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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Entfernen des Restfleisches
an fleischtragenden Knochen, insbesondere zum Entfleischen von Kotelett-
und Nackenknochen, einsetzbar in Schlacht-, Zerlegungs- und Verarbeitungsbetrieben der
Fleischindustrie.
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Zur
Gewinnung des an Knochen noch anhaftenden Restfleisches, insbesondere
an Schweine- und Rinderknochen, ist es allgemein üblich, dieses Restfleisch
durch manuelle Tätigkeiten
zu entfernen, wobei bereits auch Maschinen und Einrichtungen bekannt
geworden sind, mit denen eine maschinelle Trennung von Knochen und
Fleisch erfolgt. Das Problem bei der maschinellen Restfleischentfernung
von Knochen liegt in dem inhomogenen und geometrisch uneinheitlichen
Knochenmaterial der Schlachttiere begründet.
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Eine
Gattung der Maschinen zur Restfleischentfernung sind als sogenannte
Separatoren ausgebildet, denen die zu bearbeitenden Knochen in zerkleinerter
Form oder ohne Vorzerkleinerung zugeführt und in den Separatoren
einem hohen Druck ausgesetzt werden. Die Separatoren bestehen dabei aus
Fördereinrichtungen
sowie Siebeinrichtungen mittels denen die zu bearbeitenden Knochen
durch den Separator gefördert
und infolge der hohen Drücke
das Restfleisch von den Knochenteilen über Siebe abgepresst wird.
Das Restfleisch tritt über
die Siebeinrichtungen aus, während
die Knochenbestandteile über
eine gesonderte Abfördereinrichtung
aus dem Separator abgeleitet werden. Nachteilig bei dieser Art der
Restfleischentfernung ist, dass das gewonnene Fleisch eine sehr
schlechte Qualität
besitzt, da es nicht mehr strukturiert ist, teilweise sind die Zellen
aufgerissen und qualitativ minderwertige Bestandteile wie Knochensplitter
oder Knochenmark sind in kleinen Korngrößen in dem Fleisch enthalten. Zu
der zweiten Gattung der maschinellen Einrichtungen zum Entfleischen
von Knochen gehören
Verfahren und Einrichtungen, die auf der Grundlage von Hochdruckwasserstrahlen
arbeiten, bei denen der Hochdruckwasserstrahl benutzt wird, das
weiche Restfleisch selektiv von dem relativ härteren Knochen-Knorpel-Material
abzutrennen.
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Ein
derartiges Verfahren zur Entbeinung von Knochen und auch von Gräten aus
der Schlachtung von Rindern, Schweinen, Geflügel und von Fisch ist mit der
DE 197 30 373 A1 bekannt
geworden, welches darauf ausgerichtet ist, dass das Fleisch mit Hochdruckwasserstrahlen
von dem härteren
Knochenmaterial abgetrennt wird und das abgetrennte Fleisch anschließend aus
dem Wasser wieder entfernt wird. Zum Einsatz kommen Wasserstrahlen
im Druckbereich von 10 bis 100 MPa und die Hochdruckwasserstrahlen
werden über
Düsen,
welche als Flachstrahldüsen
oder rotierende Rund- oder Flachstrahldü sen ausgebildet sind, auf die
zu entfleischenden Knochen geführt
und bewirken somit das Abtrennen des Restfleisches von den Knochen.
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Ein
gleich gelagertes Verfahren zum Separieren von Fleisch und des Entfernens
des anhaftenden Fleisches von Knochen beschreibt die
US 4,21 7,679 A dem ein Gemisch
aus Wassertropfen und Luft mit hoher Geschwindigkeit auf die zu
bearbeitenden Knochen gelenkt wird und dadurch das anhaftende Fleisch
abgetrennt werden soll.
