DD278934A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formgebilden aus gefrierstrukturierten material - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unifizierung muskelanalog strukturierter Formgebilde in gefrorenem Zustand als Voraussetzung zur Verringerung des technologischen Aufwandes bei der Herstellung verbrauchergerechter Portionen. Es wird eine technische Loesung beschrieben, nach der in Folienschlaeuchen gefrierstrukturiertes Gut unter Anwendung eines Druckes im Bereich von 20 bis 80 bar, vorzugsweise 40 bis 50 bar, ohne wesentliche Volumenaenderung in dem Verwendungszweck angepasste Querschnittsformen umgeformt wird, wobei die muskelanaloge Struktur erhalten bleibt und die Erhoehung der Kerntemperatur im umgeformten Produkt 10 Grad C nicht uebersteigt. Hierzu eine Vorrichtung, bestehend aus einer Druckkammer mit Grundplatte, zwei feststehenden und vier beweglichen, mit Hydraulikzylindern bzw. einem elastischen Gegenlager in Verbindung stehenden Waenden und einer Einschiebevorrichtung. Die Erfindung kann in der Lebensmittelindustrie bei der Umformung von Grossgebinden aus gefrorenem Material in Vorbereitung der Herstellung von Einzelportionen genutzt werden.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unifizierung muskelanalog strukturierter Formgebilde in gefrorenem Zustand als Voraussetzung der Minimierung des technisch-technologischen Aufwandes bei der Überführung in verbrauchergerechte Portionen ohne Einbuße der vorhandenen Texturmerkmale.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren und Anlagen zum Umformen oder Neuformen von gefrorenem Material bekannt.

Gemäß DE-OS 1692101 erfolgt ein Strangpressen von gefrorenem Material, vorzugsweise von Fischfleisch zur Herstellung von Einzelportionen.

DE-OS 3020671 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels deren vergleichsweise dicke Portionen gleichförmiger Stärke von einer Anzahl von Blöcken aus gefrorenem Fisch ab»· otrennt werden können.

Das Ausformen von gefrorenen Nahrungsmittelprodi Kten, beispielsweise Fischstäbchen, erfolgt gemäß DE-OS 2325644 und GB-PS 1256655 mittels einer Hochdruck-Extrusionstxsformungsvorrichtung.

Die DE-OS 2045059 betrifft die Herstellung von Portionen aus gefrorenem Fisch, insbesondere die Herstellung von Fischstäbchen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das zu pressende Material mit einer Temperatur von -10 bis -3O⁰C, in eine zwangsgekühlte Füllkammer eingebracht wird und nach dem Austritt aus dieser Füllkammer über allseitig druckfest geschlossene Kanäle gegen eine feststehende Wand gepreßt und der Preßdruck solange aufrechterhalten wird, bis sich am Preß-Stempel der wahrend des Strangpressens unter den Anfangswert abgesunkene Druck wieder bis mindestens auf den Anfangswert aufgebaut hat.

Gemäß DE-OS 2501508 werden schließlich Einzelportionen aus gefrorenem Material, insbesondere Fisch, bei Temperaturen unterhalb von vorzugsweise -1O⁰C und bei Drücken von mindestens 10 bar mittels einer Druckkammer, einem Förderorgan und einer Anzahl paralleler Trennmesser hergestellt.

Das gefrorene Material wird bei den genannten technischen Lösungen ausschließlich durch originäre Muskulatur in unterschiedlichem Zerkleinerungszustand bzw. durch fertige Produktzubereitungen repräsentiert. Alle bekannten Verfahren, die zum Umformen von originärer gefrorener Muskulatur eingesetzt werden, bedingen jedoch durch die erforderlichen hohen Drücke (100-350 bar) im Zusammenhang mit den kaum zu gewährleistenden niedrigen Temperaturen generell eine signifikante Texturverschlechterung im küchenmäßig zubereiteten und umgeformten Produkt (hohe Flüssigkeitsabgabe, Zunahme eines strohigen und trockenen Charakters).

Im Zusammenhang damit treten auch geschmackliche Abweichungen auf, die offensichtlich durch eine druck- und temperaturkabalysierte Fettoxydation verursacht werden.

