CH689544A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Befetten eines Granulatproduktes wie Extrudate, Pellets, Expanderpellets etc. - Google Patents

Description

  
 



  Bei einer Befeuchtung wird Flüssigkeit derart mit einem Produkt in Verbindung gebracht, dass die Flüssigkeit nicht nur an der Oberfläche, sondern auch in das Innere des Produktes eindringt, und beim Entfeuchten wird ebenso die Flüssigkeit nicht nur von der Oberfläche des Produktes entfernt, sondern aus dem Innern herausgebracht wird, wodurch das Produkt getrocknet wird. 



  Im gleichen Sinne wird ein Produkt beim Befetten derart mit einer fettenden Flüssigkeit zusammengebracht, dass die fettende Flüssigkeit nicht nur an der Oberfläche bleibt, sondern in das Innere eindringt. 



  Bei der Herstellung von granulatförmigen Futterprodukten, d.h. Produktelemente wie Extrudate, Pellets, Expanderpellets etc., mit hohem Fettgehalt, um diese beispielsweise als Fischfutter zu verwenden (Fischfutter soll schwimmen), besteht die Schwierigkeit, dass, falls die Fettzugaben vor dem Koch- bzw. Verformungsprozess erfolgen, dass dann das Endprodukt schlechte mechanische Bindeeigenschaften aufweist, was eine schlechte Festigkeit des geformten Produktelementes zur Folge hat. 



  Wird andererseits das Befetten nach dem Verformungsprozess mittels Sprühtrommeln oder Mischern nach herkömmlicher Art durchgeführt, so besteht das Problem, dass das zu befettende Produkt nur auf der Oberfläche die fettende Flüssigkeit aufnimmt, bzw. dass die fettende Flüssigkeit nur langsam mittels der Kapillarwirkung in das Produkt eindringt, was bei zunehmender Visko sität oder geschlossener oder kleinen Poren noch verlangsamt wird. 



  Aus vorgenannten Gründen ist die Fettmenge, welche mittels Besprühtrommeln oder Mischer auf das Produkt aufgebracht werden kann, auf 5 bis 10% der Granulatmengen beschränkt. 



  Eine diesbezügliche Verbesserung zeigt und beschreibt die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer HEI 3-180 163 (1991), in welcher ein Produkt in eine schräg nach oben gerichtete Förderschnecke mittels einer Dosierschleuse gebracht wird, wobei in einem unteren Teil der schräg gestellten Schnecke ein \lsumpf mit vorgegebenem Niveau aufrecht erhalten wird, in welchen das Produkt fällt und beim nach oben Transportieren befeuchtet wird. Die Schnecke ist zusätzlich mittels einer Vakuumpumpe in Unterdruck versetzt, d.h. das nach der fettenden Flüssigkeit nach oben geförderte Produkt befindet sich während des Transportes in einem vorgegebenen Unterdruck. 



  Dabei ist das Niveau des sogenannten \lsumpfes einstell- und variierbar. 



  Nach eigenen Angaben verbessert sich die \labsorption von vorgenannten 5 bis 10% der Granulatmenge beim herkömmlichen Verfahren bis auf 13,5% der Granulatmenge beim vorgenannten System. 



  Die Praxis zeigt jedoch, dass noch höhere Fettabsorption gewünscht ist, weshalb es Aufgabe der Erfindung war, diese Absorption der fettenden Flüssigkeit im granulatförmigen Produkt zu erhöhen. Insbesondere wird dies für Fischfutter gewünscht. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen der unabhängigen Ansprüche aufgeführte Merkmalskombination gelöst. 



  Fischfutterrezepturen, welche üblicherweise einen grossen Anteil Fischmehl enthalten, werden, beispielsweise in Extrudern, schonend bei Temperaturen um 120 DEG C mit einem Wassergehalt von 20 bis 30% extrudiert. Bei optimalen Extrusionsbedingungen bläht sich dieses plastische Material im Extruder bei Tempera turen über 100 DEG C durch den damit verbundenen Dampfdruck auf, um dann beim Austreten aus dem Extruder und damit beim Austreten der Feuchtigkeit und dem damit verbundenen Abkühlen zu einer brotähnlichen, schaumigen Struktur zu erstarren. 