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Ein
weiteres Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur Trennung
des Fleisches von Knochenteilen von Geflügelbein- und -schenkelteilen
ist mit der
US 4,402,112 A bekannt
geworden, bei dem gleichfalls eine Flüssigkeit unter hohem Druck
auf die Knochenteile gelenkt wird, wobei diese Strahlen positionierbar
sind, so dass sie tatsächlich
auf die Teile auftreffen, die getrennt werden sollen. Die Maschine ist
mit entsprechenden Aufnahme- und Abfördereinrichtungen ausgerüstet, mittels
denen das zu behandelnde Material zugeführt und nach seiner Behandlung
aus der Einrichtung abgefördert
wird.
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Nachteilig
bei den bekannten Einrichtungen und Maschinen, die mittels Hochdruckwasserstrahl arbeiten
ist, dass die zu bearbeitenden Knochen bzw. Knorpelteile weitestgehend
in unkontrollierter Art in die Maschinen und Einrichtungen eingebracht
werden und die Hochdruckwasserstrahlen zwar zum jeweils zu bearbeitenden
Material positioniert werden, dabei aber nicht ausgeschlossen wird,
dass die Hochdruckwasserstrahlen auch auf Knochenteile treffen,
diese zerstört
werden, so dass auch abgesplitterte Knochenpartikel oder aber auch
Knochenmark mit in das abgetrennte Fleisch gelangen können, somit
die Qualität
des Restfleisches gemindert wird und im Extremfall für die Weiterverarbeitung
zu bzw. in Lebensmitteln nicht mehr geeignet ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Entfernen
des Restfleisches an fleischtragenden Knochen, insbesondere zum
Entfleischen von Kotelett- und
Nackenknochen zu entwickeln, mit der unter Nutzung von Hochdruckwasserstrahlen
eine qualitätsgerechte
Restfleischgewinnung ermöglicht
wird und die Nachteile des Standes der Technik weitestgehend ausgeschlossen
werden.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Lösungen
und besondere Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Unter
Beachtung des geforderten Hygienestandards beim Entfernen des Restfleisches
an fleischtragenden Knochen, als auch unter Beachtung wirtschaftlicher
Vorteile, aber insbesondere unter Berücksichtigung dessen, dass die
Restfleischabtragung an Knochen und Knochenteilen erfolgt, bei denen
die Knochenmarkskanäle
aufgetrennt sind, beispielsweise bei Kotelett- und Nackenknochen
oder aber auch bei Hüftknochen,
bedarf es bei der Gewinnung des Restfleisches von den zu behandelnden Knochen
besonderer Vorkehrungen und Maßnahmen,
um den geforderten Richtlinien und gesetzlichen Bestimmungen zu
entsprechen, da das gewonnene Restfleisch Einsatz findet bei der
Herstellung bestimmter Lebens- und Nahrungsmittel.
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Bei
der Konzipierung der erfindungsgemäßen Maschine wurde diesen Bedingungen,
insbesondere unter Beachtung der BSE-Thematik, Rechnung getragen
und es wurde auch berücksichtigt,
dass bestimmte Knochen nur aus bestimmten Richtungen bearbeitet
werden dürfen.
Dies bedeutet, dass bei der Nutzung von Hochdruckwasserstrahlen
zum Abtrennen des Restfleisches diese Wasserstrahlen so auf die
zu bearbeitenden Knochen/Knochenteile gerichtet und geführt sein
dürfen,
dass die Abtragung des Restfleisches jeweils von oben erfolgt. Dies
trifft insbesondere auch für
Kotelett- und Nackenknochen zu, bei denen die Knochenmarkskanäle aufgetrennt sind.
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So
wurde eine Maschine geschaffen, welche als eine in sich geschlossene
Baueinheit ausgebildet ist, so dass diese Maschine in die jeweils
gewünschte Arbeitsposition
in Verlegungs- und Verarbeitungslinien einsetzbar ist und infolge
ihrer Arbeits- und Funktionsweise den Arbeitstakten in diesen Linien
angepasst werden kann, was über
in der geschaffenen Maschine integrierte Antriebs-, Steuer- und
Regelungseinrichtungen gewährleistet
wird.
