EP0363860B1 - Verfahren zum gleichzeitigen Zerkleinern und kühlen von festen Substanzen - Google Patents

Verfahren zum gleichzeitigen Zerkleinern und kühlen von festen Substanzen Download PDF

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EP0363860B1
EP0363860B1 EP89118670A EP89118670A EP0363860B1 EP 0363860 B1 EP0363860 B1 EP 0363860B1 EP 89118670 A EP89118670 A EP 89118670A EP 89118670 A EP89118670 A EP 89118670A EP 0363860 B1 EP0363860 B1 EP 0363860B1
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EP
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cooling
valve
shut
phase
container
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Wolfgang Schmidtke
Franz Dipl.-Ing.(Fh) Garnreiter
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Linde Gas AG
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Linde GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/065—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within rotatable bowls, e.g. meat cutters

Definitions

  • the invention relates to a method for the simultaneous comminution and cooling of solid substances by means of a cutting mixer, the cutting mixer being evacuated in at least one vacuum phase and cryogenic liquefied gas being introduced into the cutting mixer in at least one cooling phase.
  • a cutting machine for example, meat parts are crushed into sausage meat or cocoa pods into a base for chocolate production and mixed.
  • the substances to be processed are introduced into a container which has a comminution and / or mixing device.
  • the substances are usually placed in a bowl rotating in a machine frame.
  • the bowl is on a vertical rotary shaft, which is driven by an electric motor, for example.
  • the substances are transported into a cutting space, in which knives run at high peripheral speeds. By repeatedly passing the substances through the cutting area, they are crushed and mixed.
  • EP-A-0 195 919 describes e.g. a cutter with a pressure-resistant and gas-tight lockable cutter container for receiving tissue parts.
  • the container is first evacuated in a vacuum phase in order to exclude negative influences of the atmospheric oxygen on the tissue parts to be treated and to open the cell tissue.
  • cryogenic liquefied gas is introduced directly into the tissue parts using an injector.
  • DE-A-3 344 521 describes a vacuum cutter for meat processing, liquid nitrogen being used to cool the cutter. There is no provision for the removal of gaseous nitrogen.
  • the gas evaporating in the container is not removed, considerable problems arise in the vicinity of the cutter, e.g. due to increased fog formation.
  • the nitrogen gas accumulating in the container causes a constantly increasing overpressure in the container, which e.g. can cause problems when opening the container.
  • the present invention has for its object to design a method of the type mentioned so that the problems described do not occur.
  • This object is achieved in that the resulting exhaust gas is drawn off via a shut-off valve which is kept closed during the vacuum phase and opened at the beginning of the cooling phase.
  • the shut-off valve is opened and closed via a pneumatically controlled locking piston.
  • a shut-off valve which has a locking piston which is displaceably arranged in a valve housing.
  • the exhaust gas is introduced into the valve housing through an opening and out again through a second opening.
  • the locking piston pneumatically moved so far in the direction of the first opening that it closes the opening.
  • the locking piston is pushed back, so that a flow path of the exhaust gas from one to the second opening of the valve housing is exposed.
  • the exhaust gas is expediently drawn off by means of a fan.
  • Liquid nitrogen is preferably used as the cryogenic liquefied gas. Nitrogen is to be regarded as an inert gas compared to animal or vegetable tissue parts, so that there is no impairment of product-specific properties. In addition, the use of liquid nitrogen ensures an adequate cooling temperature.
  • the present invention offers advantages in particular when processing animal and / or vegetable tissue parts.
  • By reliably maintaining the vacuum during the vacuum phase negative influences of the atmospheric oxygen are successfully eliminated on the one hand, which improves the quality of the processed tissue parts, i.e. the sausage, cocoa pods, etc.