  Erfindungsgemäss wird ein solch getrocknetes Produkt in einen Mischer gegeben, vorzugsweise in einen Paddelmischer, welcher auf Wiegezellen steht, so dass aufgrund des gemessenen Produktgewichtes die vorgegebene Menge fettender Flüssigkeit beigegeben werden kann. Diese vorgegebene Menge fettender Flüssigkeit (z.B. \l, flüssiges Fett) wird unter gleichzeitigem Drehen des Mischers zudosiert, um die Oberflächen der Produktteile zu benetzen. Dabei wird in ähnlicher Weise wie beim vorerwähnten Stand der Technik der Mischer in Unterdruck versetzt, wodurch die Luft aus den Kapillaren des Produktes evakuiert wird. 



  In vorteilhafter Weise, weisen die Produktteile hierbei eine vorgegebene Temperatur auf, welche einer geringen Viskosität der fettenden Flüssigkeit entspricht, um beim später erklärten, erfindungsgemässen Schritt, gut in die Kapillaren bzw. Poren des Produktes eindringen zu können. Dieser erfindungsgemässe Schritt besteht verfahrensgemäss darin, dass anschliessend an die Erzeugung des Unterdruckes, unter gleichzeitigem Befetten des Produktes, der Unterdruck im Mischer, und damit die Umgebung des Produktes entspannt wird, so dass die nun erneut in den Mischer eindringende atmosphärische Luft, die sich an der Oberfläche des Produktes befindliche fettende Flüssigkeit in die evakuierten Poren bzw. Kapillaren fördert. 



  Aufgrund dieses erfindungsgemässen Förderns der oberflächlichen fettigen Flüssigkeit in die Poren, besteht die Möglichkeit, bis zu 30% oder mehr fettender Flüssigkeit vom Produkt aufnehmen zu lassen. 



  Bei Zugaben der fettenden Flüssigkeit unter 10%, was ebenfalls vorteilhafterweise erfindungsgemäss durchgeführt wird und bei sehr porösen Produktteilen, wird die fettende Flüssigkeit vorteilhafterweise im Mischer versprüht, um eine gleichmässige Benetzung der Oberfläche zu erreichen. 



  Bei über 15% fettender Flüssigkeit zur Granulatmenge und bei eher kompakten Produktteilen kann auf das Versprühen verzichtet werden, d.h. die zu fettende Flüssigkeit kann durch das Produkt, d.h. durch die Produktteile beim Mischprozess teilweise vom Boden des Mischer aufgenommen werden. 



  Vorteilhafterweise wird das befettete Produkt bzw. die befetteten Produktteile mit einer Temperatur von ca. 40 DEG C einem Kühler oder einer belüfteten Lagerzelle zugeführt. 



  Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht einerseits - wie vorher bereits erwähnt - darin, dass wesentlich mehr Fettanteil pro Granulatmenge am Produkt gebunden ist, als nach dem Verfahren des Standes der Technik, in welchem lediglich das benetzte Produkt einem Vakuum unterzogen wird, ohne dass während des Mischens eine Entspannung des Vakuums erfolgt, in welcher die fettende Flüssigkeit verstärkt in den Poren bzw. Kapillaren aufgenommen werden kann. 



  Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt im Aufnehmen der Fetteile in den Poren und der damit verbundenen Bindung von Produktteile und Fett, d.h. im Absorbieren in die Poren anstelle des Aufliegens an der Oberfläche der Granulate. 



  Die Erfindung wird anhand einer, lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figur gezeigt und beschrieben. 



  Dabei zeigt die Figur eine erfindungsgemässe Anlage mit der erfindungsgemässen Vorrichtung, schematisch dargestellt. 



  Dabei zeigt die Figur schematisch eine Anlage zur Erzeugung von Extrudaten und der erfindungsgemässen Befettung dieser Extrudate. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung in einer solchen Anlage eingeschränkt, sondern ist in allen Anlagen verwendbar, welche andere poröse Produktteile, wie Pellets, Expanderpellets etc. herstellen. 



