DE19751066A1 - Verfahren zum Rehydrieren von Speisegranulat und Wasser sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rehydrieren einer vorgegebenen Menge Speisegranulat mit einer vorgegebenen Menge Wasser, das in einer Kammer auf das Speisegranulat aufgebracht wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrich­ tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 bzw. 13 zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art kommt insbesondere bei Verkaufsau­ tomaten oder Automaten für Großküchen zur Anwendung, die aus Wasser und ei­ nem rehydrierbaren Speisegranulat einen Speiseteig erzeugen, der zu Speise­ teigstückchen umgeformt, anschließend fritiert, gekocht, gebraten oder gebacken wird. Bei diesem bekannten, in derartigen Automaten eingesetzten Verfahren wird eine portionierte Menge Speisegranulat in eine Kammer eingefüllt und anschlie­ ßend mit einer einem vorgegebenen Mischungsverhältnis entsprechenden Menge Wasser rehydriert.

Als Speisegranulat eignet sich jedes rehydrierbare Granulat, das mit Wasser zu einem Speiseteig aufgeschlämmt werden kann. So kann beispielsweise für die Herstellung eines rohen Kartoffelteiges rehydrierbares Kartoffelgranulat oder für die Herstellung von Nudelteig ein Gemisch aus Mehl und Stärke verwendet wer­ den. Um den individuellen Geschmackswünschen der Benutzer entgegenzukom­ men, können dem Speisegranulat ferner Gewürze und Gewürzmischungen bei­ gemengt werden. Um das Durchmischen des Speisegranulats mit Wasser zu be­ schleunigen, kann das Wasser auf eine Temperatur von 80 bis 90°C erwärmt werden.

So beschreibt die US Patentschrift 4 646 627 einen Verkaufsautomaten für Pom­ mes frites, der nach dem eingangs genannten Verfahren aus rehydrierbarem Kartoffelgranulat und Wasser einen Kartoffelteig erzeugt. Als Kammer für die Re­ hydrierung wird ein an beiden Enden offener Zylinder mit kreisförmigem Quer­ schnitt verwendet, dessen unteres Ende als Austrittsöffnung dient, die durch eine schwenkbare Platte verschließbar ist. Der Zylinder wird durch sein oberes offenes Ende mit der gesamten vorgegebenen Menge Kartoffelgranulat befüllt. Anschlie­ ßend wird über die Einfüllöffnung eine Rehydriereinheit geschwenkt, die die vor­ gegebene Wassermenge gleichmäßig auf das Speisegranulat aufbringt. Dabei wird das Speisegranulat jedoch nur in den oberen Granulatschichten rehydriert, während die unteren Granulatschichten unbenetzt bleiben. Eine gleichmäßige Rehydrierung des Speisegranulats mit Wasser ist daher nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Rehydrieren sowie eine Vorrich­ tung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, bei dem bzw. bei der eine vorgegebene Menge Speisegranulat mit einer vorgegebenen Menge Wasser gleichmäßig rehydriert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß Wasser als Sprühregen zunächst auf eine in der Kammer eine erste Granulatschicht bildende Teilmenge des Speisegranulats aufgesprüht wird, und daß dann Speisegranulat schichtweise auf die erste Granulatschicht aufgebracht und in der Kammer mit Wasser als Sprühregen besprüht wird, bis die vorgege­ bene Menge Speisegranulat und Wasser erreicht ist. Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 8 bzw. 13 gelöst. Vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils zugeordneten Unteran­ sprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst nur eine Teilmenge der vorgegebenen Menge Speisegranulat in die Kammer eingefüllt. Die dabei ent­ standene erste Granulatschicht wird anschließend mit Wasser benetzt, das als Sprühregen in die Kammer eingesprüht wird. Der Sprühregen dringt bis in die un­ tersten Teilschichten des locker aufgehäuften Speisegranulats ein und rehydriert sie. Mit zunehmender Rehydrierung des aufgehäuften Speisegranulats kann das Wasser trotz seiner Verteilung nicht mehr durch die rehydrierten oberen Teil­ schichten zu den unteren rehydrierten Teilschichten gelangen, sondern sammelt sich in den oberen Teilschichten. In diesem Verfahrenszustand wird weiteres Speisegranulat schichtweise auf die erste Granulatschicht aufgebracht und mit Wasser besprüht. Dabei nimmt das auf die erste Granulatschicht aufgebrachte Speisegranulat mit seinen an die oberen Teilschichten der ersten Granulatschicht angrenzenden unteren Teilschichten das in diesen gespeicherte Wasser auf. Gleichzeitig werden die oberen Teilschichten durch das zusätzlich eingesprühte Wasser rehydriert. Durch die Verteilung des Wassers als Sprühregen einerseits und das schichtweise Aufbringen des Speisegranulats andererseits wird so eine gleichmäßige Rehydrierung der gesamten vorgegebenen Menge Speisegranulat erzielt.

Bei Speisegranulat, das vergleichsweise schnell rehydriert, wird vorgeschlagen, nach jedem Aufbringen einer weiteren Granulatschicht diese mit Wasser zu be­ sprühen. Dadurch ist sichergestellt, daß trotz der sich bildenden Sperrschichten aus rehydriertem Speisegranulat, die ein Eindringen des Wassers in tiefere Teil­ schichten verhindern, die Granulatschichten gleichmäßig durchfeuchtet werden.

Speisegranulat, das vergleichsweise langsam rehydriert, kann bereits beim Einfül­ len mit Wasser besprüht werden. Hierzu wird Wasser auf das in die Kammer ein­ fallende Speisegranulat und auf die entstehende Granulatschicht gesprüht. Auf diese Weise wird einerseits die eingefüllte Menge Speisegranulat gleichmäßig mit Wasser durchmischt, andererseits wird die für die gesamte vorgegebene Menge Speisegranulat erforderliche Rehydrierzeit verkürzt, da das Speisegranulat bereits während des Einfüllens rehydriert wird.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird das Wasser zumindest teilweise in Richtung normal zum Kammerboden eingespritzt, auf den das Spei­ segranulat aufbringbar ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die gesamte Oberflä­ che des auf den Kammerboden aufgebrachten Speisegranulats mit Wasser be­ netzt wird.

Des weiteren besteht die Möglichkeit, das Wasser zumindest teilweise längs min­ destens einer Tangentialebene an einem imaginären, in der Kammer stehenden Zylinder in eine Richtung einzuspritzen, die geneigt zur Normalen des Kammer­ bodens verläuft, auf den das Granulat aufbringbar ist. Durch das tangentiale Ein­ spritzen des Wassers wird in der Kammer eine kreisförmige Strömung erzeugt, die das Speisegranulat mitreißt und es nicht nur rehydriert, sondern auch einer Rühr- bzw. Mischbewegung unterzieht.

Der Sprühregen sollte bei einem mittleren Wasserdruck von 2 bis 3 bar aus Tröpfchen bestehen, deren mittlerer volumetrischer Durchmesser in einem Be­ reich von 0,5 bis 1,5 mm liegt. Bei einer derartigen Tröpfchengröße wird insbe­ sondere beim gleichzeitigen Einfüllen von Speisegranulat und Wasser einerseits eine gute Durchmischung des Wassers mit dem Speisegranulat erzielt, da das Speisegranulat ausreichend benetzt wird, andererseits durch die Tröpfchengröße die Flugbahn des Speisegranulats gezielt beeinflußt.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, bei der beabstan­ det zum Kammerboden, auf den das Speisegranulat aufbringbar ist, in der Kam­ mer mindestens eine Düse zum Einspritzen des Wassers angeordnet ist, die ei­ nen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Hohlraum hat und deren mit dem Hohlraum verbundene Düsenaustrittsöffnung in Richtung des Kammerbodens zeigt. Die Düsenaustrittsöffnung hat eine im Querschnitt spitzwinklige Abrißkante, die das ausströmende Wasser zerstäubt.

Zum Einsprühen des Wassers dient beispielsweise eine Einstoffdüse, in deren Hohlraum ein Dralleinsatz angeordnet ist, der eine axiale Bohrung und mehrere radial verlaufende Kanäle hat, durch die das Wasser in den Hohlraum kreisförmig einströmt. Das kreisförmig einströmende Wasser verursacht eine Kreisströmung im Hohlraum, wobei die axiale Bohrung deren Tangentialgeschwindigkeit verrin­ gert, so daß das Wasser als kegelförmiger Sprühregen aus der Düsenaustrittsöff­ nung gesprüht wird. Durch Druckregulierung des in die Einstoffdüse einströmen­ den Wassers kann zusätzlich die Größe der Tröpfchen des Sprühregens gesteu­ ert werden. Ist der Wasserdruck gering, entsteht ein Sprühregen mit vergleichs­ weise großen Wassertropfen. Ist dagegen der Wasserdruck hoch, wird ein Sprüh­ regen mit sehr kleinen Wassertropfen gebildet. Dadurch kann die Rehydrierzeit beeinflußt werden.

