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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verarbeitung von Lebensmittelstreifen,
insbesondere die Verarbeitung einer kontinuierlichen Schicht aus
natürlichem
oder industriell hergestelltem Käse
zu einer endlosen Käserolle.
Gemäß der Erfindung
werden ein Verfahren zur Herstellung von Rollen aus einem elastischen
Lebensmittel und eine Vorrichtung dafür geschaffen.
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STAND DER
TECHNIK
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Auf
einem anderen technologischen Gebiet sind Verfahren und Vorrichtungen
zum Bearbeiten von Teig und dergleichen bekannt.
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Beispielsweise
bietet die "Machinefabrik
M. A. Rademaker B. V.",
P. O. Box 416, NL-4100 Culemborg, eine Vorrichtung zum Herstellen
von gefüllten Gebäckrollen
an. Die Füllungen
können
mittels motorisierter kegelförmiger
Rollen oder Walzen zu Materialbahnen aus Teig gerollt werden.
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Außerdem bietet "Rheon Automatic Machinery
GmbH", Tiefenbroicher
Weg 30, D-40472 Düsseldorf,
ebenfalls eine Vorrichtung zum Herstellen von gefüllten Gebäckrollen
an. Die Vorrichtung weist ein Förderband
zum Zuführen
von Materialbahnen aus Teig zu einer zylindrischen Walze auf. Die
zylindrische Walze ist parallel zu der Ebene der Teigmaterialbahnen
und mit ihrer Achse in einem Winkel relativ zu der Beförderungsrichtung
angeordnet.
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Experimente
haben aber ergeben, dass diese Maschinerie zum Verarbeiten von natürlichem und/oder
industriell gefertigtem Käse
nicht effektiv ist. Es wird angenommen, dass dies durch den abweichenden
Materialeigenschaften des Käses
bedingt ist. Beispielsweise zeigt Teig eine relativ geringe Elastizität, wohingegen
natürlicher
und/oder industriell gefertigter Käse elastischer ist und daher
relativ hohe Rückstellkräfte entwickelt,
die dazu tendieren, die ursprüngliche
Gestalt des Käses
wiederherzustellen.
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Weitere
Technik ist beispielsweise aus WO 97/33822 (Farley Candy Company,
Inc.) bekannt, welche eine Aufwickelanordnung und ein aufgerolltes Lebensmittelprodukt
offenbart. Die hier offenbarte Vorrichtung ist aber insofern eingeschränkt, als
der maximale Durchmesser der hergestellten Rolle stark von dem Abstand
zwischen der offenbarten Produkt-Förderführung und einer Aufrolleinrichtung
bestimmt wird, wobei diese Elemente beide fixiert sind. Die als
veranschaulichende Anwendungen für
die offenbarte Vorrichtung erwähnten
Produkte sind Gebäckstücke, Kekse,
Süßigkeiten,
Chips, Pizza, Ei-Rollen,
Burritos, Enchiladas, Ravioli, Manicotti, Ei- und Kohlrollen, sogenannte "Blintzes" und Cannelloni sowie
Kaugummi und Süßigkeiten,
d.h. alle Lebensmittel, die während
ihrer Verarbeitung eine geringe Elastizität zeigen.
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Außerdem ist
eine Vorrichtung, die sich auf die Ansaugkraft eines Vakuums, das
auf eine sich kontinuierlich bewegende Materialbahn aufgebracht wird,
und auf den durch das Aufbringen von Druckluft ausgeübten Druck
verlässt,
aus
EP 0 739 586 A1 bekannt
(Societé des
Produits Nestlé S.
A.). Das Vakuum und die Druckluft werden durch eine längliche
gerade Röhre
hindurch aufgebracht. Die Längsachse dieser
Röhre ist
rechtwinklig zu der Beförderungsrichtung
angeordnet und parallel zu der Ebene der beförderten Materialbahn. Die Röhre kann
in einer Richtung rechtwinklig zu der Ebene des beförderten Materials
bewegt werden. Der Bereich der Bewegung in dieser Richtung ist begrenzt.
Daher kann die in
EP
0 739 586 A1 offenbarte Vorrichtung nicht kontinuierlich
eine endlose Rolle aus einer Materialbahn produzieren. Außerdem ist
die Vorrichtung aus dem Stand der Technik wiederum bestimmt für Teig,
in Scheiben geschnittenes Fleisch, Pasta, etc., d.h. für weiche
Materialien.
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EP-A-0
272 341 beschreibt eine Maschine zum Herstellen von Pasta. Eine
Walze dient hier als Führungsmittel.
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GB-A-2
197 615 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist das zugrundeliegende technische Problem der vorliegenden Erfindung,
ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen
von Rollen aus einem elastischen Lebensmittel zu entwickeln.
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Dieses
Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte
weitere Ausführungsformen
sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Gemäß der Erfindung
weist das Verfahren das Befördern
einer Schicht aus dem elastischen Lebensmittel in einer Beförderungsebene
und gegen erste Führungsmittel
auf. Die Schicht aus dem elastischen Lebensmittel kann ein endloser
Materialstreifen sein, oder es können
auch einzelne längliche Streifen
des Materials nacheinander befördert
werden. Die Beförderung
erfolgt gegen ein erstes Führungsmittel,
so dass ein physikalischer Kontakt zwischen der Schicht aus dem
elastischen Lebensmittel und dem ersten Führungsmittel aufgebaut wird. Wenn
die beförderte
Schicht ein Streifen ist, kann dieser physikalische Kontakt zwischen
nur einem Bereich des Streifens, gesehen in den Richtungen entlang
des Streifens und über
den Streifen hinweg, und dem ersten Führungsmittel stattfinden, über die
gesamte Breite des Streifens hinweg, oder auch noch anders. Das
erfinderische Verfahren weist außerdem das kontinuierliche
Ablenken der Schicht aus dem elastischen Lebensmittel aus der Beförderungsebene
auf. Gemäß der Erfindung
wird diese kontinuierliche Ablenkung durch die ersten Führungsmittel
ausgeführt.
