DE2164552C2

DE2164552C2 - Vorrichtung zum Herstellen eines fleischartigen Erzeugnisses

Info

Publication number: DE2164552C2
Application number: DE2164552A
Authority: DE
Inventors: Alexander Leon Cincinnati Ohio Liepa
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1971-12-24
Publication date: 1983-08-11
Also published as: ATA1120171A; AT337563B; FR2120914A5; NL7117793A; SE377271B; GB1335597A; DE2164552A1; AU3668271A; ES398196A1; NL175783C; NL175783B; JPS5527781B1; CH559010A5; US3693533A; BE777383A; IT1035522B; CA967054A

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verwendung auf dem Gebiet der Herstellung von hochproteinhaltigem fleischartigem Material aus pflanzlichen proteinhaltigem Material, um den Ernährungsforderungen der Welt mit neuen Mitteln in genießbarer Form und zu vernünftigen Preisen zu entsprechen. Dabei versteht sich, daß ein fleischartiges Produkt, um wirklich fleischartig zu sein, das Aussehen und die Kaubarkeit haben sollte, wie sie durch die faserige Struktur des Fleisches bekannt ist, bei dem die Fasern im allgemeinen parallel zueinander liegen und miteinander verbunden sind.

Im allgemeinen werden fleischartige Erzeugnisse durch Faserspinntechniken, die der der Herstellung von Nylonfäden ähnlich sind, oder durch Extrudieren von plastifiziertem proteinhaltigem Material durch entsprechende Düsen hergestellt.

Die Faserspinntechnik ist beispielsweise in den US-Patentschriften Nr. 26 82 466, 27 30 447 und 27 30 448 beschrieben. Das Verfahren zum Extrudieren von plastifiziertem proteinhaltigem Material durch Düsen ist insbesondere in den US-Patentschriften Nr. 31 02 031 und 34 88 770 sowie den. britischen Patentschriften Nr. 11 05 904 und 11 74 906 beschrieben. Ein Verfahren zur Herstellung von fleischartigen Erzeugnissen ist außerdem in der DE-OS 21 48 596 vorgeschlagen worden, auf die im folgenden auch Bezug genommen wird.

Bei vielen dieser Verfahren muß der Herstellung der Fasern aus einem proteinhaltigen Material notwendigerweise ein weiterer Arbeitsschritt folgen, bei dem diese Fasern gebündelt und miteinander verbunden werden, um eine fleischartige Masse zu bilden. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Vereinfachung der Herstellung von fleischartigem Material durch das Ausschalten der Faserspinn- oder Extrudertechnik und der zum Bündeln und Verbinden von Fasern erforderlichen Arbeitsgänge.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Fördern eines Streifens einer dehnbaren, amorphen, kohärenten, wärmekoagulierbaren Masse zu schaffen, in der die Masse zuerst in einer Richtung gedehnt und anschließend auf 2ine die Koagulation einleitende Temperatur erwärmt werden kann, wodurch Scheiben eines fleischartigen Erzeugnisses, das untereinander verbundene und praktisch parallel zueinander liegende Fasern aufweist, hergestellt werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines fleischartigen Erzeugnisses ist gekennzeichnet durch einen zum Aufnehmen und Abgeben einer Menge einer dehnbaren, kohärenten, wärmekoagulierbaren, amorphen Masse vorgesehenen Behälter mit einer Auslaßöffnung und durch eine konvergierende Fördereinrichtung, die aus einem Paar konvergierender endloser Bänder besteht, welche mit zwei gebogenen Führungsplatten einen in Fördernchtung in der Höhe konvergierenden und sich in der Breite erweiternden Raum begrenzen, wobei die Förderbänder durch temperaturgesteuerte Heizeinrichtungen beheizbar und mit Antriebs- und Synchronisiereinrichtungen zur Erzielung einer konstanten, praktisch gleichen Geschwindigkeit versehen sind.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figuren an einigen bevorzugten Ausführungsformen erläutert werden.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Vorrichtung.

F i g. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1.

F i g. 3 zeigt schematisch einen Schnitt längs der Linie 3-3in Fig. 1.

Fig.4 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der neuen Vorrichtung.

F i g. 5 zeigt schematisch einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4.

F i g. 6 zeigt schematisch eine vergrößerte Draufsicht auf das eine Ende der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung längs der Linie 6-6 in F i g. 4.

Fig.7 zeigt die Biegungen verschiedener seitlicher Führungsplatten für konvergierende Räume mit unterschiedlichen Konvergenzverhältnissen.

Die in Fig. I gezeigte Vorrichtung 20 enthält einen Behälter 21, eine einen konvergierenden Raum 23 begrenzende Fördereinrichtung 22 und Heizeinrichtun-

gen 24, mit denen ein durch den konvergierenden Raum

23 gefördertes Material erwärmt werden kann.

