DE102015200372A1

DE102015200372A1 - Single-screw extruder for continuous production of pasta filata cheese and extruder screw for this purpose

Info

Publication number: DE102015200372A1
Application number: DE102015200372.8A
Authority: DE
Inventors: Armin Weinbrenner; Philipp Thieleke
Original assignee: Helix GmbH
Current assignee: Helix GmbH
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-14
Also published as: EP3244728A1; WO2016113112A1

Abstract

Einschneckenextruder und Extruderschnecke hierfür Ein Einschneckenextruder zum kontinuierlichen Herstellen von Pasta-Filata-Käse mit einem aus mehreren axial aneinanderschließenden Zylinderabschnitten zusammengesetzten Extruderzylinder, in dem eine aus mehreren axial aneinanderschließenden Schneckenabschnitten zusammengesetzte Extruderschnecke drehbar angeordnet ist, sowie mit wenigstens einer Temperiereinrichtung, die wenigstens einem Zylinderabschnitt zum Heizen oder Kühlen des Zylinderabschnitts zugeordnet ist, wobei wenigstens ein Schneckenabschnitt eine Schneckenwendel mit mehreren Wendelgängen aufweist, die einen wendelförmigen Schneckenkanal definieren, ist bekannt. Erfindungsgemäß weist der Schneckenkanal – in geometrisch abgewickelter Längsrichtung gesehen – mehrere aneinanderschließende Streckenabschnitte auf, deren Schneckenkanaltiefe bezogen auf eine Schneckendrehachse unterschiedlich gestaltet ist. Einsatz zur Herstellung von MozzarellaSingle-screw extruder and extruder screw for this purpose A single-screw extruder for the continuous production of pasta filata cheese with an extruder barrel composed of a plurality of axially adjacent cylinder sections, in which an extruder screw composed of a plurality of axially adjacent screw sections is rotatably arranged, and with at least one tempering device, the at least one cylinder section to Heating or cooling is associated with the cylinder portion, wherein at least one screw section comprises a helical coil having a plurality of helical turns, which define a helical flight channel is known. According to the invention, the screw channel, viewed in a geometrically developed longitudinal direction, has a plurality of adjoining track sections whose screw channel depth is designed differently with respect to a screw rotational axis. Use for the production of mozzarella

Description

Die Erfindung betrifft einen Einschneckenextruder zum kontinuierlichen Herstellen von Pasta-Filata-Käse, mit einem aus mehreren axial aneinanderschließenden Zylinderabschnitten zusammengesetzten Extruderzylinder, in dem eine aus mehreren axial aneinanderschließenden Schneckenabschnitten zusammengesetzte Extruderschnecke drehbar angeordnet ist, sowie mit wenigstens einer Temperiereinrichtung, die wenigstens einem Zylinderabschnitt zum Heizen oder Kühlen des Zylinderabschnitts zugeordnet ist, wobei wenigstens ein Schneckenabschnitt eine Schneckenwendel mit mehreren Wendelgängen aufweist, die einen wendelförmigen Schneckenkanal definieren. The invention relates to a single-screw extruder for the continuous production of pasta filata cheese, comprising an extruder screw composed of a plurality of axially adjacent cylinder sections, in which an extruder screw composed of a plurality of axially adjacent screw sections is rotatably arranged, and with at least one tempering device, the at least one cylinder section for Heating or cooling is associated with the cylinder portion, wherein at least one screw section comprises a screw helix having a plurality of helical turns, which define a helical flight channel.