Ferner wird die Verwendung einer Mehrstoffdüse mit Außenmischung vorgeschla­ gen, die eine konzentrisch zur Düsenaustrittsöffnung für das Wasser angeordnete zweite Düsenaustrittsöffnung für ein unter Druck zugeführtes zweites Medium hat. Durch das zweite unter Druck zugeführte Medium wird das aus der ersten Düsen­ austrittsöffnung strömende Wasser zu einem Sprühregen zerstäubt. In diesem Fall kann die Tröpfchengröße des Sprühregens gezielt beeinflußt werden, indem der Druck, mit dem das zweite Medium aus der zweiten Düsenaustrittsöffnung austritt, erhöht bzw. verringert wird. Aus Hygienegründen eignet sich als zweites Medium insbesondere Preßluft, Wasserdampf oder ein Gemisch aus Preßluft und Wasserdampf das aus der zweiten Düsenaustrittsöffnung austritt. Ferner ist die Verwendung einer Mehrstoffdüse mit Innenmischung denkbar, bei der das Wasser und das zweite Medium in dem Düsenkörper zusammengeführt werden, wobei durch Regulierung der einströmenden Menge des zweiten Mediums die Wasser­ menge beeinflußt werden kann.

Die Kammer der Vorrichtung ist bei einer bevorzugten Ausführungsform als Zylin­ der mit symmetrischer, vorzugsweise kreisförmiger Querschnittsform ausgebildet, in dem die Düse konzentrisch angeordnet ist und das Wasser in Richtung der Längsachse des Zylinders einspritzt. Durch die symmetrische Form des Zylinders kommt es zu einer gleichmäßigen Verteilung des eingesprühten Sprühregens, der sich auf die Granulatschichten absenkt.

Zusätzlich kann im Zylinder ein in Längsrichtung des Zylinders verschieblicher Kolben vorgesehen sein, an dem die Düse befestigt ist. Mit diesem Kolben kann das im Zylinder rehydrierte Speisegranulat über eine Ausschiebeöffnung aus dem Zylinder geschoben und beispielsweise durch eine Formvorrichtung gedrückt wer­ den. Ferner ist es möglich, den Abstand der Düse zur Oberfläche der jeweils ein­ gefüllten Granulatschicht einzustellen, da die Düse am verschieblichen Kolben befestigt ist, so daß die Düse mit steigendem Speisegranulatpegel in der Kammer nach oben verfahren werden kann und ein gleichmäßiges Besprühen der gesam­ ten Oberfläche der Granulatschicht zu jedem Verfahrenszeitpunkt sichergestellt ist.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens ist beabstandet zum Kammerboden, auf den das Speisegranulat aufbringbar ist, mindestens eine Düse derart angeordnet, daß das Wasser längs einer Tan­ gentialebene an einem imaginären, in der Kammer angeordneten Zylinder einge­ spritzt wird. Bei dieser zweiten Ausführungsform wird das Speisegranulat nicht nur rehydriert, sondern durch das eine kreisförmige Strömung in der Mischkammer er­ zeugende tangentiale Einspritzen mitgerissen und eine Rühr- bzw. Mischbewe­ gung verursacht.

Um die Kreisströmung des Speisegranulat-Wasser-Gemisches in der Kammer zu verstärken, kann das Wasser an mehreren Stellen der Kammer gleichzeitig oder auch zeitlich versetzt eingespritzt werden. Dazu können die Einspritzstellen an der Kammer in einer gemeinsamen radialen Ebene, vorzugsweise gleichmäßig über den Querschnitt der Kammer verteilt, angeordnet sein. Durch diese Art der Anord­ nung der Einspritzstellen, insbesondere eine gleichmäßige Verteilung über den Querschnitt der Kammer, wird das Speisegranulat an mehreren Stellen gleich­ mäßig in der Kammer in Bewegung versetzt wobei die Bildung von Speisegranu­ latanhäufungen vermieden wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der zweiten Ausführungsform der Er­ findung können die Einspritzstellen auch übereinander, d. h. in übereinander an­ geordneten radialen Ebenen ausgebildet sein, wodurch insbesondere bei großen Granulatmengen in der Kammer Kreisströmungen in den unterschiedlichen Gra­ nulatschichten erzeugt werden. Bei einer derartigen Anordnung der Einspritzstel­ len können die Wasserstrahlen der verschiedenen Einspritzebenen auch entge­ gengesetzt zueinander ausgerichtet sein, wodurch in unterschiedlichen Granulat­ schichten entgegengesetzte Kreisströmungen erzeugt werden, die das Vermi­ schen des Speisegranulats mit dem eingespritzten Wasser verbessern.

Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn das Wasser zur Längsachse der Kam­ mer geneigt eingespritzt wird. Durch das geneigte Einspritzen der Wasserstrahlen wird zusätzlich zur bereits beschriebenen Kreisströmung ein Durchmischen der verschiedenen Granulatschichten untereinander erreicht.

Bei einer Weiterbildung einer der beiden Vorrichtungen ist zum Einfüllen des Speisegranulats seitlich an der Kammer eine Rutsche angeordnet, die in einer an der Kammer ausgebildeten Einfüllöffnung mündet. Dabei ist die Rutsche vorzugs­ weise mit einem Winkel von 10 bis 20° zur Längsachse des Zylinders geneigt an­ geordnet. Eine derartige Rutsche eignet sich insbesondere zur Verwendung mit Speisegranulat, das vergleichsweise schnell rehydriert. Durch die steile Anord­ nung der Rutsche kann das Speisegranulat mit hoher Geschwindigkeit in die Kammer eingefüllt werden, wodurch ein Rehydrieren des Speisegranulats in der Rutsche verhindert wird.

Bei einer anderen Ausführungsform wird zum Einfüllen des Speisegranulats eine in die Kammer schwenkbare Rutsche verwendet, in deren Austrittsöffnung die Düse angeordnet ist. Diese schwenkbare Rutsche wird insbesondere dann einge­ setzt, wenn das Speisegranulat bereits während des Einfüllens mit Wasser be­ sprüht werden soll.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer der beiden Vorrichtungen hat die zylinderförmige Kammer einen kreisförmigen Querschnitt und der Kolben einen Drehantrieb, der den Kolben um seine Längsachse drehen kann. An der Unterse­ ite des Kolbens sind Erhebungen ausgebildet, mit denen das Speisegranulat- Wasser-Gemisch verrührt werden kann.

Ferner kann die Durchmischung des Speisegranulats mit dem eingespritzten Wasser verbessert werden, indem an der Kammer eine Heizvorrichtung vorgese­ hen ist. Durch die Heizvorrichtung wird die Kammer auf einen Temperaturbereich von 80 bis 90°C erwärmt, so daß das eingespritzte Wasser nicht abkühlt, sondern seine Temperatur von 80 bis 85°C beibehält und auf diese Weise besser in das feinporige Speisegranulat eindringt.

Als Verschluß für die Ausschiebeöffnung einer der beiden Vorrichtungen wird vor­ geschlagen, eine außerhalb der Kammer gelagerte Schließplatte vorzusehen, die in der Plattenebene verschwenkbar ist. Die Schließplatte wird über einen eigenen Antrieb, beispielsweise einen Stellmotor bewegt. Um ein Durchbiegen der Schließplatte bei geschlossener Ausschiebeöffnung zu verhindern, wenn der Kol­ ben den Speiseteig verdichtet, kann die Schließplatte im Bereich der Ausschie­ beöffnung durch Rollen gestützt oder durch einen Verriegelungsmechanismus ge­ halten werden. Ist an der Kammer, wie oben bereits beschrieben, eine Heizvor­ richtung vorgesehen, ist es ferner vorteilhaft, wenn die Schließplatte mit einer Hei­ zung ausgerüstet ist, die die Schließplatte zumindest teilweise erhitzt, um ein Kondensieren von Wasser an der Schließplatte zu verhindern.

Anstelle einer verschwenkbaren Schließplatte ist auch die Verwendung einer Klappe oder eines Schiebers möglich.