  Mit 1 ist ein Einfülltrichter gekennzeichnet, mittels welchem ein granulöses oder mehliges Produkt in eine Dosierschnecke 2 gegeben wird, welche dieses Produkt dosiert einer Konditionierschnecke 3 zuführt. In dieser Konditionierschnecke wird bekannterweise das mehlige bzw. granulöse Produkt für die Behandlung im nachfolgenden Extruder oder Expander feuchtigkeitsmässig, temperaturmässig und konsistenzmässig vorbereitet. 



  Beim nachfolgenden Extruder oder Expander handelt es sich um an sich bekannte Maschinen, beispielsweise um einen Doppelwellenextruder der Marke BI-EX, hergestellt und vertrieben durch die Anmelderin, oder um einen Expander, beispielsweise mit der Bezeichnung DFEA 220 oder Würfelpresse mit der Bezeichnung "KUBEX", ebenfalls hergestellt und vertrieben durch die Anmelderin. 



  Das extrudierte oder expandierte Produkt wird in einen Trockner gegeben, beispielsweise in einen Bandtrockner, ebenfalls hergestellt und vertrieben durch die Anmelderin, in welchem die Extrudate oder Expandate getrocknet und gekühlt werden. 



  Die Abluft des Trockners 5 wird mittels einer Ablufthaube 6 gesammelt und einem Zyklon 7 zugeführt. Dabei wird die saubere Luft als Abluft 8 in die Atmosphäre oder in einen weiteren Filter (nicht gezeigt) gegeben. Die ausgeschiedene feste Substanz des Zyklons 7 wird in einem Auffangbehälter 9 gesammelt. 



  Das im Trockner 5 getrocknete Produkt wird in einen Zwischenbehälter 10 gegeben, welcher in der Regel etwa das Volumen des nachfolgenden Mischers 12 aufweist, um dadurch dem Mischer 12 die Möglichkeit zu geben, chargenweise zu arbeiten. Am Auflauf des Zwischenbehälters 10 ist ein Schieber 11 vorgesehen, welcher geöffnet dem Inhalt des Zwischenbehälters 10 den nachfolgenden Mischer 12 durchlässt. 



  Es versteht sich, dass die Leistungen der nacheinander geschalteten Bearbeitungsmaschinen aufeinander abgestimmt sein müssen. 



  Der Mischer 12 steht auf Wiegezellen 13, um einerseits den Schieber 11 nach erreichter Menge schliessen zu lassen und andererseits die entsprechende Menge fettender Flüssigkeit beigeben zu lassen, wozu die von den Wiegezellen gemessene Produktmenge im Mischer einer Steuerung 19 signalisiert wird. 



  Die Steuerung 19 schliesst einerseits bei vorgegebener Menge im Mischer den Schieber 11 und rechnet aufgrund des von den Wiegezellen 13 signalisierten Druckgewichtes die vorgegebnene, prozentual richtige Menge fettender Flüssigkeit, welche mittels einer Dosierpumpe 18 aus einem Behälter 17 für die fettende Flüssigkeit in den Mischer 12 gepumpt wird. 



  Während dieser Zeit wird der Mischer von derselben Steuerung 19 in Betrieb gesetzt. Ein Steurungssatellit 19.1 der Steuerung 19 setzt nach einer vorgegebenen Zeit eine Vakuumpumpe 20 in Betrieb, um während dem Mischprozess und der Benetzung des Produktes im Mischer 12 mittels fettender Flüssigkeit, den Mischer und damit die unmittelbare Umgebung des einzelnen Produktteiles in Unterdruck zu versetzen. 



  Durch diesen Unterdruck werden die Poren bzw. die Kapillaren der einzelnen Produktteile evakuiert, was sich beispielsweise dadurch am Produkt manifestiert, dass die aus den Poren bzw. Kapillaren austretende Luft, Schaumbläschen in der an der Oberfläche der einzelnen Produktteile liegenden Feuchtigkeit erzeugt. 



  Nach einer weiteren vorgegebenen Zeit steuert der Steuerungssatellit 19.1 ein Entspannungsventil 21 an, welches zwischen dem Mischer 12 und der Vakuumpumpe 20 an der Verbindungsleitung vom Mischer 12 zur Vakuumpumpe 20 angeschlossen ist. 