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So
besteht die erfindungsgemäße Maschine aus
einem als Rahmen ausgebildeten Untergestell, auf dem eine die funktionswesentlichen
Baugruppen tragende Mittelkonsole angeordnet ist. Die Mittelkonsole
ist dabei länglich
gestaltet, welche an ihren Endseiten mit je einem oberen und einem
unteren Kettenrad ausgebildet ist, über denen eine Förderkette geführt ist,
welche die Mittelkonsole umfänglich
umläuft.
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Der
Antrieb für
den Umlauf der Förderkette erfolgt über einen
Antriebsmotor, welcher direkt mit einem oberen Kettenrad verbunden
ist.
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Die
Förderkette
ist mit Bügeln
ausgebildet, die als Auflage- und Klemmbügel für die Aufnahme, den Transport
und das Klemmen/Positionieren der zu behandelnden Knochen dienen
und während
des Umlaufs der Förderkette
die aufgenommenen Knochen in den Arbeitsbereich der Maschine verbracht werden,
wo das Abtrennen des Restfleisches mittels Hochdruckwasserstrahlen
erfolgt.
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Zur
Erfindung gehört
auch, dass das Aufnehmen, das Spannen/Klemmen, der Transport und
das Freisetzen der Knochen nach ihrer Behandlung in getakteten Arbeitsschritten
und automatisch stattfindet. Dies wird realisiert über eine
Zwangsführung
der an der Förderkette
vorgesehenen Klemmbügel,
die mit an der Mittelkonsole umlaufenden Führungsleiste in Wirkverbindung
steht. Die Klemmbügel
sind dabei federbelastet und vertikal beweglich auf den Achsen der
Förderkette
gelagert, so dass jede Lage- bzw. Positionsveränderungen der Führungsleiste
auf die Klemmbügel übertragen
werden, so dass diese in vertikaler Richtung nach oben oder unten
verfahren werden können.
Das Maß der
vertikalen Beweglichkeit ist dabei abhängig vom Neigungsmaß und der Länge der
Neigung, mit der die Führungsleiste
aus der waagerechten Position ausgelenkt wird.
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Zur
Erfindung gehört
auch, dass unterhalb des Arbeitsbereiches der Maschine ein Transportband
mit zugeordneten Einlaufrutschen vorgesehen ist, auf das das abgetrennte
Fleisch auffällt
und aus der Maschine abgefördert
wird. Das während
des Abtrennvorganges benötigte
Wasser wird über
eine im Untergestell vorgesehene Wanne aufgefangen und über einen
Abfluss gleichfalls aus der Maschine abgeleitet.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, dass die für die Maschine notwendigen
Versorgungseinrichtungen im Innenraum vom Untergestell vorgesehen sind
und im Inneren der Mit telkonsole notwendige Versorgungsleitungen
und die Steuer- und Regeleinrichtungen vorgesehen sind, wodurch
auch die Kompaktheit und Komplexität der Maschine begründet wird.
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Mit
nachfolgendem Beispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Die
dazugehörige
Zeichnung zeigt in
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1:
die Maschine in einer Seitenansicht,
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2:
eine Draufsicht nach 1,
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3:
eine Seitenansicht nach 1,
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4:
eine vergrößerte Detailansicht
der Ausbildung und Lagerung des Klemm- und Auflagebügels in der Förderkette.
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Die
Maschine zum Entfernen des Restfleisches an fleischtragenden Knochen
ist in ihrer Gesamtheit in der 1 dargestellt,
aus der sich auch die kompakte Ausbildung der Maschine ergibt, welche
aus einem Untergestell 1 mit in seinem Inneren vorgesehenen
Innenraum 2 besteht. Über
verstellbare Fußstützen 3 ist
die Maschine aufstellbar und positionierbar. Oberhalb vom Untergestell 1 und
zu diesem fest verbunden ist die Mittelkonsole 6 vorgesehen,
an der über
entsprechende Halterungen 27 beidseitig ein oberes Kettenrad 9 und
ein unteres Kettenrad 10 befestigt sind. Zur Mittelkonsole 6 ist gleichfalls
der Antrieb 11 für
die Förderkette 8 befestigt,
welche über
die oberen und unteren Kettenräder 9; 10 geführt wird
und die Mittelkonsole 6 umfönglich umläuft. Der Bereich, in dem das
Entfleischen der Knochen abläuft,
ist als Arbeitsbereich 12 gekennzeichnet, welcher mittels
einer Schutzhaube 13 zur Front der Maschine abgedeckt ist.
