Dieser Artikel ist eine Fortsetzung des Artikels über Maschinen zur Verkleinerung von Materialien und behandelt verschiedene Maschinen, die zum Zerkleinern von Partikeln, körnigen Produkten und faserreichen Materialien eingesetzt werden. Die Geräte, auf die eingegangen wird, sind:

  • Die Funktionsweise eines Pulper
  • Die Funktionsweise eines Shredders
  • Die Funktionsweise einer Fleischschneidemaschine
  • Die Funktionsweise einer Fleischmühle
  • Die Funktionsweise einer Walzenmühle
  • Die Funktionsweise eines Zerkleinerers

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Die Funktionsweise eines Pulper

Ein Pulper ist eine Maschine, die ursprünglich für die Herstellung von Papierbrei entwickelt wurde, basierend auf Druckkräften und Scherkräften. Dazu werden in einem Behälter Altpapier und Zellstoffballen mit Wasser vermischt. Ein leistungsstarker Rührmechanismus sorgt dafür, dass der Inhalt des Behälters in eine turbulente Bewegung versetzt wird und die Fasern des Papiers und der Zellstoffballen sich lösen und mit dem Wasser vermengen. Das Lösen der Fasern wird hauptsächlich durch Turbulenzen und durch die internen Scherkräfte im Wasser-Faser-Gemisch, auch als Papierbrei bezeichnet, verursacht. Die Impulskräfte des Rührwerks spielen dabei eine geringe Rolle.

Wenn der Papierbrei einen Faseranteil von 4 bis 12 % enthält, spricht man von einem Niedrigkonsistenz-Pulper. Bei einem Hochkonsistenz-Pulper liegt der Faseranteil zwischen 12 und 18 %. In diesem Fall ist der Papierbrei nicht mehr pumpfähig und muss zuerst verdünnt werden.

Auch in der Industrie werden Pulper zum Zerkleinern von Gemüse und Obst eingesetzt. Sie funktionieren dann wie ein industrieller Mixer. Die Funktion ist vergleichbar mit der eines Haushaltsmixers. Der mit industriellen Mixern erzeugte Papierbrei dient oft als verarbeitbares Produkt für Sprüh-, Misch- und Vakuumbeschichtungsprozesse. Zudem wird der Pulper zur Herstellung von Fertigsmoothies eingesetzt. Eine weitere Anwendung ist das Zerkleinern alternativer Rohstoffe für die Futtermittelindustrie. Der Papierbrei dient dann als Zusatzstoff für den Konditionierungsprozess von Algen, Insekten oder anderen Eiweißersatzstoffen.

Der Pulper wird heutzutage hauptsächlich als industrieller Mixer in der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie eingesetzt. Daher ist er hygienisch konzipiert und kann gründlich und einfach gereinigt werden. Das Design zielt darauf ab, die Hauptfunktion, das Zerkleinern von Rohstoffen, so effizient wie möglich zu gestalten. Durch die rotierenden Messer entsteht eine Wirbelbewegung im Papierbrei, wodurch ein sehr feines Endprodukt entsteht. Da Geschmack- und Nährstoffe erzeugt werden, sollte beim Pulpenprozess möglichst wenig Wärme zu dem Gemisch hinzugefügt werden. Eine zusätzliche Funktion, mit der der industrielle Mixer ausgestattet werden kann, ist die Möglichkeit, Hilfsstoffe hinzuzufügen, um dem Papierbrei spezielle Eigenschaften zu verleihen.

Smoothiemaker Dinnissen

Ein Pulper, auch als industrieller Mixer für Gemüse und Obst bekannt.

Die Funktionsweise eines Shredders

Ein Shredder kann Materialien durch scharfe Messer basierend auf Scherkräften verfeinern. Shredder werden auch als Schneid- und Messermühlen bezeichnet. Sie eignen sich zur Verkleinerung von weichen und zähen Produkten, wie zum Beispiel Blattkräutern, Chilischoten, Gelatine und Celluloseplatten. Auch außerhalb der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie werden Shredder eingesetzt, zum Beispiel für das Recycling von Kunststoff, Gummi und Dachmaterialien.

Der Shredder funktioniert nach dem Prinzip, dass die Messer mit hoher Geschwindigkeit durch das zu bearbeitende Produkt bewegt werden. Das Produkt befindet sich in einer Mahlkammer. In der Regel gibt es zwei entgegengesetzt rotierende Rotoren, an denen die Messer befestigt sind. Der Abstand zwischen den Messern und dem Gehäuse ist einstellbar, was die zu erreichende Feinheit des Produkts bestimmt. Mit der Zeit werden die Messer durch das Schneiden weniger scharf. Daher müssen die Messer in kurzer Zeit ausgetauscht werden können. Die Effektivität der Verkleinerung eines bestimmten Produkts hängt von den Produkteigenschaften, der Geometrie der Messer und der Schneidgeschwindigkeit ab. Die Schneidgeschwindigkeit kann variiert werden, da die Drehzahl der Rotoren einstellbar ist.

Es gibt auch Ausführungen von Shreddern, bei denen das zu verfeinernde Produkt mit hoher Geschwindigkeit in einer rotierenden Mahlkammer an einem stehenden Ring mit scharfen Messern vorbeigeführt wird. Die Messer schneiden jeweils einen Teil der mit hoher Geschwindigkeit vorbeischiebenden Produktpartikel ab.