Weiterhin nachteilig und ebenfalls Ursache der vorgenannten Qualitätsminderungen ist die bei der Mehrzahl der bekannten Verfahren zu verzeichnende Kombination von Druck- und Scherbeanspruchung. Letztere verursachen insbesondere bei originärem Muskelgewebe infolge der dabei auftretenden großen Widerstandskräfte eine verstärkte Zerstörung.

In keinem Falle führen die bekannten Verfahren der Um- oder Neuformung von grob zerkleinerter Muskulatur bzw. von fertigen Produktzubereitungen zu Erzeugnissen mit einer muskelanalogen Struktur, sondern bestenfalls zu hackfleischartigen Produkten.

Zur Herstellung muskelanalog strukturierter Produkte sind demgegenüber Verfahren und Anlagen bekannt, die unter Ausnutzung gezielter Gefriervorgänge zu guten Produktqualitäten mit einer überraschend hohen Strukturidentität zur originären Muskulatur führen.

Die zur technisch-technologischen Ausgestaltung der Gefrierstrukturierung beschriebenen Lösungen sind jedoch hinsichtlich der Herstellung von verbrauchergerechten Einzelportionen relativ kompliziert bzw. mit erheblichen Materialverlusten behaftet, wenn ein auf traditionelle Weise hergestelltes Formgebilde beispielsweise durch Sägen hergestellt wird.

Unter Formgebildo ist z.B. ein gefrorener Block mit den Abmessungen 400mm χ 800mm χ 80mm zu verstehen, bei dessen Herstellung beim Füllen und Entleeren der Gefrierschalen trotz hohem technisch-technologischen Aufwand die für die nachfolgenden Portioniervorgänge erforderliche Kantenreinheit nicht gewährleistet werden kann.

Weitaus rationeller ist die Herstellung von Formgebilden durch eine Füllung zylindrischer Formen. Dies geschieht bekanntermaßen z. ß. rpit Wurstfüllmaschinen. Der dieser Variante im wohnende Nachteil besteht darin, daß aus derartigen Großgebinaen verbrauchergerechte rechteckige, z. B. stäbchenförmige ι inzelportionen nicht oder nur unter unvertretbar hohen Materialverlusten herstellbar sind.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht demzufolge in der Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Unifizierung gefrieri/rukturierter großformatiger Folienschläuche oder von Blöcken in verbrauchergerechte Abpuckgrößen oder Erzeugnisformaten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahrensbedingungen und eine technische Lösung aufzuzeigen, die die beim gefrierstrukturierenden Gefrieren von proteinhaltigem Material im freien Luftstrom unvermeidlich auftretenden Dickenvariationen bei Folienschläuchen bzw. Längen- und Breitenvariationen von Blöcken ausgleichen und gleichzeitig spezielle Querschnittsformen ermöglichen unier der Voraussetzung, daß die durch die Gefrierstrukturierung erzeugte muskelanaloge Struktur erhalten bleibt. Es soll gleichzeitig die Voraussetzung dafür geschaffen werden, daß bei Anwendung von axial gesehen gleicher, parallelen Schnittabständen Portionsstücke mit einheitlicher Masse hergestellt werden können. Die Aufgabe der Erfindung wird mittels eines Verfahrens gelöst, bei dem in Folienschläuchen gefrierstrukturiertes Gut unter Anwendung eines Druckes im Bereich von 20-80bar, vorzugsweises 40-50bar, ohne wesentliche Volumenänderung in dem Verwendungszweck angepaste Querschnittsformen umgeformt wird, wobei die mukelanaloge Struktur erhalten bleibt und die Erhöhung der Kerntemperatur während der Druckanwendung max. 3⁰C beträgt und die Kerntemperatur im umgeformten Produkt - 10°C nicht übersteigt. In einem anderen Anwendungsfall besteht das gefrierstrukturierte Gut vor der Umformung aus Stücken mit unrundem Querschnitt oder aus quaderförmigen Stücken.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einer geneigten Grundplatte eine Druckkammer, bestehend aus senkrecht angeordneter, feststehender Wand, aus als bewegliche Kolbenplatte ausgebildeter Planke mit Hydraulikzylinder, aus als Kolbenplatte ausgebildetem Winkelblech mit Lagern, Hydraulikzylinder und Schraubenfedern angeordnet ist, der eine auf der Grundplatte befindliche Einschiebevorrichtung, bestehend aus Kolbenplatte, Blech, Planken und Hydraulikzylinder, zugeordnet ist.

