BR112020016063A2

BR112020016063A2 - Ferramenta de resfriamento para um extrusor

Info

Publication number: BR112020016063A2
Application number: BR112020016063-6A
Authority: BR
Inventors: Frieder Klein; Markus Mauchle; Stefan Strässle; Michael Weinberger
Original assignee: Bühler AG
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-12-08
Also published as: JP2021510534A; ZA202004973B; SG11202007596QA; EP3524059A1; IL276710B; AU2019220383A1; JP6935018B2; DK3524059T3; US20210046690A1; WO2019158605A1; AU2019220383B2; MX2020008467A; CA3090937A1; CN111801018A; US11123911B2; CA3090937C; CN111801018B; IL276710A; EP3524059B1

Abstract

a presente invenção refere-se a uma ferramenta de resfriamento (1) para um extrusor de alimento respectivamente extrusor de alimento (e), com i) uma extremidade de entrada (3) que pode ser fixada em um extrusor de alimento respectivamente extrusor de alimento (e), e na qual o extrudado (4) pode ser introduzido na ferramenta de resfriamento (1); ii) uma extremidade de saída (5), na qual o extrudado resfriado pode ser descarregado; iii) um canal de fluxo do extrudado (6), que se estende essencialmente a partir da extremidade de entrada para a extremidade de saída; iv) pelo menos um canal de fluxo de refrigerante (7a, 7b, 7b?), no qual o canal de fluxo do extrudado (6) tem conexão de transferência de calor; em que em seção transversal (x-x) em relação à direção de fluxo principal (8) v) o canal de fluxo do extrudado (6) é essencialmente configurado como uma seção de anel, em particular como uma seção de anel circular; e vi) a parede externa (9) do canal de fluxo do extrudado (6) é formada pelo menos a partir de um primeiro segmento (10) e o segundo segmento (11), em que o primeiro segmento e o segundo segmento são conectados um ao outro por meio de elementos de conexão mecânicos (12). a ferramenta de resfriamento (1) é particularmente adequada para a texturização úmida de alimentos e alimentações.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FER- RAMENTA DE RESFRIAMENTO PARA UM EXTRUSOR".

[001] A presente invenção refere-se ao campo da técnica de ex- trusão de alimentos e alimentos para animais.

[002] A extrusão de alimentos e/ou extrusão de alimentos para animal frequentemente inclui o que é conhecido como texturização úmida, na qual estruturas fibrosas são formadas. A título de exemplo, este é o caso quando produtos que contêm proteínas animais ou vege- tais são extrudados. Nem sempre é fácil conseguir uma estrutura fi- brosa, porque um extrudado geralmente se expande na saída do ex- trusor, e isso é prejudicial para uma estrutura densa, compacta e fibro- sa do produto. Os moldes de resfriamento são, portanto, utilizados na técnica anterior para esses fins, sendo dispostos na saída do extrusor e destinados a reduzir, ou, se desejado, suprimir substancialmente a expansão do extrudado. No entanto, o design desses moldes de res- friamento ainda requer melhorias consideráveis: a título de exemplo, o resfriamento é frequentemente insuficiente e não uniforme, a estrutura é excessivamente complexa e a limpeza é insatisfatória.

[003] A técnica anterior descreve várias modalidades de ferra- mentas de resfriamento, todas as quais têm desvantagens.

[004] Existem configurações conhecidas em primeiro lugar com um canal de fluxo extrudado que é totalmente anular, descrito a título de exemplo em DE 24 06 146 e US 3.925.566. Nessas configurações, há problemas com a fixação do revestimento interno. Isso é obtido a título de exemplo através de barras, que, no entanto, interrompem o fluxo do produto. Mesmo quando as barras estão dispostas antes do final da região de entrada da ferramenta de resfriamento, por exemplo, no distribuidor, a reconexão homogênea dos fios, em particular do ex- trudado contendo proteínas, não ocorre depois que eles são separa- dos, o que afeta adversamente aparência e textura. As barras na regi-

ão final da ferramenta de resfriamento também são desvantajosas, porque, por razões relacionadas à resistência, elas devem ser projeta- das para ter grande volume, mas causam estreitamento substancial da seção transversal do canal do produto e afetam adversamente a apa- rência e a textura do produto.

[005] Existem ferramentas de resfriamento conhecidas em se- gundo plano com configuração plana, por exemplo, descritas em US

4.910.040, WO 96/36242, WO 99/13735 e EP 1 059 040. No entanto, especialmente para alto rendimento, essas ferramentas de refrigera- ção de configuração plana, devem ser de design muito amplo, sendo substancialmente mais amplo que a(s) abertura(s) de descarga do ex- trusor. Isso tem um efeito desvantajoso na homogeneidade da veloci- dade do fluxo na ferramenta de resfriamento e, por sua vez, tem um efeito adverso na aparência e textura do produto. Além disso, essas ferramentas de resfriamento exigem um projeto desvantajoso, porque a força resultante da pressão do produto impõe um momento fletor na parede lisa; a estrutura da parede deve, portanto, ser mais robusta.

[006] Além disso, existem configurações conhecidas com uma pluralidade de canais distintos de fluxo extrudado. Projetos deste tipo são estruturalmente muito complexos, e o resfriamento de uma plurali- dade de canais distintos de fluxo extrudado também é complicado e suscetível a defeitos decorrentes da manutenção e da operação.