  • a rapid temperature reduction is achieved, which also benefits the quality of the substances processed.
  • the invention can also be used in the shredding of rubber parts, plastic parts and similar materials.
  • the container 2 When operating the cutter shown in FIG. 1, fresh tissue parts 6 are filled into the container 2 up to the fill level 8.
  • the container 2 is first evacuated by means of the vacuum pump 10.
  • the shut-off valve 12 is closed. If the desired vacuum, which is dependent on the tissue parts to be processed, has been reached, the vacuum pump 10 is switched off.
  • the liquid nitrogen is then introduced into the container 2 via the feed nozzle 1.
  • the vacuum is released by the nitrogen evaporating in container 2.
  • the shut-off valve 12 is opened.
  • the exhaust gas generated during the cooling phase is drawn off by the fan 14 via the line 11, the opened shut-off valve 12 and the line 15.
  • the shut-off valve which is only indicated in FIG. 1, is shown in more detail in FIG.
  • the shut-off valve has a valve housing 21, on which a supply nozzle 22 for supplying the exhaust gas into the valve housing 21 is attached.
  • a discharge connection 23 is connected to the valve housing 21 perpendicular to the supply connection 22, via which the exhaust gas can be drawn off from the valve housing 21.
  • a locking piston 24 axially displaceable to the supply nozzle 22 is arranged.
  • the locking piston 24 is connected to a pressure cylinder 25 through which it can be moved.
  • the pressure cylinder 25 has supply lines 26 for pressure-supplying means, for example compressed air.
  • shut-off piston 24 When the shut-off valve is operating, the shut-off piston 24 is displaced in the direction of the supply nozzle 22 at the beginning of the vacuum phase so that it is closed. Thus, no exhaust gas can escape from the cutter container via the shut-off valve. At the beginning of the cooling phase, the locking piston is then moved in the opposite direction to such an extent that the supply nozzle 22 and the discharge nozzle 23 are connected. The exhaust gas can now escape from the cutter tank via the shut-off valve.
  • valve housing is designed to be rotatable, so that the discharge nozzle 23 can be rotated through 360 ° about the axis of the supply nozzle 22. In this way, the greatest possible adaptation to different cutters is possible.
  • the valve housing 21 is removable after loosening a simple spring clip 27, so that the interior of the shut-off valve is easily accessible for cleaning or repairs.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen Zerkleinern und Kühlen von festen Substanzen mittels eines Schneidmischers, wobei in mindestens einer Vakuumphase der Schneidmischer evakuiert wird, und in mindestens einer Kühlphase tiefkaltes verflüssigtes Gas in den Schneidmischer eingeleitet wird.
  • Zum Zerkleinern von organischen bzw. anorganischen Substanzen aller Art, insbesondere zur Verarbeitung von Gewebeteilen, tierischer und/oder pflanzlicher Natur, zu Brät, Granulat etc. benutzt man überlicherweise eine Schneidmaschine, die "Schneidmischer" oder "Kutter" genannt wird. In einem Kutter werden beispielsweise Fleischteile zu Wurstbrät oder Kakaofrüchte zu einer Grundmasse für die Schokoladenherstellung zerkleinert und gemischt. Die zu verarbeitenden Substanzen werden hierzu bekanntermaßen in einen Behälter eingegeben, der eine Zerkleinerungs- und/oder Mischeinrichtung aufweist. Üblicherweise werden die Substanzen in eine in einem Maschinengestell rotierende Schüssel gegeben. Die Schüssel steckt auf einer vertikalen Drehwelle, die z.B. von einem Elektromotor angetrieben wird. Durch diese rotierende Schüssel werden die Substanzen in einen Schneidraum, in welchem Messer mit hoher Umfangsgeschwindigkeit laufen, transportiert. Durch mehrmaliges Durchführen der Substanzen durch den Schneidraum werden diese zerkleinert und durchmischt.
  • Die Einbringung mechanischer Energie durch die rotierenden Messer ist zwangsläufig mit einem Temperaturanstieg der zu zerkleinernden Substanzen verbunden. Dies ist jedoch gerade bei der Verarbeitung tierischer und/oder pflanzlicher Gewebeteile unerwünscht, da z.B. Fette bei den hierbei erreichbaren Temperaturen schmelzen und Denaturierungen an Eiweißteilen auftreten können. Andererseits sollen die Substanzen oft auch schon während des Zerkleinerungsvorgangs tiefgekühlt und konserviert werden.