Die Herstellung von Formgebilder. erfolgt in der Weise, daß aus gefrierstrukturiertem Material in Folienschläuchen verpacktes Gut auf der geneigten Ebene der Grundplatte in die Bahn des Kolbenschiebers einrollt, von diesem taktweise erfaßt in die Druckkammer eingeschoben und von drei Seiten mittels der Kolbenplatten aktiv gepreßt in eine bestimmte, dem Verwendungszweck angepaßte Querschnittsform umgeformt wird, wobei die Stirnflächen der Druckkammer durch im Widerstand einstellbare, federbelastete Planken verschlossen werden und der Innenpreßdruck damit im Formgebilde einen zulässigen und voreingestellten Druck nicht überschreitet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäß anzuwendenden Vorrichtung zur Umformung großformatiger gefüllter Folienschläuche sowie Fig. 2,3 und 4 perspektivische Ansichten, aus denen Beispiele möglichar Verformungen eines großformatigen Folienschlauches ersichtlich sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt im wesentlichen eine Druckkammer aus zwei festen und vier beweglichen Wänden dar, wobei jeweils zwei der beweglichen durch Kolben bewegt werden, zwei unter einstellbarem Federdruck stehen und bei Überschreitung des zulässigen Innendruckes in der Druckkammer ausweichen. Die Druckkammer ist dabei - in der Zeichnung nicht dargestellt - mit gefrorenem strukturiertem Fischmaterial gefüllt.

Die erf indungsgemaß beanspruchte Fortneinrichtung besteht aus einer Grundplatte 1, die bezogen auf die xz-Ebene eine geringe Neigung (etwa 20-30 Grad) aufweist. Die Grundplatte 1 bildet gleichzeitig den feststehenden Boden der Druckkammer, wobei rechtwinklig dazu eine ebenfalls feststehende Wand 2 angeordnet ist. Eine zweite parallel dazu verlaufende Planke 3 ist als bewegliche Kolbenplatte ausgebildet und wird beispielsweise durch einen Hyderaulikzyiinder 18 betätigt. Den oberen Abschluß der Druckkammer bildet das ebenfalls als Kolbenplatte dienende Winkelblech 4, das über das Lager 5 mit dem Hydraulikzylinder 19 verbunden ist. Die Bleche 6,7,8 dienen zur Fü' . ong bzw. Führung und Hubbegrenzung der Kolbenplatten. Vom sowie hinten wird die Druckkammer durch jeweils gleichgef jrmte Winkelbleche 9 verschlossen, die einseitig in den Lagern 10 drehbar befestigt sind und so phasenweise eine vollständige Öffnung des Querschnitts der Druckkammer ermöglichen. Betätigt werden sie dabei gemeinsam durch den Hydraulikzylinder 20. Beide Bleche 9 sind auf der Betätigungsseite durch eine im Durchmesser abgesetzte Rundstange 11 verbunden, die damit einerseits den erforderlichen Abstand zur Druckkammer festlegt, andererseits eine gemeinsame Betätigung ermöglicht. Um bei Betrieb der Vorrichtung eine unzulässige Druckerhöhung in dem geformten Fischmaterial zu verhindern, stehen die Bleche 9 unter seitlichem Druck, der über Schraubenfedern 12 an vier Punkten aufgebracht und durch Muttern 13 in der Vorspannung der Federn reguliert wird. Vor der