Diese Vorrichtung ist insbesondere dafür vorgesehen, eine wärmekoagulierbare, amorphe, kohärente, teigartige Masse 85 aus dem Behälter 21 durch den konvergierenden Raum 23 zu fördern und dabei durch Quetschen zu verformen, wobei mit der Verringerung der Dicke zugleich eine nur in der Richtung quer zur Förderrichtung 25 verlaufende Dehnung der Masse bewirkt wird. Gleichzeitig erwärmt die Heizeinrichtung

24 die Masse auf eine Temperatur, die in dem zum Einleiten der Koagulation der gedehnten Masse erforderlichen Temperaturbereich liegt Die Koagulation bei gleichzeitiger Dehnung der Masse in nur einer Richtung bewirkt dann eine Umwandlung der Masse in einen Strang eines fleischartigen Erzeugnisses, das praktisch parallel zueinander liegende und miteinander verbundene Fasern aufweist.

Die Fördereinrichtung 22 der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung enthält eine untere Förderbahn 28 mit Trägerplatten 30, 31, eine obere Förderbahn 29 mit Ändrückpiatten 33, 34, seilliche Führungspiaiten 75 (F i g. 1 und 3) und 76 (F i g. 3), sowie in der Figur nicht gezeigte Antriebs- und Synchronisiereinrichtungen.

Die untere Förderbahn 28 weist ein um Walzen 38,39 geführtes endloses Band 37 auf, das in dem Bereich, in dem die Außenfläche des Bands nach oben gerichtet ist, einen ebenen Teil 40 bildet. Weiter sind unter diesem ebenen Teil Trägerplatten 30, 31 angeordnet, an denen der ebene Teil des Bands anliegt, damit die Außenfläche 43 in einer praktisch horizontalen Ebene gehalten wird.

Die obere Förderbahn 29 weist ein zweites endloses Band 45 auf, das um Walzen 46, 47 geführt ist, die praktisch parallel zueinander angeordnete, horizontale Drehachsen aufweisen. Wie aus F i g. 1 zu erkennen, ist die obere Förderbahn 29 zwischen der Walze 46 und der Walze 47 nach unten geneigt Weiter ist die Achse der Walze 47 direkt über der Achse der Walze 39 der unteren Förderbahn angeordnet, obwohl das für die beschriebene Vorrichtung nicht kritisch ist.

Um die Beschreibung der Funktionsweise der gezeigten Vorrichtung zu vereinfachen, sind in F · g. 1 zwei senkrechte Referenzebenen angegeben, die sich auf die geometrische Ausbildung dieser bevorzugten Ausführungsform beziehen, nämlich die Zuführebene 55, die durch die Achse der Walze 46 verläuft, und die Preßgrenzebene 56, die durch die Achse der Walze 39 verläuft.

Die obere Förderbahn 29 ist mit Andrückplatten 33, 34 versehen, die der inneren Fläche 58 der unteren gestreckten Bahn 59 des zweiten Bands 45 benachbart angeordnet sind, und Kräfte, die auf die Außenfläche 60 dieser gestreckten Bahn einwirken und nach oben gerichtet sind, aufnehmen und die gestreckte Bahn, wenn diese auf den Andrückplatten 33, 34 gleitet, in einer ebenen Anordnung halten. Die gestreckte Bahn 59 verläuft von der Zuführebene 55 bis zur Preßgrenzebene 56. Bei der in der F i g. 1 gezeigten Vorrichtung sind drei Andrückplatten 33, 34, 34 und vier Trägerphtten 30, 30, 31, 31 gezeigt. Die Anzahl dieser Platten ist jedoch nicht krtisch. Weiter sind temperaturgesteuerte Heizeinrichtungen 24 vorgesehen, welche individuell geheizt werden können und deren Temperatur in dem Bereich, in dem die Koagulation oder die Koagulation und das Kochen einer wärmekoagulierbaren Masse eingeleitet wird, gesteuert werden kann.

Die Vorrichtung 20 enthält weiter ortsfeste bogenförmige, seitliche Führungspjatten 75, 76 (Fi g. 3), welche von der Zuführebene 55 divergierend bis zur Preßgrenzebene 56 verlaufen und die Seitenwände des konvergierenden Raums 23 bilden. Wie aas F i g. 1 ersichtlich, stößt die Führungsplatte 75 längs einer in der Zuführebene 55 verlaufenden vertikalen linie 77 an die Seitenwand 63 des Behälters 21 an. Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, stößt auch die Führungsplatte 76 längs einer in der Zuführebene 55 liegenden vertikalen Linie 78 an die Seitenwand 64 des Behälters an. Die beiden ortsfesten Führungsplatten 75, 76 sind weiter so ausgebildet daß sie über ihre gesamte Länge mit den beiden Bändern 37 und 45 eine Gleitdichtung bilden, solange die Bänder in Bewegung sind.

Der konvergierende Raum 23 kann als eine unendlich große Anzahl von sich berührenden, vertikal angeordneten, imaginären Querschnitten 26 angesehen werden, die eine Länge X (F i g. 3) aufweisen und rechtwinklig zur Förderrichtung 25 liegen. Die Divergenz der Führungsplatten 75, 76 und die Konvergenz der beiden endlosen Bänder der Fördereinrichtung sind solcherart voneinander abhängig, daß alle imagir?xen Querschnitte 26 praktisch gleiche Flächen aufweisen. Das heißt, daß das Produkt aus der in F i g. 1 gezeigten Höhe H und der in F i g. 3 gezeigten Breite Wjedes Querschnitts 26 praktisch gleich ist Diese Flächen können aber auch um einen Betrag verschieden sein, der bestimmte Eigenschaften der Masse, wie beispielsweise deren Wärmeausdehnungskoeffizient, kompensiert, wie im folgenden noch beschrieben werden wird.