Für eine
kontinuierliche Ablenkung ist ein kontinuierlicher Kontakt zwischen
der Schicht und dem ersten Führungsmittel
nicht notwendigerweise erforderlich. Ein in Abständen erfolgender Kontakt ist auch
möglich
und kann sogar bevorzugt sein. Das kontinuierliche Ablenken umfasst
auch das kontinuierliche Ablenken mit einem variierenden Grad. Die abgelenkte
Lebensmittelschicht wird gemäß der Erfindung
kontinuierlich erneut in Richtung der Beförderungsebene gerichtet. Dieses
kontinuierliche erneute Richten wird mittels zweiter Führungsmittel
ausgeführt.
Der Schritt des erneuten Richtens stellt vorteilhafterweise sicher,
dass die Lebensmittelschicht, wenn sie einmal abgelenkt worden ist,
nicht zurückfedern
wird, so dass sie ihre ursprüngliche
Gestalt und Orientierung einnimmt. Stattdessen wird die abgelenkte
Lebensmittelschicht in Richtung der Beförderungsebene erneut gerichtet,
was gewünscht
ist, um so ein aufgerolltes Lebensmittel zu produzieren. Das Einrollen
kann erzielt werden durch Berühren der
erneut gerichteten Lebensmittelschicht und Mitnehmen derselben mittels
zumindest eines Bereichs der Lebensmittelschicht, die frisch befördert wird.
Alternativ oder zusätzlich
können
weitere Führungsmittel
vorgesehen sein. Das Erzeugen einer Rolle aus Lebensmittel durch
Vorsehen eines Schritts der kontinuierlichen Ablenkung und eines
weiteren Schritts des kontinuierlichen erneuten Richtens vergleichmäßigt vorteilhaft
außerdem
die Beanspruchung und Belastung, denen die Lebensmittelschicht ausgesetzt
wird. So wird ein Zerbrechen des Lebensmittelprodukts vermieden,
und ein stabiler kontinuierlicher Vorgang wird erzielt.
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Es
ist ein bevorzugtes Verfahren, wenn der Schritt des Beförderns in
der Beförderungsebene entlang
einer Beförderungsrichtung
ausgeführt
wird, und der Schritt des Ablenkens unter einem Winkel relativ zu
der Beförderungsrichtung
ausgeführt
wird. Aufgrund des Winkels relativ zu der Beförderungsrichtung nimmt der
Durchmesser der produzierten Rolle aus Lebensmittel von dem Scheitelpunkt
des Winkels zur offenen Seite hin zu, so dass ein kontinuierlich
gesteigertes Aufrollen erzielt wird und ein Zerbrechen des Produkts
sogar noch weniger wahrscheinlich ist.
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Durch
Modifizieren des Winkels relativ zu der Beförderungsrichtung kann der Durchmesser
der produzierten Rolle aus Lebensmittel gesteuert werden gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
des erfinderischen Verfahrens. Ein Winkel von 90° zeigt an, dass die Achse der
produzierten Lebensmittelrolle rechtwinklig zu der Beförderungsrichtung
der Lebensmittelschicht ist. Ein Winkel von 0° bedeutet, dass diese Achse
parallel zu der Beförderungsrichtung
verläuft.
Zwischen 0° und
90° wird
die Achse der produzierten Lebensmittelrolle außerdem nicht parallel zu der
Beförderungsebene
sein. Aufgrund des Winkels relativ zu der Beförderungsrichtung nimmt die
produzierte Lebensmittelrolle nach und nach in ihrem Durchmesser
zu, bis der gewünschte
Durchmesser erreicht ist, gemäß dem vorher
gewählten
Winkel.
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Es
wird bevorzugt, den Durchmesser der produzierten Lebensmittelrolle
durch Modifizieren des Winkels relativ zu der Beförderungsrichtung
zu steuern. Winkel von 0° und
90° ergeben
den größtmöglichen
Durchmesser, machen aber die kontinuierliche Produktion einer Rolle
schwierig, wenn nicht unmöglich.
Das Einstellen des Winkels übernimmt ein
einfacher und einfach handzuhabender Steuerungsmechanismus, der
online verwendet werden kann.
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Es
hat sich herausgestellt, dass die besten Ergebnisse dann entstehen,
wenn dieser Winkel zwischen 30° und
60°, und
noch besser 45°,
beträgt.
Bei im Wesentlichen 45° haben
die erzeugten Lebensmittelrollen eine optimale Dichte, wobei der Durchmesser
der Rolle aber immer noch modifiziert werden kann mittels anderer,
weiter unten beschriebener Mechanismen.
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Die
Einrolleigenschaften werden für
elastische Lebensmittel verbessert, und die Dichte der produzierten
Rolle kann präzise
wie gewünscht
gesteuert werden, wenn, wie es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Fall ist, das erste Führungsmittel
so angetrieben wird, dass seine Führungswirkung durch Reibung
verbessert wird, und/oder das zweite Führungsmittel so angetrieben
wird, dass seine Wirkung zum erneuten Richten durch Reibung verbessert
ist.
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Das
Antreiben des ersten und des zweiten Führungsmittels in einander entgegengesetzten Richtungen
ermöglicht
es, die Dichte der erzeugten Rolle weiter zu erhöhen, und erleichtert die Überwindung
der Elastizität
des verarbeiteten Lebensmittels.
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Eine
erste spezifische Ausführungsform
der Erfindung hat als Teil des ersten Führungsmittels eine Ablenkwalze
mit einer Linie, die ihre umhüllende Oberfläche erzeugt,
welche Linie angrenzend an die Beförderungsebene des verarbeiteten
Lebensmittels und im Wesentlichen parallel dazu ist. Die Walze kann
zylindrisch sein, ist aber vorzugsweise eine kegelförmige Ablenkwalze.
Auf diese Art und Weise besteht ein Linienkontakt zwischen der Ablenkwalze und
der produzierten Kontaktrolle, die parallel zu der Achse der produzierten
Kontaktrolle verläuft.
