DE4341606A1 - Vorrichtung zum Schneiden von Fleisch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von stückigen verzehrbaren Produkten, insbesondere von auf etwa -9°C gefrorenen Fleischstücken.

Zu den bekannten Zerkleinerungsmaschinen zählen Schüssel- bzw. Bowl-Kutter, Fleischwölfe, Prallmühlen, Feinzerkleine­ rungsmaschinen sowie Würfelschneider.

Bei dem vorstehend genannten Kutter arbeitet in einer sich drehenden, kreisrunden, muldenartigen Schüssel ein Messersatz mit unterschiedlichen, jedoch hohen Drehzahlen. Das in der Mulde befindliche Material wird durch die Schüsseldrehung immer wieder dem Messersatz zugeführt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist in erster Linie, daß sie nur diskontinuier­ lich betrieben werden kann.

Demgegenüber arbeiten Fleischwölfe kontinuierlich und werden auf dem Markt für große Tonnagen und auch zur Zerkleinerung von gefrorenem Fleisch angeboten. Das aus Förderschnecke, Schneidmesser und Lochscheibe bestehende Schneidsystem weist eine relativ hohe Reibung auf, so daß der Zerkleinerungsvor­ gang zu einer höheren Energieeinbringung und somit zu einer Erwärmung des Produktes führt, die eine beginnende Emulgie­ rung, also eine Produktbindung zur Folge hat.

Prallmühlen werden insbesondere in der Chemie und Pharmazie aber auch zur Verarbeitung von Kerngut wie z. B. Kakaobohnen eingesetzt. Das zu zerkleinernde Produkt wird mit hoher Ge­ schwindigkeit auf feststehende oder rotierende harte Mahl­ werkzeuge geschleudert. Fleischstücke würden in derartigen Prallmühlen eher zerrissen und zerquetscht, nicht aber ge­ schnitten werden.

Es sind kontinuierlich arbeitende Feinzerkleinerungsmaschinen bekannt geworden (siehe z. B. DE-PS 28 23 245), die mit einem berührungsfrei arbeitenden, hochtourig umlaufenden Rotor-Sta­ tor-System versehen sind. Diese hochtourig umlaufenden Schneidsysteme sind sowohl für das Schneiden als auch für das Emulgieren konzipiert. Der bei dem Einsatz dieser Maschinen üblicherweise gewünschte Emulgieranteil an dem erstellten Produkt läßt sich nicht vermeiden. Diese Feinzerkleinerungs­ maschinen werden insbesondere für Produkte mit einer Parti­ kelgröße unterhalb 2 mm eingesetzt.

Mit Würfelschneidern lassen sich nur Produktstücke mit einer Kantenlänge 10 mm herstellen; sie sind auch konzeptionell nicht für Fleischzerkleinerungsprozesse geeignet.

Allen vorbekannten Maschinen gemeinsam ist hinsichtlich der kontinuierlichen Fleischschneideprozesse ein ungünstiges Preis-/Leistungsverhältnis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der sich in einem kontinuierlichen Durchlauf insbesondere gefrorene Fleischstücke weiter zerkleinern las­ sen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

• a) in einem Schneidgehäuse rotieren Messersätze, die mit lichtem axialen Abstand voneinander drehfest aber leicht austauschbar auf dem horizontalen oder gegenüber der Ho­ rizontalen geneigten Wellenstumpf eines Drehstrom-Motors befestigt sind,
• b) jeder Messersatz weist eine axiale Förderkomponente auf;
• c) die Messersätze rotieren mit Drehzahlen zwischen 500 und 3000 U/min,
• d) die Messersätze sind in ihrer Konfiguration sowie in ih­ rem axialen Abstand voneinander so ausgebildet, daß ge­ frorene Fleischstücke mit einer Kantenlänge von 250×250 ×250 mm unter geringstmöglicher Wärmeaufnahme mit einem geringstmöglichen Emulgieranteil auf eine Körnung von 2 bis 8 mm geschnitten werden (Fleischkörnung);
• e) das Schneidgehäuse weist in seinem tiefsten Bereich eine nach unten offene Austragöffnung für einen kontinuierli­ chen Fleischkörnung-Austrag unter Schwerkrafteinwirkung auf;
• f) dem Schneidgehäuse ist in axialer Richtung gesehen eine kontinuierlich arbeitende Zufuhreinrichtung für die Fleischstücke vorgeschaltet, die den Fleischstücken eine gegen die Umlaufebene des ersten Messersatzes gerichtete Förderkomponente verleiht.