Ein derartiger Einschneckenextruder und eine derartige Extruderschnecke sind aus der WO 2013/076237 A1 bekannt. Der bekannte Einschneckenextruder weist einen Extruderzylinder auf, der aus mehreren Zylinderabschnitten zusammengesetzt ist, die in einer Flucht hintereinander angeordnet sind. Wenigstens ein Zylinderabschnitt ist im Bereich seiner Innenwandung mit wendelförmig verlaufenden Nuten versehen. Durch den Extruderzylinder hindurch erstreckt sich eine Extruderschnecke, die gemäß 3 aus zwei unterschiedlichen Schneckenabschnitten zusammengesetzt ist. Ein erster Schneckenabschnitt ist als einfache, gleichmäßig wendelförmige Förderschnecke ausgeführt. Ein zweiter Schneckenabschnitt ist als Dehnschneckenabschnitt ausgeführt, der über seinen Umfang verteilt mehrere mechanische Strangteilmittel und mechanische Materialleitbereiche aufweist, die sich wendelförmig über einen zylindrischen Kern des Dehnschneckenabschnitts erstrecken. Such a single-screw extruder and such an extruder screw are known from WO 2013/076237 A1 known. The known single-screw extruder has an extruder cylinder which is composed of a plurality of cylinder sections which are arranged in alignment with one another. At least one cylinder section is provided in the region of its inner wall with helically extending grooves. Through the extruder cylinder extends an extruder screw, according to 3 is composed of two different screw sections. A first screw section is designed as a simple, uniform helical screw conveyor. A second screw section is designed as a stretch screw section which has distributed over its circumference a plurality of mechanical strand part means and mechanical Materialleitbereiche extending helically over a cylindrical core of the Dehnschneckenabschnitts.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Einschneckenextruder und eine Extruderschnecke der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachem Aufbau die Herstellung von Pasta-Filata-Käse in besonders guter Qualität ermöglichen. The object of the invention is to provide a single-screw extruder and an extruder screw of the type mentioned, which allow the production of pasta filata cheese in a particularly good quality with a simple structure.

Diese Aufgabe wird für den Einschneckenextruder dadurch gelöst, dass der Schneckenkanal – in geometrisch abgewickelter Längsrichtung gesehen – mehrere aneinanderschließende Streckenabschnitte aufweist, deren Schneckenkanaltiefe bezogen auf eine Schneckendrehachse unterschiedlich gestaltet ist. Durch die unterschiedliche Schneckenkanaltiefe in Fließrichtung des herzustellenden Produkts, vorliegend der Käsemasse, aus der der Pasta-Filata-Käse entstehen soll, werden in Verbindung mit der Förderwirkung der Schneckenwendel wiederholte Dehn- und Faltvorgänge der Käsemasse erzielt, die zu der gewünschten Faserstruktur des Pasta-Filata-Käses führen. Der erfindungsgemäße Einschneckenextruder gewährleistet die Herstellung von Pasta-Filata-Käse in besonders guter Qualität, da aufgrund der unterschiedlichen Gestaltung der Schneckenkanaltiefe in Fließrichtung der Käsemasse Dehnvorgänge der Käsemasse erzielt werden können, die Dehnvorgängen bei der Handfertigung von Pasta-Filata-Käse entsprechen. Durch den erfindungsgemäßen Einschneckenextruder wird daher eine kontinuierliche industrielle Herstellung von Pasta-Filata-Käse, vorzugsweise von Mozzarella, ermöglicht, dessen Qualität einem handgefertigten Pasta-Filata-Käse entspricht. This object is achieved for the single-screw extruder in that the screw channel - seen in geometrically unwound longitudinal direction - has a plurality of adjoining track sections whose screw channel depth is designed differently based on a screw axis of rotation. Due to the different screw channel depth in the direction of flow of the product to be produced, in this case the cheese mass from which the pasta filata cheese is to be produced, in connection with the conveying action of the screw spiral, repeated stretching and folding processes of the cheese mass are achieved which lead to the desired fiber structure of the pasta. Filata cheese lead. The single-screw extruder according to the invention ensures the production of pasta filata cheese in particularly good quality, since due to the different configuration of the screw channel depth in the direction of flow of the cheese mass stretching operations of the cheese mass can be achieved, corresponding to the stretching operations in the manual production of pasta filata cheese. The single-screw extruder according to the invention therefore makes possible a continuous industrial production of pasta filata cheese, preferably mozzarella, the quality of which corresponds to a handmade pasta filata cheese.