  • Daher wird üblicherweise ein Kältemittel in den Behälter eingeleitet. Die EP-A-0 195 919 beschreibt z.B. einen Kutter mit einem druckfesten und gasdicht verschließbar ausgebildeten Kutterbehälter zur Aufnahme von Gewebeteilen. Der Behälter wird in einer Vakuumphase zunächst evakuiert, um negative Einflüsse des Luftsauerstoffs auf die zu behandelnden Gewebeteile auszuschließen und eine Öffnung des Zellgewebes zu bewirken. In einer nachfolgenden Kühlphase wird tiefkaltes verflüssigtes Gas mittels eines Injektors direkt in die Gewebeteile eingebracht.
  • Aus der US-A-4,476,686 und der FR-A-2 485 950 sind ein bei Atmosphärendruck betriebener Kutter und ein Mischwolf bekannt, die mit flüssigem Kohlendioxid gekühlt werden. Das entstehende Kohlendioxidgas wird mittels eines Ventilators abgesaugt. Da der Kutter bzw. der Mischwolf nicht evakuiert wird, sind keinerlei Einrichtungen notwendig, die ein Entweichen von Kohlendioxidgas während der Vakuumphase verhindern.
  • Die DE-A-3 344 521 beschreibt einen Vakuumkutter zur Fleischverarbeitung, wobei zur Kühlung des Kutters flüssiger Stickstoff verwendet wird. Eine Abführung von gasförmigem Stickstoff ist nicht vorgesehen.
  • Bei mangelnder Abfuhr des im Behälter verdampfenden Gases treten erhebliche Probleme im Umfeld des Kutters z.B. durch vermehrte Nebelbildung auf. Außerdem bewirkt das sich im Behälter ansammelnde Stickstoffgas einen ständig steigenden Überdruck im Behälter, was z.B. beim Öffnen des Behälters Probleme mit sich bringen kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die geschilderten Probleme nicht auftreten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß enstehendes Abgas über ein Absperrventil abgezogen wird, das während der Vakuumphase geschlossen gehalten und zu Beginn der Kühlphase geöffnet wird.
  • Auf diese Weise wird sichergestellt, daß einerseits während der Vakuumphase ein ausreichendes Vakuum erreicht bzw. aufrechterhalten wird und andererseits während der Kühlphase eine ausreichende Abkühlung der Substanzen erzielt wird. Durch die Erfindung werden also beide Prozeßabläufe auf einfache und technisch elegante Weise optimiert. Außerdem können Beeinträchtigungen im Umfeld des Schneidmischers verhindert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Öffnen und Schließen des Absperrventils über einen pneumatisch gesteuerten Sperrkolben erfolgt. Dabei kommt ein Absperrventil zur Anwendung, das einen in einem Ventilgehäuse verschiebbar angeordneten Sperrkolben aufweist. Das Abgas wird durch eine Öffnung in das Ventilgehäuse eingeleitet und durch eine zweite Öffnung wieder herausgeführt. Während der Vakuumphase wird der Sperrkolben pneumatisch soweit in Richtung auf die erste Öffnung verschoben, daß er die Öffnung verschließt. Zu Beginn der Kühlphase wird der Sperrkolben zurückgeschoben, so daß ein Strömungsweg des Abgases von der einen zur zweiten Öffnung des Ventilgehäuses freigelegt wird. Das Abgas wird zweckmäßigerweise mittels eines Ventilators abgezogen.
  • Bevorzugterweise wird als tiefkaltes verflüssigtes Gas flüssiger Stickstoff verwendet. Stickstoff ist gegenüber tierischen oder pflanzlichen Gewebeteilen als inertes Gas anzusehen, so daß keine Beeinträchtigungen produktspezifischer Eigenschaften auftreten. Außerdem ist durch die Anwendung flüssigen Stickstoffs eine ausreichende Kühltemperatur sichergestellt.
  • Die vorliegende Erfindung bietet insbesondere bei der Verarbeitung von tierischen und/oder pflanzlichen Gewebeteilen Vorteile. Durch die sichere Aufrechterhaltung des Vakuums während der Vakuumphase werden einerseits negative Einflüsse des Luftsauerstoffs erfolgreich ausgeschaltet, wodurch sich eine verbesserte Qualität der verarbeiteten Gewebeteile, d.h. der Wurst, der Kakaofrüchte etc., ergibt. Andererseits wird eine schnelle Temperaturabsenkung erreicht, was ebenfalls der Qualität der verarbeiteten Substanzen zugute kommt.
  • Die Erfindung ist aber auch bei der Zerkleinerung von Gummiteilen, Plastikteilen und ähnlichen Materialien anwendbar.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:
    Es zeigen
    • Figur 1
    einen Kutter mit angeschlossener Vakuumpumpe und Abgasableitung
    Figur 2
    ein Absperrventil mit Sperrkolben
