Quasikontinuierliches Trocknen von gewaschenen, kleinformatigen Salaten, Gemüsen und Früchten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen von gewaschenen, kleinformatigen Gemüsen, Salaten und Früchten, insbesondere von geschnittenem Mischgemüse oder Mischsalat, in einer steuerbar angetriebenen, bezüglich der Horizontalen geneigten Schleudertrommel mit einem als Loch¬ blech oder Sieb ausgebildeten Innenmantel. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In Abpackbetrieben, z.B. für Salat, werden pro Stunde meh¬ rere hundert Kilogramm von wenigstens teilweise geschnit¬ tenem oder geraffeltem Gut gewaschen und anschl i essend por¬ tionenweise in Kunststoffbeutel abgepackt. Teilweise ge¬ schnittener Mischsalat beispielsweise wird in der Regel in Poly'athylenbeutel zu 250 g abgepackt.
Aus Qualitätsgründen muss das Gut nach dem Waschen getrock¬ net werden, wozu sich bei kleinformatigem Gut das Schleu¬ derverfahren in Zentrifugen am besten eignet.
Nach herkömmlichen Verfahren wird das gewaschene Gut in Portionen von 5 - 8 kg in rostfreie zylindrische Körbe ge¬ schüttet, die aus einem Lochblech gefertigt sein können. Die Körbe werden darauf in eine Schwinge mit vertikaler Drehachse gestellt und diese eingeschaltet. Die Drehzahl bzw. Frequenz ist relativ hoch, sie liegt meist bei 900 bis 1200 Umdrehungen/Minute. Es braucht in der Regel 2 - 3 Mi¬ nuten, bis ein Korb mit getrocknetem Gut wieder herausge¬ nommen und durch einen neuen, mit feuchtem Gut gefüllten Korb ersetzt werden kann.- Dabei kann festgestellt werden, dass bei diesem lange dauernden, mit hoher Drehzahlt arbei¬ tenden Verfahren das nahe der Drehachse verbleibende Gut
schlechter getrocknet ist als das periphere.
In der CH-A5 660 670 wird eine Vorrichtung zum automati¬ schen Trockenschleudern von gewaschenen, kleinformatigen Gemüsen und Salaten, sowie ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung beschrieben. Diese Vorrichtung besteht im we¬ sentlichen aus mindestens einer Zentrifuge mit einem Sieb¬ korb, einer Zuführeinrichtung zur/zu den Zentrifuge/n und einer Abführeinrichtung. Die Achse der Zentrifuge/n ist/ sind so geneigt, dass die Oeffnung des Siebkorbes nach un¬ ten gerichtet ist. Das Abwurfende der annähernd horizontal verlaufenden Zuführeinrichtung ist in den Siebkorb ver- sch iebbar.
In einem periodischen Zyklus wird der Salat portionenweise in den rotierenden Siebkorb abgeworfen und ausgeschwungen. Bei niedriger Drehzahl des Siebkorbes wird der getrocknete Salat durch die Oeffnung des Siebkorbes ausgeworfen und ge¬ langt über das Querförderband zu einer Verpackungs an! age.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Trocknen von gewaschenen Gemüsen, Salaten und Früchten der eingangs genannten Art, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, zu schaffen, welche die Lei- stungsfähigkeit ohne Beeinträchtigung der schonenden Be¬ handlung und ohne Erzeugung von Verlusten erhöhen.
In bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsge- mäss dadurch gelöst, dass eine beidseits offene Schleuder- trommel alternierend während einer ersten Periode mit einer höheren und während einer zweiten Periode mit einer tiefe¬ ren Drehzahl arbeitet, das gewaschene, feuchte Gut wenig¬ stens während den zweiten Zeitperioden durch die obere Oeffnung in die Schleudertrommel geleitet wird, diese qua- sikontinuierlich durchläuft und während den zweiten Perio¬ den als trockenes Gut aus deren unterer Oeffnung austritt, wobei das Gut während den ersten Perioden unter Einwirkung
der Zentrifugalkraft am Innenmantel der Schleudertrommel haftet, aber während den zweiten Perioden sich in der an¬ nähernd obersten Lage vom Innenmantel löst, in dessen unte¬ ren Bereich fällt und dort mit einem bestimmten Vorschub wieder mitgenommen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren unterscheidet sich wesent¬ lich vom bekannten Stand der Technik, indem quasikonti nu- ierlich gearbeitet wird, was nur möglich ist, wenn das zu trocknende Gut nicht auf der Einfüllseite der Schleuder¬ trommel austritt.