Demzufolge wird die Kraft, die durch die Ablenkwalze auf das verarbeitete
Lebensmittel aufgebracht wird, am stärksten ausgenützt.
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Es
wird weiter bevorzugt, dass das zweite Führungsmittel vorzugsweise durch
zwei Walzen zum erneuten Richten gebildet ist, die typischerweise zylindrisch
sind. Da eine dieser beiden Walzen zum erneuten Richten dann eine
Kernwelle formen würde, um
welche herum die erzeugte Lebensmittelrolle gewickelt wird, bietet
das Vorsehen einer zylindrischen Walze die Möglichkeit, die Lebensmittelrolle
strikt konzentrisch aufzuwickeln. Der Innendurchmesser der produzierten
Rolle würde
dann dem ausgewählten
Durchmesser dieser einen der beiden Walzen zum erneuten Richten
entsprechen.
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In
der vorliegenden Erfindung ist als Teil des ersten Führungsmittels
zumindest eine nicht-zylindrische Ablenkwalze vorgesehen, deren
Drehachse im Wesentlichen rechtwinklig zu der Beförderungsebene
verläuft.
Ein Teil des zweiten Führungsmittels
ist vorzugsweise ebenfalls eine nichtzylindrische Walze, deren Drehachse
im Wesentlichen rechtwinklig zu der Beförderungsebene angeordnet ist.
Das zweite Führungsmittel
kann dann Walze zum erneuten Richten genannt werden, und seine Achse
wäre im
Wesentlichen parallel zur Achse der Ablenkwalze angeordnet. Diese
zweite alternative Ausführungsform vermindert
den Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Führungsmittel
und dem verarbeiteten Lebensmittel auf ein Minimum, was gewünscht sein kann
abhängig
von den Eigenschaften der verarbeiteten Materialien.
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Wenn
die Käseprodukte
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie in den 13 bis 15 dargestellt
sind, als Snacks vorgesehen werden sollen, müssen ihre Abmaße entsprechend
angepasst werden. Das heißt,
wenn das Snack-Lebensmittelprodukt
in Rollen aus industriell gefertigtem Käse zur Verfügung gestellt werden soll,
hat jede Rolle zwischen 3 und 65 Windungen, besser zwischen 6 und 32
Windungen und vorzugsweise 8 Windungen. Ihr Außendurchmesser kann dann zwischen
3 und 20 cm variieren, besser von 4 bis 10 cm, und beträgt vorzugsweise
5,5 cm. Der Innendurchmesser der Rolle beträgt von 0,5 bis 5 cm, besser
von 0,5 bis 3 cm, und vorzugsweise 1,4 cm. Die Lebensmittelschicht
kann entsprechend in der Breite von 0,5 bis 10 cm variieren, besser
von 0,7 bis 5 cm, und beträgt
vorzugsweise 1 cm. In der Dicke kann die Schicht von 1 bis 10 mm
variieren, besser von 1,5 bis 5 mm, und beträgt vorzugsweise 2,1 mm. Dies
entspricht einer verarbeiteten Länge
der Lebensmittelschicht für
eine Rolle zwischen 30 und 2100 cm, besser zwischen 50 und 500 cm,
und vorzugsweise 100 cm.
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Der
für das
Käseprodukt
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendete Käse
ist hinsichtlich seiner Art insofern beschränkt, als er ausreichend fest
und elastisch sein sollte, dass er manuell über die projizierte Regallebensdauer
gehandhabt werden kann, vorzugsweise so, dass die einzelnen Windungen
von dem aufgerollten Käseprodukt
abrollbar oder abschälbar
sind. Diese Anforderungen werden, wie festgestellt worden ist, von
Hartkäseprodukten
und industriell gefertigtem Käse
erfüllt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
besteht aber das Käseprodukt gemäß der vorliegenden
Erfindung aus industriell gefertigtem Käse.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nun weiter beschrieben mit Bezug auf beispielhafte
Ausführungsformen,
die in den Zeichnungen dargestellt sind, wobei
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1 bis 4 das
allgemeine Verfahren zum Schaffen einer Rolle aus natürlichem
oder industriell gefertigtem Käse
aus einer beförderten Schicht
aus endlosem Streifenkäse
zeigen;
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5 eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 5 zeigt;
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7 eine
zweite Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie
VII-VII in 5 zeigt;
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8 eine
isometrische Ansicht der in den 5 bis 7 dargestellten
ersten Ausführungsform
zeigt;
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9 eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht zeigt;
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10 eine
erste Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform zeigt, entlang der
Linie X-X in 9;
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11 eine
zweite Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform zeigt, die in 9 dargestellt
ist, und zwar entlang der Linie XI-XI in 9;
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12 eine
isometrische Ansicht der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt, dargestellt in den 9 bis 11;
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13 in
einer isometrischen Ansicht eine erste Ausführungsform des erfinderischen
Produkts zeigt;
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14 in
einer Ansicht ähnlich 13 eine zweite
Ausführungsform
der erfinderischen Produkte zeigt;
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15 in
einer Ansicht ähnlich
den 13 und 14 eine
dritte Ausführungsform
des erfinderischen Produkts zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
zugrundeliegende Prinzip zum Herstellen einer Lebensmittelrolle
aus einer beförderten Schicht
aus Streifenkäse
wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 4 erläutert.
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In 1 bezeichnet
die Bezugsziffer 1 eine erste Förderbandwalze, die 3 eine
zweite Förderbandwalze.
In herkömmlicher
Art und Weise erstreckt sich ein endloser Förderriemen oder ein endloses Förderband 5 um
diese beiden Walzen herum und wird angetrieben, beispielsweise durch
zumindest eine dieser Walzen. Auf dem Förderband 5 wird ein Streifen 7 aus
Lebensmittel entlang einer Zuführrichtung
oder Beförderungsrichtung
SL befördert.
Die Lebensmittelvorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung
sind am geeignetsten zum Verarbeiten von natürlichem oder industriell gefertigtem Käse oder
einer Mischung daraus.