    Der in Figur 1 schematisch dargestellte Kutter besitzt einen ringförmigen Behälter 2, der um eine senkrechte Achse 3 drehbar ist und von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden kann. Im Behälter 2 ist ein drehbarer Messersatz 4 angeordnet, dessen horizontale Achse oberhalb des Randes des Behälters 2 liegt. An einer anderen Stelle des Behälters 2 ist eine Zufuhrdüse 1 für die Zufuhr von flüssigem Stickstoff angeordnet. Die Zufuhrdüse 1 ist über eine Zufuhrleitung 7 mit einem nicht dargestellten Vorratstank für tiefkaltes verflüssigtes Gas verbunden. Der Behälter 2 ist gasdicht verschlossen und druckfest ausgebildet. Über Leitung 9 steht der Behälterinnenraum 13 mit einer Vakuumpumpe 10 in Verbindung. Außerdem weist der Behälter 2 eine Abgasableitung 11 auf, die mit einem Absperrventil 12 verbunden ist. Vom Absperrventil 12 führt eine Leitung 15 weiter zu einem Ventilator 14.
  • Beim Betrieb des in Figur 1 dargestellten Kutters werden frische Gewebeteile 6 bis zur Füllhöhe 8 in den Behälter 2 eingefüllt. In der Vakuumphase wird zunächst der Behälter 2 mittels der Vakuumpumpe 10 evakuiert. Hierzu wird das Absperrventil 12 geschlossen. Ist das gewünschte, von den zu verarbeitenden Gewebeteilen abhängige Vakuum erreicht, wird die Vakuumpumpe 10 abgeschaltet. Anschließend wird der flüssige Stickstoff über die Zufuhrdüse 1 in den Behälter 2 eingeleitet. Durch den im Behälter 2 verdampfenden Stickstoff wird das Vakuum aufgehoben. Das Absperrventil 12 wird geöffnet. Das während der Kühlphase entstehende Abgas wird vom Ventilator 14 über die Leitung 11, das geöffnete Absperrventil 12 und die Leitung 15 abgesaugt.
  • In Figur 2 ist das in Figur 1 nur angedeutete Absperrventil genauer dargestellt. Das Absperrventil weist ein Ventilgehäuse 21 auf, an dem ein Zufuhrstutzen 22 für die Zufuhr des Abgases in das Ventilgehäuse 21 angebracht ist. Senkrecht zum Zufuhrstutzen 22 ist an dem Ventilgehäuse 21 ein Abfuhrstutzen 23 angeschlossen, über den das Abgas aus dem Ventilgehäuse 21 abgezogen werden kann. In dem Ventilgehäuse 21 ist ein axial zum Zufuhrstutzen 22 verschiebbarer Sperrkolben 24 angeordnet. Der Sperrkolben 24 steht mit einem Druckzylinder 25 in Verbindung, durch den er verschoben werden kann. Der Druckzylinder 25 weist Zufuhrleitungen 26 für druckliefernde Mittel, z.B. Druckluft, auf.
  • Beim Betrieb des Absperrventils wird zu Beginn der Vakuumphase der Sperrkolben 24 soweit in Richtung zum Zufuhrstutzen 22 hin verschoben, daß dieser verschlossen wird. Es kann somit kein Abgas über das Absperrventil aus dem Kutterbehälter austreten. Zu Beginn der Kühlphase wird dann der Sperrkolben in entgegengesetzter Richtung soweit verschoben, daß der Zufuhrstutzen 22 und der Abfuhrstutzen 23 in Verbindung stehen. Das Abgas kann nun über das Absperrventil aus dem Kutterbehälter entweichen.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ventilgehäuse drehbar ausgebildet, so daß der Abfuhrstutzen 23 um 360° um die Achse des Zufuhrstutzen 22 gedreht werden kann. Auf diese Weise ist eine größtmögliche Anpassung an unterschiedliche Kutter möglich.
  • Das Ventilgehäuse 21 ist nach Lösen einer einfachen Spangenfeder 27 abnehmbar, so daß das Innere des Absperrventils zur Reinigung bzw. für Reparaturen leicht zugänglich ist.

Claims (4)

  1. Verfahren zum gleichzeitigen Zerkleinern und Kühlen von festen Substanzen mittels eines Schneidmischers, wobei in mindestens einer anfänglichen Vakuumphase der Schneidmischer evakuiert wird und in mindestens einer Kühlphase tiefkaltes verflüssigtes Gas in den Schneidmischer eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der Kühlphase entstehendes Abgas über ein Absperrventil (12) abgezogen wird, das während der Vakuumphase geschlossen gehalten und zu Beginn der Kühlphase geöffnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen und Schließen des Absperrventils (12) über einen pneumatisch gesteuerten Sperrkolben (24) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als tiefkaltes verflüssigtes Gas flüssiger Stickstoff verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanzen (6) tierische und/oder pflanzliche Gewebeteile verwendet werden.
EP89118670A 1988-10-11 1989-10-07 Verfahren zum gleichzeitigen Zerkleinern und kühlen von festen Substanzen Expired - Lifetime EP0363860B1 (de)

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ATE103842T1 (de) 1994-04-15
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