Die Schneidplatten sind divergierend montiert, sodass sich das zerkleinerte Produkt weder vor noch hinter den Messern ansammelt. Das Produkt wird als Ganzes entlang der Messer geführt. Dies führt zu einer sehr gleichmäßigen und effizienten Verkleinerung des Produkts.

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Shredder, der Materialien durch Scherkräfte verfeinert.

Das Prinzip hinter dem Tap-Density-Tester ist das Hausner-Verhältnis. Dabei wird davon ausgegangen, dass stark kohäsive Pulver auch starke gegenseitige Anziehungskräfte besitzen. Diese helfen, die Schwerkraft zu überwinden, sodass die Partikel sich selbst in leeren Räumen stützen können

Die Funktionsweise einer Fleischschneidemaschine

Die Fleischschneidemaschine wurde speziell für das Schneiden von dünnen Fleischscheiben entwickelt. Das Fleischstück befindet sich auf einer Platte, die hin und her bewegt wird. Ein rotierendes Messer steht senkrecht zur mobilen Platte. Beim Hin- und Herbewegen wird das große Fleischstück am Messer entlanggeführt, und bei jeder Passage wird jeweils eine Scheibe Fleisch abgeschnitten. Ein Anschlag, der direkt hinter und parallel zum rotierenden Messer angebracht ist, sorgt dafür, dass die Dicke der Scheiben überall gleich bleibt.

Die Funktionsweise einer Fleischmühle

Eine Fleischmühle wird zum Mahlen von Fleisch und zur Herstellung von Hackfleisch verwendet. Ursprünglich waren dies manuell betriebene Geräte, die sowohl zu Hause im Haushalt als auch beim Metzger eingesetzt wurden. Für den professionellen Einsatz ist die Fleischmühle heutzutage elektrisch betrieben.

Das zu verarbeitende Produkt wird in Stücke in einen Trichter gelegt. Über den Trichter gelangt das Material in eine horizontale Förderschnecke. Am Ende dieser Förderschnecke befindet sich ein Messer, das das vorbeigehende Fleisch in kleine Stücke schneidet. Direkt hinter dem Messer befindet sich eine Platte mit Löchern. Das Fleisch verlässt die Hackfleischmaschine durch diese Löcher als Hackfleisch. Die Größe der Löcher bestimmt die Feinheit des Hackfleisches.

Die Funktionsweise einer Walzenmühle

Eine Walzenmühle wird zum Brechen und Mahlen verschiedener Materialien wie Getreide, ölhaltige Samen und Biomasse unter Verwendung von Druckkräften und Scherkräften eingesetzt. In der Walzenmühle wird das Produkt zwischen zwei entgegengesetzt rotierenden Walzen komprimiert und verkleinert. Es sind Walzen mit unterschiedlichen Profilen einsetzbar, die den bearbeiteten Produkten eine andere Struktur verleihen. Der Raum zwischen den Walzen ist einstellbar, sodass das zu mahlende Produkt jede gewünschte Größe erhalten kann. Durch das Stapeln mehrerer Walzenpaare übereinander ist es möglich, von oben nach unten in mehreren Stufen eine immer feinere Produktgröße zu erreichen.

Kennzeichnend für die Walzenmühle sind die hohe homogene Partikelgrößenverteilung, die hohe Kapazität und der niedrige Energieverbrauch.

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Walzenmühle, die Produkte komprimiert und verkleinert

Die Funktionsweise eines Zerkleinerers

Zerkleinerer werden zur Herstellung von groben Mehlkörnern eingesetzt. Zerkleinern ist ein Prozess, bei dem Futtermittelbrocken zu grobem Mehl verarbeitet werden. Ursprünglich wurde der Zerkleinerer verwendet, um Futter für Mastküken zu verkleinern. In den kleinen Krümeln befinden sich alle Bestandteile, die die Küken aufnehmen müssen. Dadurch ist es den Küken nicht möglich, bestimmte Bestandteile des Futters selektiv aufzunehmen.

Nach dem Zerkleinern werden die Krümel gesiebt, um die gewünschte Fraktion zu erhalten. Das Mehl, das durch das Sieb gefallen ist, wird in einer Presse wieder zu Brocken gepresst und kann erneut vom Zerkleinerer verarbeitet werden. Diese Bearbeitung wird jedoch nicht für große Mengen angewendet. Nach der Herstellung der Krümel müssen diese den Küken sofort angeboten werden. Krümel, die zu lange gelagert werden, verwandeln sich im Laufe der Zeit in Mehl.

Die Funktionsweise eines Zerkleinerers basiert auf zwei zylindrischen Walzen, die auch als Krümelwalzen bezeichnet werden und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in die gleiche Richtung drehen. Die Walzen sind an der Oberfläche mit Rillen versehen, entweder längs oder quer zur Walzenrichtung. Die Rillen sorgen dafür, dass die Brocken zwischen den Walzen in kleinere Teile zerfallen und zerkleinert werden. Die zu zerkleinernden Brocken werden über eine Zuführwalze zugeführt. Diese Zuführwalze verteilt die Brocken gleichmäßig auf die Krümelwalzen. Wenn keine Zuführwalze vorhanden ist, werden die zu zerkleinernden Brocken manuell auf die Krümelwalzen verteilt.

Es ist möglich, dass ein Stein oder ein Stück Metall die Krümelwalzen beschädigt. Um dies zu verhindern, ist eine der Krümelwalzen federnd eingebaut. Beim Passieren des Fremdkörpers kann sich die Krümelwalze leicht verschieben. Der Abstand zwischen den Walzen ist einstellbar und bestimmt die Größe der Krümel.

Juul Jenneskens

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