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In 2 ist
eine Einrolleinrichtung 9 zusätzlich dargestellt, die sich
im Wesentlichen über
die gesamte Breite des Förderriemens 5 hinweg
erstreckt. Der beförderte
Lebensmittelstreifen 7 wird in Kontakt mit der Einrolleinrichtung 9 gebracht,
was zu einem Einrollen des Streifens 7 führt, wie
es in 2 dargestellt ist. Es ergibt sich aus 2,
dass die Einrolleinrichtung 9 in einem Winkel relativ zu
der Längserstreckung
des Streifens 7 aus Lebensmittel angebracht ist. Demzufolge
findet das anfängliche
Einrollen des Streifens 7 um eine Achse herum statt, die
auch in einem Winkel relativ zu der Beförderungsrichtung orientiert
ist. Anfänglich
wird der Winkel der Lebensmittelrolle relativ zu der Beförderungsrichtung
im Wesentlichen identisch zu dem Winkel der Einrolleinrichtung 9 relativ
zu der Beförderungsrichtung
SL sein. Wenn der Durchmesser der Rolle
zunimmt, werden aber die beiden Winkel voneinander abweichen.
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3 zeigt,
wie der Durchmesser der Rolle beim Zuführen von weiterem Käsematerial
zunimmt.
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4 zeigt
klar, dass, wenn die produzierte Rolle 10 aus Lebensmitteln
das Förderband 5 einmal in
der Beförderungsrichtung
der Rolle SR verlässt, ihr Durchmesser konstant
bleiben wird. Eine kontinuierliche Zufuhr eines Streifens 7 aus
Lebensmitteln wird daher zu einer kontinuierlichen Produktion einer
Rolle 10 aus dem Lebensmittel führen. Die Beförderungsrichtung
verändert
sich von der Beförderungsrichtung
der Schicht SL hin zu der Beförderungsrichtung
der Rolle SR. Ein geeignetes Abteilmittel 12,
wie beispielsweise sich drehende Messerklingen oder dergleichen,
kann angrenzend an das Förderband und
in einem Winkel relativ zu der Längserstreckung des
letzteren vorgesehen sein. Durch Aufteilen der kontinuierlichen
Lebensmittelrolle 10 können
einzelne Artikel produziert werden.
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5 zeigt
eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der Einrolleinrichtung 9,
in welcher erste 20 und zwei Führungsmittel 30 vorgesehen
sind. In der beschriebenen Ausführungsform
besteht das erste Führungsmittel 20 im
Wesentlichen aus einer Seitenwicklerwalze 22 zum Ablenken
des zugeleiteten Lebensmittelstreifens 7. Wie sich aus 5 ergibt,
hat diese Seitenwicklerwalze 22 die Gestalt eines Kegelstumpfes
und erstreckt sich über
im Wesentlichen die gesamte Breite des Lebensmittelstreifens 7.
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Das
zweite Führungsmittel 30 weist
eine Kernwelle 31 und eine Festziehwelle 32 auf.
Beide Wellen sind in einer Motoreinheit 33 angebracht.
Die Motoreinheit 33 insgesamt kann mittels eines Schiebemechanismus 34 entlang
der Beförderungsrichtung
SL der Lebensmittelschicht verschoben werden. Alternativ
ist es auch möglich,
den Schiebemechanismus 34 so vorzusehen, dass die Motoreinheit 33 rechtwinklig
zu der Hauptachse 23 der Seitenwicklerwalze 22 verschoben
wird. Der Schiebemechanismus 34 ist dazu vorgesehen, die
Vorrichtung an Schwankungen in der Qualität (beispielsweise der Dicke)
des vorgesehenen Lebensmittelstreifens 7 anzupassen.
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Mit
Bezug auf 6 ist festzustellen, dass die
Seitenwicklerwalze 22 nahe an dem Förderband 5 angebracht
ist, wobei der Zwischenraum zwischen der Oberflächenlinie der Seitenwicklerwalze 22 am nächsten dem
Förderband 5 typischerweise
kleiner ist als die Dicke des Lebensmittelstreifens 7.
Die kegelförmige
Seitenwicklerwalze 22 ist relativ zu dem Förderband 5 so
angebracht, dass die Erzeugungslinie für ihre umhüllende Oberfläche angrenzend
an das Förderband 5 dazu
parallel verläuft.
Dies ergibt sich auch aus einem Vergleich der 6 und 7, in
welchen der Zwischenraum zwischen der Seitenwicklerwalze 22 und
dem Förderriemen 5 identisch dargestellt
ist. Außerdem
ist die Seitenwicklerwalze 22 in einem Winkel α relativ
zu der Beförderungsrichtung
SL des Lebensmittelstreifens 7 angebracht.
Der Winkel α wird
dem Winkel zwischen den Beförderungsrichtungen
SL und SR des Lebensmittelstreifens 7 bzw.
der Lebensmittelrolle 10 entsprechen, insofern, als die
Erzeugungslinie für
die umhüllende Oberfläche der
Seitenwicklerwalze 22 am nächsten der Lebensmittelrolle 10 parallel
zu der Berührungslinie
des aufgerollten Lebensmittelstreifens sein wird. Daher wird der
Winkel α zwischen
der Achse der Seitenwicklerwalze 22 und der Beförderungsrichtung
SL des Lebensmittelstreifens 7 größer sein
als der Winkel zwischen diesen Beförderungsrichtungen SL und SR, und zwar
um einen Betrag, der den Winkeln der Neigung der kegelförmigen Seitenwicklerwalze 22 einerseits
und der Lebensmittelrolle 10 andererseits entspricht.
