Vorrichtung zum Mischen und Kneten von plastischen Massen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mi schen und Kneten von plastischen Massen mittels einer Schnecke, besonders von Speiseteigen.
Die Homogenisierung und Durchknetung der in Strangpressen zu verarbeitenden plastischen Massen und dies ganz besonders in den verschiedenen Zweigen der Lebensmittel- und Teigwarenindustrien stellen eine bedeutende Aufgabe zur Erzielung eines erst klassigen Fertigproduktes dar.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Knetwirkung in Strangpressen mit Schnecken durch die Bildung von exzentrischen Schneckenkernen nahe dem Press- kopf der Schnecke zu erhöhen. Auch wurde bereits vorgeschlagen, den Schneckenkern mit einzelnen Nocken zu versehen. Diese Massnahmen weisen aber den Nachteil einer komplizierten Herstellung auf und beeinflussen den Fluss der plastischen Masse lediglich derart, dass dieser unterschiedliche Fördergeschwin digkeiten aufweist.
Es ist ein Ziel der Erfindung, die Knetwirkung in solchen Vorrichtungen durch die Erzeugung von der Förderrichtung entgegengesetzte Rückströmungen und damit durch die Bildung von räumlichen Zirkular bewegungen der plastischen Massen wesentlich zu verbessern.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke zwischen einer Einzugszone und einem Auspresskopf mit einer Knetzone versehen ist und in der Knetzone radiale Flügel sehr grosser Steigung angeordnet sind. Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform am Beispiel einer Teigwarenpresse.
Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Misch- und Knetvorrichtung.
Die Figur 2 zeigt den Schnitt I1-11 der Figur 1. Der Homogenisier-, Knet- und Auspressteil einer Teigwarenpresse gemäss Figur 1 ist auf einem Sockel 1 gelagert, der auch die Antriebseinheit 2 trägt. Die Homogenisier-, Knet- und Auspresschnecke 5 ist in einem Zylinder 6 drehbar angeordnet und durch eine Kupplung 7 mit der Antriebseinheit 2 verbunden. Nahe dem hintern Ende 8 ist die Speisevorrichtung 10 auf dem Zylinder 6 angebracht. Durch eine Leitung 11 ist die Entgasung der zu verarbeitenden Masse möglich. Diese Leitung 11 kann an einem Vakuum system angeschlossen sein.
Das andere Zylinderende 9 trägt den Auspresskopf 12 mit der Auspressform 13.
Die Homogenisier-, Knet- und Auspresschnecke 5 weist verschiedene Zonen auf. Im Bereich der Speise vorrichtung 10 ist die Einzugszone 21, anschliessend folgt die Homogenisierungsstrecke 22, eine Verdich tungszone 23, die Knetzone 24 und eine Staudruck zone 25. Die Homogenisierungsstrecke 22 und die Einzugszone 21 der Schnecke 5 sind in bekannter Art und Weise ausgebildet.
Durch sukzessive Vergrös- serung des Schneckenkerns 15, was auch einer Ver ringerung des freien Querschnitts zwischen den Schnek- kengängen 16 entspricht, wird eine Verdichtungszone 23 gebildet. Im Bereich dieser Verdichtungszone 23 wird die ursprüngliche Zahl der Schneckengänge 16, im vorliegenden Beispiel einer eingängigen Schnecke 5, auf eine grössere Zahl, beispielsweise zwei Ver dichtungsgänge 17, erweitert. Die Knetzone 24 weist nun ebenfalls Knetflügel 18 auf, jedoch mit einer sehr grossen Steigung, die nahezu oder gleich der axialen Lage ist.
Dabei ist die Zahl der Knetflügel 18 gleich der in der Verdichtungszone 23 gebildeten Zahl der Verdichtungsgänge 17. Der Knetzone 24 folgt eine Staudruckzone 25 mit Staugängen geringer Steigung. Die Zahl der Staugänge 19 entspricht der Zahl der Knetflügel 18.
Durch diese Vorrichtung wird eine sehr wirkungs volle und gleichmässige Homogenisierung und Kne- tung der zu verarbeitenden Masse, und speziell der zu verarbeitenden Teigwarenmasse, erreicht, was nach folgend erläutert wird.
Die in einer nicht gezeigten Vorrichtung dosierte und vorgemischte Masse gelangt in die Speisevor richtung 10. Durch die Einzugszone 21 der Schnecke 5 wird diese Masse erfasst und gegen die Verdich tungszone 23 gefördert. Während dieses Fördervor- ganges wird gleichzeitig eine kräftige Mischung und Homogenisierung der zu verarbeitenden Masse in der Homogenisierungsstrecke 22 der Schnecke 5 bewirkt. In der Verdichtungszone 23 wird nun die Masse, der Teig, komprimiert und in zwei oder mehrere Knet- stränge aufgeteilt, je nach der neu gebildeten Anzahl Verdichtungsgänge 17 und Knetflügel 18.
In der der Verdichtungszone 23 nachfolgenden Knetzone 24 mit den zwei oder mehr radialen Knetflügeln 18 wird nun das Material nur noch sehr langsam vorwärts geför dert, und diese Förderung erfolgt im wesentlichen durch den sich bildenden Druck in der Homogenisie- rungsstrecke 22 und in der Verdichtungszone 23. Wesentlich jedoch ist in dieser Zone der auftretende Kneteffekt. Als Folge des durch die Verdichtungs zone 23 gebildeten Drucks, des Strömungswiderstandes an der Wandung des Zylinders 6 und des innern Widerstands der zu verarbeitenden Masse wird eine räumliche Zirkularbewegung erzeugt. Es wurde ver sucht, diese durch die Kurven 31, 32 einigermassen anzudeuten.