In Ausgestaltung der Erfindung schließen – in der abgewickelten Längsrichtung gesehen – an einen n-ten Konstantstreckenabschnitt mit gleichbleibender Tiefe ein n-ter Steigungsstreckenabschnitt mit sich kontinuierlich ändernder Tiefe, an diesen ein n + 1-ter Konstantstreckenabschnitt mit gleichbleibender Tiefe und an diesen ein n + 1-ter Steigungsstreckenabschnitt mit sich entgegengerichtet zum n-ten Steigungsstreckenabschnitt kontinuierlich ändernder Tiefe als Abfolge von Streckenabschnitten aneinander an. Dadurch versetzt sich die Schneckenkanaltiefe in Fließrichtung der Käsemasse wiederholt nach unten und nach oben, wobei zwischen den n-ten Konstantstreckenabschnitten auf niedrigem Tiefenniveau und den n + 1-ten Konstantstreckenabschnitten auf hohem Tiefenniveau jeweils stetig und kontinuierlich ansteigende bzw. abfallende Steigungsabschnitte vorhanden sind, so dass sich keine Sprünge der Schneckenkanaltiefe in Fließrichtung der Käsemasse ergeben. Hierdurch erfolgt für die Käsemasse zwangsläufig ein wiederholtes Strecken, d.h. Dehnen, und Falten, wobei ein Strecken in den Steigungsstreckenabschnitten erfolgt, in denen der Schneckenkanal zwischen dem unteren Konstantstreckenabschnitt und dem oberen Konstantstreckenabschnitt ansteigt. Ein anschließendes Falten erfolgt in dem abfallenden Steigungsstreckenabschnitt und dem anschließenden Konstantstreckenabschnitt. Dies entspricht zumindest im Wesentlichen manuellen Streck- und Faltvorgängen, wie sie bei der Handfertigung von Mozzarella eingesetzt werden. Im Ergebnis ergibt sich auch bei der industriellen Fertigung mit dem erfindungsgemäßen Einschneckenextruder eine vergleichbare Strukturierung des fertiggestellten Pasta-Filata-Käses, wie er bei einer Handfertigung entsteht. In an embodiment of the invention - as viewed in the unwound longitudinal direction - to an n-th constant section of constant depth an n-th pitch section with continuously changing depth, to this n + 1-th constant section with constant depth and to this an n + 1-th slope section with opposite to the n-th slope section continuously changing depth as a sequence of sections to each other. As a result, the screw channel depth in the direction of flow of the cheese mass repeatedly moves downwards and upwards, wherein between the n-th constant section sections at low depth level and the n + 1-th constant section sections at a high depth level respectively steadily and continuously rising or falling slope sections are present, so that there are no jumps in the screw channel depth in the direction of flow of the cheese mass. This inevitably results in the cheese mass being repeatedly stretched, i. Stretching, and wrinkles, wherein stretching takes place in the pitch sections in which the screw channel between the lower constant-distance section and the upper constant-path section increases. A subsequent folding takes place in the sloping slope section and the subsequent constant section section. This corresponds at least essentially to manual stretching and folding operations, as used in the manual production of mozzarella. As a result, the industrial production with the single-screw extruder according to the invention results in a comparable structuring of the finished pasta-filata cheese, as is the case in manual production.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wiederholt die Abfolge von Streckenabschnitten sich über eine Gesamtlänge des Schneckenkanals mehrfach, wobei Tiefen und Steigungen einer n + 1-ten Abfolge jeweils identisch zu einer n-ten Abfolge gestaltet sind. Dies bedeutet, dass sich die Konstantstreckenabschnitte auf tiefem und hohem Schneckenkanalniveau – bezogen auf den radialen Abstand zur Schneckendrehachse – in gleicher Weise wiederholen wie Steigungs- und Gefälleverläufe der Steigungsstreckenabschnitte. Vorzugsweise sind auch die Längen der jeweiligen Konstantstreckenabschnitte und Steigungsstreckenabschnitte identisch zu der jeweils vorhergehenden oder nachfolgenden Abfolge, wobei die einzelnen Streckenabschnitte selbst zumindest teilweise unterschiedliche Längen aufweisen können. In a further embodiment of the invention, the sequence of link sections repeats over an entire length of the screw channel multiple times, wherein depths and pitches of an n + 1-th sequence are each designed identically to an n-th sequence. This means that the constant path sections at low and high screw channel level - in relation to the radial distance to the screw rotation axis - repeat in the same way as gradient and gradient gradients of the pitch sections. Preferably, the lengths of the respective constant path sections and pitch sections are identical to the respective preceding or succeeding sequence, wherein the individual sections may themselves have at least partially different lengths.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der wenigstens eine Schneckenabschnitt eine Kanaloberfläche des Schneckenkanals auf, die aus einem antiadhäsiven, insbesondere hydrophoben, Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus PTFE, hergestellt ist. Die Herstellung der Kanaloberfläche aus dem antiadhäsiven Kunststoffmaterial kann durch eine Beschichtung oder auch durch Herstellung der gesamten Schneckenwendel vollständig aus dem Kunststoffmaterial vorgesehen sein. Der Einsatz des antiadhäsiven Kunststoffmaterials gewährleistet, dass das herzustellende Lebensmittelprodukt, insbesondere die Käsemasse, nicht an der Kanaloberfläche des Schneckenkanals haften bleibt, so dass sich besonders gute Streck- und Faltvorgänge für die Käsemasse realisieren lassen. In a further embodiment of the invention, the at least one screw section on a channel surface of the screw channel, which is made of an anti-adhesive, in particular hydrophobic, plastic material, preferably made of PTFE. The preparation of the channel surface of the anti-adhesive plastic material may be provided by a coating or by producing the entire screw helix completely from the plastic material. The use of the anti-adhesive plastic material ensures that the food product to be produced, in particular the cheese mass, does not adhere to the channel surface of the screw channel, so that particularly good stretching and folding operations for the cheese mass can be achieved.

