DE2312183A1 - Extruderanlage zum herstellen von nahrungsmitteln - Google Patents
Extruderanlage zum herstellen von nahrungsmittelnInfo
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Description
Gebrüder Bühler AG, CH 9240 Uzwil
Extruderanlage zum Herstellen von
Nahrungsmitteln
Die Erfindung betrifft eine Extruderanlage zum Herstellen
von Nahrungsmitteln, insbesondere Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige
Waren auf Getreidebasis von geblähter und ungeblähter
Art, mit mindestens einer Koch- und mindestens einer Kühl-Schnecke.
Es wird gegenwärtig bei Kleinmahlzeiten und Imbißwaren
eine Vielzahl von Formen und Zusammensetzungen angeboten.
Zudem ist ein relativ großer, ständiger Wechsel in den Ausführungen zu beobachten.
In der Fachwelt besteht die verbreitete Meinung, die teils komplizierten chemischen und physikalischen Vorgänge
bei der Herstellung von Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, vor allem in bezug auf geblähte und ungeblähte
Arten, könnten nur mit mehreren, wenigstens zvei
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verschiedenen und speziell gebauten Maschinen, beherrscht
werden.
Es sind zwar,einige Anlagen bekannt, die geblähte und uiigeblähte
Produkte auf ein und derselben Maschine herstellen können. Bei diesen Maschinen gelangt das Produkt in
einem ungebrochenen Wechsel von der Kochzone direkt in
die Kühlzone. Bei diesen bekannten Lösungen ist die Einschränkung sehr nachteilig, daß nur speziell ausgewählte Grundstoffe verarbeitet und damit wieder nur ein kleiner Teil der verschiedenen Kleinmahlzeiten und Imbißwaren,
Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis
von geblähter und ungeblähter Art auf derselben Maschine hergestellt werden können.
die Kühlzone. Bei diesen bekannten Lösungen ist die Einschränkung sehr nachteilig, daß nur speziell ausgewählte Grundstoffe verarbeitet und damit wieder nur ein kleiner Teil der verschiedenen Kleinmahlzeiten und Imbißwaren,
Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis
von geblähter und ungeblähter Art auf derselben Maschine hergestellt werden können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache
Extruderanlage zu bauen, welche tatsächlich alle gegenwärtig auf dem Markt erhältlichen Kleinmahlzeiten und
Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf
Getreidebasis von geblähter und ungeblähter Art verarbeiten, kann und zudem für die Herstellung von Zukunftsprodukten eine große Zahl von Variationen zuläßt.
Getreidebasis von geblähter und ungeblähter Art verarbeiten, kann und zudem für die Herstellung von Zukunftsprodukten eine große Zahl von Variationen zuläßt.
Die Erfindung, welche ein derartiges Programm mit ein
und derselben Maschine bewältigen kann, zeichnet sich
dadurch aus, daß die Schnecken zueinander derart winklig
und derselben Maschine bewältigen kann, zeichnet sich
dadurch aus, daß die Schnecken zueinander derart winklig
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angeordnet sind, daß wahlweise die Ware über die Kühlschnecken verarbeitet oder nach der Kochschnecke direkt
expandiert wird.
Damit ist eine nur scheinbar komplizierte Maschine geschaffen, die gestattet, jede Funktion optimal auszuführen.
Diese Lösung erlaubt ungeahnte Variationsmöglichkeiten.
Erstaunlicherweise wirkt sich das überführen der gekochten
Produkte wie Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis von
geblähter und ungeblähter Art in die unabhängig arbeitende Kühl-Schnecke nicht negativ auf den empfindlichen
Verarbextungsprozeß aus.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind
Mittel vorgesehen, um die Ware nach der Kochschnecke · zur Formgebung auszustoßen und die Kühlschnecke zu überbrücken.
Diese Mittel können wärmetauschbar, insbesondere heizbar
sein.