[007] É, portanto, um objetivo da presente invenção superar as desvantagens acima mencionadas e, em particular, proporcionar uma ferramenta de resfriamento que possa fornecer de maneira confiável excelentes características de resfriamento, além de possuir uma estru- tura simples e ser fácil de limpar.

[008] O objetivo é alcançado por uma ferramenta de resfriamento de acordo com a presente invenção, de acordo com a reivindicação independente 1. As reivindicações dependentes se referem a modali-

dades vantajosas da invenção.

[009] De acordo com a presente invenção, a ferramenta de res- friamento é em particular um molde de resfriamento para um extrusor para o resfriamento do extrudado de um extrusor de alimento ou, res- pectivamente, extrusor de alimento. A ferramenta de resfriamento da presente invenção para um extrusor de alimento ou, respectivamente, o extrusor de alimento tem uma extremidade de entrada que pode ser fixada em um extrusor de alimento ou, respectivamente, extrusor de alimento (2) e em cujo extrudado pode ser introduzido na ferramenta de resfriamento. O modo de fixação aqui é de preferência projetado para ser liberável, de modo que a ferramenta de resfriamento possa ser facilmente trocada ou desmontada para fins de manutenção ou limpeza. O modo de fixação utiliza preferencialmente parafusos (por exemplo, parafusos de cabeça hexagonal), alavancas de aperto ou fixadores, onde estes podem ser usados da maneira convencional pa- ra obter uma força de compressão definida.

[0010] A ferramenta de resfriamento ademais tem uma extremida- de de saída na qual o extrudado resfriado pode ser extraído. Na região da extremidade de saída, o extrudado resfriado pode ser empacotado, como será também explicado abaixo.

[0011] Estendendo-se essencialmente entre a extremidade de en- trada e a extremidade de saída da ferramenta de resfriamento, existe em particular um canal de fluxo extrudado único. O canal de fluxo ex- trudado aqui é essencialmente configurado como seção de anel. De acordo com a presente invenção, a forma do anel da seção do anel pode ser em particular a de um círculo, oval, polígono, curva estriada ou também combinações dos mesmos. É dada preferência a uma con- figuração da seção do anel como seção circular de anel.

[0012] A ferramenta de resfriamento ademais tem pelo menos um canal de fluxo de refrigerante, ao qual o canal de fluxo do extrudado

(6) tem uma conexão de transferência de calor. A transferência de ca- lor preferivelmente ocorre como transferência de calor por convecção.

[0013] Em uma seção transversal em relação à direção de fluxo principal, o canal de fluxo do extrudado é essencialmente configurado como uma seção de anel, preferivelmente como uma seção de anel circular.

[0014] Em virtude da configuração como seção de anel, é possível obter uma distribuição particularmente uniforme do produto, velocidade de fluxo uniforme e resfriamento uniforme. Além disso, foi verificado que são possíveis projetos com paredes mais finas do que na técnica anterior, porque a pressão do produto produz essencialmente apenas forças de tração, enquanto quaisquer forças de flexão produzidas por esse meio são desprezíveis por motivos práticos.

[0015] A parede externa do canal de fluxo do extrudado é, além disso, em uma seção transversal em relação à direção principal do flu- xo, composta de pelo menos um primeiro segmento e um segundo segmento. Particularmente preferidos são dois segmentos, mas tam- bém é possível uma estrutura feita de três, quatro ou mais segmentos. Os segmentos aqui são preferivelmente conectados entre si por meio de elementos de conexão mecânica. Parafusos (por exemplo, parafu- sos de cabeça hexagonal), alavancas de aperto ou fixadores são no- vamente adequados como meios de conexão mecânica, sendo parti- cularmente preferidos as conexões por parafuso. Em virtude da estru- tura da parede externa, feita de segmentos desmontáveis, é alcançada uma limpeza particularmente fácil e confiável do canal de fluxo extru- dado e de toda a ferramenta de resfriamento.

[0016] As capacidades que podem ser realizadas com este tipo de ferramenta de resfriamento estão na faixa de 125 a 2'000 kg/h (em particular 175 a 1'500 kg/h, mais particularmente 225 a 1'000 kg/h) de extrudado, enquanto o tamanho da ferramenta de resfriamento é pe-

queno, com um comprimento típico de 0,5 a 2,5 m (em particular 0,75 a 2,25 m, mais particularmente 1 a 2 m) e um diâmetro de 100 a 800 mm (em particular 200 a 600 mm, mais particularmente 300 a 400 mm).

[0017] Nas regiões que entram em contato com o alimento ou ali- mentação, ou seja, em particular o canal de fluxo do extrudado, a fer- ramenta de resfriamento é feita de aço inoxidável (por exemplo, a classificação EN 10088, números 1.43xx ou 1.44xx). Esses materiais apresentam altos graus de compatibilidade com alimentos. A rugosi- dade dos materiais preferidos está na faixa de Ra 1,6 a Ra 0,8 (de acordo com a DIN EN ISO 4287:1998).

[0018] De acordo com uma modalidade preferida, o canal de fluxo do extrudado é, em seção transversal em relação à direção de fluxo principal, essencialmente configurado como uma seção de anel, em particular como uma seção de anel circular, onde a seção compreende pelo menos 300°, preferivelmente compreende pelo menos 325°, parti- cularmente preferivelmente compreende pelo menos 350°.