In der nachfolgenden Staudruckzone 25 vor dem Auspresskopf 12 wird nun noch der Aus- pressdruck derart erhöht, dass eine gleichmässige Auspressung der Masse durch die Auspressform 13 folgt. Gleichzeitig darf aber diese Masse hohen Drucks den Kneteffekt in der Knetzone 24 nicht beeinflussen. Daher wird durch geringe Steigung der Staugänge 19 eine Schleuse zwischen dem Auspresskopf 12 und der Knetzone 24 gebildet.
Diese eine Ausführungsform der Erfindung zeigt die wesentlichen Punkte derselben. Um die Eigen schaften verschiedener Teige berücksichtigen zu kön nen, kann von dieser einen Ausführungsform abge gangen werden und es kann der Knetzone 24 eine weitere Misch-, Verdichtungs- und Staudruckzone nachgeordnet sein. Auch kann die Homogenisierungs- strecke 22 der Schnecke 5 schon mit einer grösseren Anzahl von Schneckengängen 16 ausgerüstet sein, womit die Zahl der Knetflügel 18 in der Knetzone 24 nochmals erhöht wird. Alle diese weitern Ausführungs formen stellen aber nur mögliche Varianten der grundsätzlichen Erfindungsidee dar, ohne das Ziel der Erfindung zu bereichern.
Device for mixing and kneading plastic masses The invention relates to a device for mixing and kneading plastic masses by means of a screw, especially edible dough.
The homogenization and kneading of the plastic masses to be processed in extrusion presses and this especially in the various branches of the food and pasta industries represent an important task in achieving a first-class finished product.
It has already been proposed to increase the kneading effect in extrusion presses with screws by forming eccentric screw cores near the press head of the screw. It has also already been proposed to provide the screw core with individual cams. However, these measures have the disadvantage of a complicated production and only influence the flow of the plastic mass in such a way that it has different conveying speeds.
It is an object of the invention to significantly improve the kneading effect in such devices by generating reverse flows that are opposite to the conveying direction and thus by forming spatial circular movements of the plastic masses.
The invention is characterized in that the screw is provided with a kneading zone between a feed zone and an extrusion head, and radial blades with a very large pitch are arranged in the kneading zone. The drawing shows an embodiment using the example of a pasta press.
FIG. 1 shows a longitudinal section through the mixing and kneading device.
FIG. 2 shows the section I1-11 of FIG. 1. The homogenizing, kneading and pressing part of a pasta press according to FIG. 1 is mounted on a base 1 which also carries the drive unit 2. The homogenizing, kneading and extrusion screw 5 is rotatably arranged in a cylinder 6 and is connected to the drive unit 2 by a coupling 7. The feed device 10 is mounted on the cylinder 6 near the rear end 8. The mass to be processed can be degassed through a line 11. This line 11 can be connected to a vacuum system.
The other end of the cylinder 9 carries the extrusion head 12 with the extrusion mold 13.
The homogenizing, kneading and squeezing screw 5 has different zones. In the area of the feed device 10 is the feed zone 21, followed by the homogenization section 22, a compression zone 23, the kneading zone 24 and a back pressure zone 25. The homogenization section 22 and the feed zone 21 of the screw 5 are designed in a known manner.
By successively enlarging the screw core 15, which also corresponds to a reduction in the free cross section between the screw flights 16, a compression zone 23 is formed. In the area of this compression zone 23, the original number of screw flights 16, in the present example a single-flight screw 5, is expanded to a larger number, for example two compression flights 17. The kneading zone 24 now also has kneading blades 18, but with a very large slope that is almost or equal to the axial position.
The number of kneading blades 18 is equal to the number of compression passages 17 formed in the compression zone 23. The kneading zone 24 is followed by a back pressure zone 25 with congestion passages with a slight incline. The number of jam aisles 19 corresponds to the number of kneading blades 18.
This device achieves a very effective and uniform homogenization and kneading of the mass to be processed, and especially of the pasta mass to be processed, which is explained below.
The dosed and premixed mass in a device (not shown) arrives in the feed device 10. This mass is captured by the feed zone 21 of the screw 5 and conveyed against the compression zone 23. During this conveying process, vigorous mixing and homogenization of the mass to be processed in the homogenization section 22 of the screw 5 is effected at the same time. In the compression zone 23, the mass, the dough, is now compressed and divided into two or more kneading strands, depending on the newly formed number of compression passages 17 and kneading blades 18.
In the kneading zone 24 following the compression zone 23 with the two or more radial kneading blades 18, the material is now only conveyed forwards very slowly, and this conveyance takes place essentially through the pressure that forms in the homogenization section 22 and in the compression zone 23 However, the kneading effect that occurs in this zone is essential. As a result of the pressure formed by the compression zone 23, the flow resistance on the wall of the cylinder 6 and the internal resistance of the mass to be processed, a spatial circular movement is generated. An attempt was made to indicate this to some extent by the curves 31, 32.
In the subsequent dynamic pressure zone 25 in front of the extrusion head 12, the extrusion pressure is now increased in such a way that the mass is uniformly squeezed out by the extrusion mold 13. At the same time, however, this mass of high pressure must not influence the kneading effect in the kneading zone 24. Therefore, a sluice between the extrusion head 12 and the kneading zone 24 is formed by the slight slope of the jam passages 19.
This one embodiment of the invention shows the essential points thereof. In order to be able to take into account the properties of different doughs, this one embodiment can be abandoned and the kneading zone 24 can be followed by a further mixing, compacting and dynamic pressure zone. The homogenization section 22 of the screw 5 can also already be equipped with a larger number of screw flights 16, whereby the number of kneading blades 18 in the kneading zone 24 is increased again. However, all of these further execution forms are only possible variants of the basic inventive idea without enriching the aim of the invention.