DE2312183A1

DE2312183A1 - Extruderanlage zum herstellen von nahrungsmitteln

Info

Publication number: DE2312183A1
Application number: DE2312183A
Authority: DE
Inventors: Josef Manser
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1972-05-16
Filing date: 1973-03-12
Publication date: 1973-12-06
Also published as: US3861287A; IT982165B; DE2312183B2; CH570780A5

Description

PATENTAMWALT 8 MÖNCHEN , 27.6.1973/R DR. WILHELM HASSE _PGra 4076/Bü DIPLOMINGENIEUR

Gebrüder Bühler AG, CH 9240 Uzwil

Extruderanlage zum Herstellen von Nahrungsmitteln

Die Erfindung betrifft eine Extruderanlage zum Herstellen von Nahrungsmitteln, insbesondere Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis von geblähter und ungeblähter Art, mit mindestens einer Koch- und mindestens einer Kühl-Schnecke.

Es wird gegenwärtig bei Kleinmahlzeiten und Imbißwaren eine Vielzahl von Formen und Zusammensetzungen angeboten. Zudem ist ein relativ großer, ständiger Wechsel in den Ausführungen zu beobachten.

In der Fachwelt besteht die verbreitete Meinung, die teils komplizierten chemischen und physikalischen Vorgänge bei der Herstellung von Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, vor allem in bezug auf geblähte und ungeblähte Arten, könnten nur mit mehreren, wenigstens zvei

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verschiedenen und speziell gebauten Maschinen, beherrscht werden.

Es sind zwar,einige Anlagen bekannt, die geblähte und uiigeblähte Produkte auf ein und derselben Maschine herstellen können. Bei diesen Maschinen gelangt das Produkt in einem ungebrochenen Wechsel von der Kochzone direkt in
die Kühlzone. Bei diesen bekannten Lösungen ist die Einschränkung sehr nachteilig, daß nur speziell ausgewählte Grundstoffe verarbeitet und damit wieder nur ein kleiner Teil der verschiedenen Kleinmahlzeiten und Imbißwaren,
Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis
von geblähter und ungeblähter Art auf derselben Maschine hergestellt werden können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache Extruderanlage zu bauen, welche tatsächlich alle gegenwärtig auf dem Markt erhältlichen Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf
Getreidebasis von geblähter und ungeblähter Art verarbeiten, kann und zudem für die Herstellung von Zukunftsprodukten eine große Zahl von Variationen zuläßt.

Die Erfindung, welche ein derartiges Programm mit ein
und derselben Maschine bewältigen kann, zeichnet sich
dadurch aus, daß die Schnecken zueinander derart winklig

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angeordnet sind, daß wahlweise die Ware über die Kühlschnecken verarbeitet oder nach der Kochschnecke direkt expandiert wird.

Damit ist eine nur scheinbar komplizierte Maschine geschaffen, die gestattet, jede Funktion optimal auszuführen. Diese Lösung erlaubt ungeahnte Variationsmöglichkeiten.

Erstaunlicherweise wirkt sich das überführen der gekochten Produkte wie Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis von geblähter und ungeblähter Art in die unabhängig arbeitende Kühl-Schnecke nicht negativ auf den empfindlichen Verarbextungsprozeß aus.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, um die Ware nach der Kochschnecke · zur Formgebung auszustoßen und die Kühlschnecke zu überbrücken.

Diese Mittel können wärmetauschbar, insbesondere heizbar sein.

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Entgegen den Befürchtungen, es könnten infolge Verlängerung des Weges bei diesen Ausführungsformen negative Veränderungen auftreten, konnten im Labor im industriellen Maßstab, z.B. geschmacklich und farblich, einwandfreies, expandiertes Hundefutter hergestellt werden.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Extruderanlage im Einsatz für gekühltes, ungeblähtes Produkt mit vorgeschaltetem Mischtrog und Dosierschnecke, teilweise im Längsschnitt ,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Teil einer Extruderanlage, im Längsschnitt im Einsatz für direkt expandiertes Produkt mit Ablenkung in vertikaler Richtung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Extru- . deranlage zum Direktausstoß, ohne Ablenkung, mit Überbrückungsstück und anschließender Schneid einrichtung,

Fig. 5 ein Überbrückungsstück im Längsschnitt, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Kleinmahlzeiten- und Imbiß-Schnecke.