[0019] É preferível que na região da seção transversal não coberta pela seção de anel do canal de fluxo do extrudado uma estrutura de suporte para uma parede interna do canal de fluxo do extrudado é dis- posta, que se estende essencialmente sobre todo o comprimento da ferramenta de resfriamento. A estrutura de suporte é preferivelmente um elemento de perfil.

[0020] Em modalidades preferidas da ferramenta de resfriamento, a parede interna do canal de fluxo do extrudado é essencialmente de configuração cilíndrica, em particular oca-cilíndrica. A tecnologia de fabricação permite uma produção particularmente fácil dessas configu- rações.

[0021] É muito particularmente preferível que a parede interna do canal de fluxo do extrudado seja feita de uma única peça. Isso garante a fácil fabricação e uma boa capacidade de limpeza.

[0022] Em modalidades preferidas, a parede externa do canal de fluxo do extrudado na condição de operação é de configuração cilín- drica, em particular oca-cilíndrica. A parede externa do canal de fluxo do extrudado aqui é composta de segmentos, como descrito acima.

[0023] Em modalidades preferidas, o primeiro segmento e o se- gundo segmento da parede externa do canal de fluxo do extrudado (e opcionalmente também outros segmentos) são fixados à estrutura de suporte acima descrita por meio de elementos de conexão mecânicos. O modo de fixação pode por meio de exemplo ser realizado com para- fusos (por exemplo, parafusos de cabeça hexagonal), alavancas de aperto ou fixadores. Os segmentos ademais são conectados um ao outro em uma posição adicional na direção circunferencial, preferivel- mente no lado oposto à estrutura de suporte. Meios de conexão me- cânica podem também ser usados para realizar a conexão nessa posi- ção, como descrito acima. A vedação é preferivelmente alcançada por meio de contato dos segmentos sob pressão, puramente por vedação metálica. Em modalidades alternativas, a vedação pode ser alcançada ou assistida por uma gaxeta de elastômero inserida em particular den- tro de uma depressão.

[0024] Em modalidades adicionais preferidas, o primeiro segmento e o segundo segmento da parede externa do canal de fluxo do extru- dado (e opcionalmente também outros segmentos) são fixados na es- trutura de suporte em uma maneira que proporciona articulação e/ou permite pivotamento, por exemplo, por meio de articulações. Em virtu- de dessa articulação e/ou capacidade de pivotamento, uma capacida- de de limpeza particularmente boa do canal de fluxo do extrudado po- de ser alcançada, com mínimo esforço de desmontagem. A vedação aqui pode mais uma vez ser como determinado acima.

[0025] Em modalidades preferidas da ferramenta de resfriamento,

há um distribuidor permutável em particular disposto na região da ex- tremidade de entrada. A configuração do distribuidor é tal que o extru- dado pode ser introduzido a partir do canal de descarga (normalmente não anular ou configurado como seção em anel) de um extrusor de alimentos ou, respectivamente, extrusor de alimentação por meio de um único canal de distribuição no canal de fluxo do extrudado configu- rado como uma seção de anel.

[0026] Foi verificado ser vantajoso a esse respeito que o canal de distribuição tenha uma área de seção transversal constante em pelo menos 50%, preferencialmente pelo menos 70%, particularmente pre- ferencialmente pelo menos 90%, do comprimento (a partir da saído extrusor até a entrada no canal de fluxo do extrudado). Assim, é pos- sível alcançar uma velocidade de fluxo uniforme; isso provou ser van- tajoso.

[0027] Em contraste com os distribuidores do tipo de dedos co- nhecidos, cujo comprimento típico é de 10 cm ou mais (em particular 20 cm ou mais, frequentemente de fato 40 cm ou mais), com um distri- buidor projetado da maneira acima descrita sem fenômenos desvanta- josos relacionados à aparência e textura do produto são observadas, o que na técnica anterior são aparentemente devido a cordões extruda- dos que são separados no distribuidor do tipo de dedos e não subse- quentemente homogeneamente reconectados na seção de resfriamen- to. Também existem melhorias significativas, em comparação com os distribuidores do tipo de dedos, na facilidade de desmontagem e facili- dade de limpeza.

[0028] É particularmente preferível que o distribuidor seja de confi- guração intercambiável, por exemplo, pode ser desaparafusado.

[0029] Pela troca do distribuidor, é possível influenciar as proprie- dades do produto de maneira específica. Foi verificado que uma certa qualidade fibrosa de um produto pode ser alcançada em particular através de constrições que provocam cisalhamento interno do produto, introduzindo assim energia no produto.

[0030] É preferível que o distribuidor compreenda um elemento de distribuição preferivelmente configurado como um cone. A configura- ção como um cone circular é particularmente vantajosa. A configura- ção como um cone truncado, em particular como um cone truncado circular, é evidentemente, também possível. No caso de uma configu- ração na forma de cone ou de cone circular, o distribuidor pode tam- bém ter uma extremidade pontiaguda na forma de uma seção cônica; isso torna possível influenciar o comportamento do fluxo de uma ma- neira específica e ajustar o mesmo ao extrudado. É possível influenci- ar a contrapressão exercida no extrusor e o grau de cisalhamento do produto. É preferível que o elemento de distribuição tenha sido inseri- do em uma depressão e seja mantido em posição na referida depres- são pela pressão do produto que flui contra o elemento de distribuição; a permutabilidade é, portanto, particularmente facilmente realizada.