  Damit wird der Raum im Mischer wieder entspannt, d.h. es fliesst wieder atmosphärische Luft über das Entspannungsventil 21 in den Raum des Mischers 12 und damit an die Umgebung des einzelnen Produktteiles mit dem Resultat, dass diese eintretende Luft, die fettende Flüssigkeit in die Poren bzw. in die Kapillaren drückt bzw. fördert, so dass eine intensive Befettung  des einzelnen Produktteiles erfolgt, was zu dem erfindungsgemässen besseren Befettungsresultat von ca. 30% oder mehr Fettanteile gegenüber Granulatanteil anstelle der ca. 13% des erwähnten Standes der Technik. 



  Da während des Entspannens der Mischprozess weiterläuft und damit die Befeuchtung der einzelnen Produktteile weitererfolgt, besteht die Möglichkeit, nicht nur das \l, welches sich an der Oberfläche des einzelnen Produktteiles befindet, sondern noch weiter während des Mischens nachaufgenommene feuchtende Flüssigkeit, aufgrund der einfliessenden Luft in die Poren nachzufördern. 



  Nach Abschluss der Befettung des Produktes im Mischer, entleert sich dessen Inhalt nach einer in der Steuerung 19 eingegebenen Zeit in einen Zwischenbehälter 14, aus welchem das befettete Produkt mittels einem Dosierelement 15 ausgetragen und weiter als Endprodukt 16 dem nächsten Ziel zugeführt wird, beispielsweise in eine Lagerzelle. 



  Mit der gezeigten Anlage wird dem Mischer prozentual so viel fettender Flüssigkeit beigegeben, als dies erfahrungsgemäss das zu befettende Produkt in der Lage ist, aufzunehmen, so dass beim Entleeren des Mischers 12, keine nicht aufgenommene, fettende Flüssigkeit am Boden des Mischers übrigbleibt. 



  Es sei noch erwähnt, dass das Aufbauen des genannten Unterdruckes und das nachfolgende Entspannen mehr als einmal erfolgt. 



  Im weiteren kann das Entspannungsventil als Druckregelventil vorgesehen werden, so dass die wieder einfliessende Luft geregelt zurückfliesst. 


 Legende 
 
 
   1 Einfülltrichter 
   2 Dosierschnecke 
   3 Konditionierschnecke 
   4 Extruder oder Expander 
   5 Trockner 
   6 Ablufthaube 
   7 Zyklon 
   8 Abluft 
   9 Auffangbehälter 
   10 Zwischenbehälter 
   11 Schieber 
   12 Mischer 
   13 Wiegezellen 
   14 Zwischenbehälter 
   15 Austrag- und Dosierelement (Band oder Schnecke) 
   16 Endprodukt 
   17 Behälter für fettende Flüssigkeit 
   18 Dosierpumpe 
   19, 19.1 Steuerung 
   20 Vakuumpumpe 
   21 Entspannungsventil 
 

Claims (9)

1. Verfahren zum Befetten von Granulaten mit fettender Flüssigkeit mit den Verfahrensschritten: - Zusammenführen einer vorgegebenen Menge der Granulate und einer vorgegebenen Menge fettender Flüssigkeit, zwecks Befeuchtung der Granulate - Erzeugen eines vorgegebenen Unterdruckes in der unmittelbaren Umgebung der befetteten Granulate, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Unterdruck über eine vorgegebene Zeitdauer entspannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Entspannens zusätzlich fettende Flüssigkeit mit dem Produkt zusammengeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der genannten Verfahrensschritte entsprechend einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entspannen in mehr als einem Schritt erfolgt.

5.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte chargenweise geschehen.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, - mit einem Mischer für das Mischen von Granulaten mit einer fettenden Flüssigkeit, - mit einer Dosiereinheit für das Dosieren der zu befettenden Granulate, - mit einer Dosiereinheit für das Dosieren der beizugebenden fettenden Flüssigkeit, - mit einer steuerbaren Vakuumerzeugereinheit für das Erzeugen eines Unterdruckes im Mischer, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel für das vorgegebene Entspannen des genannten Unterdruckes vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Mittel ein Ventil ist.

8.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung für das Steuern des Ventils vorgesehen ist, um das genannte Entspannen wie vorgegeben durchzuführen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer ein Chargenmischer ist.