Für die Extruderschnecke wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schneckenkanal – in abgewickelter Längsrichtung gesehen – mehrere aufeinanderfolgende Streckenabschnitte aufweist, die bezogen auf eine Schneckendrehachse eine unterschiedlich gestaltete Schneckenkanaltiefe aufweisen. Hierdurch ergeben sich die zum erfindungsgemäßen Einschneckenextruder bereits beschriebenen Vorteile. For the extruder screw, the object underlying the invention is achieved in that the screw channel - as seen in the developed longitudinal direction - has a plurality of successive sections, which have a differently shaped screw channel depth relative to a screw axis. This results in the advantages already described for the single-screw extruder according to the invention.

In Ausgestaltung der Erfindung schließt jeweils an einen Konstantstreckenabschnitt mit gleichbleibender Tiefe ein Steigungsstreckenabschnitt mit sich kontinuierlich ändernder Tiefe, an diesen ein weiterer Konstantstreckenabschnitt mit gleichbleibender Tiefe und an diesen ein Steigungsstreckenabschnitt mit sich entgegengerichtet zum ersten Steigungsabschnitt kontinuierlich ändernder Tiefe an. Diese Abfolge von Streckenabschnitten ist in Fließrichtung der Käsemasse gesehen und damit auf eine abgewickelte Längserstreckung des wendelförmigen Streckenkanals bezogen. In an embodiment of the invention closes in each case to a constant distance section with constant depth of a slope section with continuously changing depth, to this another constant section with constant depth and to this a pitch section with oppositely directed to the first slope section continuously changing depth. This sequence of sections is seen in the direction of flow of the cheese and thus related to an unwound longitudinal extent of the helical path channel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wiederholt die Abfolge aus Konstant- und Steigungsstreckenabschnitten sich über eine Gesamtlänge des Schneckenkanals in Förderrichtung mehrfach, wobei Tiefen und Steigungen der wenigstens einen nachfolgenden Abfolge jeweils identisch zu der in Förderrichtung jeweils vorherliegenden Abfolge gestaltet sind. In Förderrichtung bedeutet in Fließrichtung der Käsemasse, die einer abgewickelten Längserstreckung des Schneckenkanals entspricht. Durch diese Ausgestaltung wird ein mehrfaches Strecken und Falten der Käsemasse erreicht, wodurch sich die gewünschte faserförmige Strukturierung der Käsemasse ergibt, die Mozzarella definiert. In a further embodiment of the invention, the sequence of constant and pitch sections repeated over an entire length of the screw channel in the conveying direction several times, with depths and slopes of at least one subsequent sequence are each designed identically to the respective preceding in the conveying direction sequence. In the conveying direction means in the flow direction of the cheese mass, which corresponds to a developed longitudinal extent of the screw channel. By this embodiment, a multiple stretching and folding of the cheese mass is achieved, resulting in the desired fibrous structuring of the cheese, which defines mozzarella.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Streckenabschnitte zumindest teilweise unterschiedlich lang gestaltet. Je nach Vorgabe können jeweils längere und/oder kürzere Konstant- und Steigungsstreckenabschnitte vorgesehen sein, um eine analoge Übertragung der bei der manuellen Herstellung von Mozzarella-Käse vorgesehenen Streck- und Faltvorgänge zu realisieren. In a further embodiment of the invention, the sections are designed at least partially different lengths. Depending on the specification, longer and / or shorter constant and gradient sections may be provided in each case in order to realize an analogous transmission of the stretching and folding processes provided for the manual production of mozzarella cheese.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kanaloberfläche des Schneckenkanals aus einem antiadhäsiven, insbesondere hydrophoben, Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus PTFE, hergestellt. Dabei kann entweder lediglich eine ausreichende Schichtdicke im Bereich der Kanaloberfläche durch das Kunststoffmaterial gebildet sein, oder die gesamte Schneckenwendel ist vollständig aus dem Kunststoffmaterial hergestellt, indem sie durch spanende Bearbeitung aus einem entsprechenden Kunststoffblock herausgearbeitet wird. In a further embodiment of the invention, a channel surface of the screw channel made of an anti-adhesive, in particular hydrophobic, plastic material, preferably made of PTFE. In this case, either only a sufficient layer thickness in the region of the channel surface can be formed by the plastic material, or the entire screw spiral is made entirely from the plastic material by being machined out of a corresponding plastic block.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist. Further advantages and features of the invention will become apparent from the claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention, which is illustrated by the drawings.