[0031] No entanto, é também possível que o elemento de distribui- ção esteja essencialmente configurado para ser deslocável paralela- mente à direção do fluxo principal. É assim possível influenciar a con- trapressão exercida no extrusor de maneira específica. É possível, a título de exemplo, que o elemento de distribuição esteja configurado para ser deslocável de uma maneira que possa ser posicionado a vá- rias distâncias da extremidade da entrada. O posicionamento do ele- mento de distribuição mais próximo da extremidade da entrada au- menta a contrapressão causada pelo estreitamento do canal e é exer- cida no extrusor. O posicionamento do elemento de distribuição pode ser alcançado de maneira particularmente fácil, usando uma haste roscada que possui conexão operacional com o elemento de distribui- ção e que pode ser manipulada através dos moldes de resfriamento a partir da extremidade da saída, a fim de alterar a posição do elemento de distribuição.

[0032] Em modalidades adicionais preferidas, na região daquela extremidade do distribuidor que está voltada em afastamento a partir do extrusor e/ou que está voltado em direção do extrusor, há, ou pode ser proporcionada uma abertura, por meio da qual o canal de distribui- ção pode ser ou é estreitado. Aberturas desse tipo podem, por sua vez ser usadas para influenciar propriedades do produto em uma maneira específica, em particular caráter fibroso; caráter de fibra longa e cará- ter de fibra curta podem ser alcançados, mas também estruturas amor- fas ou homogêneas. A espessura da abertura na direção do fluxo prin- cipal está na faixa de 0,1 a 1,0 cm, preferivelmente de 0,15 a 0,9 cm, particularmente preferivelmente de 0,2 a 0,8 cm. As desvantagens co- nhecidas dos distribuidores de dedos não são observadas com abertu- ras (estreitamentos) de comprimento tão pequeno.

[0033] Em modalidades preferidas do distribuidor, o mesmo é con- figurado com um ou mais canais de resfriamento para o resfriamento externo e/ou interno do canal de distribuição. O resfriamento do canal de distribuição pode impedir o superaquecimento local nessa região. Foi verificado que especificamente nesta região do distribuidor o ex- trudado pode ser submetido a um aquecimento maior do que em ou- tras regiões. Isso pode ser efetivamente combatido pelo resfriamento de uma maneira específica. Pode ser fornecido um sensor de tempera- tura para determinar a temperatura do extrudado na região do distri- buidor, sendo o referido sensor de preferência deixado na parede de uma maneira que não obstrua essencialmente o fluxo do extrudado. O resfriamento pode ser controlado e/ou regulado dependendo da tem- peratura medida, por exemplo, pelo ajuste da temperatura do líquido de refrigeração e/ou da velocidade do fluxo do líquido de refrigeração.

[0034] É preferível que pelo menos um canal de fluxo de refrige- rante, que tem conexão de transferência de calor para o canal de fluxo do extrudado esteja presente no lado interno do canal de fluxo do ex- trudado; e/ou no lado externo do canal de fluxo do extrudado. No lado interno do canal de fluxo do extrudado, o canal de fluxo de refrigerante é preferivelmente configurado de modo helicoidal, percorrendo por to- da a circunferência. No lado externo do canal de fluxo do extrudado, o canal de fluxo de refrigerantes em ambos os segmentos é respectiva- mente configurado em formato de meandro. O(s) canal(ais) de fluxo de refrigerante é / são de preferência completamente fechado, de prefe- rência soldado, e também durante a desmontagem para fins de troca ou manutenção, acessíveis apenas pelas entradas e saídas do refrige- rante. Esse projeto fornece, assim, um método construtivo simples, evitando a contaminação do produto. As entradas e saídas podem, de preferência, ser configuradas como espigões, e o refrigerante é con- duzido na direção a montante, contrariando a direção principal do fluxo do produto.

[0035] É particularmente preferível que o fluido de refrigeração possa ser fornecido ao pelo menos um canal de fluxo de fluido de re- frigeração no lado interno do canal de fluxo extrudado por meio da es- trutura de suporte. Isso garante o fornecimento de um sistema de su- primento particularmente confiável, que não exija a abertura ou remo- ção do canal de fluxo extrudado, mesmo durante a desmontagem, respectivamente para fins de limpeza.

[0036] Em outra modalidade preferida, existem barras de corte ar- ranjadas na extremidade de saída da ferramenta de resfriamento na região do canal de fluxo do extrudado, de modo que o extrudado res- friado possa ser dividido em cordões imediatamente após a descarga. As barras de corte podem ser arranjadas em uma placa de corte mon- tada na extremidade de saída da ferramenta de resfriamento em frente ao canal de fluxo do extrudado. Além disso, a jusante das barras de corte também pode ser fornecido um dispositivo de corte que corta os fios no comprimento. Como exemplo, isso pode ser realizado através de uma lâmina rotativa.

[0037] Nas modalidades preferidas de uma ferramenta de resfria- mento (não apenas como descrito acima e com relação aos exemplos, mas em princípio qualquer ferramenta de resfriamento para um extru- sor de alimentos ou, respectivamente, extrusor de alimentação), existe uma abertura disposta na região de um canal de distribuição, em que a abertura estreita o canal de distribuição e de preferência é configurada como furo ou como abertura com fendas configuradas como segmen- tos circulares. É possível a esse respeito que os segmentos circulares ou anulares estejam configurados como segmentos de um único círcu- lo ou, respectivamente, anel, ou como segmentos de diferentes círcu- los ou, respectivamente, anéis, conforme descrito em mais detalhes abaixo com relação aos exemplos.