Um die aus der Formvorrichtung austretenden Teigstreifen auf die gewünschte Länge zu kürzen, wird ferner vorgeschlagen, an der Kammer einen Teigschneider vorzusehen. Als Teigschneider eignet sich beispielsweise ein durch den Bereich der Ausschiebeöffnung, quer zu dieser bewegbarer Draht oder eine durch den Be­ reich der Ausschiebeöffnung bewegbare Messerschneide. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Teigschneider gemeinsam mit der Schließplatte durch den Bereich der Ausschiebeöffnung schwenkbar. Dadurch wird ermöglicht, daß für die Schließplatte und für den Teigschneider ein gemeinsamer Antrieb verwen­ det werden kann. Hat die Schließplatte die Ausschiebeöffnung freigegeben, steht der Teigschneider in Warteposition und schneidet die Teigstreifen, sobald der An­ trieb der Schließplatte erneut aktiviert wird. Anstelle eines Teigschneiders, der unter der Ausschiebeöffnung mehrfach hin und her geschwenkt wird, können auch mehrere Teigschneider verwendet werden, die dann aufeinanderfolgend die Teigstreifen schneiden.

Ein Draht als Teigschneider kann zwischen einer an der Schwenkachse angeord­ neten Nabe der Schließplatte und einem radial von der Nabe abstehenden Steg gespannt sein. Anstelle eines Drahtes als Teigschneider kann auch eine radial von der Nabe abstehende Messerschneide verwendet werden. In einer bevorzug­ ten Ausführungsform ist der Teigschneider in Form einer Messerschneide an der Umlaufkante der Schließplatte ausgebildet.

Im folgenden werden zwei Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Vorderansicht,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der Vor­ richtung in Seitenansicht,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der Vor­ richtung in Draufsicht,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine an der Vorrichtung nach Fig. 1 vorgesehene Schließplatte,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A der Schließplatte nach Fig. 4,

Fig. 6 ein Blockschaltdiagramm der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 7a bis 7d Ablaufdiagramme, in denen die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 8 eine Prinzipdarstellung der Wirkungsweise der eingespritzten Was­ sertropfen auf die erste Granulatschicht,

Fig. 9 eine Prinzipdarstellung der Wirkungsweise der eingespritzten Was­ sertropfen bei gleichzeitigem Einfüllen von Wasser und Granulat,

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Rutsche für Speisegranulat,

Fig. 11 eine schematische Darstellung der Rutsche nach Fig. 10 mit einge­ setztem Prallblech,

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer S-förmigen Rutsche für Speise­ granulat,

Fig. 13 eine schematische Darstellung einer schwenkbaren Rutsche für Speisegranulat,

Fig. 14 eine schematische Darstellung einer konzentrisch im Zylinder der Vorrichtung nach Fig. 1 angeordneten Rutsche für Speisegranulat,

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer konzentrisch angeordneten Rutsche für Speisegranulat,

Fig. 16 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 17 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 16 in Sei­ tenansicht,

Fig. 18 eine Schnittansicht einer Einspritzdüse, die in der Vorrichtung nach Fig. 16 verwendet wird, und

Fig. 19 eine Draufsicht auf die Einspritzdüse nach Fig. 18.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 10, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Speisegranulat rehydriert und in einem Verkaufsautomaten für Pommes frites eingesetzt ist. Die Vorrichtung 10 hat einen mit rehydrierbaren Kartoffelgranulat gefüllten Granulat­ behälter 12, der vor Inbetriebnahme des Verkaufsautomaten mit Kartoffelgranulat gefüllt wird. Am in Fig. 1 rechts dargestellten unteren Ende des Granulatbehälters 12 ist an einer Austrittsöffnung 14 eine Förderschnecke 16 befestigt. Die Förder­ schnecke 16 steht ihrerseits mit ihrer Austrittsöffnung 16a über eine Granulatrut­ sche 18 mit einer Kammer 20 in Verbindung.

Die Kammer 20 hat einen senkrecht stehenden, an beiden Enden offenen Hohlzy­ linder 22 mit kreisförmigem Querschnitt, der aus Edelstahl gefertigt ist. In seiner Mantelfläche hat der Hohlzylinder 22 eine Einfüllöffnung 24, in der die Granulat­ rutsche 18 mündet. Ferner ist an der Mantelfläche auf Höhe der Einfüllöffnung 24 dieser gegenüberliegend eine Ansaugöffnung 26 ausgebildet, die über einen An­ saugstutzen 28 mit einer Luftansaugvorrichtung 30 in Verbindung steht. An sei­ nem oberen offenen Ende ist der Zylinder 22 mit einem Deckel 32 verschlossen.

Die Granulatrutsche 18, der Hohlzylinder 22 und der Ansaugstutzen 28 sind in ei­ nem Gehäuse 34 mit rechteckiger Querschnittsform angeordnet. Das Gehäuse 34 ist an seiner Oberseite mit einer Abdeckung 36 verschlossen, auf der die Förder­ schnecke 16 mit dem Granulatbehälter 12 befestigt ist. Am unteren, offenen Ende des Gehäuses 34 ist eine Formvorrichtung 38 angeordnet, deren Aufbau und Funktion später erläutert wird. Wie Fig. 2 zeigt, ist an der Mantelfläche des Ge­ häuses 34 ein Drehantrieb 40 befestigt, an dessen Unterseite eine Schließplatte 42 mit integrierter Schneideeinrichtung (nicht dargestellt) drehbar gelagert ist, die in den Fig. 4 und 5 noch näher erläutert wird.

In dem Zylinder 22 ist ein in Richtung seiner Längsachse verfahrbarer Kolben 44 angeordnet, dessen hohle Kolbenstange 46 in einer am Deckel 32 ausgebildeten Führungsbohrung 48 aufgenommen ist, durch eine Öffnung an der Abdeckung 36 ragt und in einer an dieser befestigten, senkrecht nach oben stehenden Führung 50 geführt ist. An der Kolbenstange 44 ist eine Verzahnung 52 ausgebildet, die mit dem Ritzel 54 eines auf der Abdeckung 36 befestigten Kolbenantriebs 56 in Eingriff steht.

Der Kolben 44 hat eine konzentrisch angeordnete Durchgangsbohrung 58, in die eine Einstoffdüse 60 eingeschraubt ist. Die Einstoffdüse 60 steht über eine in der hohlen Kolbenstange 46 geführte Leitung 62 mit einem Wasserbehälter 64 in Verbindung. Am Wasserbehälter 64 ist ein Absperrventil 66 vorgesehen, über das Frischwasser mit einem Leitungsdruck von etwa 4 bar in den Wasserbehälter einströmen kann. Das Wasser im Wasserbehälter 64 wird durch eine in diesem befestigte Heizwendel 68 auf die Betriebstemperatur von etwa 85°C erwärmt. Durch Öffnen eines Magnetventils 70 am Wasserbehälter 64 strömt das Wasser über das Magnetventil 70 durch die Leitung 62 in die Einstoffdüse 60. Dabei wird die in die Einstoffdüse 60 einströmende Wassermenge mittels eines in der Leitung 62 angeordneten Durchflußmessers 72 bestimmt. Die von dem Durchflußmesser 72 bestimmte Wassermenge wird über Signalleitungen (nicht dargestellt) an eine Steuerung 74 weitergeleitet, die ihrerseits über Signalleitungen (nicht dargestellt) die Förderleistung der Förderschnecke 16 in Abhängigkeit von der eingespritzten Wassermenge reguliert.

Nahe dem unteren offenen Ende des Zylinders 22 ist an diesem eine Draht­ spannplatte 76 befestigt, mit der der Zylinder 22 im Gehäuse 34 gehalten wird und die Bestandteil der Formvorrichtung 38 ist, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 näher erläutert wird. Die Drahtspannplatte 76 hat eine Auf­ nahmeöffnung 78, mit der sie auf den Zylinder 22 aufgeschoben und an der sie mit dem Zylinder 22 nahe dessen als Ausschiebeöffnung 80 dienenden offenen Ende verschweißt ist. An zwei ihrer Seitenkanten ist die Drahtspannplatte 76 in einander gegenüberliegend im Gehäuse 34 befestigte Führungsschienen 82 und 83 eingeschoben. Durch diese Art der Befestigung kann der Zylinder 22 auf einfa­ che Weise aus dem Gehäuse 34 aus- und in das Gehäuse 34 eingebaut werden.