Der konvergierende Raum 23 wird darum von der Seite aus gesehen von der Zuführebene 55 und der Preßgrenzfläche 56, der Außenfläche 43 des ersten Bands 37 und der Außenfläche 60 des zweiten Bands 45, und von oben gesehen von den seitlichen Führungsplatten 75, 76 begrenzt. Die endlosen Bänder sind mit der in der Figur nicht gezeigten Antriebseinrichtung derart bewegungsverbunden, daß ihre gegenüberliegenden Teile mit konstanter Geschwindigkeit und synchron in der Förderrichtung 25 bewegt werden.

Der in F i g. 2 gezeigte Behälter 21 enthält Seitenwände 63, 64 und eine Rückwand 65. Die Seitenwände 63 und F-J sind so ausgebildet, daß sie sich teilweise unter das zweite Band 45 und bis zur Zuführebene 55 erstrecken und längs ihrer Bodenkante 66 und längs ihrer bogenförmigen Kanten 67 am ersten Band 37 bzw. am zweiten Band 45 anliegen. Auch die Bodenkante 68 der Rückwand 65 liegt am ersten Band 37 an, welches an dieser Kante entlang gleitet. Das bedeutet, daß der Behälter eine mit dem konvergierenden Raum 23 in Verbindung stehende und zur Abgabe des Behälterinhalts in diesen Raum vorgesehene Auslaßöffnung 99 aufweist, deren in der Zuführebene liegende Fläche die Höhe 70 und die Breite 71 hat. Wie bereits beschrieben, berühr» der Behälter mit den Kanten 66,66,68 den nach oben gerichteten Teil des ersten Bands 37 und mit den bogenförmigen Kanten 67 das zweite Band 45.

Zum Betrieb der Vorrichtung wird eine Menge der wärmekoagulierbaren, amorphen, kohärenten Masse 85 in den Behälter 2t eingegeben. Die Masse wird, sobald die Antriebseinrichtung der Fördereinrichtung bewirkt, daß die Bänder synchron in der Förderrichtung 25 bewegt werden, in den konvergierenden Raum 23 gefördert, welcher bei der Zuführebene 55 beginnt. Unter der Wirkung der bewegten Bänder 37,45 und der Schwerkraft wird diese Menge so ausgeformt, daß sie in der Ebene 55 beim Übergang vom Behälter 21 in den konvergierenden Raum 23 die Höhe 70 und die Breite 71 aufweist. Beim Weitertransport der Masse durch den

konvergierenden Raum 23 üben die Bänder 37 und 45 eine Quetschwirkung aus. so daß die Höhe der Menge langsam abnimmt.

Um die durch das Zusammenquetschen bewirkte Verschiebung der Masse besser zu verstehen, sei angenommen, daß jeder imaginäre Querschnitt 26 des konvergierenden Raums 23 mit Masse 85 gefüllt ist. Dadurch werden die Querschnitte durch die Masse, die im folgenden mit dem Zeichen 26' bezeichnet sind, als die Menge der Masse definiert, welche die imaginären Querschnitte 26 des konvergierenden Raums 23 ausfüllt. Die Masse in jedem Querschnitt 26' wird von der Masse in den benachbarten Querschnitten abgedämmt. Dieses Abdämmen verhindert, daß die Masse rascher oder langsamer als die Bänder in der Förderrichturig 25 bewegt wird. Darum bewirkt die Quetschwirkung der Bänder, daß jeder Querschnitt 26' der dehnfähigen und praktisch inkompressiblen Masse, wenn diese durch die unendlich große Anzahl imaginärer Querschnitte 26 verschoben wird, daß die Masse mit abnehmender Höhe in horizontaler Richtung undirektional gedehnt wird, so dciß sie jede der aufeinanderfolgenden imaginären Querschnitte 26 genau ausfüllt. Diese in nur einer Richtung verlaufende Dehnung mit der sich daraus ergebenden zunehmenden Breite, zusammen mit einer Erwärmung auf eine Temperatur, die im Temperaturbereich der beginnenden Koagulation liegt, bewirkt, daß die wärmekoagulierbare Masse beim Koagulieren in eine gebundene Masse von quer und parallel zueinander liegenden Fasern verwandelt wird. Auf diese Weise wird die Menge der amorphen, wärmekoagulierbaren Masse 85 während der Förderung durch den konvergierenden Raum 23 gegen die Preßgrenzebene 56 in einen Strang eines fleischartigen Erzeugnisses umgewandelt, welches parallel und quer zur Förderrichtung verlaufende Fasern aufweist, so daß ein Strang eines fleischartigen Erzeugnisses 86 kontinuierlich aus der Vorrichtung 20 austritt.