[0038] Com as ferramentas de refrigeração conhecidas até agora, é principalmente possível se obter texturas do tipo peito de frango, isto é, uma estrutura com caráter predominantemente de fibra longa. Em contraste, com aberturas é possível, em particular com as ferramentas de resfriamento da invenção, ampliar a faixa de estrutura fibrosa de uma maneira que também permita a imitação de outras estruturas musculares de origem animal, por exemplo, carne bovina, suína, cor- deiro e peixe mariscos e crustáceos, etc. Por exemplo, com furos é possível produzir estruturas que lembram carne bovina. Em contraste, com aberturas fendidas é possível se produzir estruturas que se as- semelham a peixes ou frango. É assumido que as fibras iniciais sejam formadas no extrusor que se orientam na ferramenta de resfriamento. A influência na estrutura da fibra é vantajosamente obtida por meio de aberturas na região do distribuidor entre o extrusor e o canal de fluxo real do extrusor da ferramenta de resfriamento.

[0039] As aberturas podem ser configuradas como anéis de metal ou discos de metal com um padrão definido de orifícios ou ranhuras e podem ser colocadas na extremidade de entrada ou saída do distribui- dor. O padrão de furos ou fendas pode ser simétrico ou assimétrico e, em princípio, pode ter uma ampla gama de formas geométricas. É da- da preferência a fendas retas e curvas, e também a furos, mas tam- bém é possível usar formas em estrela, cruzes e também formas or- namentais. As ranhuras curvas, em particular como implementadas nos exemplos, levam a estruturas de fibra muito longas com alta ro- bustez, enquanto as ranhuras retas promovem a reticulação do produ- to. Os furos, por sua vez, separam o produto em finos filamentos fibro- sos.

[0040] O produto alcança a abertura geralmente em um estado pré-texturizado, isto é, fibras e filamentos iniciais foram formados. A abertura causa uma breve aceleração do fluxo, seguida de retardo na saída da abertura, com reorientação associada das fibras ou filamen- tos.

[0041] A vantagem das aberturas acima descritas reside, em parti- cular, na variabilidade do processo. As aberturas podem ser usadas não apenas para obter a estrutura comum de filé de peito de frango, mas também, sem grande esforço, para obter outras texturas, como carne suína, carne bovina, cordeiro e peixe, etc.

[0042] Outro aspecto da presente invenção se refere a um extru- sor de alimento respectivamente, extrusor de alimento, que é equipado com pelo menos uma ferramenta de resfriamento como descrito aci- ma.

[0043] Outro aspecto da presente invenção se refere a um proces- so para a extrusão de um produto de textura úmida, compreendendo a etapa de passagem de um extrudado contendo proteína através de uma ferramenta de resfriamento, conforme descrito acima, que é dis- posta na saída de um extrusor de alimentos, respectivamente extrusor de alimento.

[0044] Outras vantagens da presente invenção serão aparentes daqui em diante a partir da descrição dos exemplos a seguir, com refe- rência às figuras. Sinais de referência idênticos nas figuras indicam elementos idênticos.

[0045] A Figura 1 mostra (de modo esquemático) um arranjo de uma ferramenta de resfriamento em um extrusor de alimento respecti- vamente extrusor de alimento;

[0046] A Figura 2 mostra uma seção transversal através de uma ferramenta de resfriamento ao longo do plano X-X na Figura 3;

[0047] A Figura 3 mostra uma seção longitudinal através de uma ferramenta de resfriamento da presente invenção ao longo do plano Y- Y na Figura 2;

[0048] A Figura 4a/b mostra a ferramenta de resfriamento com segmentos de parede externa que são pivotados para fora respecti- vamente trazidos juntos;

[0049] A Figura 5 mostra um distribuidor e uma região de entrada da ferramenta de resfriamento em seção longitudinal;

[0050] A Figura 6a/b mostra uma abertura perfurada e produto tex- turizado pela mesma;

[0051] A Figura 7a/b mostra uma abertura fendida e produto textu- rizado pela mesma;

[0052] A Figura 8 mostra uma abertura fendida, onde as fendas são configuradas como seções de anel mutuamente deslocadas;

[0053] A Figura 9 é uma representação esquemática de um ele- mento de distribuição deslocável.

[0054] A Figura 1 mostra de modo esquemático um extrusor E composto de segmentos (1-7). Uma matéria-prima V é introduzida através do sistema de medição gravimétrico B. Água ou vapor são in- troduzidos através de uma linha de suprimento S. O sinal de referência

1 indica a ferramenta de resfriamento. O líquido de arrefecimento é de preferência introduzido na extremidade a jusante da ferramenta de res- friamento e descarregado na extremidade a montante da ferramenta de resfriamento. A direção do fluxo do líquido de refrigeração é, por- tanto, oposta à direção do fluxo do extrudado. A temperatura do líquido de refrigeração pode ser ajustada (controlada ou regulada) por meio de um sistema de regulação de temperatura; isto é ilustrado pelo con- trolador C. Particularmente preferido, o sistema de controle de tempe- ratura é construído de tal forma que a expansão do extrudado resfria- do possa ser controlada e, de preferência, essencialmente totalmente suprimida. No entanto, para certos produtos, também pode ser útil e habilitado se permitir um certo grau de expansão do extrudado resfria- do: isso pode, a título de exemplo, ser desejado no caso de produtos destinados à marinação subsequente, porque a adesão da marinada é melhorada. Também é possível influenciar propriedades sensoriais, de modo que, por exemplo, seja obtida uma textura como a de "carne de porco desfiada" ou similar. Novamente, isso pode ser possível através de controle ou regulação pelo sistema de controle de temperatura.