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Die
Kernwelle 31 der zweiten Führungsmittel 30 ist
eine zylindrische Walze und so angebracht, dass ihre Mittelachse
sich in der gleichen Ebene befindet wie die Mittelachse 23 der
Seitenwicklerwalze 22; die Mittelachse der Kernwelle 31 wird
stets mit der Mittelachse der Lebensmittelrolle zusammenfallen,
die produziert wird. Wie sich aus den Figuren ergibt, braucht sich
die Kernwelle 31 nicht über
die gesamte Breite des zugeleiteten oder beförderten Lebensmittelstreifens 7 hinüber zu erstrecken.
Sie erstreckt sich vielmehr nur über
einen Bereich dieser Breite hinweg, der ausreichend weit ist, um
zwischen drei und vier Windungen der sich entwickelnden Lebensmittelrolle 10 zu
führen.
Natürlich
sorgen die Abmaße
der Kernwelle 31 und des Zwischenraums für die Qualität und die
Abmaße
des beförderten
Lebensmittelstreifens 7. Insbesondere kann es bevorzugt
sein, den Winkel der Kernwelle online einzustellen, so dass er präzise zu
dem gewünschten
Gewicht einer Verpackungseinheit passt. Außerdem entspricht der Zwischenraum
zwischen der Kernwelle 31 und der Seitenwicklerwalze 22 im
Wesentlichen der Dicke des Lebensmittelstreifens 7.
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Die
Kernwelle 31 wird über
eine Motoreinheit 33 (5) angetrieben.
Die gleiche oder eine separate Motoreinheit kann auch die Festziehwelle 32 antreiben,
die angrenzend an die Kernwelle 31 und die Mittelachse 23 der
Seitenwicklerwalze 22 und in der gleichen Ebene angebracht
ist. Die Seitenwicklerwalze 22 wird auch angetrieben, typischerweise
mittels einer weiteren Motoreinheit (nicht dargestellt). Wie sich
aus 6 ergibt, wird der Lebensmittelstreifen 7 entlang
der Beförderungsrichtung
SL befördert,
so dass der Förderriemen 5 auf
dieser Seite sich auch in der Beförderungsrichtung SL bewegt.
Die Seitenwicklerwalze 22 wird so angetrieben, dass ihre
Oberfläche,
wo sie an das Förderband 5 angrenzt,
sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Die Kernwelle 31 wird
so angetrieben, dass sie sich in der entgegengesetzten Richtung
der Seitenwicklerwalze 22 bewegt. Die Festziehwelle 32 dreht
sich in der gleichen Richtung wie die Seitenwicklerwalze 22 und
in der entgegengesetzten Richtung wie die Kernwelle 31 (vergleiche
die Pfeile in den 6 und 7).
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Die
Arbeitsweise der ersten 20 und der zweiten Führungsmittel 30,
die in den 5 bis 7 dargestellt
sind, ist wie folgt.
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Wenn
ein frischer Lebensmittelstreifen 7 auf dem Förderband 5 platziert
wird, wird dieser entlang der Beförderungsrichtung SL befördert werden.
Seine vordere Kante wird sich der Seitenwicklerwalze 22 nähern. Da
der Zwischenraum zwischen der Seitenwicklerwalze und dem Förderband 5 kleiner
ist als die Dicke des Lebensmittelstreifens 7, wird die
Vorderkante des Streifens 7 die Seitenwicklerwalze 22 berühren. Da
sich die Seitenwicklerwalze 22 in einer Richtung entgegen
der linearen Bewegung des Förderriemens 5 dreht,
wird die Vorderkante des Lebensmittelstreifens 7 mit der
Seitenwicklerwalze 22 in Eingriff geraten und angehoben
werden. Sie wird so aus ihrer Beförderungsebene herausgelenkt
werden.
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Die
Elastizität
des natürlichen
oder industriell hergestellten Käses
wird aber dazu tendieren, den Lebensmittelstreifen 7 in
seine ursprüngliche
Gestalt zurückzuführen. In
anderen Worten wird, wenn keine Maßnahmen getroffen werden, der
Lebensmittelstreifen 7 dazu tendieren, der Seitenwicklerwalze 22 um
ihren gesamten Außenumfang
herum zu folgen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird, wenn sie sich der Kernwelle 31 nähert, die vordere Kante des
Lebensmittelstreifens 7 mit der Außenfläche der Kernwelle 31 in
Eingriff geraten. Aufgrund der entgegengesetzten Drehrichtung der
Kernwelle 31 wird die Vorderkante der Drehung der Kernwelle folgen
und in den Zwischenraum zwischen der Kernwelle 31 und der
Festziehwelle 32 eintreten. Auf diese Art und Weise wird
der Lebensmittelstreifen in Richtung seiner ursprünglichen
Beförderungsebene erneut
gerichtet werden.
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Dieser
Effekt kann verbessert werden, indem die Kernwelle 31 so
angebracht wird, dass sie verschoben werden kann und der Zwischenraum
zwischen der Kernwelle 31 und der Seitenwicklerwalze 22 in
einem Klemmspalt transformiert werden kann. Das Ausüben von
Druck von der Seite der Kernwelle 31 aus auf den Lebensmittelstreifen 7 wird
dazu führen,
dass sich der Lebensmittelstreifen 7 um die Kernwelle 31 herum
verbiegt.
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Es
wird bevorzugt, dass die Festziehwelle 32 angetrieben wird
und unabhängig
verschiebbar angebracht ist, beispielsweise in einem Schiebemechanismus 35.
Die Schiebemechanismen 34 und 35 sind rein optional.
Wenn das Verfahren seine stabilen Betriebsbedingungen erreicht hat,
verbleibt die Anzahl der Windungen der Lebensmittelrolle 10 auf
dem Förderband
konstant. Daher reicht es völlig
aus, die Seitenwicklerwalze, die Kernwelle und die Festziehwelle auf
einstellbare, aber sonst feste Art und Weise anzubringen.
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Durch
Modifizieren des Winkels α der
Seitenwicklerwalze 22, und vorzugsweise zusammen damit des
Winkels der Kernwelle 31 und der Festziehwelle 32,
relativ zu der Beförderungsrichtung
SL kann der Durchmesser der Lebensmittelrolle 10 gesteuert
werden. Eine solche Modifikation kann einfach vorgesehen werden,
indem die involvierten Elemente an einer Schwenkarmstruktur (nicht
dargestellt) geeignet angebracht werden.