1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einschneckenextruders in schräg ausgerichteter Betriebsstellung, 1 shows a longitudinal sectional view of an embodiment of a single-screw extruder according to the invention in an obliquely oriented operating position,

2 eine in dem Einschneckenextruder nach 1 eingesetzte Extruderschnecke und 2 one in the single screw extruder 1 used extruder screw and

3 schematisch einen Ausschnitt des Einschneckenextruders – in abgewickelter Längsrichtung eines Schneckenkanals der Extruderschnecke gesehen. 3 schematically a section of the single screw extruder - seen in unwound longitudinal direction of a screw channel of the extruder screw.

Ein Einschneckenextruder 1 nach den 1 bis 3 ist zur Herstellung von Mozzarella vorgesehen. Der Einschneckenextruder 1 ist relativ zu einem Untergrund in seinem betriebsfertig montierten Zustand geneigt ausgerichtet, so dass eine Einführöffnung des Einschneckenextruders 1 oberhalb einer formgebenden Austrittsdüse 4 positioniert ist. Der Einführöffnung ist ein Einführtrichter 10 zugeordnet. Die geneigte Ausrichtung des Einschneckenextruders 1 wird durch eine nicht näher dargestellte Halterung fixiert. A single-screw extruder 1 after the 1 to 3 is intended for the production of mozzarella. The single-screw extruder 1 is aligned inclined relative to a substrate in its ready-mounted state, so that an insertion opening of the single-screw extruder 1 above a shaping outlet nozzle 4 is positioned. The insertion opening is an insertion funnel 10 assigned. The inclined orientation of the single-screw extruder 1 is fixed by a bracket, not shown.

Der Einschneckenextruder 1 weist einen Extruderzylinder 1 bis 3 sowie eine zweiteilige Extruderschnecke 5, 6 auf, die aus zwei Schneckenabschnitten 5 und 6 zusammengesetzt ist. Der Extruderzylinder 1 bis 3 ist in drei Zylinderabschnitte 1, 2, 3 unterteilt, wobei den Zylinderabschnitten 2 und 3 jeweils eine Temperiereinrichtung 7, 8 zugeordnet ist, die jeweils in eine Wandung des entsprechenden Zylinderabschnitts 2, 3 integriert ist. Die Extruderschnecke 5, 6 ist in dem Extruderzylinder 1 bis 3 um eine Drehachse D drehbar gelagert. Die Extruderschnecke 5, 6 wird mittels einer Antriebseinheit 9, die einen Elektromotor sowie ein zwischen dem Elektromotor und der Extruderschnecke 5, 6 angeordnetes Getriebe umfasst, angetrieben. The single-screw extruder 1 has an extruder barrel 1 to 3 and a two-piece extruder screw 5 . 6 on, consisting of two sections of screw 5 and 6 is composed. The extruder cylinder 1 to 3 is in three cylinder sections 1 . 2 . 3 divided, with the cylinder sections 2 and 3 in each case a tempering device 7 . 8th is assigned, each in a wall of the corresponding cylinder portion 2 . 3 is integrated. The extruder screw 5 . 6 is in the extruder barrel 1 to 3 one Rotary axis D rotatably mounted. The extruder screw 5 . 6 is by means of a drive unit 9 that has an electric motor as well as a between the electric motor and the extruder screw 5 . 6 arranged gear comprises, driven.