Wie Fig. 3 zeigt, sind konzentrisch um die Ausschiebeöffnung 80 an der Draht­ spannplatte 76 mehrere Spannbohrungen 84 ausgebildet, zwischen denen meh­ rere mit Teflon beschichtete Drahtabschnitte 86 gespannt sind. Dabei bildet ein Drahtabschnitt 86 zwei über die Ausschiebeöffnung 80 gespannte Spanndrähte, indem er durch je vier Spannbohrungen 84a, 84b, 84c und 84d geführt ist. Hierzu ist der Drahtabschnitt 86 mit seinem einen Ende in der ersten Spannbohrung 84a durch eine Schraube 88 fixiert. Von der Spannbohrung 46 ausgehend ist der Drahtabschnitt 86 über die Ausschiebeöffnung 80 gespannt, durch die Spannboh­ rungen 84b und 84c geführt, wieder zurück über die Ausschiebeöffnung 80 ge­ spannt und mit seinem anderen Ende in der vierten Spannbohrung 84d aufge­ nommen, in der er wiederum über eine Schraube 90 fixiert ist. Zwischen den bei­ den benachbarten Spannbohrungen 84b und 84c ist eine Spannschraube 92 ein­ geschraubt, die mit ihrer Stirnseite nach oben aus der Drahtspannplatte 76 ragt und dabei den über die Stirnseite geführten Drahtabschnitt 86 spannt.

Wie in Fig. 3 weiter gezeigt ist, sind gleichmäßig um den Zylinder 22 drei Heizein­ richtungen 94a, 94b und 94c mit Abstand zu diesem im Gehäuse 34 befestigt. Mit Hilfe der Heizeinrichtungen 94a, 94b und 94c wird der Zylinder 22 auf eine Be­ triebstemperatur von 80 bis 90°C erwärmt, damit das eingespritzte Wasser seine Temperatur von 80 bis 85°C beibehält und besser in das feinporige Speisegranu­ lat eindringen kann. Mit der Heizeinrichtung 94a wird zusätzlich die im Querschnitt rechteckige Granulatrutsche 18 erwärmt, so daß an ihr kondensiertes Wasser verdampft und eine Verschmutzung der Granulatrutsche 18 durch an ihr anhaf­ tenden rehydrierten Granulatstaub verhindert wird.

In Fig. 4 ist die Schließplatte 42 in Draufsicht dargestellt. Die Schließplatte 42 ist kreissegmentförmig und hat in ihrer Mitte eine Nabe 96, in der eine Zentrierboh­ rung 98 ausgebildet ist. Konzentrisch um die Zentrierbohrung 98 sind vier Durch­ gangsbohrungen 100 ausgebildet. Zum Befestigen am Drehantrieb 40 wird die Schließplatte 42 mit der Zentrierbohrung 98 auf die Abtriebswelle des Drehan­ triebs 40 gesteckt und mit in den Durchgangsbohrungen 100 aufgenommenen Schrauben an einem an der Antriebswelle vorgesehenen Flansch verschraubt.

Die Schließplatte 42 hat, wie in Fig. 4 links dargestellt, einen Verschlußabschnitt 102. Dieser Verschlußabschnitt 102 kann, wie Fig. 5 zeigt, mittels einer an der Unterseite der Schließplatte 42 im Bereich des Verschlußabschnittes 102 befe­ stigten Heizeinrichtung 104 erwärmt werden. Die Oberseite des Verschlußab­ schnittes 102 ist mit Teflon beschichtet. Wie in Fig. 4 gezeigt, schließt sich an den Verschlußabschnitt 102 eine etwa halbkreisflächenförmige Durchgangsöffnung 106 an, deren Abstand zwischen den halbkreisförmigen Umlaufkanten etwa dem Durchmesser der Ausschiebeöffnung 80 des in Fig. 4 geschnitten dargestellten Zylinders 22 entspricht. Symmetrisch zur Durchgangsöffnung 106 ist ein radialer Schneidedraht 108 zwischen der Nabe 96 und einem äußeren Randabschnitt 110 der Schließplatte 42 über die Durchgangsöffnung 106 gespannt. Dieser Schnei­ dedraht 108 dient, wie später noch erläutert wird, als Teigschneider.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild der Steuerung 74, mit der die Vorrichtung 10 be­ trieben wird. Die Steuerung 74 hat eine zentrale Recheneinheit 112, die mit dem Antrieb der Förderschnecke 16, dem Kolbenantrieb 56 und dem Drehantrieb 40 der Schließplatte 42 über Signalleitungen verbunden ist. Mittels eines am Antrieb der Förderschnecke 16 befestigten Drehzahlsensors (nicht dargestellt) erfaßt die zentrale Recheneinheit 112 die Förderleistung und damit die in den Zylinder 22 über die Granulatrutsche 18 einzufüllende Granulatmenge. Am Kolbenantrieb 56 ist ein Kraftsensor (nicht dargestellt) vorgesehen, mit dem die zentrale Rechen­ einheit 112 die während des Verdichtens des Speiseteigs entstehende Kraft mißt, um den Kolbenantrieb 56 entsprechend einem vorgegebenen Wert anzusteuern. Ferner ist nahe dem Kolbenantrieb 56 ein erster Positionssensor 114 angeordnet, mit dem die Position der Kolbenstange 46 und damit die Position des Kolbens 44 erfaßt wird. Nahe der Schließplatte 42 ist ein zweiter Positionssensor 116 ange­ ordnet, mit dem die unterschiedlichen Positionen der Schließplatte 42 während des Verdichtens und Teigschneidens erfaßt werden.

Des weiteren ist die zentrale Recheneinheit 112 mit der Wasseraufbereitung der Vorrichtung 10 verbunden. So erfaßt die zentrale Recheneinheit 112 über einen Temperatursensor 118 im Wasserbehälter 64 die Wassertemperatur und schaltet die Heizwendel 68 ein, sofern die Wassertemperatur unter einen vorgegebenen Wert fällt.

Schließlich steuert die zentrale Recheneinheit 112 auch noch eine unter der Schließplatte 42 angeordnete Friteuse 120, mit der die rohen Teigstückchen fritiert werden. Hierzu ist die zentrale Recheneinheit 112 mit einer Heizeinrichtung 122, mit der das in der Friteuse 120 befindliche Öl auf die erforderliche Fritiertempera­ tur von etwa 140°C erwärmt wird, sowie mit einem die Temperatur des Fritieröls messenden zweiten Temperatursensor 124 verbunden. Ferner steuert die zentra­ le Recheneinheit 112 den Transport der zu fritierenden Pommes frites in der Fri­ teuse 120 sowie die Ausgabe der fritierten Pommes frites aus der Friteuse 120.

Die Steuerung 74 wird von einem Bedienfeld 126 betätigt, das über Leitungen mit der zentralen Recheneinheit 112 verbunden ist. Da die Vorrichtung 10 in einem Verkaufsautomaten verwendet wird, ist an der Vorrichtung 10 ferner ein Münzprü­ fer (nicht dargestellt) für den zu zahlenden Geldbetrag sowie eine Becherausga­ beeinheit (nicht dargestellt) für die fertig fritierten Pommes frites vorgesehen, die beide gleichfalls mit der zentralen Recheneinheit 112 verbunden sind.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung 10 anhand der in den Fig. 7a bis 7d dargestellten Ablaufdiagramme näher erläutert. Sobald die Vorrichtung 10 beispielsweise durch Einzahlen eines Geldbetrages in den Münzprüfer (nicht dargestellt) aktiviert worden ist, wird sie in Schritt S101 gestartet. Während des Startvorganges werden in den Schritten S103 und S105 die Hardware und die Software initialisiert. Anschließend werden in Schritt S107 die Prozeßparameter wie beispielsweise die Wassertemperatur, die Granulatmenge, die Wassermenge und dergleichen aus einem ROM-Speicher (nicht dargestellt) in die zentrale Re­ cheneinheit 112 eingelesen. Sobald die Initialisierungsvorgänge in den Schritten S103 bis S107 abgeschlossen sind, wird in Schritt S109 mit dem Rehydrieren und gleichzeitig in Schritt S163 mit der Temperaturregelungs-Routine begonnen. Bei der Temperaturregelungs-Routine wird in vorgegebenen Zeitabständen in Schritt 165 durch den ersten Temperatursensor 118 die Wassertemperatur und durch den zweiten Temperatursensor 124 die Fritieröltemperatur gemessen, die in Schritt 167 mit entsprechend vorgegebenen Sollwerten verglichen werden. Ent­ sprechen die Wasser- und die Öltemperatur dem Sollwert, kehrt die Routine wie­ der zu Schritt S165 zurück. Andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt S169 fort, in dem die Heizeinrichtung 104 des Wasserbehälters 64 und/oder die Heizeinrich­ tung 122 der Friteuse 120 nachgeregelt wird. Auf diese Weise ist ein Temperatur- Regelkreis geschlossen, bei dem sowohl eine Wassertemperatur von etwa 80°C als auch eine Fritieröltemperatur von etwa 140°C während des Betriebes der Vor­ richtung 10 sichergestellt ist.