Soweit in den Patentansprüchen Bezug genommen wird auf Fleisch, so handelt es sich hierbei nur um eine beispielswei­ se Produktangabe, die auch Innereien umfaßt. Andere Produk­ tarten wie z. B. Kerngut, Obst, Gemüse oder dergleichen sind denkbar. Unter "verzehrbaren Produkten" soll auch Tierfutter, wie z. B. petfood, verstanden werden.

Ein wesentliches Erfindungsmerkmal liegt in der kontinuierli­ chen Arbeitsweise. Die erfindungsgemäße Schneidmaschine läßt sich somit in vorhandene, kontinuierlich arbeitende Linien einfach integrieren. Erfindungswesentlich ist ferner die Kör­ nung der zugeführten gefrorenen Fleischstücke auf eine ver­ hältnismäßig kleine Korngröße, wobei dieser Schnittvorgang unter möglichst geringer Energieeinbringung durchgeführt wird, damit das Endprodukt körnig bis rieselfähig ist und eine nahezu definierte Korngröße aufweist. Abweichend von den bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird also ein Produkt mit einem geringstmöglichen Emulgieranteil hergestellt.

Die das Ausgangsprodukt bildenden Fleischstücke weisen meist eine kleinere Kantenlänge auf als die vorstehend zitierte Maximalangabe; es kann auch ein sogenannter Staubanteil vor­ liegen. Das Ausgangsprodukt kann auch Temperaturen bis in die Nähe des Gefrierpunktes aufweisen, so daß das Material als angetaut bezeichnet werden kann.

Zur Veränderung des Produktdurchsatzes und/oder der Feinheit der Produktkörnung können die Schneidwerkzeuge erfindungsge­ mäß hinsichtlich Drehzahl, Durchmesser, Geometrie, Anzahl und/oder axialem Abstand voneinander modifiziert werden. Hierdurch läßt sich auch die Exaktheit des Schnittes bzw. des Schneidvorganges beeinflussen. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn sich die Schneidwerkzeuge leicht auswechseln lassen.

Die Zufuhr der Produktstücke in den Bereich der rotierenden Messersätze erfolgt kontinuierlich über eine Förderschnecke, ein Förderband oder aber einen Schwerkraftförderer. Dabei läßt sich durch Verstellung der Förderleistung ebenfalls die Feinheit des Endproduktes beeinflussen.

Als Antrieb für die Förderschnecke bzw. das Förderband kann ebenfalls ein Drehstrom-Motor vorgesehen werden, der ebenso wie der Drehstrom-Motor für die Messersätze mit einem vorge­ schalteten Umrichter zur Drehzahl-Regelung bestückt sein kann. Unter Berücksichtigung der Pohlzahlen lassen sich je­ doch zwei oder drei verschiedene Drehzahlen auch ohne Umrich­ ter realisieren.