In den Zylinderabschnitten 2 und 3 des Extruderzylinders sind an wenigstens zwei Stellen Injektionsöffnungen 11 vorgesehen, durch die hindurch Wasserdampf und/oder eine Zudosierung von Salz und/oder Gewürzen und/oder anderen Zutaten vorgenommen werden kann. Die Temperiervorrichtungen 7 und 8 umfassen Rippenstrukturen im Bereich der Wandungen der Zylinderabschnitte 2 und 3, um eine entsprechende Heiß- oder Kaltwassertemperierung der Zylinderabschnitte 2, 3 zu ermöglichen. In the cylinder sections 2 and 3 of the extruder cylinder are injection ports at at least two locations 11 provided, through which water vapor and / or a dosage of salt and / or spices and / or other ingredients can be made. The tempering devices 7 and 8th comprise rib structures in the region of the walls of the cylinder sections 2 and 3 to a corresponding hot or Kaltwassertemperierung the cylinder sections 2 . 3 to enable.

Die Extruderschnecke 5, 6 weist einen in Förderrichtung gesehen ersten Schneckenabschnitt 6 auf, der als Einzugschneckenabschnitt gestaltet ist. Der Einzugschneckenabschnitt dient dazu, das im Einführtrichter 10 zugeführte Vorprodukt, nämlich Cagliata-Stücke, zu zerkleinern und zu vergleichmäßigen zu einer zu fördernden Käsemasse. Der Schneckenabschnitt 5 ist als einfache Schneckenwendel mit einem zylindrischen Schneckenkern und einem wendelförmigen Schneckenkanal gestaltet. Zusätzlich ist der umgebende Zylinderabschnitt 1 im Bereich seiner Innenwandung mit wendelförmigen Nuten versehen, die mit der Schneckenwendel des Schneckenabschnitts 5 zusammenwirken. An den ersten Schneckenabschnitt 5 schließt in Förderrichtung der Käsemasse ein als Knetschneckenabschnitt gestalteter Schneckenabschnitt 6 an, dessen Länge wesentlich größer, vorzugsweise wenigstens dreimal so groß, ist wie die Länge des Einzugschneckenabschnitts. Der Einzugschneckenabschnitt 5 und der Knetschneckenabschnitt 6 sind koaxial zueinander ausgerichtet und drehfest miteinander verbunden. The extruder screw 5 . 6 has a first screw section seen in the conveying direction 6 on, which is designed as Einzugsschneckenabschnitt. The intake screw section is used in the insertion funnel 10 fed precursor, namely Cagliata pieces to crush and equalize to be promoted cheese mass. The snail section 5 is designed as a simple spiral screw with a cylindrical screw core and a helical screw channel. In addition, the surrounding cylinder section 1 provided in the region of its inner wall with helical grooves, which coincides with the helical spiral of the screw section 5 interact. To the first snail section 5 includes in the conveying direction of the cheese mass designed as a kneading screw section screw section 6 whose length is substantially larger, preferably at least three times as large as the length of the intake screw section. The auger section 5 and the kneading screw section 6 are coaxially aligned with each other and rotatably connected.

Der Schneckenabschnitt 6 weist eine Schneckenwendel auf, die mit einem über eine Vielzahl von Wendelgängen verlaufenden Schneckenkanal 12 versehen ist. Der Schneckenkanal 12 windet sich um einen Schneckenkern, der von einer Tragachse T aus Metall durchsetzt ist. Die Schneckenwendel einschließlich Schneckenkern und Schneckenkanal 12 ist aus einem antiadhäsiven Kunststoff, vorliegend aus PTFE, hergestellt. The snail section 6 has a spiral screw, which runs with a running through a plurality of helical turns screw channel 12 is provided. The snail channel 12 winds around a screw core, which is interspersed by a support shaft T of metal. The spiral auger including screw core and auger channel 12 is made of an anti-adhesive plastic, in this case made of PTFE.