Wie zuvor bereits erläutert, beginnt die Steuerung 74 der Vorrichtung 10 in Schritt S109 mit dem Rehydrieren. Hierzu wird zunächst in Schritt 111 die Position der Schließplatte 42 erfaßt und diese gegebenenfalls über den Drehantrieb 40 ge­ schlossen. Anschließend wird in Schritt 5113 der Kolben 44 in seine Ausgangs­ stellung bewegt, die gleichfalls von der zentralen Recheneinheit 112 erfaßt wird. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, startet die zentrale Recheneinheit 112 den Antrieb der Förderschnecke in Schritt S115, wobei ständig deren Drehzahl überwacht wird. Durch die Drehzahlmessung und die vorher in Schritt S107 initia­ lisierten Prozeßparameter kann die zentrale Recheneinheit 112 die in den Zylinder 22 eingefüllte Granulatmenge genau bestimmen. Die Förderschnecke 16 wird so lange in Betrieb gehalten, bis eine erste vorgegebene Teilmenge Speisegranulat aus dem Granulatbehälter 12 über die Granulatrutsche 18 in den Hohlzylinder 22 gefüllt worden ist. Dann wird in Schritt S117 das Magnetventil 70 der Wasserver­ sorgung geöffnet, so daß das auf die Betriebstemperatur erwärmte Wasser über die Leitung 72 und die Einstoffdüse 60 gleichzeitig mit dem weiter durch die För­ derschnecke 16 geförderten Speisegranulat in den Zylinder 22 gelangt.

In Fig. 8 ist als Prinzipdarstellung die Wirkungsweise des eingespritzten Wassers auf die erste Granulatschicht gezeigt. Die erste Teilmenge des in den Zylinder 22 eingefüllten Granulats bildet auf dessen durch die Schließplatte 42 definiertem Boden eine erste Granulatschicht mit gleichmäßiger Dicke aus. Anschließend wird, wie zuvor erläutert, das Wasser durch die konzentrisch im Zylinder 22 ange­ ordnete Einstoffdüse 60 als Sprühregen eingesprüht, dessen Tröpfchen einen mittleren volumetrischen Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm haben. Aufgrund der Geschwindigkeit der einzelnen Wassertropfen und deren jeweiliger Masse besit­ zen die Wassertropfen einen so hohen Impuls, daß das locker aufgeschichtete Granulat entlang der glatten Oberfläche der Schließplatte 42 von der Mitte des Zylinders 22 in Richtung dessen innerer Umfangsfläche weggespritzt wird, wie durch den Doppelpfeil in Fig. 8 angedeutet ist. Das sich an dem Spalt zwischen dem Zylinder 22 und der Schließplatte 42 anhäufende, mit Wasser versetzte Gra­ nulat rehydriert und bildet einen Ring aus Speiseteig, der den Spalt zwischen dem Zylinder 22 und der Schließplatte 42 abdichtet.

Beim weiterem gleichzeitigen Einfüllen von Speisegranulat und Wasser in den Zy­ linder 22 wird die Flugbahn des in den Zylinder 22 geförderten Granulats durch den Impuls des aus der Einstoffdüse 60 austretenden Wassers beeinflußt. Dieser Vorgang ist in Fig. 9 gezeigt, in der die Wirkungsweise des eingespritzten Was­ sers bei gleichzeitigem Einfüllen von Wasser und Granulat zu sehen ist. In diesem Fall wird durch den Impuls des durch die Einstoffdüse 60 eingespritzten Wassers die Flugbahn des gleichzeitig eingefüllten Granulats gezielt beeinflußt, damit das Granulat im Zylinder 22 gleichmäßig geschichtet ist. So kann durch gezieltes Ein­ stellen der Tröpfchengröße, indem der Druck an der Einstoffdüse 60 verändert wird, das aus der Einfüllöffnung 24 austretende, in den Zylinder 22 einfallende Granulat durch den Impuls der Wassertropfen abgebremst und damit die Flug­ bahn des Granulats verändert werden, wie durch die Pfeile in Fig. 9 angedeutet ist.

Wie in Fig. 7b in Schritt S119 gezeigt wird regelmäßig durch die zentrale Re­ cheneinheit 112 über den Durchflußmesser 72 bestimmt, ob die eingespritzte Wassermenge einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Ist dies der Fall, wird in Schritt S121 die Förderschnecke 16 angehalten, während das Magnetventil 70 nach wie vor geöffnet bleibt, damit weiterhin Wasser in den Zylinder 22 einge­ sprüht wird, um das zuletzt eingefüllte Speisegranulat zu rehydrieren. Dabei mißt die zentrale Recheneinheit 112 in den Schritten S123 und S125 ständig die nach dem Stop der Förderschnecke 16 in den Zylinder eingefüllte Wassermenge. So­ bald die Wassermenge einen zweiten vorgegebenen Wert erreicht hat, schließt sie in Schritt S127 das Magnetventil 70. Anschließend beginnt die Steuerung 74 in Schritt S129 mit dem Pressen des Speiseteigs.

Zum Pressen des Speiseteigs wird in Schritt S131 der Kolben 44 abwärts bewegt, wobei kontinuierlich die Preßkraft und die Position des Kolbens 44 erfaßt wird. In Schritt S133 wird die durch den Kraftsensor ermittelte Preßkraft mit einem vorge­ gebenen Wert verglichen. Sobald die ermittelte Preßkraft dem vorgegebenen Wert entspricht, stoppt die Steuerung 74 die Abwärtsbewegung des Kolbens 44 und hält diesen über eine vorgegebene Zeit t in der erreichten Position (Schritt S135). Dabei wird der Kolbenantrieb 56 jedoch nicht von der zentralen Recheneinheit 112 abgeschaltet. Er wird vielmehr mit einer Leistung betrieben, die ausreicht, um die erforderliche Preßkraft aufrecht zu erhalten. Während des Pressens berechnet die zentrale Recheneinheit 112 in Schritt S137 die später zu schneidende Schei­ bendicke und damit die Schichtanzahl n. Sobald die Zeit t abgelaufen ist, wird der Kolbenantrieb 56 ausgeschaltet, damit die Preßkraft 0 wird. Anschließend beginnt die Steuerung 74 in Schritt S141 mit dem Formen.

Zum Formen öffnet die Steuerung 74 in Schritt S143 die Ausschiebeöffnung 80, indem die Schließplatte 42 in eine zweite Position geschwenkt wird, in der die in ihr ausgebildete Durchgangsöffnung 106 die Ausschiebeöffnung 80 des Zylinders 22 freigibt. Sobald die zentrale Recheneinheit 112 erfaßt, daß die Ausschiebeöff­ nung 80 freigegeben ist, wird in Schritt S145 der Kolben 44 nach unten bewegt, damit er den im Zylinder 22 befindlichen Speiseteig aus der Ausschiebeöffnung 80 durch die Formvorrichtung 38 hindurch ausschiebt. Dabei wird der durch die Aus­ schiebeöffnung 80 geschobene Speiseteig durch die Drahtabschnitte 86 in Teig­ scheiben geschnitten. Sobald der Kolben eine vorgegebene Wegstrecke abge­ senkt worden ist, wird er angehalten und der Drehantrieb 40 in Schritt S147 erneut aktiviert, um die Schließplatte 42 weiterzudrehen. Dabei schneidet der in der Durchgangsöffnung 106 gespannte Schneidedraht 108 die Teigscheiben in Teig­ streifen, die in die unter der Vorrichtung 10 angeordnete Friteuse 120 fallen, in der sie fritiert werden. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die zentrale Re­ cheneinheit 112 in Schritt S149 erfaßt, daß die vorletzte Schicht geschnitten wor­ den ist. Anschließend wird in Schritt S151 durch den Kolben 44 die letzte Schicht aus der Ausschiebeöffnung 80 geschoben und mit der Schließplatte 42 abge­ schnitten. Nach dem Schneiden der letzten Schicht ist in Schritt S155 die Herstel­ lung der rohen Pommes frites beendet.

Wie Fig. 7d zeigt, wird in Schritt S157 der Transport in der Friteuse 120 ange­ schaltet, sobald in Schritt S143 die Ausschiebeöffnung 80 geöffnet worden ist. Anschließend wird in Schritt S159 die Fritierkinematik gestartet, mit der die zu fri­ tierenden Pommes frites durch das Fritieröl transportiert werden und aus der Fri­ teuse 120 ausgegeben werden. Nachdem die letzte Portion Pommes frites aus der Friteuse 120 an die Becherausgabe übergeben worden ist, wird der Fritiervor­ gang in Schritt S161 beendet. Sobald die zentrale Recheneinheit 112 zu Schritt S161 gelangt, wird die Vorrichtung 10 wieder in eine Ruhestellung geschaltet, in der sie auf eine erneute Inbetriebnahme wartet.