[0055] A Figura 2 mostra a seção transversal através de uma fer- ramenta de resfriamento 1 ao longo do plano X-X indicado na Figura 3 (com direção de visualização). O flange 21 na região da extremidade de entrada da ferramenta de resfriamento pode ser visto. Neste flange 21, existem passagens 22 nas quais os elementos de conexão mecâ- nica 12 podem ser dispostos para a montagem do distribuidor 15 (mostrado em detalhes nas figuras 3 e 5). A estrutura de suporte 13 é mostrada na região inferior. O canal de fluxo extrudado 6 une os dois lados da estrutura de suporte e forma uma seção de anel interrompida apenas pela estrutura de suporte 13. Passando pela estrutura de su- porte 13, existem igualmente elementos de conexão mecânica 12 dis- postos, que fixam o primeiro segmento 10 e o segundo segmento 11 da parede externa do canal de fluxo extrudado 6. A parede externa 9 é configurada como parede oca e nela existem os canais de fluxo de re- frigerante 7b e 7b' configurados com forma de meandro. A parede in- terna 14 é igualmente configurada como parede oca, e nela também existe um canal de fluxo de fluido de arrefecimento helicoidal 7a. É preferencialmente possível fornecer refrigerante mutuamente de forma independente aos canais de fluxo de refrigerante 7a da parede interna 14 e os canais de refrigerante 7b e 7b' da parede externa 9, e controlar e/ou regular, mutuamente de forma independente, as temperaturas dos respectivos refrigerantes. No entanto, o refrigerante também pode ser fornecido em conjunto, particularmente de preferência através da estrutura de suporte 13, como indicado por linhas tracejadas na região inferior da figura.

[0056] A Figura 3 mostra a seção longitudinal através da ferramen- ta de resfriamento ao longo do plano Y-Y que é indicado na Figura 2. A entrada 23 e a saída 24 para o líquido de resfriamento podem ser vis- tas na região inferior. A entrada 23 fornece alimentação tanto ao canal de fluxo de refrigerante interno 7a quanto aos canais de fluxo de refri- gerante externos 7b e 7b', conforme indicado pelas linhas quebradas na Figura 2. O distribuidor 15 com o elemento de distribuição 15a está disposto na região do lado esquerdo da figura na extremidade de en- trada 3 da ferramenta de resfriamento 1. O extrudado passa de um canal de descarga 16, não mostrado, de um extrusor para o distribui- dor 15 e é então passado para o canal de distribuição 17, que subse- quentemente migra para o canal de fluxo do extrudado 6 da ferramen- ta de resfriamento 1. O sinal de referência 8 indica a direção principal do fluxo; consequentemente, a extremidade de saída 5 da ferramenta de resfriamento está disposta na região direita da figura. Além disso, um sensor de pressão 27 e um sensor de temperatura 26 estão dis- postos no distribuidor 15. Os valores determinados para pressão e temperatura podem ser vantajosamente utilizados para o controle ou regulação de parâmetros operacionais (por exemplo, do extrusor e/ou da(s) temperatura(s) do líquido de refrigeração da ferramenta de res- friamento e/ou do distribuidor) e/ou também para o monitoramento do processo e/ou para garantir a capacidade de reprodução.

[0057] A Figura 4a mostra a ferramenta de resfriamento 1 com segmentos 10 e 11 da parede externa pivotados para fora; a região de entrada 3 está disposta na parte traseira da figura e a região de saída está disposta na parte frontal da figura. O distribuidor 15, com o sensor de temperatura 26 e o sensor de pressão 27 no distribuidor, pode ser visto. Os dois segmentos 10 e 11 são fixados na estrutura de suporte 13 com articulações, de modo que, em um suporte adequado, por exemplo, um carrinho de manutenção e transporte 25, eles possam ser facilmente articulados após a liberação prévia da conexão entre si naquela região da ferramenta de resfriamento 1 que é oposta à estru- tura de suporte 13. Todo o canal de fluxo do extrudado 6 é então aber- to e acessível de maneira ideal para fins de limpeza. A estrutura de suporte é fixada por parafusos no carrinho 25. A disposição no carri- nho 25 também é vantajosamente mantida durante a operação. O car- rinho 25 requer pouco espaço e permite adaptações e modificações simples a qualquer momento. A Figura 4b mostra a ferramenta de res- friamento 1 com os segmentos 10 e 11 reunidos. Os segmentos 10 e 11 são suportados em amortecedores de pressão de gás; isso garante fácil manutenção. Quando os segmentos 10 e 11 foram reunidos, o canal de fluxo do extrudado 6 pode ser visto na região de saída 5.