Während des Einfüllens fällt das gewaschene, kleinformatige Gut von einer Zuführeinrichtung durch die obere Oeffnung der Schleudertrommel auf deren Innenmantel. Dort wird das Gut durch die rotierende Schleudertrommel erfasst, be¬ schleunigt und mitgedreht.
Während der ersten Periode mit bei einer höheren Drehzahl drehender Schleudertrommel wird die Zentrifugalkraft in je¬ der Lage grösser als die Gravitationskraft, das feuchte Gut dreht mit der Schleudertrommel und wird getrocknet. Die Drehzahl darf jedoch nicht so hoch sein, dass das Gut be¬ schädigt wird, insbesondere Salat darf nicht gequetscht werden.
Während der zweiten Periode mit bei einer tieferen Drehzahl drehender Schleudertrommel wird die Zentrifugalkraft klei¬ ner, kurz vor dem Erreichen der obersten Lage wird die auf das Gut einwirkende Gravitationskraft grösser als die ihr hier entgegengesetzt wirkende Zentrifugalkraft. Das Gut löst sich in diesem Bereich vom Innenmäntel der Schleuder¬ trommel und fällt nach unten. Dort wird das Gut wieder er¬ fasst, beschleunigt, gehoben, löst sich in der obersten La- ge erneut und fällt wiederum nach unten. Auch das neu ein¬ gefüllte, feuchte Gut verhält sich gleich.
In der Praxis ist die erste Periode vorzugsweise zwei- bis sechsmal solang wie die zweite Periode. Die in der ersten Periode angewendete höhere Drehzahl erreicht bevorzugt den vier- bis zehnfachen Wert der tieferen Drehzahl. Dank des quasikontinuierlichen Verfahrens kann die höhere Drehzahl der Schleudertrommel, während welcher das Waschwasser ent¬ fernt wird, mit einer Drehzahl von vorzugsweise lediglich 200 - 400 pro Minute betrieben werden, beispielsweise wäh¬ rend 8 bis 12 see. Für die tiefere Drehzahl, während wel- eher sich das Gut in der annähernd obersten Lage vom Innen¬ mantel der Schleudertrommel zu lösen vermag, haben sich 40 - 50 Umdrehungen/Minute als zweckmässig erwiesen. Für die Anwendung der tieferen Frequenz genügen in der Praxis etwa 2 - 4 see. Diese quantitativen Werte sind jedoch stark vom zu trocknenden Gut, dessen Grosse und Schnittform abhän¬ gig. Bei bisher nicht erprobtem Gut in anderen als bisher hergestellten Schleudertrommeln können andere als die oben angegebenen Werte vorteilhaft sein.
Das Gut kann sich während zwei bis drei Umdrehungen vom In¬ nenmantel der Schleudertrommel lösen und nach unten fal¬ len. Daraus resultiert ein stufenweiser Vorschub in Längs¬ richtung der Schleudertrommel, welcher insbesondere von der Fallstrecke und dem Neigungswinkel der Schleudertrommel in bezug auf die Horizontale abhängig ist. Weiter ändert das Gut während der Flugphase der zweiten Periode seine Lage, es wird umgeschichtet, Blätter werden gewendet.
Das Beschleunigen oder Abbremsen der Schleudertrommel dau- ert bevorzugt nicht länger als eine zweite Periode mit der tieferen Drehzahl, also etwa 2 - 4 see. Damit ist der Uebergang von der höheren zur tieferen Drehzahl und umge¬ kehrt fliessend. Das oben erwähnte Lösen des Gut vom Innen¬ mantel der Schleudertrommel erfolgt gegen den Schluss des Abbre sens und dauert während dem Anfang des Beschleunigens noch an.
Während des Durchlaufs durch die Schleudertrommel wird das Gut bevorzugt je etwa fünf- bis zehnmal zum Trocknen be¬ schleunigt und dann zum stufenweisen Vorschub abgebremst, entsprechend 5 - 10 Arbeitszyklen.