Weil dehnbare wärmekoagulierbare Massen aus proteinhaltigen Materialien im allgemeinen eine natürliehe. wenn auch nur sehr begrenzte Tendenz zum Fließen aufweisen, sind in der Vorrichtung die zusätzlichen seitlichen Führungsplatten 75, 76 vorgesehen. Diese verhindern, daß die Breite der Masse durch den natürlichen Querfluß zu groß wird, behindern aber nicht den durch die Quetschwirkung der konvergierenden Förderbänder und die Volumenänderung in der Masse oder durch die Wärme oder andere Eigenschaften der Masse bewirkten Querfluß. Die Führungsplatten sollen nur das unbegrenzte freie Fließen der Masse verhindern.

Die primäre Funktion der Führungsplatten 75 und 76 ist die genaue Begrenzung aller Querschnitte der Menge der Masse, die durch die Vorrichtung gefördert wird, um sicherzustellen, daß das aus der Vorrichtung austretende Erzeugnis eine gleichmäßige Querschnittsform und -größe aufweist Dazu müssen die Führungspiatten ausreichend divergent sein, um sich an den durch das Quetschen bewirkten Querfluß, die thermische Ausdehnung und andere Eigenschaften der Masse, welche eine Änderung von deren Dichte in der Vorrichtung bewirken, anzupassen. Zugleich müssen die Führungsplatten den QuerfluB, der die angestrebte Gleichmäßigkeit der Querschnittsform und -größe des aus der Vorrichtung austretenden Strangs zerstören, ausschlie- h ßen. Durch richtig geformte Führungspiatten wird erreicht, daß der austretende Strom aus dem fieischartigen Erzeugnis eine gleichmäßige Größe und Form aufweist.

Wenn ein verdichtetes Erzeugnis mit erhöhter Dichte erwünscht ist, können die Führungspiatten so gebogen werden, daß sie weniger divergieren, als dem durch das Quetschen bewirkten QuerfluB und der thermischen Ausdehnung und anderen bereits genannten Eigenschaften der Masse entspricht. Auf diese Weise kann die Biegung der Führungsplatten dazu verwendet werden, außer ihrer primären Funktion, nämlich die Gleichmäßigkeil von Größe und Form des aus der Vorrichtung austretenden Erzeugnisses sicherzustellen, auch die Dichte des fertigen Erzeugnisses zu steuern.

Um gleichmäßige Querschnittsflächen A_x für alle imaginären Querschnitte 26 zu erreichen, ist die Biegung der Führungspiatten 75, 76 aus der folgenden Beziehung zwischen der Höhe H_x aller Querschnitte 26 und der Breite W_x irgendeines Querschnitts 26 bestimmt:

-I.

w = Ji

(2)

Wenn angenommen wird, daU die gegenüberliegenden Teile der endlosen Bänder über die gesamte Länge des konvergierenden Raums 23 eben sind, kann //, durch die Gleichung:

(3)

bestimmt werden, worin /i, die Höhe 70 des konvergierenden Raums 23 in dtrZuführebene 55, /i> die Höhe 72 des konvergierenden Raums 23 in der Preßgrenzebene 56, L die Länge des konvergierenden Raums 23 und I_x die Verschiebung der Fördereinrichtung, d.h. der Abstand zwischen dem Querschnitt 26 und der Zufuhrebene 55, ist. Durch Substitution von H_x aus der Formel (3) in die Formel (1) entsteht:

W_x

lh -■

(4)

Durch die Verwendung der Gleichung (4) kann die Biegung der Führungsplatten 75, 76 für irgendeine spezifische Vorrichtungsgeometrie bestimmt werden, wenn A,, L Λι und /12 bekannt sind. In Fig. 7 ist beispielsweise eine Draufsicht auf verschiedene Sätze von Führungspiatten mit unterschiedlichem Konvergenzverhältnis gezeigt. Diese Führungsplatten gf vährleisten gleichmäßige Querschnittsflächen der vertikal angeordneten Querschnitte 26 auf der Länge L des konvergierenden Raums 23. Alle in Fig.7 gezeigten Sätze von Führungsplatten sind so ausgebildet, daß sie unabhängig vom Konvergenzverhältnis die gleichen Querschnitte ergeben, so daß mit allen Sätzen theoretisch ein gleichartig geformter Strang des Endprodukts erhältlich ist Jeder Satz ist durch ein spezifisches Konvergenzverhältnis bestimmt, welches als das Verhältnis der Höhe 70 des konvergierenden Raums 23 in der Zuführebene 55 zur Höhe 72 des konvergierenden Raums 23 in der Preßgrenzebene 56 definiert ist Bei der in F i g. 1 dargestellten Seitenansicht ist eine bei allen Sätzen von Führungspiatten 75,76 gleiche seitliche Höhe gezeigt