Bei Verwendung einer Förderschnecke lassen sich Produktdurch­ satz und -qualität, also Feinheit und Körnigkeit des erzeug­ ten Endproduktes, durch Veränderung der Drehzahl, des Schneckendurchmessers und/oder der Schneckensteigung beein­ flussen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich aufgrund ihrer einfachen Konzeption sehr schnell durch Messertausch und Drehzahländerung an die Endprodukt-Wünsche des Kunden anpas­ sen. Die Maschine ist einfach im Aufbau und daher nur wenig anfällig. Sie entspricht den Hygieneanforderungen in der Nah­ rungsmittelverarbeitung, läßt sich in vorhandene Linien gut integrieren, ist kompakt in ihren Abmessungen und kann auch parallel oder - wenn sehr hohe Zerkleinerungsgrade gefordert sind - in Tandem angeordnet werden. Die Konzeption ist beson­ ders für hohe Durchsatzleistungen von z. B. 40 000 kg pro Stunde geeignet, läßt aber auch sehr viel geringere Leistun­ gen von z. B. nur 1000 kg/h zu. Das Preis-/Leistungsverhält­ nis zu den auf dem Markt befindlichen Maschinen ist konzep­ tionell bedingt sehr günstig.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausfüh­ rungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schneidemaschine in einem lotrechten Längsschnitt;

Fig. 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 in Draufsicht;

Fig. 3 die Darstellung gemäß den Fig. 1 und 2 in Stirnansicht;

Fig. 4 die Darstellung gemäß der Fig. 1 in Seitenan­ sicht;

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 1;

Fig. 6 eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform in einer Darstellung gemäß Fig. 1;

Fig. 7 die Darstellung gemäß Fig. 6 in Draufsicht;

Fig. 8 die Darstellung gemäß Fig. 6 in Stirnansicht;

Fig. 9 die Schneidemaschine gemäß Fig. 6 in Seiten­ ansicht;

Fig. 10 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch ein Schneidgehäuse mit einem in diesem umlau­ fenden Doppelmesser;

Fig. 11 in noch einmal vergrößertem Maßstab einen Quer­ schnitt durch den Flügel eines Doppelmessers;

Fig. 12 in Vorderansicht einen aus drei mit axialem Abstand hintereinander angeordneten Doppelmes­ sern bestehenden Messersatz und

Fig. 13 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 1.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Schneidemaschine um­ faßt einen Drehstrom-Motor 1 mit einem horizontal ausgerich­ teten Wellenstumpf 2, auf dem Messer 3, 3a drehfest aber leicht austauschbar befestigt sind, die in einem Schneidge­ häuse 4 umlaufen. Im Boden des Schneidgehäuses 4 ist unmit­ telbar vor dem Motorschild 5 eine nach unten offene Austrag­ öffnung 6 vorgesehen.

Dem Schneidgehäuse 4 ist ein Schneckengehäuse 7 vorgeschal­ tet, in dem eine Förderschnecke 8 umläuft, die mit dem den Messersatz tragenden Wellenstumpf 2 fluchtet und als Antrieb ebenfalls einen Drehstrom-Motor 9 aufweist. Das Schneckengehäuse 7 fluchtet mit seiner Unterkante mit der Unterkante des Schneidgehäuses 4 und weist in seiner vorderen Oberseite einen Einlauftrichter 10 für das zu zerschneidende Produkt auf. Dessen dem Schneidgehäuse 4 zugewandte Wandung bildet mit der oberen Wandung des Förderschneckengehäuses 7 eine Schneidkante 10a für eine grobe Vorzerkleinerung großer Fleischstücke.

Insbesondere Fig. 1 läßt erkennen, daß bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel der Durchmesser der Förderschnecke 8 etwa dem Durchmesser der Messer 3, 3a entspricht.

Jeder der beiden Drehstrom-Motoren 1, 9 kann mit einem vor­ geschalteten Umrichter zur Drehzahl-Regelung bestückt sein.