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Entgegen den Befürchtungen, es könnten infolge Verlängerung
des Weges bei diesen Ausführungsformen negative
Veränderungen auftreten, konnten im Labor im industriellen Maßstab, z.B. geschmacklich und farblich, einwandfreies,
expandiertes Hundefutter hergestellt werden.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Extruderanlage im Einsatz für gekühltes,
ungeblähtes Produkt mit vorgeschaltetem Mischtrog und Dosierschnecke, teilweise im Längsschnitt
,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Teil einer Extruderanlage, im Längsschnitt
im Einsatz für direkt expandiertes Produkt mit Ablenkung in vertikaler Richtung,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Extru- .
deranlage zum Direktausstoß, ohne Ablenkung, mit Überbrückungsstück und anschließender Schneid einrichtung,
Fig. 5 ein Überbrückungsstück im Längsschnitt, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Kleinmahlzeiten-
und Imbiß-Schnecke.
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_ 5 —
In einer derartigen Anlage erfolgt die Materialaufgäbe
durch eine Dosiereinrichtung, z.B. eine Dosierschnecke 12, welche das Komponentengemisch aus einem Mischer 5
abzieht, in dessen Trog 6 ein Rotor 7 mit einer Welle 8 und Mischarmen 9 dreht und die verschiedenen Komponenten
zu einem höchstmöglich homogenen Gemisch vereinigt. Dieses Gemisch gelangt durch eine Öffnung, welche mittels
eines Schiebers in ihrer Größe verstellbar ist, (nicht dargestellt) in die Dosierschnecke 12. In deren
Gehäuse '14 läuft ein Schneckenrotor, welcher aus einer zylxndrischen Welle 16 und einer mehrgängigen Schraubenregelfläche
18 besteht. Eine Flanschverbindung 20 kuppelt die Antriebsseite 21 mit dem Schneckenrotor 16/18. Einem
Gehäuseaustritt 23 dieser Einspeiseschnecke 12 schließt
sich eine Einspeiseöffnung 24 eines Gehäuses 26 zu einer Kocherschnecke 28 an. Diese Kocherschnecke 28 wird über
eine Keilriemenscheibe 30 und ein Getriebe im Kasten 31 angetrieben. Die getriebene Welle 33 ist mit einer
Schraubenregelfläche 34 ausgerüstet. Am Ende der Schnekke 28 ist im Gehäuse 26 ein Ring 35 eingeschoben. Das
Gehäuse 26 ist mit einem schraubenförmigen Kanal 38 versehen, der entsprechend der zu behandelnden Ware entweder
geheizt oder gekühlt werden kann. Zum Abschluß des Kanals 38 nach außen ist ein Außenmantel 39 vorgesehen.
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Es ist natürlich auch möglich, das Innere der Schnecke
28 zu heizen oder zu kühlen, derart, daß die zu behandelnde Ware an den verschiedenen Stellen die ihr bekömmlichste
Temperatur aufweist» Bin großer Teil der Kochwärme wird durch Reibung der Schnecke 28 verursacht.
Es entstehen daher direkt an der Schneckenoberfläche Wärmemaxima, welche durch Kühlung unterdrückt werden
müssen. In diesem sinne ist es möglich, sowohl im Gehäuse
26 als auch in der Welle 33 voneinander unabhängige Heiz- und Kühlkanäle vorzusehen, um gebietsweise
zu heizen oder zu kühlen oder abwechslungsweise das eine oder das andere zu tun. Es ist selbstverständlich,- daß
auch der Ring 35 auswechselbar ist. .
Fig. 3 zeigt, wie sich bei teilweise herausgezogener
Schnecke 50 an den Gehäuseaustritt 43 der Kocherschnecke
28 ein Übergangsstück 45 anschließt, das bei der dargestellten Anlage auf der Abgangsseite verschlossen ist,
so daß das Gut in die Schnecke 50 gelangt, von welcher wieder ein Getriebe- und Lagerkasten 47 dargestellt ist.
Der Kasten 47 ist direkt mit dem Übergangsstück 45 verbunden. Dieses Übergangsstück 45 kann gegen ein anderes
60 (Fig. 4, 5) ausgewechselt werden, bei welchem der Zugang
zum Schneckengehäuse· 49 der dritten Schnecke 50 einer'Kühl- und/oder Heizschnecke geschlossen und ein
horizontal gerichteter Ausgang offen ist. Dieses Stück
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60 erlaubt, das gekochte Gut nach dem Kochen und Kneten^
über einen Zwischenkanal 61 durch eine Düse 62 zu pressen und das aus der Düse 62 austretende Produkt, z.B.
mittels rotierender Messer 64, zu zerkleinern.