Das gewaschene, feuchte Gut kann nur während den zweiten Perioden mit der tieferen Drehzahl der Schleudertrommel eingefüllt werden, wobei schon am Schluss des Abbremsens mit dem Einfüllen begonnen und/oder erst nach dem Beginn des Beschleunigens damit aufgehört werden kann. Es ist auch möglich, die Zuführeinrichtung kontinuierlich zu betreiben, wodurch dauernd yewaschenes, feuchtes Gut in die Schleuder¬ trommel fällt. Während der ersten Perioden unregelmässig verteiltes Gut wird während der Flugphase der zweiten Peri- öden ausgeglichen.
In bezug auf die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah¬ rens wird die Aufgabe erfi ndungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schleudertrommel beidseits vollständig offene Stirnsei- ten hat, eine Zuführeinrichtung in die eine, höher liegende stirnseitige Oeffnung der Schleudertrommel mündet, eine Ab¬ führeinrichtung unterhalb der andern, tiefer liegenden Oeffnung der Schleudertrommel angeordnet ist, und die An¬ triebsmittel der Schleudertrommel, der Zuführ- und der Ab- führei nrichtung mit einer zentralen Steueranlage verbunden sind.
Die Schleudertrommel hat vorzugseise eine Welle mit in be¬ zug auf die Längsachse in regelmässigen Abständen im rech- ten Winkel abkragenden Stützrohren. Diese sind jeweils um einen konstanten Winkel versetzt, beispielsweise 60', 72*, 90* oder, was besonders zweckmässig ist, um 120". Der Ver¬ setzungswinkel kann in Axialrichtung der Schleudertrommel gut beobachtet werden. Je nach dem Versetzungswinkel werden sechs (60'), fünf (72*), vier (90*) oder drei (120*) längs¬ laufende T-Profile mit den betreffenden Enden der Stützroh¬ re verbunden.
Auf wenigstens einer Stirnseite der Schleudertrommel kann das erste Stützrohr eingerückt angeordnet sein, wobei der Abstand dieses ersten Stützrohrs von der Stirnseite vor¬ zugsweise gleich ist wie derjenige zum nächstinneren Stütz- röhr.
Nach einer Variante kann die Schleudertrommel auch aussen- gel agert sein.
Die Erfindung bietet die folgenden Vorteile:
Die quasikontinuierlich arbeitende, beidseits offene Schleudertrommel hat eine bedeutend höhere Leistungsfä¬ higkeit als bisher bekannte Vorrichtungen. Der Durchsatz ist so hoch, dass pro Zuführeinrichtung nur mit einer Schleudertrommel gearbeitet werden muss. Dadurch entstehen keine Abfälle wegen des Umschaltens der Zuführeinrichtung.
Das gewaschene Gut wird schonender behandelt, weil mit einer niedrigeren Schleuderdrehzahl gearbeitet wird. Dies ist möglich, weil das Gut in der Flugphase der zweiten Perioden mit tieferer Drehzahl mehrmals gewendet wird.
Der Durchsatz bzw. die Leistungsfähigkeit der Schleuder- trommel wird im wesentlichen durch folgende Faktoren be¬ stimmt:
Neigung der Schleudertrommel. Der stufenweise Vorschub ist direkt vom Neigungswinkel abhängig. Innendurchmesser der Schleudertrommel. Bei grösserem Durchmesser ist die Fallstrecke und damit eine Vorschub¬ stufe grösser.
Höherer Drehzahlbereich. Je schneller die Schleudertrom¬ mel dreht, desto schneller ist das Waschwasser ent¬ fernt. Es ist jedoch auf schonende Behandlung zu achten. - Tieferer Drehzahlbereich. Je später sich das Gut vom In¬ nenmantel der Schleudertrommel löst, desto grösser wird die Fallstrecke und damit auch die Vorschubstufe.
Länge der Schleudertrommel. Je länger die Schleudertrom¬ mel ist, desto mehr Arbeitszyklen sind möglich. Erste Periode. Je länger das Gut mit hoher Drehzahl ge¬ schleudert wird, desto mehr Waschwasser wird pro Ar- beitszyklus entfernt.
Zweite Periode. Je länger mit tieferer Drehzahl gearbei¬ tet wird, desto grösser ist der Vorschub pro Behand¬ lungszyklus. - Oberflächenbeschaffenheit des Innenmantels. Dieser be- einflusst die Verteilung des Guts.