Druckkammer sind zwei Führungsplanken 14,15angeordnet, zwischen denen die Bahn der Kolbenplatte 16-angetrieben durch den Hydraulikzylinder 21 -verläuft, die das Fischmaterial in die Druckkammer einschiebt. Das seitlich an der Kolbenplatte 16 befestigte Blech 17 verschließt dabei im ausgefahrenen Zustand der Kolbenplatte die Lücke in der Planke 14. Die Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung anhand eines Anwendungsfalles, in dem aus mit strukturiertem Fischmaterial gefüllten, im freien Luftstrom gefrorenen, großkalibrigen Folienschläuchen gleichvolumige Blöcke mit quadratischem oder rechteckigem oder speziell kantengerundetem Querschnitt hergestellt werden (Fig. 2,3 und 4). Die Bevorratung der vor der Umformung in einem speziellen, nicht näher gekennzeichneten Arbeitsgang von der Folie befreiten zylinder- d. h. wurstförmigen Körper erfolgt auf der geneigten Strecke im Bereich der Lücke in d' Planke 14, wobei in der eingefahrenen Kolbenstellung jeweils ein Rundkörper automatisch in die Bahn der Kolbenplatte I6 gelangt. Der Einschiebevorgang beginnt, sobald die drehbar gelagerten Winkelbleche 9 durch Betätigung des Zylinders 20 den vorderen und hinteren Querschnitt der Druckkammer freigegeben haben und die seitliche Druckplatte 3 sowie das obere Winkelblech 4 in die Ausgangsstellung zurückgekehrt sind. Ein vorher bereits gepreßter Formling wird auf diese Weise drucklos und nachfolgend durch den einlaufenden Rundkörper ausgeschoben. Nachdem dieser Ladungswechsel vollzogen ist, werden die Kolbenplatten 3 und 4 durch die Hydraulikzylinder 18 und 19 gleichzeitig in ihre Endstellung verschoben, wobei die Druckumformung des Rundkörpers in einen quadratischen bzw. rechteckigen oder speziell kantengerundeten Formling erfolgt. Die Bleche 7 und 8 dienen dabei zur Fixierung des Endquerschnitts der Druckkammer, d.h. des Formlings.

Verfahrensgemäß wird das Ausgangsvolumen des zu verformenden Rundkörpers um einen geringen Betrag (etwa 1-2%) größer bemessen als das Endvolumen der Druckkammer, um die exakte Einhaltung eines zulässigen Grenzdruckes im Gefrierstrukturat zu gewährleisten. Eine während des Druckvorganges auftretende Längsdehnung des Formlings über die Druckkammer hinausgehend wird durch entsprechendes axiales Ausweichen beider Winkelbleche 9 technisch ermöglicht. Gleichzeitig wird durch in der Vorspannung einstellbare Druckfedern 12 ein erforderlicher und dabei zulässiger Gegendruck aufrechterhalten.

In einem Beispiel stellte sich bei diesem Umformvorgang bei einer Ausgangskerntemperatur des Rundkörpers von 14,5⁰C ein erforderlicher Enddruck im Gefrierstrukturat von 30 bar ein, wobei im Ergebnis die Kerntemperatur im Formling um 3,2⁰C angestiegen war. Der Durchmesser des Rundkörpers betrug dabei 75-78mm. Er wurde in einen quadratischen Querschnitt des Formlings mit einer Kantenlänge von 67,5mm umgeformt. Die Ausgangslänge betrug 300mm, die Endlänge 304mm.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Formgebilden aus gefrierstrukturiertem Material, dadurch gekennzeichnet, daß in Folienschläuchen gefrierstrukturiertes Gut unter Anwendung eines Druckes im Bereich von 20-80 bar, vorzugsweise 40-50bar, ohne wesentliche Volumenänderung in dem Verwendungszweck angepaßte Querschnittsformen umgeformt wird, wobei die muskelanaloge Struktur erhalten bleibt und die Erhöhung der Kerntemperatur während der Druckanwendung max. 3°C beträgt und die Kerntemperatur 'm umgeformten Produkt -10⁰C nicht übersteigt.

2. Verfahren zur Herstellung von Formgebilden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gefrierstrukturierte Gut vor der Umformung aus Stücken mit unrundem Querschnitt oder aus quaderförmigen Stücken besteht.

3. Vorrichtung zur Herstellung von Formgebilden aus gefrierstrukturiertem Material, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer geneigten Grundplatte (1) eine Druckkammer, bestehend aus senkrecht angeordneter, feststehender Wand (2), aus als bewegliche Kolbenplatte ausgebildeter Planke (3) mit Hydraulikzylinder (18), aus als Kolbenplatte ausgebildetem Winkelblech (4) mit Lager (5) und Hydraulikzylinder (19), Winkelblechen (9) mit Lagern (10), Hydraulikzylinder (20) und Schraubenfedern (12) angeordnet ist, der eine auf der Grundplatte (1) befindliche Einschiebevorrichtung, bestehend aus Kolbenplatte (16), Blech (17), Planken (14,15) und Hydraulikzylinder (21), zugeordnet ist.