Es ist ferner möglich, den Zwischenkanal 61 um 90° abzuwinkein und das Gut senkrecht zur Achse des Übergangsstückes
60 auszupressen.
Der schraubenförmige' Außenkanal 66 dient der Führung eines Heizmediums (Fig. 4, 5). Im'Schneckengehäuse 49
dreht sich eine Schnecke 50 mit der Schneckenwelle 51 und der als Schraubenregelfläche ausgebildeten Förderschnecke
52. Unmittelbar vor dem Austritt des Schneckengehäuses 49 befindet sich auf der Welle 51 ein verstellbarer
oder auswechselbarer Schaufelkranz 54, dem sich eine AusstoßÖffnung 58 anschließt, die zu den formgebenden
Teilen der Anlage führt, welche dem Endprodukt die" gewünschte Form geben.
Durch entsprechendes Abstimmen der Geschwindigkeit und der Menge dervorwärtsbewegten Masse mit Hilfe der Drehzahl,
insbesondere der Koch- und Kühlschnecken-28, 50,
kann das zu behandelnde Produkt mit der gewünschten Temperatur bei den gewünschten Druckverhältnissen einer gewünschten
Zeit ausgesetzt werden. Es ist dabei bekannt,
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das Produkt unter Druck und bei Temperatur so zu.halten,
so daß das im Produkt vorhandene Wasser als Wasser besteht. Nur beim" ungekühlten Ausstoßen aus der Kocherschnecke
28 wird beim entsprechenden Übergangsstück 60 infolge Nachlassen des Druckes im Produkt Wasserdampf/
gebildet, welcher das Produkt bläht, so daß ein sogenannt "expandiertes" Produkt entsteht (Fig. 4)· Wird
dagegen das Übergangsstück 45 verwendet, so kann das in der Kocherschnecke 28 behandelte Gut in der nachfolgenden dritten Schnecke 50 nach Wunsch gekühlt werden.
Es entsteht ungeblähtes Gut (Fig. 1,3). Der auswechselbare Schaufelkranz. 54 ermöglicht dabei, je nach Produkt,
eine individuelle Behandlung. Zur Herstellung eines gewöhnlich gekochten, nicht expandierten Produktes bedient
man sich der Kühlschnecke 50. Auch in der Kühlschnecke wird infolge Reibung zwischen der Schnecke 50, dem Gehäuse
49 und dem zu behandelnden Gut Wärme entwickelt, welche zusätzlich abgeführt werden muß. Der ganze Prozeß
kann, insbesondere auch in zeitlicher Beziehung, durch Kühlen oder zusätzliches Erhitzen geregelt werden.
Heute werden fast ausschließlich Koch- und Kühlschnecken
mit relativ kleiner Schneckentiefe eingesetzt: Das Maß zwischen dem Schneckenkern und dem Gehäuseinnendurchmesser
ist fast immer sehr klein. Zu Beginn der Entwicklung
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wurde aus einer falsch verstandenen Analogie .zwischen
der Herstellung von Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis
von geblähter-und ungeblähter Art sowie bekannte Paletten- oder Schnecken-Kocher,teilweise sogar mit Sticheln
versehen, eingesetzt, mit dem Ergebnis, daß z.B. während einigen Stunden einwandfreie Ware produziert werden
konnte, und plötzlich, ohne irgendwelche äußere Ursache, etwa einer Temperaturerhöhung, aromatisch oder farblich
veränderte und damit unbrauchbare Ware entstanden.
Dieser Mißstand konte mit der erfindungsgemäßen Lösung
beseitigt werden, trotz einiger Befürchtungen in bezug auf Verfahrens-Sanitation. Die"Sanitation darf nicht nur
im Sinne einer leichten und schnellen Reinigung verstanden werden. Alle unkontrollierbaren Strömungen, etwa in
tiefen Schneckengängen usw. müssen nach neuer Erkenntnis beseitigt, ebenso müssen aber nicht verfahrensbedingte
"Förderwege" während der Verarbeitung ausgeschaltet werden, ,da bekanntlich Teigmassen zum Teil sehr eigenartige
Fließverhalten zeigen.
Der intensive Kejntvorgang in den Schnecken führt zu
einer äußerst guten Homogenität, was einer der Gründe sein mag, weshalb der zusätzliche Förderweg der erfindungsgemäßen
Lösung nicht nachteilig ist.
