DE19512230A1 - Vorrichtung für Doppelschraubenspindelpumpen zur Strukturbeeinflussung bei der Lebensmittelproduktion - Google Patents

Vorrichtung für Doppelschraubenspindelpumpen zur Strukturbeeinflussung bei der Lebensmittelproduktion

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Description

1. Bezeichnung der Erfindung
Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen, Verarbei­ ten und Bearbeiten von Nahrungsmitteln, Genußmitteln, Rohstoffen, Zusatzstoffen und oder Hilfsstoffen sowie Rohstoffen, Werkstoffen und oder Hilfsstoffen die kei­ ne Lebensmittel oder Genußmittel sind, mit dem Prozeß­ ziel, bei gleichzeitigem Portionieren und Ausformen durch eine zusätzliche Mischzone und Bearbeitungszone Strukturen aufzubauen, zu verändern und oder zu zer­ stören, mit der Möglichkeit zum gleichzeitigen Einar­ beiten von weiteren Stoffen und Stoffgemischen bei einer Doppelschraubenspindelpumpe mit verschiedenen Funktionszonen, in denen die Doppelschraubenspindeln (Förderkur­ ven) nach dem Prozeßziel entsprechend mit der jeweils erforderlichen Wellengeometrie ausgelegt sind.
2. Beschreibung der Erfindung 2.1. Stand der Technik
Doppelschraubenspindelpumpen werden zum Viskositäts­ unabhängigen Portionieren und Formen - z. B. bei der Getreideverarbeitung - eingesetzt und haben 2 Funktions­ zonen, wobei eine der Produktzuführung und eine weitere der Portionierung dient und dementsprechend konstruiert sind.
2.2. Der Erfindung zugrundeliegende Probleme
Beim Portionieren und Ausformen mit einer herkömmlichen Doppelschraubenspindelpumpe können durch die für die Portionierungsgenauigkeit erforderlichen Wellengeometrieen, die in vorangegangenen Bearbeitungsstufen aufgebaute Strukturen, die für die Erzielung der Produkteigenschaf­ ten und Erhaltung der Qualitätsmerkmale der Produkte Voraussetzung sind, wieder zerstört werden.
2.3. Kennzeichen der Erfindung
Vorrichtung und Verfahren bei einer Doppelschrauben­ spindelpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ein­ zugszone (Zone C) und Portionierungszone (Zone B) eine zusätzliche Bearbeitungszone (Zone A) mit einer, auf das Prozeßziel abgestimmten Wellengeometrie der Förder­ schnecke angeordnet ist, um erforderliche Produkteigen­ schaften zu erzielen und zu optimieren, Zeichnung Nr. 2.
2.4. Darstellung der Doppelschraubenspindeln mit den Funktions­ zonen und der jeweiligen Wellengeometrie
  • - Zeichnung Nr. 1
    Doppelschraubenspindel mit Gehäuse
  • - Zeichnung Nr. 2
    Doppelschraubenspindel mit den Funktionszonen A, B und C Richtung des Produktstromes von Zone C nach Zone A.
Funktionsbeschreibung der Zonen A, B und C Zone C
Einzugsbereich für das zu portionierende Produkt nach dem Stand der Technik.
  • - Produktzuführung wird unterstützt durch:
  • - Unterdruck von innen, Ansaugen mit Vakuum
  • - Überdruck von außen (mit Hilfe von Druckluft und/oder einer mechanischen Vorrichtung)
  • - Beliebige Wellengeometrie
Zone B
Portionierungszone mit der auf das Produkt abgestimmten Wellengeometrie nach dem Stand der Technik.
Zone A
Zusätzliche Bearbeitungszone und Mischzone (Patentan­ spruch).
In Abhängigkeit vom Prozeßziel und den Eigenschaften des zu verarbeitenden Produktes können jeweils ange­ paßt werden:
  • - die Länge der Zone A und der Durchmesser der Wellen
  • - die Wellengeometrieen und Gestaltung der Flanken sowie der Flankenoberflächen
  • - das Wellenpaar mit zwei Wellen jeweils gleicher oder verschiedener Geometrie und Flanken
  • - Zuführungsvorrichtung für Stoffe und Stoffge­ mische von außen zur Beeinflussung der Produkt­ eigenschaften.
Mögliche Variationen der Wellengeometrieen und Gestaltung der Flanken sind:
  • - der Flankenabstand auf der Welle und der Wellen zueinander von offen bis kämmend
  • - die Flankendicke
  • - die Flankensteigung
  • - die Flankenform
    z. B. a) konische Form in radialer Richtung zur oder von der Achse angeordnet mit unterschied­ licher Steigung oder gerundete Flanken usw.
  • b) unterbrochene Flanken mit verschiedenen Ausarbeitungen
    Zeichnung Nr. 3, 4 und 5
  • c) Flanken in Wellenform mit unterschiedlicher Wellentiefe und Phasenlänge, wobei die Wel­ lentiefe, Phasenlänge und Phasenverschie­ bung sowohl bei einer Welle als auch im Wellenpaar variabel angeordnet werden kann Zeichnung Nr. 6