Anhand der 3 ist erkennbar, dass der Schneckenkanal 12 – auf die Drehachse D bezogen – eine unterschiedliche Schneckenkanaltiefe in Förderrichtung, d.h. in Fließrichtung der Käsemasse gesehen, aufweist. Anhand der 3 ist ein Teil des wendelförmigen Schneckenkanals in geometrisch abgewickeltem Zustand dargestellt. Anhand dieser Abwicklung ist erkennbar, dass der Schneckenkanal durch sich wiederholende Abfolgen von kontinuierlich aneinanderschließenden Streckenabschnitten gebildet ist. Dabei folgt in Förderrichtung F gesehen auf einen ersten Konstantstreckenabschnitt 13 mit großer Schneckenkanaltiefe (Abstand radial zur Drehachse D zwischen Innenwandung des Zylinderabschnitts 2, 3 zu einem Boden des Schneckenkanals 12) ein stetig ansteigender Steigungsstreckenabschnitt 14. An diesen Steigungsstreckenabschnitt 14 schließt ein erneuter Konstantstreckenabschnitt 15 an, bei dem ein Boden des Schneckenkanals 12 parallel zu dem ersten Konstantstreckenabschnitt 13, jedoch mit geringerer Schneckenkanaltiefe, verläuft. An diesen Konstantstreckenabschnitt 15 mit geringer Schneckenkanaltiefe schließt sich ein zu dem Schneckenkanaltiefenniveau des anschließenden Konstantstreckenabschnitts 13 abfallender Steigungsstreckenabschnitt 16 an. Der Konstantstreckenabschnitt 13 ist identisch ausgeführt zu dem ersten Konstantstreckenabschnitt 13, der in 3 links dargestellt ist. Auch die Tiefe des Schneckenkanals 12 im Bereich des in 3 rechten Konstantstreckenabschnitts 13 entspricht der Tiefe des in 3 linken Konstantstreckenabschnitts 13. Based on 3 it can be seen that the screw channel 12 - Based on the axis of rotation D - a different screw channel depth in the conveying direction, ie seen in the direction of flow of the cheese mass has. Based on 3 is a part of the helical screw channel shown in geometrically unwound state. It can be seen from this development that the screw channel is formed by repetitive sequences of continuously adjoining track sections. It follows in the conveying direction F seen on a first constant section section 13 with large screw channel depth (distance radially to the axis of rotation D between the inner wall of the cylinder portion 2 . 3 to a bottom of the snail channel 12 ) a steadily increasing pitch section 14 , At this slope section 14 closes a renewed Konstantstreckenabschnitt 15 at which a bottom of the screw channel 12 parallel to the first constant section section 13 , but with a smaller spiral channel depth, runs. At this constant distance section 15 with a small screw channel depth, one closes to the screw channel depth level of the subsequent constant path section 13 sloping slope section 16 at. The constant distance section 13 is identical to the first constant path section 13 who in 3 is shown on the left. Also the depth of the snail canal 12 in the area of in 3 right constant distance section 13 corresponds to the depth of the in 3 left constant section 13 ,

Je geringer die Schneckenkanaltiefe, desto größer ist ein radialer Abstand einer Oberfläche des Schneckenkanals zu der Schneckendrehachse D, und umgekehrt, je größer die Schneckenkanaltiefe, desto geringer ist der radiale Abstand der Kanaloberfläche zu der Schneckendrehachse D.The smaller the screw channel depth, the greater is a radial distance of a surface of the screw channel to the screw rotation axis D, and vice versa, the larger the screw channel depth, the smaller the radial distance of the channel surface to the screw rotation axis D.

An diesen zweiten Konstantstreckenabschnitt 13 schließt sich die gleiche Abfolge von Steigungsstreckenabschnitt 14, Konstantstreckenabschnitt 15 und Steigungsstreckenabschnitt 16 (Gefälle) an, wie sie in der Abfolge gemäß 3 dargestellt ist. Die in Fließ- oder Förderrichtung der Käsemasse gesehenen Längen dieser Streckenabschnitte von jeweils einer Abfolge aus Konstantstreckenabschnitt 13, Steigungsstreckenabschnitt 14, Konstantstreckenabschnitt 15 und Steigungsstreckenabschnitt 16 sind unterschiedlich zueinander. Die in Förderrichtung F anschließende Abfolge von Streckenabschnitten weist jedoch dieselben Längen bezüglich ihrer Streckenabschnitte auf wie die erste Abfolge. At this second constant distance section 13 closes the same sequence of slope section 14 , Constant line section 15 and slope section 16 (Gradient), as described in the sequence according to 3 is shown. The seen in the flow or conveying direction of the cheese mass lengths of these sections of each of a sequence of constant section section 13 , Slope section 14 , Constant line section 15 and slope section 16 are different from each other. However, the subsequent sequence of sections in the conveying direction F has the same lengths with respect to their sections as the first sequence.