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Die Lage der Achsen der Koch- resp. Kühlschnecke im Raum
kann mühelos den jeweiligen Gegebenheiten und Platzverhältnissen angepaßt werden. So kann die Kühlschnecke
senkrecht nach unten gerichtet sein, was bei kurzen Kühlschnecken sinnvoll sein kann. Es können aber auch
beide Schnecken horizontal angeordnet sein.
Die in den Fig. 1 , 2 und 3 dargestellte Ausführungsform
einer Extruderanlage erlaubt tatsächlich das gesamte
Programm mit hoher Qualität zu bewältigen. Es mag in einzelnen Fällen als geringer Nachteil erscheinen, daß die
Konstruktion des Schneidapparates, und damit die Produktweiterförderung, der Anlage angepaßt wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein Einsatz vorgesehen, um ausschließlich die Durchbrechungsstelle der Heizschnecke zu überbrücken und die
Ware erst nach diesem Einsatz zur Formgebung auszustoßen.
Damit können wieder die bekannten Standardelemente· wie
Schneidapparat, Förderelement, Gestell für die ganze Maschine und dgl. eingesetzt werden.
Es ist natürlich möglich, einen derartigen Einsatz zu
heizen oder zu kühlen.
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Es ist damit die ganze Anlage sowohl verfahrenstechnisch
als auch in der Handhabung äußerst beweglich.
Es hat sich gezeigt, daß in vielen Fällen während des Betriebszustandes auP eine Heizung' oder Kühlung des Überbrückungseinsatzes
verzichtet werden kann, da in der ganzen Anlage ein Wärmefluß gegen die heikle Übergangsstelle
hin zwischen Kühl- und Heizschnecke besteht.
Bei einem direkt expandierten Produkt wird daher von den angrenzenden Teilen auch auf das Überbrückungsstück genügend
Wärme übertragen. Im Betriebszustand erstarrt des-/im
halb das Produkt/Überbrückungsstück nicht. Würde man die
während der Anfahrperiode produzierte Ware als Abfall in Kauf nehmen, so würde ein Überbrückungseinsatz ohne Heizung
oder Kühlung genügen.
Es kann kaum als Nachteil empfunden werden, daß der Übergang, z.B. von geblähter zu ungeblähter Ware ein Auswechseln
von wenigstens einem oder zwei Maschinenteilen erfordert (Schnecken und Einsatz). Es muß bei der Herstellung
der Ware ohnehin nach jedem Produktwechsel eine vollständige Reinigung der ganzen Maschine vorgenommen
werden. Die Schnecken werden dazu aus den Gehäusen herausgezogen und gewaschen.
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Claims (10)
1. Extruderanlage zum Herstellen von Nahrungsmitteln,
insbesondere Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis
von geblähter und ungeblähter Art, mit mindestens einer Koch- und mindestens einer Kühlschnecke,
dadurch gekennzeichnet, daß die' Schnecken zueinander
derart winklig angeordnet sind, daß wahlweise die Ware über die Kühlschnecken verarbeitet oder nach
der Kochschnecke direkt expandiert wird.
2. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Ware nach der Kochschnecke zur Formgebung
auszustoßen und die Kühlschnecke zu überbrücken.
3. Anlage nach Anspruch 1, . -
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel wärmetauschbar, insbesondere heizbar, sind.
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4. Anlage nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kochschnecke eine, vorzugsweise parallelachsig zu der Kühlschnecke liegende
Dosierschnecke winklig zugeordnet ist.
5. Anlage nach Anspruch ,4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Dosier-, Koch- und Kühlschnecke in einer Ebene liegen.
6. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Dosierer direkt einem Mischer nachgeschaltet ist.
7. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als auswechseibarer Einsatz ausgebildet sind.
8. Anlage nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens längs eines Schneckengehäuses mehrere Kühl- und Heizgruppen zum
unterschiedlichen Behandeln der Ware vorgesehen sind.
9. Anlage nach Anspruch 1 ,
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dadurch gekennzeichnet, daß die Koch- und Kühlschnecken heiz- und/oder kühlbar sind.
10. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß am Wellenende derKühl-
und/oder Heizschnecke ein, z.B. auswechselbarer, Schaufelkranz angeordnet ist.
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4$
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