mittels me chanischer oder elektronischer Steuereinheit zueinander voreilen oder nachgeführt werden können. Die äußere Ring kanalhälfte (vgl. 5 Abb. D) ist nur als Sektor ausgebil det und steht fast. 3. Device according to claim 1, characterized in that the relative mobility of the pistons to one another is achieved in that they are mounted separately on a corresponding number of disks (cf. 4.1, 4.2, 4.3 , Fig. D) which form the inner half of the annular channel to revolve around its center in terms of direction of rotation, but can advance or track each other by means of mechanical or electronic control units. The outer half of the ring channel (see Fig . 5 Fig. D) is only designed as a sector and is almost there.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet da durch, daß das Portioniergut nicht durch Fördermechanis mus gedrückt, sondern durch Unterdruck in die Dosierkam mer gesaugt wird, indem bei Beginn der Füllung die Kolben (vgl. 1 und 2, Abb. D, Beginn) aneinanderstehen und der vordere Kolben von einem Nullvolumen aus vorläuft, wäh rend der hintere Kolben bis zum Erreichen des Dosiervolu mens feststeht.4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the portion is not pressed by Fördermechanis mus, but is sucked by vacuum into the Dosierkam mer by the piston at the beginning of the filling (see. 1 and 2 , Fig. D, Start) stand next to each other and the front piston runs from a zero volume, while the rear piston is fixed until the dosing volume is reached.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeich net, daß auf jeder Kolbenträgerscheibe nur einer oder auch mehrere Ringkanalkolben befestigt sind. (Vgl. Bei spiel mit zwei Kolben, Abb. D)5. Device according to claim 1 and 3, characterized in that only one or more annular channel pistons are attached to each piston carrier disc. (See example with two pistons, Fig. D)

6. Einrichtung zur Kühlung und/oder Walkung von formenlos portionierten pastösen Massen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laibe oder Würste in einem Tuch- oder Gitterband in Rollbewegung transportiert werden und deren Enden da bei an wannenförmigen, feststehenden Seitenbegrenzungen verstrichen werden.6. Device for cooling and / or flexing of shapeless portioned pasty masses, characterized in that the loaves or sausages in a cloth or mesh belt are transported in rolling motion and their ends there with trough-shaped, fixed side boundaries to be passed.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß um eine bestehende, nur an den Enden befestigte Schnecken spirale (vgl. S, Abb. K) innen wie außen durchgehende Um lenkwalzen (vgl. Ui und Uk, Abb. K) umlaufen, die von zwei stirnseitigen Getrieben derart angetrieben werden, daß sich diese Umlenkwalzen in dem Sinne und mit der Geschwin digkeit drehen, daß das um sie und durch die Spiralenzwi schenräume sowie innen um eine Hilfsumlenkrolle (Uh) ge schlungene Gitterband (B) relativ ortsfest bleibt und eine Kammer bildet, in der das so sich drehende Portioniergut (P) von Anfang bis Ende durch die Spirale gewalkt wird.7. Device according to claim 6, characterized in that around an existing screw attached only at the ends spiral (cf. S, Fig. K) circulating inside and outside to guide rollers (see. Ui and Uk, Fig. K), which are driven by two end gears in such a way that these deflecting rollers rotate in the sense and with the speed that that around them and through the spiral spaces and inside around an auxiliary deflection roller (Uh) ge looped mesh belt ( B ) remains relatively stationary and forms a chamber in which the portion ( P ) thus rotating is rolled from start to finish by the spiral.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Umlenkrollenpaare in der obersten Stellung durch eine Zwangssteuerung in den Getrieben auf ihrem Teilkreis soweit auseinandergefahren werden, daß eine Öffnung (vgl. Ö, Abb. K) entsteht, um das Laden und Entladen sowie eine lnspektion zu erleichtern.8. Device according to claim 7, characterized in that outer pairs of guide rollers in the uppermost position by a positive control in the gears on their pitch circle are so far apart that an opening (see. Ö, Fig. K) is created to load and unload as well to facilitate an inspection.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Gitterbandes durchgehend mit Zahnrie mennoppen belegt oder in Form eines kettenartigen Stabgit terbandes ausgelegt ist und die Umlenkwalzen eine entspre chende Zahnform tragen, um mit den bekannten Prinzipien des Zahneingriffs eine genaue und durch die Getriebe be stimmte Positionshaltung des Bandes zu erreichen, die nicht durch Schlupf und Streckung beeinträchtigt werden kann.9. Device according to claim 7, characterized in that the outside of the mesh belt with tooth belt throughout mennoppen covered or in the form of a chain-like bar grid terbandes is designed and the deflection rollers a correspond Tooth shape to wear with the known principles the meshing an accurate and be by the gear agreed to position the tape to achieve that not can be affected by slippage and stretching.