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Durch
Steuern der einzelnen Geschwindigkeiten der Kernwelle 31 und
der Festziehwelle 32 ist es dann möglich, präzise zu bestimmen, wie dicht
die produzierte Lebensmittelrolle aufgerollt wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit
der Festziehwelle 32 höher ist
als die der Kernwelle 31, wird die produzierte Rolle dichter
gewickelt, wenn sie geringer wird, wird sie lockerer gewickelt.
Das Vorspannen der Festziehwelle 32 gegen die Kernwelle 31 wird
dabei helfen, Reibkräfte
auf den Lebensmittelstreifen 7 zu übertragen.
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Um
das Gleiten der erzeugten Lebensmittelrolle entlang ihrer Beförderungsrichtung
SR (vergleiche 4) zu erleichtern,
kann die Kernwelle Kernwelle 31 und/oder die Seitenwicklerwalze 22 mit längsverlaufenden
oder spiralförmigen
Nuten versehen werden. Außerdem
kann ihre Oberfläche
adäquat
beschichtet oder behandelt sein.
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Beim
Beginn der Produktion kann es erforderlich sein, manuell zwei bis
vier Windungen des Käseprodukts
aufzurollen, das zu behandeln ist, um die Kernwelle herum.
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8 zeigt
genauer die Anordnung der ersten 20 und zweiten Führungsmittel 30 gemäß der ersten
Ausführungsform,
die gerade beschrieben worden ist. Wie sich aus 8 ergibt,
reicht es aus, die Kernwelle 31 und die Festziehwelle 32 nur
entlang eines Bereichs der Länge
der Seitenwicklerwalze 22 vorzusehen, um die gewünschten
Effekte zu erzielen.
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Mit
Bezug auf die 9 bis 12 wird
nun eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Ähnlich wie
in der ersten Ausführungsform wird
ein Lebensmittelstreifen 7 auf einem Förderband 5 und entlang
einer Beförderungsrichtung
SL befördert.
Die Vorderkante des beförderten
Lebensmittelstreifens 7 berührt eine Ablenkwalze 122 (9).
Die Ablenkwalze 122 dreht sich auf ihrer Seite, die zu dem
beförderten
Lebensmittelstreifen 7 hinweist, in Richtung der beabsichtigten
Beförderungswalze
SR der zu produzierenden Lebensmittelrolle.
Die Ablenkwalze 122 ist mit einer Ausnehmung 123 versehen. Diese
Ausnehmung mündet
in einer unteren Kante. Der Zwischenraum zwischen der unteren Kante
der Ausnehmung und dem Förderband 5 ist
so bemessen, dass er kleiner ist als die Dicke des vorgesehenen
Lebensmittelstreifens 7 (11). Vorzugsweise wird
die untere Kante der Ausnehmung 123 mit der vorderen Kante
des Lebensmittelstreifens 7 in dem unteren Bereich des
Querschnitts des Lebensmittelstreifens in Eingriff geraten.
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Aufgrund
der Ausnehmung 123 ist die Ablenkwalze 122 eine
nicht-zylindrische Walze, die um eine Achse 125 herum angebracht
ist. Die Achse 125 ist im Wesentlichen rechtwinklig zu
der Ebene, die durch den beförderten
Lebensmittelstreifen 7 definiert wird.
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Eine ähnliche,
vorzugsweise identische Rolle ist als Teil der zweiten Führungsmittel
vorgesehen. Diese Rolle 131 zum erneuten Richten ist um
eine Achse 126 herum angebracht und mit einer Ausnehmung 132 versehen.
Im Gegensatz zu der Ablenkwalze 122 ist diese Walze 131 zum
erneuten Richten relativ zu dem Förderband so angebracht, dass
der Zwischenraum zwischen ihrer unteren Oberfläche und dem Förderband 5 geringfügig größer ist
als die Dicke des zu verarbeitenden Lebensmittelstreifens 7. Auf
diese Art und Weise wird die Vorderkante auf dem Förderband 5 unterhalb
der Walze 131 zum erneuten Richten passieren, um so die
Ablenkwalze 122 zu berühren.
Wie sich aus 9 ergibt, werden die Ablenkwalze 122 und
die Walze 131 zum erneuten Richten in einander entgegengesetzten
Richtungen gedreht.
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Eine
vorzugsweise kegelförmige
Seitenwicklerwalze 128, die ähnlich der der ersten Ausführungsform
ist, die in den 5 bis 8 dargestellt
ist, ist in den 9 und 10 mit 128 bezeichnet.
Typischerweise wird die Seitenwicklerwalze 128 von einer
Brückenstruktur
herabhängen,
die den Förderriemen 5 überspannt.
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Die
Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform
ist wie folgt.
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Die
Vorderkante des beförderten
Lebensmittelstreifens 7 wird die Ablenkwalze 122 berühren. Bei diesem
Kontakt wird die Vorderkante in die Ausnehmung 123 der
Ablenkwalze 122 hinein fortschreiten. Die Ausnehmung entspricht
in ihrer Gestalt der äußeren Kontur
der zu produzierenden Lebensmittelrolle, und vorzugsweise ist sie
das Segment eines Kreises. Indem er der Kontur der Ausnehmung 123 folgt,
wird der Lebensmittelstreifen 7 aus seiner ursprünglichen Beförderungsebene
heraus abgelenkt.
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Wenn
der Zwischenraum zwischen der Ablenkwalze 122 und der Walze 131 zum
erneuten Richten ausreichend gering ist, wird der Lebensmittelstreifen 7 trotz
seiner inhärenten
Rückstellkräfte in die
entsprechende Ausnehmung 132 der Walze 131 zum
erneuten Richten eintreten. Beim Berühren dieser Ausnehmung 132 wird
der abgelenkte Lebensmittelstreifen 7 erneut in Richtung
seiner ursprünglichen
Beförderungsebene
gerichtet werden und daher in eine Rolle geformt werden.