[0058] A Figura 5 mostra uma vista ampliada do distribuidor 15 e da extremidade de entrada 3 da ferramenta de resfriamento 1 em se- ção longitudinal ao longo do plano YY indicado na Figura 2. O distri- buidor 15 está disposto na parte esquerda da figura, com um cone de distribuição 15a, cuja ponta pontiaguda é orientada em uma direção oposta à direção principal do fluxo. Este cone de distribuição 15a é protegido por uma conexão simples. Na extremidade pontiaguda do cone de distribuição 15a, está disposta uma abertura 35 (em um local também designado como posição III) que é configurado como abertura com fenda. Atrás do cone de distribuição, há outra abertura 32 dispos- ta (em um local também designado como posição II), que é configura- do como orifício. Os orifícios e, respectivamente, fendas das aberturas 32 e 35 estreitam o canal de distribuição 17 e servem para a texturiza- ção do produto. Na região da transição para a região cilíndrica da fer- ramenta de resfriamento 1, está disposta outra abertura 33 (em um local também designado como posição I), que aqui é configurado co- mo abertura com fenda e serve igualmente para a texturização do pro- duto. O distribuidor é resfriado por meio de um espaço de líquido refri- gerante 29; os sinais de referência 30 e, respectivamente, 31 indicam entrada e saída, sendo aqui utilizados com braçadeiras de mangueira. No distribuidor 15, um sensor de pressão 27 e um sensor de tempera- tura 26 são fornecidos respectivamente no canal de distribuição 17, através do espaço de refrigeração 29. Na região inferior, uma cunha 34 pode ser vista. Isso fornece uma transição do canal de distribuição anular 17 para um canal de fluxo extrudado 6 configurado como uma seção em anel. Na região inferior da ferramenta de resfriamento 1, a configuração do canal de fluxo extrudado 6 não é formada continua- mente (vide a Figura 2). A saída de refrigerante 24 pode ser vista na região inferior; o canal de fluxo do líquido de refrigeração interno heli- coidal 7a pode ser visto na parte direita da figura.

[0059] As Figuras 6a/b e 7a/b mostram várias geometrias de aber- turas e de produtos texturizados com as referidas aberturas. O proce- dimento aqui foi em cada caso como a seguir:

[0060] Os componentes secos, por exemplo concentrado de prote- ína de soja, foram medidos no extrusor (40% a 500 kg/h), onde foram misturados com água (60% a 500 kg/h) para dar uma massa. A adição de outros componentes, como sais, corantes e aromas, ácidos, álcalis, etc., é possível, mas não obrigatória. A mistura de matéria-prima é aquecida no extrusor por meio de energia mecânica (rotação do para- fuso do extrusor) e energia térmica (controle de temperatura do barril do extrusor), para 120 °C - 160 °C, em particular para 135 °C - 145 °C, dependendo da fonte de proteína. As estruturas proteicas se desdo- bram, se reorientam e formam novas estruturas de fibras. Em cada caso, uma abertura foi instalada na transição do extrusor para a ferra- menta de resfriamento, na região do distribuidor; no entanto, para os fins da invenção, também é possível instalar uma pluralidade de aber- turas arranjadas sequencialmente. O extrudado foi resfriado na ferra- menta de resfriamento do exemplo ~ 140 °C a 60 °C - 120 °C, em par- ticular 85 °C - 110 °C, e pode ser processado posteriormente.

[0061] A Figura 6b mostra um produto deste tipo que foi passado através de uma ferramenta de resfriamento da invenção com um orifí- cio ilustrado em corte na Figura 6a (33, disposto na posição I; cf. Figu- ra 5) na região do distribuidor. A área dos furos é de 490 mm2, com uma vazão de 500 kg/h. A textura do produto resultante exibe uma es- trutura de filamento que se assemelha à carne assada.

[0062] A Figura 7b mostra um produto deste tipo que foi passado através de uma ferramenta de resfriamento da invenção com uma abertura fendida mostrada na Figura 7a (35, disposta na posição III; cf. Figura 5) na região do distribuidor. A textura do produto resultante exi- be uma estrutura de peixe de fibra fina/curta.

[0063] A Figura 8 mostra uma abertura na qual as fendas são con- figuradas como seções de anel, onde o início e o final das seções de anel (na direção circunferencial) são dispostos a uma distância diferen- te do centro da abertura. Assim, é possível evitar substancialmente, na direção circunferencial, regiões que não têm fendas. O uso desse tipo de abertura fornece uma estrutura de fibra fina/curta, similar a um pei- xe.

[0064] A Figura 9 mostra de modo esquemático um elemento de distribuição deslocável 15a. O elemento de distribuição 15a aqui não foi meramente conectado a uma depressão na qual é retido em posi- ção pela pressão do produto que flui contra o elemento de distribuição, como descrito acima. Em vez disso, o elemento de distribuição 15a tem conexão operacional com uma haste G com rosca, que pode ser manipulada a partir da extremidade da saída do produto. A haste ros- cada G é fornecida dentro de uma bucha com rosca interna I. A rota- ção da haste roscada G move o elemento de distribuição 15a em uma direção em direção à entrada 3 ou para longe da entrada 3. A contra- pressão exercida no extrusor pode, portanto, ser influenciada de ma- neira específica e particularmente simples, em particular também du- rante operação contínua, pelo estreitamento / ampliação do canal.