Anstelle bei der Vorrichtung 10 das Granulat gleichzeitig während des Einsprü­ hens des Wassers in den Zylinder 22 einzufüllen, kann das Granulat auch schichtweise in den Zylinder 22 eingefüllt und jede Granulatschicht einzeln be­ sprüht werden. Auch bei diesem Verfahren zum Rehydrieren sollte zunächst je­ doch eine erste Granulatschicht im Zylinder 22 ausgebildet werden, um den Über­ gang zwischen dem Zylinder 22 und der Schließplatte 42 abzudichten.

Auch beim abwechselnden Einfüllen von Granulat und Wasser kann die durch den Impuls des eingespritzten Wassers verursachte Bewegung gezielt eingesetzt wer­ den, um das Granulat zu durchmischen und einen gleichmäßigen Speiseteig zu erzeugen.

Nachfolgend werden unterschiedliche Rutschen beschrieben, die bei der Vorrich­ tung 10 oder auch bei der später noch zu erläuternden Vorrichtung mit tangentia­ ler Einspritzung verwendet werden können.

Fig. 10 zeigt die Granulatrutsche 18, die in der Zentraleinheit 10 eingesetzt wird. Die Granulatrutsche 18 ist etwa mit einem Winkel von 15° zur Längsachse des Zylinders 22 geneigt angeordnet. Durch den steilen Neigungswinkel der Granulat­ rutsche 18 fallen die einzelnen Granulatkörner in den Zylinder 22, wobei sie an der Innenwand der Granulatrutsche abprallen. Dabei entsteht ein Schüttwinkel α von beispielsweise 15 bis 20°.

Um den Schüttwinkel α zu vergrößern, wird, wie Fig. 11 zeigt, in der Granulatrut­ sche 18 zusätzlich ein Prallblech 18a befestigt, mit dem die Fallgeschwindigkeit der einzelnen Granulatkörner abgebremst wird. Das Prallblech 18a ist nahe der Austrittsöffnung 18b der Granulatrutsche 18 befestigt und ragt unter einem Winkel von etwa 10° in den Querschnitt der Granulatrutsche 18. Durch diese Maßnahme wird der Schüttwinkel α auf etwa 60° erweitert.

Fig. 12 zeigt eine abgewandelte S-förmige Granulatrutsche 150. Die Granulatrut­ sche 150 hat im eingebauten Zustand einen annähernd rechtwinklig zur Längs­ achse des Zylinders 22 verlaufenden Beruhigungsabschnitt x, der in einen mit ei­ nem Winkel von etwa 15° zur Längsachse des Zylinders 22 geneigten Beschleu­ nigungsabschnitt y übergeht. Der Beschleunigungsabschnitt y geht in einen zum Beruhigungsabschnitt x parallelen Führungsabschnitt z über, der in die Austritts­ öffnung 150a der Granulatrutsche 150 mündet. Bei der Granulatrutsche 150 wird das Granulat zunächst in der Beruhigungszone x abgebremst und gleitet dann mit erhöhter Geschwindigkeit entlang der Innenwand der Granulatrutsche 150 durch den Beschleunigungsabschnitt y. Der Führungsabschnitt z lenkt schließlich den Granulatstrom in die gewünschte Richtung.

Fig. 13 zeigt eine Granulatrutsche 160, die an der Austrittsöffnung 16a der För­ derschnecke 16 schwenkbar gelagert ist. In der kreisförmigen Austrittsöffnung 160a der Granulatrutsche 160 ist zentrisch die Einstoffdüse 60 befestigt mit der das Wasser in den Zylinder 22 eingesprüht wird. Wird nun Speisegranulat über die Granulatrutsche 160 in den Zylinder 22 eingefüllt, fällt es aus der Austrittsöff­ nung 160a und wird gleichzeitig durch die konzentrisch in der Austrittsöffnung 160a angeordnete Einstoffdüse 60 mit einem Wassersprühregen besprüht. Ist der Einfüllvorgang abgeschlossen, kann die im Zylinder 22 aufgebrachte Granulat­ schicht noch so lange mit Wasser besprüht werden, bis die für den Rehydriervor­ gang erforderliche Wassermenge erreicht ist.

In Fig. 14 ist eine weitere in der Vorrichtung 10 verwendbare Granulatrutsche 170 dargestellt. Die Granulatrutsche 170 ist als Rohr mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet und konzentrisch zum Zylinder 22 der Vorrichtung 10 angeordnet. Am Einfüllende der Granulatrutsche 170 ist anstelle der Förderschnecke eine Zellen­ radschleuse 172 befestigt, die dem Granulatbehälter 12 bei jeder Umdrehung eine vorgegebene Menge Granulat entnimmt. Die Granulatrutsche 170 dient gleichzei­ tig als Führung für den Kolben 44, dessen Kolbenstange 46 als Hohlprofil mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist, das auf die Granulatrutsche 170 auf­ schiebbar ist. Konzentrisch in der Mitte der hohlen Kolbenstange 46 ist die Ein­ stoffdüse 60 befestigt mit der das Wasser in den Zylinder 22 eingespritzt wird. Um während des Verdichtens und Ausschiebens des Speiseteiges sowohl die Austrittsöffnung 170a der Granulatrutsche 170 als auch die Einstoffdüse 60 zu schützen, ist an der dem Zylinder 22 zugewandten Stirnseite des Kolbens 44 eine schwenkbare Kolbenplatte 44a vorgesehen. Die Kolbenplatte 44a ist an einer seitlich zur Längsachse des Kolbens 44, parallel zu dieser verlaufenden Achse schwenkbar gelagert und kann zwischen einer offenen Betriebsstellung, in der die Austrittsöffnung 170a und die Düse 60 freigegeben ist, und einer geschlossenen Betriebsstellung hin und her geschwenkt werden, in der die Austrittsöffnung 170a und die Düse 60 geschützt sind.

Fig. 15 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 14 beschriebenen Granulatrutsche 170. Der Aufbau der Granulatrutsche 180 entspricht im wesentlichen dem Aufbau der Granulatrutsche 170 nach Fig. 14, jedoch mit dem Unterschied, daß die Kolben­ platte 44b, mit der die Austrittsöffnung 180a und die Einstoffdüse 60 geschützt werden, an einer Achse schwenkbar gelagert ist, die quer zur Längsachse des Kolbens 44 liegt.

Nachfolgend wird eine weitere Vorrichtung 210 beschrieben, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Die Fig. 16 und 17 zeigen in schematischer Darstel­ lung die Vorrichtung 210, die gleichfalls in einem Verkaufsautomaten für Pommes frites eingesetzt ist. Die Vorrichtung 210 hat einen mit Kartoffelgranulat gefüllten Granulatbehälter 212, der vor Inbetriebnahme des Verkaufsautomaten mit Kartof­ felgranulat, das für etwa 100 Portionen ausreicht, gefüllt wird. Am in Fig. 16 links dargestellten unteren Ende des Granulatbehälters 212 ist an einer Austrittsöff­ nung 214 eine Dosiereinheit 216 befestigt. Die Dosiereinheit 216 steht über eine Granulatrutsche 218 mit einer Kammer 220 in Verbindung.

Die Kammer 220 hat einen senkrecht stehenden, an beiden Enden offenen Hohlzylinder 222 mit kreisförmigem Querschnitt, der in seiner Mantelfläche eine Einfüllöffnung 224 hat, in der die Granulatrutsche 218 endet. An seinem oberen, offenen Ende ist der Zylinder 222 mit einem Deckel 226 verschlossen, der an ei­ nem radial abstehenden, umlaufenden Flansch 228 des Zylinders 222 verschraubt ist.

In dem Zylinder 222 ist in Richtung seiner Längsachse L ein Kolben 230 verfahr­ bar, dessen Kolbenstange 232 durch eine am Deckel 226 ausgebildete Füh­ rungsbohrung 234 aus dem Zylinder 222 ragt und in einer am Deckel 226 befe­ stigten, senkrecht nach oben stehenden Führung 236 geführt ist. An der Kolben­ stange 232 ist eine Verzahnung 238 ausgebildet, die mit einem Zahnrad 240 ei­ nes auf dem Deckel 226 befestigten Kolbenantriebes 242 in Eingriff steht.