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Dieser
Mechanismus wird unterstützt
durch Antreiben der Ablenkwalze 122 und der Walze 131 zum
erneuten Richten in entgegengesetzten Richtungen. Auf diese Art
und Weise wird die Walze 131 zum erneuten Richten durch
Reibeingriff mit dem Lebensmittelstreifen 7 die erzeugte
Rolle dazu zwingen, den Zwischenraum zwischen der Ablenkwalze 122 und
der Walze 131 zum erneuten Richten in der beabsichtigten
Rollenzuführrichtung
SR zu verlassen. Wie in der vorangehenden
Ausführungsform
kann das Verändern
der Drehgeschwindigkeiten dazu verwendet werden, die Dichte der
aufgewickelten Rolle präzise
zu steuern.
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Die
Anordnung der Achse 125 der Ablenkwalze 122 relativ
zur Achse 126 der Walze zum erneuten Richten 131 folgt
aus der gewünschten
Rollenbeförderungsrichtung
SR relativ zu der Beförderungsrichtung SL des
Lebensmittelstreifens 7. Insbesondere wird eine zwischen
beiden Achsen 125 und 125 gezogene Linie rechtwinklig
zu der Rollenbeförderungsrichtung
SR sein.
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Der
in der Ausführungsform
der 9 vorgesehene Satz Walzen kann durch einen zweiten
Satz Walzen ergänzt
werden, abhängig von
den Materialeigenschaften des abzulenkenden und erneut zu richtenden
Käses (nicht
dargestellt). Der zweite Satz wäre
vorzugsweise geringfügig
anders bemessen, abhängig
von seiner Anordnung wie folgt. Die erzeugte Lebensmittelrolle wird
in dem Flächenbereich des
Lebensmittelstreifens 7 die Form eines Kegels haben. Entsprechend
wird der eine der Walzensätze, der
näher an
dem kleineren Ende des Kegels vorgesehen ist, Abmaße haben
entsprechend den lokalen Abmaßen
des Kegels, und der andere Satz Abmaße entsprechend dem größeren Ende
des Kegels. 12 zeigt in einer perspektivischen
Ansicht, wie die Ausführungsform
der 9 bis 11 arbeitet. Insbesondere ergibt
sich, wie die Ablenkwalze 122 näher an der Oberfläche des
Förderbands 5 angebracht
ist und wie die Walze 131 zum erneuten Richten mit einem
größeren Abstand
relativ zur Oberfläche
des Förderbands 5 angebracht
ist. Auf diese Art und Weise kann der Lebensmittelstreifen 7 unterhalb der
Walze 131 zum erneuten Richten vorbeilaufen und die Ablenkwalze 122 berühren. Er
rollt sich dann korrekt entlang der Oberfläche der Ausnehmung 123 auf,
tritt in die Ausnehmung 132 über, die an der Walze 131 zum
erneuten Richten vorgesehen ist, und wird erneut in Richtung seiner
ursprünglichen
Beförderungsebene
gerichtet.
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Von
diesem anfänglichen
Einrollen aus wird der Lebensmittelstreifen 7 dann durch
Kontakt mit der Seitenwicklerwalze 128 ähnlich wie in der ersten Ausführungsform
geführt.
Zugunsten eines weniger komplexen Designs werden übrigens
die Ablenkwalze 122 und die Walze 131 zum erneuten
Richten mit einem festen Verhältnis
der Drehgeschwindigkeit betrieben. Dies wird erzielt durch Koppeln
der Antriebseinheiten mit kämmenden
Zahnrädern.
Wie es für
einen Fachmann offensichtlich sein wird, kann das Übertragungsverhältnis so
ausgewählt
werden, dass die gewünschte
Schnelligkeit oder Geschwindigkeit relativ zu der zu erzeugenden
Lebensmittelrolle erzielt wird. Gegenwärtig wird bevorzugt, die beiden Walzen 122, 131 so
zu betreiben, dass die Reibung zwischen den Ausnehmungen 123, 132 und
dem Lebensmittelstreifen 7 vermieden wird.
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Wie
in der ersten Ausführungsform
kann der Winkel α (9)
modifiziert werden, um den erzielten Durchmesser der Lebensmittelrolle 10 zu
steuern. Eine solche Modifikation kann einfach erzielt werden durch
geeignetes Anbringen zumindest der Ablenkwalze 122 und
der Walze 131 zum erneuten Richten an einem Schwenkarm
(nicht dargestellt).
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Wie
sich für
Fachleute außerdem
ergeben wird, sollten die für
diejenigen Teile der offenbarten Vorrichtung, die in Kontakt mit
dem Lebensmittel geraten, ausgewählten
Materialien vorzugsweise inert mit Bezug auf die verarbeiteten Lebensmittel
sein. Vorliegende alternative Lösungen
umfassen eine entsprechende Auswahl aus V2A (rostfreiem Stahl) für die Ablenkwalze
und die Walze zum erneuten Richten sowie die Seitenwicklerwalze
der zweiten Ausführungsform.
In der ersten Ausführungsform wäre diese
Materialauswahl gleichermaßen
anwendbar auf die Seitenwicklerwalze, die Kernwelle und die Festziehwelle.
Alternativ können
diese Teile aus zumindest einem der folgenden Plastikmaterialien
hergestellt werden: Polyester, PVC, Polyurethan, Polyolefin, Silikon
und dergleichen.
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Natürlich ist
es auch möglich,
weniger kostenintensivere Materialien auszuwählen und sie mit einem der
oben erwähnten
Materialien zu beschichten. Die Oberfläche dieser Teile kann glatt
oder strukturiert sein, abhängig
von den gewünschten
Reibungseffekten.
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Mit
Bezug auf das erfinderische Produkt müssen Hartkäse in Übereinstimmung mit der deutschen
Käseverordnung
bestimmt werden und umfassen natürliche
sowie industriell hergestellte Käse. Eine
allgemeine Führungslinie
kann sein, dass solche Käse
ohne wesentliche plastische Verformung geschnitten werden können. Äquivalente
sind in diesem Bereich der Erfindung ebenfalls beinhaltet.