Im Betrieb des Einschneckenextruders 1 erfolgt im Bereich des jeweiligen Steigungsstreckenabschnitts 14 und im Bereich des anschließenden Konstantstreckenabschnitts 15 ein Dehnen der Käsemasse. Im anschließenden Gefälleabschnitt, d.h. im Steigungsstreckenabschnitt 16, und in dem daran anschließenden Konstantstreckenabschnitt 13 erfolgt ein Falten der Käsemasse, bevor mit der anschließenden Abfolge von Streckenabschnitten wieder ein entsprechendes Dehnen und Strecken sowie ein anschließendes Falten und Kneten erfolgt. During operation of the single-screw extruder 1 takes place in the region of the respective slope section 14 and in the area of the subsequent constant-distance section 15 a stretching of the cheese. In the subsequent slope section, ie in the slope section 16 , and in the subsequent Constantstreckenabschnitt 13 a folding of the cheese mass takes place, before with the subsequent sequence of sections again a corresponding stretching and stretching and a subsequent folding and kneading takes place.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2013/076237 A1 [0002]

Claims

Single screw extruder ( 1 ) for the continuous production of pasta filata cheese, comprising one of a plurality of axially adjoining cylinder sections ( 1 to 3 ) assembled extruder barrel, in which one of a plurality of axially mutually closing screw sections ( 5 . 6 ) composite extruder screw is rotatably arranged, as well as with at least one tempering device ( 7 . 8th ), which at least one cylinder section ( 2 . 3 ) for heating or cooling the cylinder portion ( 2 . 3 ), wherein at least one screw section ( 5 . 6 ) has a helical coil with a plurality of helical turns, which has a helical screw channel ( 12 ), characterized in that the screw channel ( 12 ) - seen in geometrically developed longitudinal direction - several contiguous route sections ( 13 to 16 ), whose screw channel depth is designed differently with respect to a screw rotation axis (D).

Single-screw extruder according to claim 1, characterized in that - seen in the unwound longitudinal direction - an n-th constant section ( 13 ) at a constant depth, an nth pitch segment ( 14 ) with continuously changing depth, to this an n + 1-th constant section ( 15 ) at a constant depth and at this n + 1-th slope section ( 16 ) in the opposite direction to the n-th slope section ( 14 ) continuously changing depth as a sequence of track sections to each other.

Single-screw extruder according to claim 2, characterized in that the sequence of sections ( 13 to 16 ) over a total length of the screw channel ( 12 ) are repeated several times, wherein depths and slopes of an n + 1-th sequence are each designed identically to an n-th sequence.

Single-screw extruder according to claim 2 or 3, characterized in that the track sections ( 13 to 16 ) at least partially have different lengths.

Single-screw extruder according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one screw section ( 6 ) a channel surface of the screw channel ( 12 ), which is made of an anti-adhesive, in particular hydrophobic, plastic material, preferably made of PTFE.

Single-screw extruder according to claim 5, characterized in that the entire screw helix of the at least one screw section is made entirely of the anti-adhesive plastic material.

Extruder screw for a single-screw extruder with at least one screw flight having a plurality of helical turns, which has a helical screw channel ( 12 ), characterized in that the screw channel ( 12 ) - seen in geometrically unwound longitudinal direction - several consecutive sections ( 13 to 16 ), which have a differently shaped screw channel depth relative to a screw rotation axis (D).

Extruder screw according to claim 7, characterized in that to a constant screw section ( 13 ) with a constant depth a pitch section with continuously changing depth, to this another Konstantstreckenabschnitt ( 15 ) with a constant depth and at this a slope section ( 16 ) with opposite to the first slope section ( 14 ) continuously changing depth connects.

Extruder screw according to claim 8, characterized in that the sequence of constant and pitch sections ( 13 to 16 ) over a total length of the screw channel ( 12 ) repeatedly in the conveying direction, wherein depths and gradients of the at least one subsequent sequence are each designed identically to the respective preceding in the conveying direction sequence.

Extruder screw according to claim 9, characterized in that the sections ( 13 to 16 ) are designed at least partially different lengths.

Extruder screw according to one of claims 7 to 10, characterized in that a channel surface of the screw channel ( 12 ) is made of an anti-adhesive, in particular hydrophobic, plastic material, preferably made of PTFE.

Extruder screw according to claim 11, characterized in that the screw helix is made entirely of the anti-adhesive plastic material.