Das zu zerkleinernde stückige Produkt, z. B. gefrorene Fleischstücke mit einer Kantenlänge von maximal 250×250 ×250 mm, wird in einem kontinuierlichen Produktstrom in den Einlauftrichter 10 und dadurch in den Förderbereich der För­ derschnecke 8 geleitet. Übergroße Produktstücke werden von der Förderschnecke 8 vorzerkleinert. Im übrigen werden die Produktstücke in Form eines Produktstranges unmittelbar den rotierenden Messern 3, 3a zugeführt, die mit jeweils axialem lichtem Abstand voneinander auf dem Wellenstumpf 2 sitzen, den Ausfallquerschnitt der Austragöffnung 6 jedoch weitgehend freihalten. Im Bereich der Austragöffnung 6 ist nur ein ein­ ziges Messer 3a vorgesehen. Die Förderschnecke 8 läuft mit 20 bis 200 U/min um, während die Messer 3, 3a in entgegengesetz­ ter Richtung mit Drehzahlen zwischen 500 und 3000 U/min ro­ tieren. Die von der Förderschnecke 8 den Messern 3, 3a zuge­ führten Produktstücke werden im Schneidgehäuse 4 unter ge­ ringsmöglicher Emulgierung klumpenfrei auf eine Körnung von 2 bis 8 mm geschnitten.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der der Fig. 1 lediglich dadurch, daß der Schnec­ kengehäuse-Durchmesser d nur etwa dem halben Schneidgehäuse- Durchmesser D entspricht. Der Durchmesser der Förderschnecke 8 entspricht somit etwa dem Radius der Messersätze 3, 3a.

Die in den Fig. 6 bis 9 dargestellte abgewandelte Ausfüh­ rungsform unterscheidet sich von der der Fig. 1 bis 4 im wesentlichen in zwei Merkmalen:
Der Drehstrom-Motor 1 ist mit seinem Wellenstumpf 2 gegenüber der Horizontalen um etwa 45° geneigt angeordnet; und anstelle einer Förderschnecke erfolgt die Zufuhr der zu zerkleinernden Produktstücke unter Ausnutzung ihrer Schwerkraft über einen Einlauftrichter 11 unmittelbar in den Arbeitsbereich der Mes­ sersätze 3.

Fig. 10 läßt erkennen, daß die Messer 3 als Doppelmesser ausgebildet sind, deren beiden Flügel an ihrer vorlauf enden Schneide 14 mit einem Schrägschliff 15 mit einem Schliffwin­ kel α von etwa 25°-30° versehen sind (siehe auch Fig. 11). Dieser Anschliffwinkel α wird entsprechend dem zu schneiden­ den Produkt gewählt. Stumpfe Messer werden unter diesem Win­ kel α nachgeschliffen. Fig. 11 läßt erkennen, daß der ei­ gentliche Schrägschliff 15 nur verhältnismäßig kurz ausgebil­ det ist und dann in eine ballige Förderfläche 16 übergeht, die einen Radius R aufweist und sich über die Breite x er­ streckt. Diese Förderfläche 16 verleiht dem Produkt die vor­ stehend bereits erwähnte Förderkomponente 13. Die Länge des Schrägschliffs 15 kann etwa 2 mm betragen; die Breite x liegt im Bereich von 25-40 mm; die Dicke S eines Messers 3 kann zwischen 6 und 10 mm liegen.

Ein Messersatz besteht vorzugsweise aus 3 bis 5 Doppelmes­ sern, die - wie es Fig. 12 erkennen läßt - gegeneinander umfangsversetzt angeordnet sind.

Bei der in Fig. 13 dargestellten abgewandelten Ausführungs­ form verjüngt sich der erste Abschnitt 4a des Schneidgehäuses 4 in Förderrichtung 12 gesehen im Durchmesser etwas, um so eine Stauwirkung hervorzurufen. Bei diesem Lösungsvorschlag weist das erste Messer des Messersatzes somit einen größeren Durchmesser auf als die folgenden Messer, um einen gleich­ bleibend großen radialen Abstand a zum Schneidgehäuse 4 auf­ rechtzuerhalten.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Schneiden von stückigen verzehrbaren Produkten, insbesondere von auf etwa -9°C gefrorenen Fleischstücken, gekennzeichnet durch folgende Merkma­ le:

• a) in einem Schneidgehäuse (4) rotieren Messer (3, 3a), die mit lichtem axialen Abstand voneinan­ der drehfest aber leicht austauschbar auf dem ho­ rizontalen oder gegenüber der Horizontalen geneig­ ten Wellenstumpf (2) eines Drehstrom-Motors (1) befestigt sind,
• b) jedes Messer (3, 3a) weist eine axiale Förderkom­ ponente (13) auf;
• c) die Messer (3, 3a) rotieren mit Drehzahlen zwischen 500 und 3000 U/min;
• d) die Messer (3, 3a) sind in ihrer Konfiguration so­ wie in ihrem axialen Abstand voneinander so aus­ gebildet, daß gefrorene Fleischstücke mit einer Kantenlänge von 250×250×250 mm unter geringst­ möglicher Wärmeaufnahme mit einem geringstmögli­ chen Emulgieranteil auf eine Körnung von 2 bis 8 mm geschnitten werden (Fleischkörnung);
• e) das Schneidgehäuse (4) weist in seinem tiefsten Bereich eine nach unten offene Austragöffnung (6) für einen kontinuierlichen Fleischkörnung-Austrag unter Schwerkrafteinwirkung auf;
• f) dem Schneidgehäuse (4) ist in axialer Richtung gesehen eine kontinuierlich arbeitende Zufuhrein­ richtung für die Fleischstücke vorgeschaltet, die den Fleischstücken eine gegen die Umlaufebene des ersten Messers (3) gerichtete Förderkomponente verleiht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung eine Förderschnecke (8) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (8) mit 20 bis 200 U/min um­ läuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehrichtung der Förderschnecke (8) der der Messer (3, 3a) entgegengerichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante des Gehäuses (7) der Förderschnecke (8) mit der Unterkante des Schneid­ gehäuses (4) fluchtet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) des Förder­ schneckengehäuses (7) etwa dem halben Schneidgehäuse- Durchmesser (D) entspricht. (Fig. 5)

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) der Förderschnecke (8) in seiner Oberseite einen Einfallschacht, Einlauf­ trichter (10) oder dergleichen aufweist, dessen dem Schneidgehäuse (4) zugewandte Wandung mit der oberen Wandung des Förderschneckengehäuses (7) eine Schneid­ kante (10a) für eine grobe Vorzerkleinerung großer Fleischstücke bildet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung ein Förderband ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Zufuhreinrichtung ein Drehstrom-Motor (9) mit einem vorgeschalteten Um­ richter zur Drehzahl-Regelung ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung ein Schwerkraftförderer ist, der die Fleischstücke durch ihr Eigengewicht über eine Rutsche, einen Einlauftrichter (11) oder dergleichen dem in einer geneigten Ebene umlaufenden Messersatz (3, 3a) zuführt. (Fig. 6).

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Antrieb für den Messersatz (3, 3a) bildende Drehstrom-Motor einen vor­ geschalteten Umrichter zur Drehzahl-Regelung aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Abschnitt (4a) des Schneidgehäuses (4) in Förderrichtung (12) gesehen im Durchmesser etwas verjüngt (Fig. 13).

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand (a) der Enden der umlaufenden Messer (3, 3a) von der Innen­ wandung des Schneidgehäuses (4) etwa 2 bis 4 mm be­ trägt.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung (12) gesehen der Austragöffnung (6) des Schneidgehäuses (4) ein Messer (3a) nachgeordnet ist, das von dem vorge­ schalteten Messer (3) einen zumindest einer Teilgröße der Austragöffnung (6) entsprechenden axialen Abstand (b) sowie eine der Förderrichtung (12) entgegengerich­ tete Förderkomponente (13) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige Messer (3, 3a) als Doppelmesser ausgebildet sind (Fig. 10).

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flügel des Doppelmessers (3, 3a) an ih­ rer vorlaufenden Schneide (14) mit einem Schrägschliff (15) mit einem Schliffwinkel (a) von etwa 25°-30° ver­ sehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Schrägschliff (15) eine ballige För­ derfläche (16) anschließt.