Das untere Ende des Zylinders 222 ist offen und dient als Ausschiebeöffnung 244 der Kammer 220 für den fertig gemischten Speiseteig. Etwas oberhalb der Aus­ schiebeöffnung 244 ist ein radial abstehender, umlaufender zweiter Flansch 246 am Zylinder 222 verschweißt. An diesem zweiten Flansch 246 ist eine Formvor­ richtung 248 befestigt. Diese Formvorrichtung 248 hat zwei Paare Halterungen 250a und 250b sowie 252a und 252b. Die Halterungen jedes Paares 250a und 250b bzw. 252a und 252b sind mit Abstand zueinander angeordnet und halten jeweils einen Rundstab 254 bzw. 256. Die Halterungspaare 250a und 250b sowie 252a und 252b sind wiederum derart angeordnet, daß die beiden Rundstäbe 254 und 256 parallel zueinander zu beiden Seiten des Zylinders 222 ausgerichtet sind. Die Rundstäbe 254 und 256 dienen als Spannvorrichtung für einen Draht 258, der über die Ausschiebeöffnung 244 gespannt, an der unteren Stirnfläche des Zylin­ ders 222 an liegt. Dieser Draht 258 ist mehrfach zwischen den beiden Rundstäben 254 und 256 hin und her geführt, wobei die einzelnen Drahtabschnitte im Bereich der Ausschiebeöffnung 244 parallel mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Oberfläche des Drahtes 258 ist mit Teflon beschichtet.

Unter dem Zylinder 222 ist eine Schließplatte 260 angeordnet, die an die Ab­ triebswelle einer neben dem Zylinder 222 am Gestell (nicht dargestellt) der Vor­ richtung 210 befestigten Getriebeeinheit 262 angeschraubt ist. Die Getriebeeinheit 262 steht über ein Zahnradpaar 264 mit einem elektrischen Antrieb 266 im Ein­ griff. Bei Betätigung des Antriebs 266 wird die Schließplatte 260 über die Getrie­ beeinheit 262 um die Schwenkachse R der Getriebeeinheit 262 geschwenkt. Um ein Durchbiegen der Schließplatte 260 im Bereich des Zylinders 222 zu verhin­ dern, ist, wie in Fig. 17 rechts dargestellt, am Gehäuse (nicht dargestellt) der Vor­ richtung 210 ein Rollenpaar 268 befestigt, das unter Vorspannung an der Unter­ seite der Schließplatte 260 anliegt und diese gegen die Stirnfläche des Zylinders 222 drückt. Der Aufbau der Schließplatte 260 entspricht dem der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Schließplatte 42, so daß auf eine genaue Beschreibung der Schließ­ platte 260 verzichtet werden kann.

Die Vorrichtung 210 ist ferner mit einer Rehydriereinheit 286 ausgestattet, mit der das für das Mischen des Speiseteiges notwendige Wasser in die Kammer 220 eingespritzt wird. Wie insbesondere in Fig. 17 dargestellt, verwendet die Rehydrie­ reinheit 286 einen Wasserbehälter 288, der über ein Ventil 290 mit einer Frisch­ wasserleitung 292 in Verbindung steht, an der ein Leitungsdruck von etwa 4 bar anliegt. Am Anschluß des Wasserbehälters 288 für die Frischwasserleitung 292 ist im Wasserbehälter 288 ein Filtereinsatz 294 angeordnet, mit dem das in den Wasserbehälter 288 einströmende Frischwasser gereinigt wird.

Das Wasser im Wasserbehälter 288 wird durch eine in den Wasserbehälter 288 ragende Heizwendel 296 auf eine Betriebstemperatur von 85°C erwärmt. Der Wasserbehälter 288 ist über eine Zuführleitung 298 mit einer Verteilerleiste 300 verbunden. In der Zuführleitung 298 sind ein Magnetventil 302 und ein Durchfluß­ messer 304 angeordnet. Das Magnetventil 302 reguliert die in den Zylinder 222 mit einem Druck von 1,5 bis 2 bar eingespritzte Wassermenge, wobei der Durch­ flußmesser 304 die Wassermenge bestimmt und das Magnetventil 302 über eine Steuerung (nicht dargestellt) entsprechend einem vorgegebenen Mischungsver­ hältnis von Speisegranulat und Wasser ansteuert.

Die Verteilerleiste 300 steht über drei Verbindungsleitungen 306a, 306b und 306c mit drei am Zylinder 222 befestigten Einspritzdüsen in Verbindung, von denen in den Fig. 1 und 2 nur die Einspritzdüse 308 dargestellt ist. Die Einspritzdüse 308 ist in eine schräg durch den Mantel des Zylinders 222 verlaufende Aufnahmeöff­ nung 310 so eingesetzt, daß der aus der Einspritzdüse 308 austretende Wasser­ strahl mit einem Winkel von 25° bis 30° zur Normalen der Mantelfläche des Zylin­ ders 222 schräg in den Zylinder 222 eintritt, also entlang einer parallel zur Längs­ achse L des Zylinders 222 verlaufenden Sekantenebene ausgerichtet ist. Zusätz­ lich ist, wie in Fig. 1 dargestellt, die Einspritzdüse 308 um einen Winkel α von 15 bis 25° zur Längsachse L des Zylinders 222 geneigt.

Wie in Fig. 18 dargestellt, hat die Einspritzdüse 308 an ihrer in den Zylinder 222 zeigenden Stirnfläche 312 mehrere Austrittsbohrungen 314a und 314b, die in zwei Gruppen konzentrisch um einen gemeinsamen Mittelpunkt ausgebildet sind (vgl. Fig. 19). Die Austrittsbohrungen 314b der Gruppe mit größerem Abstand zum Mit­ telpunkt sind um einen Winkel von 15° zur Stirnfläche 312 der Einspritzdüse 308 geneigt. An der der Stirnfläche 312 abgewandten Anschlußseite 316 der Ein­ spritzdüse 308 ist ein Innengewinde 318 ausgebildet, in das die Verbindungslei­ tung 306a abgedichtet eingeschraubt ist.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung 210 erläutert. Sobald der Verkaufsautomat beispielsweise durch Einzahlen eines Geldbetrages aktiviert worden ist, entnimmt die Dosiereinheit 216 dem Granulatbehälter 212 eine vorge­ gebene portionierte Menge Speisegranulat. Die portionierte Menge Speisegranu­ lat gleitet aus der Dosiereinheit 216 entlang der Granulatrutsche 218 über die Einfüllöffnung 224 in den Zylinder 222 der Kammer 220, deren Ausschiebeöffnung 244 durch die Schließplatte 260 verschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Kolben 230 in der Beschickungsposition, d. h. der Kolben 230 ist so weit nach oben gefahren, daß die Einfüllöffnung 224 freigegeben ist. Nachdem der Zy­ linder 222 mit Speisegranulat gefüllt ist, wird der Kolbenantrieb 242 betätigt, der den Kolben 230 in die Mischposition fährt, in der unter der Einfüllöffnung 224 an­ geordnet ist.

Nachdem der Kolben 230 in der Mischposition angekommen ist, gibt das Magnet­ ventil 302 die Zuführleitung 298 frei, so daß Wasser mit einem Druck von 1,5 bis 2 bar über die Einspritzdüsen 308 in den Innenraum des Zylinders 222 eingespritzt wird. Durch die schräge und geneigte Anordnung der Einspritzdüsen 308 wird in dem Zylinder 222 eine Kreisströmung erzeugt, die das Speisegranulat mit sich reißt. Dadurch wird eine Rühr- bzw. Mischbewegung verursacht, durch die das Speisegranulat mit dem auf 80 bis 85°C erhitzten Wasser gleichmäßig durch­ mischt wird. Während das Wasser über die Zuführleitung 298 in die Einspritzdü­ sen 308 strömt, mißt der Durchflußmesser 304 die durch die Zuführleitung 298 strömende Wassermenge. Entspricht die bereits in den Zylinder 222 eingespritzte Wassermenge der für ein optimales Mischungsverhältnis notwendigen Wasser­ menge, sperrt das Magnetventil 302 die Zuführleitung 298.

Ist das Einspritzen über die Einspritzdüsen 308 abgeschlossen, wird der Kolben­ antrieb 242 erneut aktiviert, so daß sich der Kolben 230 im Zylinder in eine Ver­ dichtungsposition absenkt, in der der Speiseteig mit einer vorgegebenen Kraft verdichtet wird. Die tatsächlich wirkende Kraft wird bei diesem Vorgang durch Auswertung des Motorstromes des Kolbenantriebes 242 gemessen, der den Kol­ ben 230 bei Erreichen der vorgegebenen Kraft in der Verdichtungsposition hält.