  • d) Flanken mit Stiften, wobei die Stifte verschiedene Längen, Durchmesser, An­ ordnungen und Formen aufweisen können und nur auf einer Flankenseite wie auch auf beiden Flankenseiten angebracht sein können
    Beispiele in Zeichnung 7, 8 und 9
  • e) Flankenoberfläche mit Rillen, Riffeln oder Wellen in radialer Richtung von oder zur Achse spiralförmig verlaufend mit unter­ schiedlicher Steigung, Tiefe und Abstand, um dem Produkt eine bestimmte Strömungs­ richtung zu verleihen.
2.5. Beispiele zur Anwendung der Erfindung Beispiel A Portionierung von Weizenteigen für Toastbrot oder Weizen­ mischbrot
Die Doppelschraubenspindelpumpe wird unter anderem zum Portionieren von Weizenteigen eingesetzt. Die bisherigen Ausführungen bestehen aus den zwei Funktionszonen C und B (Fig. 2), wobei die Wellengeometrie in Zone C der Teig­ zuführung und Zone 3 zur optimalen Teigportionierung ent­ sprechend ausgestaltet ist. Um eine hohe Gewichtsgenauig­ keit zu erreichen, ist eine entsprechende Wellengeometrie in Zone B erforderlich, die jedoch das beim Kneten aufge­ baute dreidimensionale Klebergerüst (Weizenprotein) durch die spezielle Wellengeometrie bedingte mechanische Einwir­ kung wieder zerstört. Durch die damit verbundene Verringe­ rung des Gashaltevermögens und nachteilige Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften das Teiges können die vor­ gegebenen Qualitätsmerkmale der Weizenbrote nicht erreicht werden. Durch Veränderung der Technologie können diese Nach­ teile nicht vollständig kompensiert werden.
Durch die zusätzliche Bearbeitungs- und Mischzone A können durch die in Abhängigkeit der Rohstoffqualitäten, Rezeptur und Technologie ausgestalteten Wellengeometrieen das Eiweißhydrogel (Weizenkleber) wieder rekonstruieren und somit die Nachteile hinsichtlich der Brotqualität durch die Zone B aufgehoben werden.
Zudem kann die in Zone A durch eine spezielle Wellengeo­ metrie erfolgte Bearbeitung der Weizenteige diese so beein­ flussen, daß andere Bearbeitungsschritte dadurch ersetzt oder vereinfacht werden und die Brotqualität z. B. durch eine feine Porung optimiert wird. Über die Zuführung von Stoffen (z. B. Luft), Zusatz- und Hilfsstoffen in Zone A kann die Qualität der Brote z. B. hinsichtlich Volumenaus­ beute, Porenstruktur usw. zusätzlich optimiert werden.
Beispiel B Portionieren von Roggenteigen und Roggenmischbrotteigen
Bei der bisherigen Ausführung der Doppelschraubenspindel­ pumpe in Zone B und das in Zone C angelegte Vakuum werden dem Teig die durch die Knetung eingearbeiteten und während der Teigruhe entstandenen Gase zum größten Teil entzogen und die vorhandenen Gaskerne zerkleinert, wodurch bestimmte gewünschte Porenstrukturen - wie grobe und ungleichmäßige Porungen - nicht erzielt werden können.
Durch Veränderung der Technologie lassen sich diese Nach­ teile nur in geringem Maße aufheben. Werden nun in der Zone A Luft oder CO₂ zugeführt und durch die gewählte Wel­ lengeometrie in der gewünschten Weise verteilt und/oder zer­ teilt, so kann eine für das Produkt spezifische Porenstruk­ tur aufgebaut werden. Besondere Bedeutung hat dies bei Pro­ dukten mit einer weichen und langen Teigführung, wenn dabei zugleich eine besonders grobe und ungleichmäßige Porenstruk­ tur erzielt werden muß.
Diese Problematik besteht auch bei speziellen Weizen- und Weizenmischbroten.

Claims (2)

1. Vorrichtung für eine Bearbeitungszone und Mischzone bei einer Doppelschraubenspindel­ pumpe, mit einer auf das Prozeßziel abgestimmten Wellengeometrie, die an die Förder­ schnecke angeordnet ist (Fig. 2), dadurch gekennzeichnet, daß nach der Einzugszone (Zone C) und Portionierungszone (Zone B) eine zusätzliche Bearbeitungszone und oder Mischzone (Zone A) angebracht ist.
2. Bearbeitungs- und oder Mischzone nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je nach dem Prozeßziel die Länge der Zone A, der Durchmesser der Wellen, die Wellengeometrien, die Flanken sowie die Flankenoberflächen, ausgestaltet werden, mit oder ohne Zuführungsvorrichtung für Stoffe und Stoffgemische von außen.
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