Die verschiedenen Parameter können - abhängig vom zu trock¬ nenden Gut - optimal miteinander kombiniert werden. Einige Parameter sind im normalen Betrieb nicht veränderbar (Länge und Innendurchmesser der Schleudertrommel, Oberflächenbe¬ schaffenheit des Inπenmantel s) , die Neigung der Schleuder¬ trommel ist - falls manuell einstellbar - mit einigem Auf¬ wand veränderbar, andere Parameter sind automatisch steuer¬ bar (Drehzahl, erste und zweite Periode, maschinell ein- stellbare Neigung).
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestell¬ ten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schema- ti seh:
Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer quasikontinuierlich arbeitenden Vorrichtung zum Trocknen von gewaschenen, kleinformatigen Salaten, Gemüsen und Früchten, - Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht einer Schleudertrommel in Axial¬ richtung, mit abgehobenem Mantel, Fig. 4 eine Seitenansicht von Fig. 3, - Fig. 5 ein Lochblech zur Bildung des Mantels der Schleudertrommel, und
Fig. 6 ein Detail B von Fig. 3.
In einem fest verankerten Gestell 10 mit Querstreben 12 und Seitenstreben 14 ist ein um eine Drehachse 16 schwenkbares Traggestell 18 für eine Schleudertrommel 20 gelagert. Das Traggestell 18 wird mittels nicht dargestellter Schrauben, welche durch sich im rechten Winkel kreuzende Schlitze 22 geführt sind, fixiert. Insgesamt sind drei Paare von sich kreuzenden Schlitzen 22 in entsprechenden Platten 24 vorge¬ sehen. Vor dem Festziehen der Schrauben kann der Neigungs¬ winkel 0t der im schwenkbaren Traggestell 18 gelagerten Wel- le 26 der Schleudertrommel mittels einer Spindel 28 einge¬ stellt werden. Im vorliegenden Beispiel ist der Winkel 0 in bezug auf die Horizontale zwischen etwa 7,5 und 15* ein- stel Ibar.
Die Schleudertrommel 20 ist von einer Haube 30 abgedeckt, welche leicht abhebbar ist. Dies ist zur Reinigung der Schleudertrommel 20 von wesentlicher Bedeutung. Die Haube 30 bedeckt auch die obere Hälfte der stirnseitigen Oeffnun- gen 50, 54 der Schleudertrommel 20. Auf der Einfullseite ist sie für Kontrollzwecke abhebbar oder transparent ausge¬ bildet.
Ein Elektromotor 32, in einem Gehäuse 34 angeordnet, dient dem Antrieb der Schleudertrommel 20. Der Antrieb erfolgt über Antriebsräder 36, 38 mittels Keilriemen 40. Der am schwenkbaren Traggestell 18 angeflanschte Elektromotor 32 ist vertikal zur Achse A der Schleudertrommel 20 verschieb¬ bar.
Anstelle des Elektromotors 32 kann ein anderes steuerbares Antriebsorgan eingesetzt werden, beispielsweise ein hydrau¬ lischer oder pneumatischer Antriebsmotor mit einem Steuer¬ programm.
Die Mittel zum Steuern des Elektromotors 32 sind übersicht¬ lichkeitshalber weggelassen. Es werden in der Steuer- und Computertechnik übliche Mittel eingesetzt.
Das in Richtung des Pfeils 44 mittels einer als Förderband ausgebildeten Zuführeinrichtung 46 in die Schleudertrommel 20 abgeworfene, gewaschene Gut 48 tritt im Bereich der obe¬ ren stirnseit gen Oeffnung 50 mit dem Innenmantel 72 (Fig. 5, 6) der Schleudertrommel in Berührung und wird mitgenom¬ men. In einem quasi konti nuierl i chen Verfahren durchläuft das gewaschene, vorerst feuchte Gut 48 die Schleudertrommel 20 in Richtung des Pfeils 52 und tritt schliesslich aus der unteren Oeffnung 54 der Schleudertrommel als getrocknetes Gut 56 aus. Das getrocknete Gut 56 fällt auf die ebenfalls als Förderband ausgebildete, in Querrichtung verlaufende Abführeinrichtung 58 und kann zu nachgeschalteten Verpak- kungsei nheiten geführt werden.