Aus Fig.7 ist zu erkennen, daß das Verhältnis zwischen der Breite der Masse und der Verschiebung I_x

der Fördereinrichtung für alle kleinen Konvergenzverhältnisse, im Gegensatz zu großen Konvergenzverhältnissen, fast linear ist. Das bedeutet, daß bei kleinen Konvergenzverhältnissen die Geschwindigkeit des bewirkten Querflusses über die gesamte Länge des ι konvergierenden Raums 23 praktisch konstant ist, während große Konvergenzverhältnisse, insbesondere wenn dip Masse sich der Preßgrenzebene 56 nähert, eine rasch zunehmende Geschwindigkeit des die Breite vergrößernden Querflusses als Funktion der Vcrschiebung /, der Fördereinrichtung bewirken. Es wird angenommen, daß die praktische Linearität des genannten Verhältnisses vorzuziehen ist, so daß die Vorrichtung in jedem Teil etwa in gleichem Maße zur Ausbildung des Enderzeugnisses beiträgt. ι ">

Bei der obigen Diskussion zur Ableitung der Biegung für einander entsprechende Führungsplatten 75, 76 war angenommen worden, daß das Volumen der Masse in jedem Querschnitt 26' konstant ist. Es ist jedoch möglich, daß wegen bestimmter, als Parameter wirksamer Eigenschaften der Masse diese volumetrische Konstanz nicht realisierbar ist. Das Volumen eines Querschnitts 26' der Masse kann beispielsweise durch Temperatur, Feuchtigkeit oder andere Eigenschaften der durch den konvergierenden Raum 23 transportier- 2; ten Masse beeinträchtigt werden.

Die volumetrischen Änderungen sind natürlich den Flächen A_x der Querschnitte der Masse proportional, während die Dicke der Querschnitte infolge der oben beschriebenen Dämmung der Masse in der Längsrich- m lung unverändert bleibt.

Als Parameter wirksame Eigenschaften der Massen, wie beispielsweise deren Volumen als Funktion der Temperatur, können in der Gleichung (4) berücksichtigt werden, um sicherzustellen, daß die Fläche A_x jedes r> Querschnitts 26 des konvergierenden Raums 23 ausreichend groß und genau an die Volumenänderung in den Quersc'nnittsfiachen 26' der Masse angepaßt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, daß die Form der Querschnitte der Masse über die gesamte Länge des konvergierenden Raums 23 mit dem Querschnitt des konvergierenden Raums übereinstimmt.

Beispielsweise sei angenommen, daß eine Steigerung der Temperatur f, eines Querschnitts 26' der Masse während des Förderns durch den konvergierenden »> Raum 23 eine Änderung des Volumens V_x bewirkt, die eine Funktion, der Verschiebung /, des Querschnitts gegenüber der Zuführebene 55 und der Temperatur f, ist:

VW₁(Af,) (5) ""

Wegen der konstanten Dicke des Querschnitts 26' der Masse, die durch den abgedämmten Fluß in der Längsrichtung bewirkt ist, ist die Fläche A₁- des Querschnitts 26' der Masse ebenfalls eine Funktion von I_x und f_t. Das bedeutet, daß

Für den Querschnitt 26' der Masse, dessen Fläche A_x ist, muß A_x gleich A_x sein, damit die Fläche A ,genau der Fläche A₁ des Querschnitts 26 des konvergierenden Raums 23 entspricht. Das bedeutet

A_x = A_x (7)

Durch Substitution des Werts von A_x aus der Gleichung (6) in die Gleichung (7) entsteht

A_x = f₂ (I_x, I_x) (8)

Schließlich entsteht durch Substitution des Werts von A, aus der Gleichung (8) in die Gleichung (4)

IK =

I_x(Ii₁-Ii₂)

A,-=/2

(6)

Gleichung (9) entspricht somit der Biegung der Führungsplatten 75, 76, die der Quetschung und der durch den Temperaturanstieg bewirkten, in der Querrichtung verlaufenden Dehnung genau angepaßt sind.

Es versteht sich für jeden Fachmann, daß die Biegung der Führungsplatten 75, 76, die den genannten, durch Parameter bedingten Eigenschaften der Masse entspricht, auch rein empirisch bestimmt werden kann, ebenso wie die Parameter-Funktionen.

Die obige Diskussion ging von einem rein transversalen Fluß aus, bei dem ein longitudinaler Fluß der Masse in der Förderrichtung 25 ausgeschlossen ist. Dagegen wird für die Verwendung der neuen Vorrichtung ein rein transversaler Fluß als unwichtig angesehen; es kann lediglich die Qualität des faserförmigen Aussehens des Erzeugnisses gesteigert werden, wenn ein rein transversaler Fluß angenähert erreicht wird.

Abgesehen von der Wichtigkeit der oben beschriebenen und abgeleiteten Biegung der Führungsplatten 75, 76, konnte aber auch ein fleischartiges Erzeugnis mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung hergestellt werden, ohne daß Führungsplatten 75,76 verwendet wurden.