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Zwischen
dem Untergestell 1 und der Förderkette 8 ist unterhalb
der Förderkette 8 ein
Transportband 4 mit einer zugeordneten Rutschmulde 5 vorgesehen.
Die beiden Kettenstränge
der Förderkette 8 sind
aus einzelnen Kettengliedern herausgebildet, wobei diese beiden
Kettenstränge
der Förderkette 8 über Achsen 14 miteinander
und beabstandet verbunden sind. Die Achsen 14 durchgreifen
die beiden Kettenstränge
und sind in diesem Bereich mit Führungsrollen 15 bestückt, die
mit einem Bund und einer Führungsschräge 16 ausgebildet
sind. Zwischen je zwei Achsen 14 der Förderkette 8 sind Aufnahmen 17 vorgesehen,
an denen die Klemmbügel 20 angeordnet
sind.
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Im
unteren Kettenstrang der Förderkette 8 sind
die Auflagebügel 21 befestigt:
Die Klemmbügel 20 sind
als Einzelstäbe
ausgebildet, während
die Auflagebügel 21 aus
zwei beabstandeten Stäben
bestehen, die entgegen ihren Befestigungsseiten bogenförmig ausgebildet
und in diesem Bereich mit Abwinklungen ausgebildet sind.
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Im
Untergestell 1, vorgesehen in seinem oberen Bereich, sind
eine Auffangwanne 24 sowie ein Abfluss 25 vorgesehen, über das
das aus dem Arbeitsbereich 12 austretende Wasser aufgefangen und
abgeleitet wird.
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Die
Aufgabe der zu behandelnden Knochen/Knochenteile, somit die Bestückung der
Maschine, erfolgt über
eine Zuführung 23,
welche beispielsweise als ein Zuführblech ausgebildet ist, welches
weitestgehend in den Arbeits- und Spannbereich der diesen Zuführbereich
durchlaufenden Auflagebügel 21 und
Klemmbügel 20 hineinragen.
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Aus
der Darstellung nach 1 ergibt sich gleichfalls, dass
an der Mittelkonsole 6 eine Führungsleiste 7 vorgesehen
ist, die gleichfalls um die Mittelkonsole 6 herumgeführt ist.
Zu dieser Führungsleiste 7 sind
die Klemmbügel 20,
welche über Aufnahmen 17 an
zwei Achsen 14 der Förderkette 8 befestigt
sind, zwangsgeführt.
Auf den Achsen 14 vorgesehene Federn 19 sichern
dabei, dass die Klemmbügel 20 über ihre
Gleitstücke 22 auf
die Führungsleiste 7 gedrückt werden,
was weiter unten näher
beschrieben und aus den 3 und 4 ersichtlich
ist.
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Die
Anordnung der Förderkette 8 mit
ihren zugeordneten Klemmbügeln 20 und
Auflagebügeln 21 zur
Mittelkonsole 6 der Maschine ergibt sich aus der Darstellung
nach 2, aus der auch deutlich wird, wie die einzelnen
Kettenstränge
der Förderkette 8 über die
Kettenräder,
hier die oberen Kettenräder 9,
geführt
und umgelenkt werden. Deutlich wird auch die Anordnung des Transportbandes 4,
welches unterhalb der Förderkette 8 angeordnet
ist und sich vom Aufgabebereich bis Ende des Arbeitsbereiches 12 längs der
Maschine erstreckt.
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Aus
der Darstellung nach 3 ergibt sich insbesondere die
Anordnung der Wasserstrahldüsen 26,
wie diese im Arbeitsbereich 12 angeordnet sind und es ist
prinziphaft dargestellt, wie diese Wasserstrahldüsen 26 positioniert
sind, um bei Inbetriebsetzung den jeweils austretenden Wasserstrahl
so auf die Knochen zu lenken, dass das abzutrennende Restfleisch
halt nur von oben bearbeitet wird.