Nach einer nicht dargestellten Variante ist ein Direktan¬ trieb der Schleudertrommel 20 vorgesehen, indem die An¬ triebseinheit coaxial mit der Achse A montiert ist. Diese auf den ersten Blick vereinfachte Ausführungsform ist je¬ doch etwas sperriger und schwerfälliger.
In Fig. 3 ist eine mittels ihrer rohrförmigen Welle 26 um eine Achse A drehbare Schleudertrommel 20 im Detail darge¬ stellt. Beidseits der Welle 26 sind Wellenzapfen 60 in das Rohr eingeführt, welche der Lagerung dienen. Der längere Wellenzapfen 60 weist stirnseits eine Abstufung auf, welche dem aufgesetzten Antriebsrad 38 (Fig. 1, 2) als Antriebs- wel le 62 di ent.
Von der Welle 26 ragen im rechten Winkel radiale Stützrohre 64 ab, welche in Längsrichtung A in regelmässigen Abständen um einen regelmässigen Winkel, hier um 120*, versetzt ange¬ ordnet sind. Auf beiden Stirnseiten der Schleudertrommel 20 ist das erste Stützrohr 64 nach innen eingerückt angeord¬ net. An den stirnseitigen Enden der in Richtung der Längs- achse A hintereinanderli egenden Stützrohre 64 ist je ein längslaufendes, im Querschnitt T-förmiges Profil 66 befe¬ stigt, also insgesamt drei.
Die Versetzung um 120* der Stützrohre 64 ist in Fig. 4 bes¬ ser zu erkennen, ebenfalls die Form der drei längs laufen¬ den T-Profile 66.
An den drei T-Profilen 66 sind drei Verstärkungsringe 68 befestigt, welche im vorliegenden Fall Vierkantrohre sind. Diese verhindern eine Deformation der Schleudertrommel 20 bei hohen Frequenzen.
An den längslaufenden T-Profilen 66 befestigt sind Loch¬ bleche 70 (Fig. 5). Diese Lochbleche 70, von welchen eines je einen Drittel des Umfangs der Schleudertrommel abdeckt, bilden in Längsrichtung aneinandergereiht miteinander ver¬ bunden den Innenmantel 72 mit Löchern 74 zum Entweichen des Waschwassers aus der Schleudertrommel 20.
Jeweils in der Verlängerungslinie eines Stützrohrs 64 ist -das in bezug auf die Längsachse A gegenüberliegende Loch¬ blech 70 mittels eines Flachstahls 76 mit dem Verstärkungs- ring 68 verbunden. Dieser Flachstahl 76 kann sich, wie in Fig. 3 dargestellt, nur auf den Bereich des Verstärkungs¬ rings beschränken. Er kann sich jedoch auch über die ganze Länge der Schleudertrommel 20 erstrecken, was jedoch zu¬ sätzlich zu beschleunigende und abzubremsende Masse zur Folge hat.
Fig. 6 zeigt, in Blickrichtung der Längsachse A der Schleu- dertommel 20 (Fig. 4), die Befestigung von Lochblechen 70 und einem Verstärkungsring 68 an einem Stützrohr 64 über ein längslaufendes T-Profil 66. Dieses T-Profil 66 ist mit dem Stützrohr 64 verschweisst. Die Lochbleche 70 sind mit den kurzen Schenkeln des T-Prifils 66 verschweisst, der Verstärkungsring 68 mit dessen langem Schenkel. Der Abstand d des Lochblechs 70 vom Verstärkungsring 68 erlaubt eine durchgehende Reinigung, was aus hygienischen Gründen sehr wichtig ist.
Die in den Fig. 3 und 4 als Ausführungsbeispiel dargestell¬ te Schleudertrommel 20 hat eine Länge von 150 cm und einen Innendurchmesser von 80 cm. Alle Bestandteile dieser Schleudertrommel sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt, insbesondere aus Chromstahl.
Die tragenden Profile der Schleudertrommel sind so ausge¬ bildet, dass eine genügende Steifigkeit gegeben ist und gleichzeitig die Möglichkeit besteht, die Trommel mit ein- fachen Mitteln und geringem Aufwand einwandfrei auszuspü¬ len.