Bei der ohne Führungsplatten in Betrieb gesetzten Vorrichtung bestanden die endlosen Bänder 37, 45 aus 0,3 mm dickem rostfreiem Stahl und hatten eine Breite von 46 cm. Sie waren so angeordnet, daß sie einen konvergierenden Raum 23 begrenzten, der eine Länge von 270 cm aufwies, eine Höhe 70 in der Zuführebene 55 von 5 cm und eine Höhe 72 in der Preßgrenzebene 56 von 2,5 cm. Die Auslaßöffnung des Behälters in der Zuführebene war 5 cm hoch und 20 cm breit. Eine Temperatur von 120⁰C und eine Bandgeschwindigkeit von 3 m/Std. wurde als geeignet, aber nicht kritisch bei der Verarbeitung einer Masse gefunden, die in folgender Weise gebildet wurde:

Es wurde zunächst eine trockene Mischung folgender Zusammensetzung hergestellt:

Komponente

Menge
(g)

Gew.-% der trockenen
Proteinmischung

Wärrnekoaguüerbares Sojaprotein	3140	56,8
Wärmekoagulierbares trockenes	285	5,1
Eiklar-Protein

Fortsetzung

IO

Komponente	Menge	Gcw.-Vn der trockenen
		Proteinmischung
	(g)
Bc...kpulvcr	150	2,7
Gelatine	150	2,7
Karamelfarbe	45	1,2
Fleischgeschmack-Aroma	250	4,5
Hydriertes Sojabohnenöl (Jodzahl 107)	1500	27
Rote Farbstofflösung	90 I	berechnet als Teile
Blaue Farbstofflösung	15 I	des Wassers

Die trockenen Komponenten wurden in die Mischschüsse! ein?s »Hohartw-Mischers gebracht und 5 min bei niedriger Geschwindigkeit vermischt. Danach wurde das Sojabohnenöl zugegeben und weitere 5 min bei mittlerer Geschwindigkeit gemischt. 3750 g Wasser, einschließlich des Gewichtes der Farbstofflösung wurden zugegeben. Dann wurde weitere 1,5 min bei mittlerer Geschwindigkeit zur Bildung einer zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteigemulsion durchmischt, die 67 Gew.-% Feuchtigkeit enthielt. Die Temperatur während des Mischens betrug 38°C.

Es ist natürlich notwendig, daß die Transportbänder eine Geschwindigkeit aufweisen, bei der eine ausreichende Verweilzeit der Masse im konvergierenden Raum 23 sichergestellt ist, um die Masse zu koagulieren, bevor sie durch die Preßgrenzebene 56 austritt. Diese Geschwindigkeit ist von der Länge des konvergierenden Raums 23 und der Anordnung und Intensität der Heizeinrichtungen 24 abhängig. Beispielsweise kann die oben beschriebene Vorrichtung mit einer kleineren Geschwindigkeit als 3 m/Std. betrieben werden, wenn der konvergierende Raum 23 verlängert oder wenn eine höhere Temperatur als 12O⁰C angewendet wird. Weil bei einer zu hohen Temperatur die Masse verkochen könnte, sind für die Temperatur praktische Grenzen gesetzt. Die Temperatur muß immer hoch genug sein, um die Koagulation einzuleiten, aber nicht so hoch, daß die Masse verkocht oder verbrannt wird.

Die oben beschriebene Vorrichtung weist ein Konvergenzverhältnis von 2 :1 auf. Dieses Verhältnis ist für die Funktion der Vorrichtung nicht kritisch, dagegen werden beste Ergebnisse erwartet, wenn das Konvergenzverhältnis im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 3 :1 liegt. Auch die Länge des konvergierenden Raums 23, die bei der beschriebenen Vorrichtung etwa 106mal größer als die Höhe 72 ist, ist nicht kritisch. Es wird jedocrT angenommen, daß die besten Ergebnisse dann erwartet werden dürfen, wenn die Länge mindestens 15mal größer als die Höhe 72 ist, so daß eine wirkungsvolle Dämmung des longitudinalen Fließens der Masse erreicht wird. Noch größere Längen würden eine entsprechende Steigerung der Bandgeschwindigkeit erlauben, was weiter eine proportional gesteigerte Produktionsgeschwindigkeit erlaubt.

Der aus der Vorrichtung austretende Strang 86 hatte, wenn keine Führungsplatten 75, 76 verwendet wurden, nur in seinem mittleren Teil eine gleichmäßige Höhe, die nach den seitlichen Kanten des Strangs keilförmig abnahm. Es .wird angenommen, daß durch das Fehlen der Führungsplatten die Masse infolge der ihr eigenen Fließeigenschaft mit einer größeren Geschwindigkeit

seitlich floß, als das der Fall gewesen wäre, wenn de" seitliche Fluß nur durch die Quetschwirkung der konvergierenden Förderbänder und die Volumenänderting der Masse, beispielsweise durch die Wärmeausdehnung, bewirkt worden wäre. Der ungleichmäßige Querschnitt eines solchen Erzeugnisses wird als weniger gut als ein gleichmäßiger Querschnitt angesehen, der bei einem Strang erreichbar ist, der aus einer Vorrichtung austritt, die gebogene Führungsplatten aufweist, weil ein Strang mit ungleichmäßigem Querschnitt nicht für gleichmäßiges Verpacken und Portionieren geeignet ist.