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Deutlich
wird aus der 3 auch, dass das Förderband 4 mit
seiner Rutschmulde 5 geneigt angeordnet ist, was insbesondere
dahingehend von Vorteil ist, dass das mit auf das Förderband
auftreffende Wasser schnellstmöglich
aus dem Transportband 4 abgeleitet werden kann, in die
im Untergestell 1 vorgesehene Wanne 24 gelangt
und von dort über den
Abfluss 25 aus der Maschine abgeleitet wird.
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Die
linksseitig der Mittelkonsole 6 gezeigten Klemmbügel 20 und
Auflagebügel 21 geben
deren Position während
des Entfleischens wieder, während die
rechtsseitig von der Mittelkonsole 6 vorgesehenen Klemmbügel 20 und
Auflagebügel 21 im
weitesten Sinne deren Ruheposition wiedergeben. Die beiden Bügel befinden
sich in ihren Endlagen, so dass sie, sobald sie in den vorderen
Bereich der Maschine gelangen, dem Aufgabebereich für die zu
bearbeitenden Knochen, das jeweilige Knochenstück aufnehmen können.
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Die
Anordnung und Ausbildung der Wasserstrahldüsen 26 kann in verschiedener
Bauform und verschiedener Anordnung gewählt werden, dies wird immer
abhängig
sein vom zu behandelnden Gut. So können die Wasserstrahldüsen 26 in
bevorzugter Ausführung
als Flachdüsen
oder als Runddüsen
ausgebildet sein, welche senkrecht oder in einer geneigten Position
befestigt sind. Denkbar ist auch, dass die Wasserstrahldüsen 26 feststehend
oder rotierend gelagert sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist der Arbeitsbereich 12 so gestaltet, dass
die Wasserstrahldüsen 26 innerhalb
des Arbeitsbereiches 12 in Längsrichtung der Förderkette 8 verfahrbar
angeordnet sind, weitestgehend mit der Förderkette 8 in getakter
Form durch den Arbeitsbereich 12 geführt werden.
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Die
Ausbildung sowie die Anordnung der Klemmbügel 20 und der Auflagebügel 21 in
der Förderkette 8 ergibt
sich aus der Detailansicht nach 4, in der
linksseitig die Lage der Klemmbügel 20 und
der Auflagebügel 21 gezeigt
ist, wie sie in den Aufgabebereich der Maschine gelangen, während die
rechtsseitige Darstellung einen Klemmbügel 20 in geöffneter
und abgesenkter Position zeigt.
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Wie
bereits oben ausgeführt,
werden die beiden Kettenstränge
der Förderkette 8,
die aus einzelnen Kettenglieder bestehen, über Achsen 14 miteinander
verbunden, wobei die Achsen 14 endseitig mit Führungsrollen 15 bestückt sind,
die wiederum Schrägen 16 aufweisen.
Diese Schrägen 16 besitzen das
gleiche Neigungsmaß wie
die Schrägen
im Zahngrund der Kettenräder 9; 10,
so dass über
die Führungsrollen 15 eine
exakte Position, Führung
und Umlenkung der Förderkette 8 gewährleistet
ist.
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Auf
zwei Achsen 14 der Förderkette 8 sind Aufnahmen 17 vertikal
verschiebbar angeordnet, zu denen die Klemmbügel 20 befestigt sind.
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Die
Aufnahmen 17 sind mit Laufbuchsen 18 ausgebildet,
die auf den Achsen 14 gleiten und vorgesehene Federn 19 gewährleisten,
dass der jeweilige Klemmbügel 20 zum
zugehörigen
Auflagebügel 21 federnd
gedrückt
wird.
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Wie
auch aus der 4 ersichtlich, durchgreifen
die Klemmbügel 20 die
Aufnahmen 17 und sind mit Gleitstücken 22 bestückt, welche
im funktionellen Zusammenhang mit der an der Mittelkonsole 6 vorgesehenen
Führungsleiste 7 stehen.