[0065] A Figura 10, similar à Figura 9, mostra uma seção em pers- pectiva. O elemento de distribuição 15a deslocável por meio de uma haste com rosca G, pode ser novamente visto. A haste roscada é, pelo menos em algumas regiões, fornecida dentro de uma rosca interna I.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta de resfriamento (1), caracterizada pelo fato de ser para um extrusor de alimento respectivamente extrusor de ali- mento (E), com i) uma extremidade de entrada (3) que pode ser fixada em um extrusor de alimento respectivamente extrusor de alimento (E) e na qual o extrudado pode ser introduzido na ferramenta de resfriamento (1); ii) uma extremidade de saída (5), na qual o extrudado res- friado pode ser descarregado; iii) um canal de fluxo do extrudado (6), que se estende es- sencialmente a partir da extremidade de entrada para a extremidade de saída; iv) pelo menos um canal de fluxo de refrigerante (7), com o qual o canal de fluxo do extrudado (6) tem conexão de transferência de calor; em que em seção transversal (X-X) em relação à direção de fluxo principal (8) v) o canal de fluxo do extrudado (6) é essencialmente con- figurado como uma seção de anel, em particular como uma seção de anel circular; e vi) uma parede externa (9) do canal de fluxo do extrudado (6) é formada pelo menos a partir de um primeiro segmento (10) e um segundo segmento (11), em que o primeiro segmento e o segundo segmento são conectados um ao outro por meio de elementos de co- nexão mecânicos (12).

2. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizada pelo fato de que em seção transversal (X-X) em relação à direção de fluxo principal (8), o canal de fluxo do extru- dado (6) é essencialmente configurado como uma seção de anel, em particular como uma seção de anel circular, de pelo menos 300°, pre- ferivelmente pelo menos 325°, particularmente preferivelmente pelo menos 350°.

3. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com a reivin- dicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que na região da seção transversal (X-X) não coberta pela seção de anel do canal de fluxo do extrudado (6), uma estrutura de suporte (13) para uma parede interna (14) do canal de fluxo do extrudado (6) é disposta, estendendo essen- cialmente sobre todo o comprimento da ferramenta de resfriamento (1).

4. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que uma pa- rede interna (14) do canal de fluxo do extrudado (6) é essencialmente de configuração cilíndrica, em particular oca cilíndrica.

5. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com a reivin- dicação 4, caracterizada pelo fato de que a parede interna (14) do ca- nal de fluxo do extrudado (6) é configurada como uma única peça.

6. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que em con- dição de operação, a parede externa (9) do canal de fluxo do extruda- do (6) é de configuração cilíndrica, em particular oca cilíndrica.

7. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizada pelo fato de que o primei- ro segmento (10) e o segundo segmento (11) da parede externa (9) do canal de fluxo do extrudado (6) são fixadas na estrutura de suporte (13) por meios de elementos de conexão mecânicos (12).

8. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com a reivin- dicação 7, caracterizada pelo fato de que o primeiro segmento (10) e o segundo segmento (11) da parede externa (9) do canal de fluxo do ex- trudado (6) foram fixados na estrutura de suporte (13) em uma manei-

ra articulada e/ou pivotável.

9. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que na região da extremidade de entrada (3), um distribuidor em particular intercam- biável (15) é disposto, que é configurado de uma tal maneira que o ex- trudado pode ser introduzido a partir de um canal de descarga de um extrusor de alimento respectivamente extrusor de alimento (E) por meio de um único canal de distribuição (17) dentro do canal de fluxo do extrudado (6) que é configurado como uma seção de anel.

10. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com a rei- vindicação 9, caracterizada pelo fato de que o distribuidor (15) com- preende um elemento de distribuição (15a) que é configurado como um cone, em particular cone circular, ou cone truncado, em particular cone truncado circular.

11. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com a rei- vindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que na região do distri- buidor, em particular em uma região da extremidade do distribuidor (15) que está voltada em afastamento a partir do extrusor e/ou em uma região da extremidade do distribuidor (15) que está voltada em direção do extrusor, há ou pode ser disposta, uma abertura (18,18‘), cuja abertura (18,18‘) pode se estreitar, ou estreita, o canal de distri- buição (17).

12. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com qual- quer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que o distribuidor (15) é proporcionado com um ou mais canais de resfria- mento (19) para o resfriamento externo e/ou interno do canal de distri- buição (17).

13. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que pelo menos um canal de fluxo de refrigerante (7a, 7b, 7b‘), que tem conexão de transferência de calor para o canal de fluxo do extrudado (6) está presente  no lado interno do canal de fluxo do extrudado (6); e/ou  no lado externo do canal de fluxo do extrudado (6).

14. Ferramenta de resfriamento (1), de acordo com a rei- vindicação 3 e 13, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um canal de fluxo de refrigerante (7a, 7b, 7b‘) no lado interno do canal de fluxo do extrudado pode ser fornecido com um refrigerante por meio da estrutura de suporte (13).

15. Ferramenta de resfriamento (1), em particular de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, com uma abertura na região do canal de distribuição, caracterizada pelo fato de que a aber- tura estreita o canal de distribuição e em particular é configurado como furo ou como abertura com fendas segmentadas que são configuradas como segmentos circulares.

16. Ferramenta de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizada pelo fato de que o ele- mento de distribuição (15a) é essencialmente configurado para ser deslocável paralelo à direção de fluxo principal (8).

17. Ferramenta de resfriamento, de acordo com a reivindi- cação 16, caracterizada pelo fato de que o elemento de distribuição (15a) é configurado para ser deslocável em uma maneira que o mes- mo pode ser posicionado em várias distâncias a partir da extremidade de entrada (3).

18. Ferramenta de resfriamento, de acordo com a reivindi- cação 17, caracterizada pelo fato de que o elemento de distribuição (15a) tem uma conexão operacional com uma haste roscada que pode ser usada para posicionar o elemento de distribuição (15a).