Bei einer anderen Betriebsweise der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung wird ein Teil der Masse, der der Zuführebene 55 benachbart ist, auf eine Temperatur erwärmt, die unter dem Temperaturbereich, in dem die Koagulation der wärmekoagulierbaren Masse eingeleitet wird, liegt. Auf diese Weise wird in diesem Teil des konvergierenden Raums 23 ein dickerer Damm der unkoagulierten Masse gebildet, wodurch der Rückfluß von koagulierender Masse erschwert wird. DerTeii des konvergierenden Raums 23 zwischen den Bändern 37, 45, der der Zuführebene 55 und der Andrückplatte 33 und den Trägerplatten 30,30 benachbart ist, wird darum auch als der kühlere Teil 95 bezeichnet. Auf diese Weise wird durch das Aufrechterhalten einer Temperatur in der durch den kühleren Teil 95 verschobenen Masse, die unterhalb des Bereichs, bei dem die Koagulation eingeleitet wird, liegt, dieser Teil der Masse als dämmende Menge der unkoagulierten Masse verwendet, welche dem Rückfluß der koagulierenden Masse, wenn diese der Quetschwirkung der Bänder ausgesetzt ist, entgegensteht. Durch das Verhindern einer Expansion oder eines rückwärts in Richtung auf den Behälter 21 gerichteten Fließens wird der Querfluß der Masse begünstigt. Es wird auch angenommen, daß der im kühleren Bereich 95 und vor dem Einsetzen der wärmebedingten Koagulation beginnende Querfluß quer verlaufende Spannungslinien bildet, welche die möglicherweise durch Koagulation bewirkte Bildung miteinander verbundener paralleler Fasern, die sich quer durch den konvergierenden Raum 23 erstrecken, begünstigt

In den Fig.4, 5 und 6 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform der neuen Vorrichtung gezeigt. In diesen Figuren sind Bauelemente, die die gleiche Funktion wie Bauelemente der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform haben, mit gleichen Referenzzeichen wie in F i g. 1 bezeichnet

Diese andere Ausführungsform weist einen Raum 96 auf, der hinter dem konvergierenden Raum 23 angeordnet ist, und ein rektanguläres Parallelepiped

Il

bildet. Dazu wird für die obere Förderbahn eine zusätzliche Zwischenwalze 47' verwendet. Außerdem erstreckt sich, wie insbesondere in den F i g. 4 und 6 gezeigt ist, der Behälter 21 über einen nach oben gerichteten Teil der Außenfläche 60 des zweiten Bands 45 hinaus. Die Gründe dafür werden später noch beschrieben werden. Der Einfachheit wegen ist die vertikale Auslaßebenc 97 als die durch die Achse der Walze 39 verlaufende Ebene bezeichnet, während die Preßgrenzebene 56' vertikal durch die Achse der Walze 47' verläuft. Wie am besten aus F i g. 5 zu ersehen ist, erstrecken sich die gebogenen Rihrungsplatten 75, 76 nur von der Zuführebene 55 zur Preßgrenzebene 56'. Ihre Form ist derart bestimmt worden, daß die Koagulation zu dem Zeitpunkt abgeschlossen ist, zu dem die Masse durch die Preßgrenzebene 56' gefördert wird, wodurch keine Notwendigkeit mehr besteht, die Seiten des aus der Masse gebildeten und durch den parallelepipedalen Raum 96 transportierten Strangs zu begrenzen.

Wie bei de" vorgängig beschriebenen Ai/sführungsform sind auch die in F i g. 4 gezeigten Trägerplatten 30, 31,32 und die Andrückplatten 33,34 und 35 unabhängig voneinander heizbar, und es ist eine unabhängige Temperatursteuerung möglich, für die nicht gezeigte Temperaturmeß- und Steuereinrichtungen verwendet werden.

Entsprechend der F i g. 6 besteht der Behälter 21 aus einer Vorderwand 98, Seitenwänden 63, 64 und einer Rückwand 65. Die Vorderwand ^>6 wird von dem nach oben gerichteten äußeren Teil des zweiten Bands 45 längs der Kante 69 (Fig. 4) gleitend abgedichtet. Die Seitenwände 63,64 bilden ebenfalls Gleitdichtungen mit dem zweiten Band 45 längs der gebogenen Kanten 67, 67, die sich von der Kante 69 zur Zuführebene 55 erstrecken. Darum bewirkt die Schwerkraft, wenn die Masse 85 im Behälter höher hinaufreicht, als die nach oben gericntete AuBenfiäche des zweiten Bands 45, daß die Masse nach unten gegen die Fläche des unteren Bands, die von den Kanten 67, 67 und 69 begrenzt ist, gedrückt wird. Es wird angenommen, daß die klebrigen Eigenschaften der Masse zusammen mit dem erhöhten Druck, der durch die größere Höhe der Masse bewirkt ist, zur Folge hat, daß die Bänder 37, 45, wenn sie sich gegen die Zuführebene 55 bewegen, die Masse verstärkt in den konvergierenden Raum 23 hineindrücken, als das beim Behälter der zuerst beschriebenen Ausführungsform möglich ist, bei dem die Höhe der Masse nicht über den nach oben gerichteten Teil des zweiten Bands 45 hinausragt.