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Auf
der Innenseite der Klemmenbügel 20, also
der Seite, die auf den zu bearbeitenden Knochenstrang 27 drückt, können diese
mit entsprechenden Arretierstiften 28 bestückt sein,
was das Halten und Positionieren der zu bearbeitenden/zu behandelnden
Knochenstrange 27 positiv unterstützt. Die Pfeilrichtungen 30 verdeutlichen
das Auftreffen der Hochdruckwasserstrahlen auf den geklemmten Knochenstrang 27.
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Zur Funktionsweise:
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Die
Inbetriebsetzung der Förderkette 8 erfolgt über den
vorgesehenen Antrieb 11, welcher wie in 1 gezeigt,
mit dem linksseitigen Kettenrad 9 in Verbindung steht,
so dass diese Antriebsbewegung in die Umlaufbewegung der Förderkette 8 umgesetzt wird.
Die zur Förderkette 8 befestigten
Auflagebügel 21 und
Klemmbügel 20 gelangen
beim Umlauf der Förderkette
um die Mittelkonsole 6 in den Aufgabebereich für die einzubringenden
Knochenstränge 27, die über die
dort befindliche Zuführung 23 auf
den bzw. die Auflagebügel 21 verbracht
und in dieser Auflageposition zum Arbeitsbereich 12 gefördert werden.
Die Klemmbügel 20 befinden
sind in ihrer oberen Position und werden wäh rend des gesamten Umlaufes
der Förderkette über die
vorgesehenen Federn 19 auf die Führungsleiste 7 der
Mittelkonsole 6 gedrückt,
so dass die Gleitstücke 22 der
Klemmbügel 20 auf
der Oberseite der Führungsleiste 7 entlanggleiten.
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Unmittelbar
vor dem Arbeitsbereich 12 ist die Führungsleiste 7 nach
unten abgesenkt und infolge der Zwangsführung der Klemmbügel 20 werden
auch diese nach unten abgesenkt, treffen auf die eingesetzten Knochenstränge 27 und
verspannen diese somit zu den Auflagebügeln 21. In dieser
gespannten/geklemmten Position werden die Knochenstränge 27 durch
den Arbeitsbereich 12 gefördert. Dort erfolgt das Abtrennen
des Restfleisches von dem Knochenstrang 27 mittels Hochdruckwasserstrahlen,
die über
die vorgesehenen Wasserstrahldüsen 26 auf den
Knochenstrang 27 auftreffen. Endseitig des Arbeitsbereiches 12 steigt
die Führungsleiste 7 nach oben
an und erreicht ihre Ausgangsphase, die der Position vor dem Arbeitsbereich 12 entspricht.
Infolge der Zwangsführung
der Klemmbügel 20 werden diese
gleichfalls nach oben gedrückt,
wodurch die Klemmung der Knochenstränge 27 aufgehoben
wird, so dass diese dann aus der Maschine über geeignete Abfördereinrichtungen
verbracht werden können. Das
abgetrennte Restfleisch gelangt auf das unter dem Arbeitsbereich 12 vorgesehene
Transportband 4 und wird aus der Maschine ausgetragen bzw.
abtransportiert.
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Für das Entfernen
des Restfleisches kommt Wasser zum Einsatz, welches mit einem Druck
bis zu 200 bar auf das Restfleisch auftrifft, welches zusätzlich nach
seiner Abtrennung von den Knochen einer Nachkühlung unterzogen wird. Dies
kann durch den Einsatz von Flüssigstickstoff
erfolgen, wobei selbstverständlich
auch andere Kühlmedien
zum Einsatz kommen können.
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Durch
vorgesehene Steuer- und Regeleinrichtungen ist die Möglichkeit
gegeben, dass die Arbeitsgeschwindigkeit der gesamten Maschine regel- und
steuerbar ist. Dies betrifft die Umlaufgeschwindigkeit der Förderkette 8 als
auch die Bandgeschwindigkeit des Förderbandes 4 sowie
die Ansteuerung und Inbetriebsetzung der im Arbeitsbereich 12 vorgesehenen
Einrichtungen.