Nachdem das Verdichten abgeschlossen ist, wird das Teigausschieben und Teig­ schneiden gestartet, das dem der ersten Ausführungsform entspricht. Die ge­ schnittenen Teigstreifen, die die rohen Pommes frites bilden, fallen in eine unter dem Zylinder 222 angeordnete Friteuse 320, in der sie fritiert werden.

Das Teigausschieben und Teigschneiden wird so lange wiederholt, bis der Kolben 230 seine Endposition erreicht, in der er an dem über die Ausschiebeöffnung 244 gespannten Draht 258 anliegt. Anschließend wird der Kolben 230 wieder in die Beschickungsposition zurückgefahren und die Schließplatte 260 wieder in ihre Ausgangsstellung geschwenkt, in der sie die Ausschiebeöffnung 244 verschließt. Zwischenzeitlich werden die Pommes frites in der Friteuse 320 fertig gegart, an­ schließend der Friteuse 320 entnommen und über eine Ausgabeeinheit (nicht dargestellt) ausgegeben.

Bei den in Fig. 1 bis 3 und in Fig. 16 bis 19 dargestellten Vorrichtungen können die verschiedenen Einheiten auch gegeneinander ausgetauscht werden. So ist ein Einsatz der in Fig. 10 bis 13 gezeigten Granulatrutschen auch bei der in Fig. 16 bis 19 gezeigten Vorrichtung denkbar, und die Formvorrichtung 248 aus Fig. 16 und 17 kann in der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 Anwendung finden.

Claims (30)

1. Verfahren zum Rehydrieren einer vorgegebenen Menge Speisegranulat mit einer vorgegebenen Menge Wasser, das in einer Kammer (20, 220) auf das Speisegranulat aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser als Sprühregen zunächst auf eine in der Kammer (20, 220) eine erste Granulat­ schicht bildende Teilmenge des Speisegranulats aufgesprüht wird, und daß dann Speisegranulat schichtweise auf die erste Granulatschicht aufgebracht und in der Kammer (20, 220) mit Wasser als Sprühregen besprüht wird, bis die vorgegebene Menge Speisegranulat und Wasser erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Aufbringen einer weiteren Granulatschicht diese mit Wasser besprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbringen des eine weitere Granulatschicht bildenden Speisegranulats auf das in die Kammer (20, 220) einfallende Speisegranulat die entstehende Granulat­ schicht gleichzeitig mit Wasser besprüht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die erste Granulatschicht nur eine weitere Granulatschicht aufgebracht wird, bis die vorgegebene Menge Speisegranulat erreicht ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zumindest teilweise in Richtung normal zum Kammerboden ein­ gespritzt wird, auf den das Speisegranulat aufbringbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zumindest teilweise längs mindestens einer Tangentialebene an einem imaginären, in der Kammer (220) stehenden Zylinder in eine Richtung eingespritzt wird, die geneigt zur Normalen des Kammerbodens verläuft, auf dem das Granulat aufbringbar ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wasser als Sprühregen aufgesprüht wird, dessen Tröpf­ chen bei einem mittleren Wasserdruck von 2 bis 3 bar einen mittleren volu­ metrischen Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm, vorzugsweise von 1 mm ha­ ben.

8. Vorrichtung zum Rehydrieren einer vorgegebenen Menge Speisegranulat mit einer vorgegebenen Menge Wasser, das in einer Kammer (20, 220) auf das Speisegranulat aufgebracht wird, insbesondere zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beabstandet zum Kammerboden, auf den das Speisegranulat aufbringbar ist, in der Kammer (20, 220) mindestens eine Düse (60) zum Einsprühen des Wassers angeordnet ist, die einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Hohlraum hat und deren mit dem Hohlraum verbundene, in Richtung des Kammerbodens zeigende Düsenaustrittsöffnung eine im Querschnitt spitz­ winklige Abrißkante hat, die das ausströmende Wasser zerstäubt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine Einstoffdüse (60) ist, in deren Hohlraum ein Dralleinsatz angeordnet ist, der eine axial verlaufende Bohrung und mehrere radial verlaufende Kanäle hat, durch die das Wasser in den Hohlraum kreisförmig einströmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (60) eine Mehrstoffdüse ist, die eine konzentrisch zur Düsenaustrittsöffnung für das Wasser angeordnete zweite Düsenaustrittsöffnung für ein unter Druck zugeführtes zweites Medium, vorzugsweise Preßluft und/oder Wasserdampf, hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (20) ein Zylinder (22) mit symmetrischer, vorzugsweise kreisförmi­ ger Querschnittsform ist, und daß die Düse (60) zentrisch im Zylinder (22) angeordnet ist und das Wasser in Richtung der Längsachse des Zylinders (22) einspritzt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (60) an einem in Längsrichtung des Zylinders (22) verschieblichen Kolben (44), vorzugsweise in einer Vertiefung an der Kolbenstirnfläche, befestigt ist.

13. Vorrichtung zum Rehydrieren einer vorgegebenen Menge Speisegranulat mit einer vorgegebenen Menge Wasser, das in einer Kammer (20, 220) auf das Speisegranulat aufgebracht wird, insbesondere zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beabstandet zum Kammerboden, auf den das Speisegranulat aufbringbar ist, mindestens eine Düse (308) derart angeordnet ist, daß das Wasser längs einer Tangentialebene an einem imaginären, in der Kammer (220) angeord­ neten Zylinder eingespritzt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser an mindestens zwei Stellen in die Kammer (220) eingespritzt wird, die in ei­ ner gemeinsamen radialen Ebene der Kammer, vorzugsweise gleichmäßig über den Querschnitt der Kammer (220) verteilt, angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser an mindestens zwei Stellen in die Kammer (220) eingespritzt wird, die in un­ terschiedlichen radialen Ebenen der Kammer (220) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13,14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zur Längsachse (L) der Kammer (220) geneigt eingespritzt wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einfüllen des Speisegranulats seitlich an der Kammer (20) eine Rutsche (18) angeordnet ist, die in einer an der Kammer ausgebildeten Ein­ füllöffnung (24) mündet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutsche (18) mit einem Winkel von 10 bis 20° zur Längsachse der Kammer (20) ge­ neigt angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutsche (98) einen Beruhigungsabschnitt (x) und einen sich daran anschließenden, mit einem Winkel von 40 bis 60° zum Beruhigungsabschnitt (x) geneigt ver­ laufenden Beschleunigungsabschnitt (y) hat, der in einen parallel zum Beru­ higungsabschnitt (x) verlaufenden, in der Einfüllöffnung (24) mündenden Führungsabschnitt (z) übergeht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rutsche (18) ein in den Rutschenquerschnitt ragendes Prallblech (18b) zum Abbremsen des Speisegranulats angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einfüllen des Speisegranulats eine in die Kammer (22) schwenkba­ re Rutsche (160) dient, in deren Austrittsöffnung (160a) die Düse (60) zen­ trisch angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (16, 216), die das Speisegranulat aus einem Granulatbe­ hälter (12, 212) in die Kammer (20, 220) transportiert und deren Förderlei­ stung über eine Steuerung (74) an die einzuspritzende Wassermenge ange­ paßt ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (20, 220) ein Zylinder (22, 222) mit kreisförmigem Quer­ schnitt ist, und daß der Kolben (44, 230) einen Drehantrieb hat, der den Kol­ ben (44, 230) um seine Längsachse drehen kann, wobei an der Unterseite des Kolbens (44, 230) vorzugsweise Erhebungen ausgebildet sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kammer (20, 220) mindestens eine Heizvorrichtung (94a, 94b, 94c) vorgesehen ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschluß der Ausschiebeöffnung (80, 244) eine außerhalb der Kammer (20, 220) gelagerte Schließplatte (42, 260) vorgesehen ist, die in der Plattenebene verschwenkbar ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließ­ platte (42, 260) eine Heizung (104) hat.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teigschneider (108) gemeinsam mit der Schließplatte (42, 260) durch den Bereich der Ausschiebeöffnung (80, 244) schwenkbar ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Teig­ schneider ein Draht (108) ist, der zwischen einer an der Schwenkachse (R) angeordneten Nabe (96) der Schließplatte (42, 260) und einem radial von der Nabe (96) abstehenden Steg gespannt ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Teig­ schneider eine radial von einer an der Schwenkachse (R) angeordneten Na­ be (96) der Schließplatte (42, 260) abstehende Messerschneide ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Teig­ schneider eine an der Umlaufkante der Schließplatte (42, 260) ausgebildete Messerschneide ist.