Die zweite Ausführungsform wird in einer Weise betrieben, bei der der Querfluß und die Koagulation eintreten, bevor die Masse durch die Preßgrenzebene 56' gefördert wird. Der parallelepipedale Raum % ist dann dafür vorgesehen, den fleischartigen Strang 86 zu kochen, bevor dieser aus der Vorrichtung austritt. Für diese Betriebsweise werden die Trägerplatten 30,30,31, 31 und die Andrückplatten 33, 34, 34 auf Temperaturen erwärmt, bei denen sichergestellt ist, daß die Koagulation eintritt, bevor die Masse durch die Preßgrenzebene 56' gefördert wird, die aber nicht so hoch ist, um die Masse zu kochen. Die danach folgende Trägerplatte 32 und Andrückplatte 35 werden auf eine Temperatur erwärmt, die in dem Bereich liegt, der erforderlich ist, um das Erzeugnis zu kochen, während es durch den parallelepipedalen Raum % gefördert wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der neuen Vorrichtung, die in den Figuren nicht gezeigt ist, entspricht der zweiten in den Fig. 4 —6 gezeigten Ausfiihrungsform, mit der Änderung, daß die Führungsplattcn 75, 76 von der Zuführebene 55 bis zur Auslaßebene 97 verlaufen. Diese Ausführungsform ermöglicht, daß die Masse aufeinanderfolgend gedehnt und danach koaguliert wird. Die Dehnung der Masse wird eingeleitet, wenn diese durch den konvergierenden Raum 23 gefördert wird, und die Koagulation wird danach durch die im parallelepipedalen Raum % erzeugte Wärme eingeleitet. Die Teile der Kührungsplatten 75, 76, die zwischen der Zuführebene 55 und der Preßgrenzebene 56' angeordnet sind, sind so gebogen, daß alle Querschnitte 26 des konvergierenden Raums 23 eine gleiche Querschnittsfläche aufweisen. Die Teile der Führungsplatten 75, 76, die zwischen der Preßgrenzebene 56' und der Auslaßebene 97 liegen, sind entweder geradlinig und parallel, oder sonstwie gebogen, um einen rechtwinkligen Querschnitt der durch den Raum 96 geförderten Masse aufrechtzuerhalten. Beispielsweise können die Führungsplaiten 75. 76 so geformt sein, daß sie der durch die Wärme bewirkten Ausdehnung der Masse angepaßt sind und zugleich deren rechteckigen Querschnitt aufrechterhalten.

Es ist jedem Fachmann verständlich, daß weder die zuerst beschriebene, noch uie anderen beschriebenen Ausführungsformen alle möglichen Ausbildungen der neuen Vorrichtung umfassen. Beispielsweise kann, obwohl nur horizontal angeordnete Vorrichtungen gezeigt sind, auch eine andere Lageeinstellung :\r den Gebrauch der Vorrichtung vorteilhaft sein. Es ist auch möglich, andere als Induktionsheizungen zu verwenden, beispielsweise Heizung durch Mikrowellen, kombiniert mit entsprechenden Förderbändern, Träger- und Andrückplatten. Es kann auch notwendig oder günstig sein, für Massen mit unterschiedlicher Konsistenz oder Zusammensetzung größere oder kleinere Winkel bzw. Konvergenzverhältnisse als die oben angegebenen zu verwenden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen eines fleischartigen Erzeugnisses, gekennzeichnet durch einen zum Aufnehmen und Abgeben einer Menge einer dehnbaren, kohärenten, wärmekoagulierbaren, amorphen Masse (85) vorgesehenen Behälter (21) mit einer Auslaßöffnung (99) und durch eine konvergierende Fördereinrichtung (22), die aus einem Paar konvergierender endloser Bänder (37, 45) besteht, welche mit zwei gebogenen Führungsplatten (75,76) einen in Förderrichtung in der Höhe konvergierenden und sich in der Breite erweiternden Raum (23) begrenzen, wobei die Förderbänder durch temperaturgesteuerte Heizeinrichtungen (24) beheizbar und mit Antriebs- und Synchronisiereinrichtungen zur Erzielung einer konstanten, praktisch gleichen Geschwindigkeit versehen sind.

2. Vorrkbtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Band (37) in dem Bereich.

in dem die Außenfläche des Bandes (37) nach oben gerichtet ist, einen ebenen Teil (40) bildet, der unter dem ebenen Teil (59) des zweiten endlosen Bandes (60) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden endlosen Bänder (37,45) der Fördereinrichtung (22) einen am dünneren Ende des konvergierenden Raums (23) beginnenden und eine Verlängerung des konvergie- jo rendcn Rau^s (23) bildenden, praktisch rechteckigen, parallelepipedalen Raum (96) begrenzen, wobei zusätzlich Heizeinriciitungei-. (24) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in der .lohe konvergieren- s; de Raum (23) ein Konvergenzverhältnis im Bereich von etwa 1 :1 bis etwa 3 :1 und eine Länge, die etwa gleich oder größer als das 15fache der Höhe dieses Raums in der Preßgrenzebene (56) ist, aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvergenzverhältnis praktisch 2 :1 ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten (75, 76) so geformt und angeordnet sind, daß der konvergieren- -15 de Raum (23) über seine gesamte Länge praktisch konstante Querschnittsflächen aufweist.