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Wenn
industriell gefertigter Käse
für das
Käseprodukt
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, kann dieser industriell gefertigte Käse 30 bis
70 Gew.-%, besser 35 bis 65 Gew.-% und insbesondere 57 bis 62 Gew.-%
Trockenmasse beinhalten.
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Mit
Bezug auf die Trockenmasse kann der industriell verarbeitete Käse für das Käseprodukt
gemäß der Erfindung
0 bis 75 Gew.-%, besser 5 bis 70 Gew.-% und insbesondere 38 bis
45 Gew.-% von zumindest einer Fettkomponente beinhalten.
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Der
pH-Wert der industriell gefertigten Käsemasse kann im Bereich von
4,5 bis 7,0 liegen, besser 5,0 bis 6,5 und insbesondere 5,5 bis
5,9.
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Der
Proteinanteil kann 5 bis 40 Gew.-% betragen, besser 7 bis 30 Gew.-%,
besser 17 bis 25 Gew.-% und insbesondere 22 bis 25 Gew.-%, basierend
auf dem Gewicht des Produkts.
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Laktose
kann in einem Anteil von 0 bis 15 Gew.-% vorhanden sein, besser
0 bis 10 Gew.-%, noch besser 1 Gew.-% oder weniger und insbesondere
0,05 bis 0,25 Gew.-%.
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Der
Anteil der Schmelzsalze, beispielsweise Citrat, beträgt vorzugsweise
2 bis 4 Gew.-%. Es wird bevorzugt, so wenig Citratschmelzsalz oder Schmelzsalz
allgemein wie möglich
zu verwenden.
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Ein
industriell hergestellter Käse
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann folgendes beinhalten:
0–98 Gew.-% Käse;
0–50 Gew.-%
Butter;
0–40
Gew.-% Labcasein;
0–5
Gew.-% Schmelzsalz und
0–10
Gew.-% Hydrocolloide und/oder Stärke.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet der Käse
folgendes:
15–85
Gew.-% Käse;
0–40 Gew.-%
Butter;
0–25
Gew.-% Labcasein;
1–4
Gew.-% Schmelzsalz und
0–5
Gew.-% Hydrocolloide und/oder Stärke.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet der Käse:
70–85 Gew.-%
Käse;
2–4 Gew.-%
Butter;
2–6
Gew.-% Labcasein;
2–4
Gew.-% Citrat.
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Mit
Bezug auf die Produktstabilität,
Handhabbarkeit und Schälbarkeit
sowie insgesamte Ausgeglichenheit der Eigenschaften hat sich die
folgende Zusammensetzung als sehr geeignet herausgestellt:
75–85 Gew.-%
Käse;
2,2–2,6 Gew.-%
Butter;
4,5–5,0
Gew.-% Labcasein; und
2,5–3,0
Gew.-% Schmelzsalz.
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Zusätzlich zu
den aufgelisteten Bestandteilen können alle oben beispielhaft
aufgeführten
Zusammensetzungen auch zusätzliche
Bestandteile beinhalten, die auf dem Gebiet der Herstellung von industriell
gefertigtem Käse
gängig
sind. Der Rest besteht aus Wasser.
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Als
für die
vorliegende Erfindung nützliche Hydrocolloide
können
die folgenden beispielhaft aufgeführt werden: Johannisbrotmehl,
Guarkernmehl, Carragenan, Xanthan, Gummi Arabicum, Alginate, Pektine
und Cellulose wie beispielsweise Carobxymethylcellulose. Stärke oder
Stärkederivative
können
auch statt der Hydrocolloidkomponente oder zusätzlich dazu verwendet werden.
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Beim
Verwenden von industriell hergestelltem Käse als Käseprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung
kann die dann vorgesehene Schicht reduziert werden gemäß Verfahren,
die für
die Herstellung von industriell gefertigtem Käse gängig sind. Bei solchen Verfahren
werden die Startmaterialien vermischt und geschmolzen. Die heiße Viskoseschmelze
wird dann in ein kontinuierliches Käseband mit einer vorher gewählten Dicke
verarbeitet. Dies wird normalerweise und geeignet getan durch Verwenden einer
geeigneten Anzahl von Walzen oder Riemen, die gleichzeitig die Abkühlung der
Schmelze bewirken können,
und so die Verfestigung des bearbeiteten Käses.
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Das
vorbereitete Käseprodukt
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann dann auf herkömmliche Art
und Weise verpackt werden, durch Beinhalten von zehn oder weniger
Rollen in einem einzelnen Paket, besser noch 5 oder weniger Rollen,
und vorzugsweise einer einzelnen Rolle pro Packung.
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Das
oben beschriebene Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung kann natürlich
auf viele verschiedene Arten und Weisen modifiziert werden, beispielsweise
um ein besonderes Erscheinungsbild des Käseprodukts zu produzieren.
Eine besondere Art und Weise zum Modifizieren des Erscheinungsbilds
des Käseprodukts
beinhaltet das Hinzufügen
eines Farbstoffs, wie beispielsweise Carotin, zu dem industriell
hergestellten Käse
direkt vor oder während des
Kühlvorgangs.
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Das
Käseprodukt
gemäß der vorliegenden Erfindung
kann natürlich
auch mit unterschiedlichen Geschmacksstoffen, wie beispielsweise
Pizza, Schinken, geräuchertem
Speck und dergleichen, versehen werden. Es können auch Kräuter hinzugemischt
werden, um einen besonderen Geschmack und ein besonderes Erscheinungsbild
vorzusehen. Es ist auch möglich,
mehr als eine Art Käse
in einem einzelnen Käseprodukt
gemäß der Erfindung
zu verwenden, wodurch der Käse
sich beispielsweise in seiner Farbe und/oder seinem Geschmack unterscheiden
kann.