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In einer derartigen Anlage erfolgt die Materialaufgäbe durch eine Dosiereinrichtung, z.B. eine Dosierschnecke 12, welche das Komponentengemisch aus einem Mischer 5 abzieht, in dessen Trog 6 ein Rotor 7 mit einer Welle 8 und Mischarmen 9 dreht und die verschiedenen Komponenten zu einem höchstmöglich homogenen Gemisch vereinigt. Dieses Gemisch gelangt durch eine Öffnung, welche mittels eines Schiebers in ihrer Größe verstellbar ist, (nicht dargestellt) in die Dosierschnecke 12. In deren Gehäuse '14 läuft ein Schneckenrotor, welcher aus einer zylxndrischen Welle 16 und einer mehrgängigen Schraubenregelfläche 18 besteht. Eine Flanschverbindung 20 kuppelt die Antriebsseite 21 mit dem Schneckenrotor 16/18. Einem Gehäuseaustritt 23 dieser Einspeiseschnecke 12 schließt sich eine Einspeiseöffnung 24 eines Gehäuses 26 zu einer Kocherschnecke 28 an. Diese Kocherschnecke 28 wird über eine Keilriemenscheibe 30 und ein Getriebe im Kasten 31 angetrieben. Die getriebene Welle 33 ist mit einer Schraubenregelfläche 34 ausgerüstet. Am Ende der Schnekke 28 ist im Gehäuse 26 ein Ring 35 eingeschoben. Das Gehäuse 26 ist mit einem schraubenförmigen Kanal 38 versehen, der entsprechend der zu behandelnden Ware entweder geheizt oder gekühlt werden kann. Zum Abschluß des Kanals 38 nach außen ist ein Außenmantel 39 vorgesehen.

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Es ist natürlich auch möglich, das Innere der Schnecke 28 zu heizen oder zu kühlen, derart, daß die zu behandelnde Ware an den verschiedenen Stellen die ihr bekömmlichste Temperatur aufweist» Bin großer Teil der Kochwärme wird durch Reibung der Schnecke 28 verursacht. Es entstehen daher direkt an der Schneckenoberfläche Wärmemaxima, welche durch Kühlung unterdrückt werden müssen. In diesem sinne ist es möglich, sowohl im Gehäuse 26 als auch in der Welle 33 voneinander unabhängige Heiz- und Kühlkanäle vorzusehen, um gebietsweise zu heizen oder zu kühlen oder abwechslungsweise das eine oder das andere zu tun. Es ist selbstverständlich,- daß auch der Ring 35 auswechselbar ist. .

Fig. 3 zeigt, wie sich bei teilweise herausgezogener Schnecke 50 an den Gehäuseaustritt 43 der Kocherschnecke 28 ein Übergangsstück 45 anschließt, das bei der dargestellten Anlage auf der Abgangsseite verschlossen ist, so daß das Gut in die Schnecke 50 gelangt, von welcher wieder ein Getriebe- und Lagerkasten 47 dargestellt ist. Der Kasten 47 ist direkt mit dem Übergangsstück 45 verbunden. Dieses Übergangsstück 45 kann gegen ein anderes 60 (Fig. 4, 5) ausgewechselt werden, bei welchem der Zugang zum Schneckengehäuse· 49 der dritten Schnecke 50 einer'Kühl- und/oder Heizschnecke geschlossen und ein horizontal gerichteter Ausgang offen ist. Dieses Stück

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60 erlaubt, das gekochte Gut nach dem Kochen und Kneten^ über einen Zwischenkanal 61 durch eine Düse 62 zu pressen und das aus der Düse 62 austretende Produkt, z.B. mittels rotierender Messer 64, zu zerkleinern.

Es ist ferner möglich, den Zwischenkanal 61 um 90° abzuwinkein und das Gut senkrecht zur Achse des Übergangsstückes 60 auszupressen.

Der schraubenförmige' Außenkanal 66 dient der Führung eines Heizmediums (Fig. 4, 5). Im'Schneckengehäuse 49 dreht sich eine Schnecke 50 mit der Schneckenwelle 51 und der als Schraubenregelfläche ausgebildeten Förderschnecke 52. Unmittelbar vor dem Austritt des Schneckengehäuses 49 befindet sich auf der Welle 51 ein verstellbarer oder auswechselbarer Schaufelkranz 54, dem sich eine AusstoßÖffnung 58 anschließt, die zu den formgebenden Teilen der Anlage führt, welche dem Endprodukt die" gewünschte Form geben.

Durch entsprechendes Abstimmen der Geschwindigkeit und der Menge dervorwärtsbewegten Masse mit Hilfe der Drehzahl, insbesondere der Koch- und Kühlschnecken-28, 50, kann das zu behandelnde Produkt mit der gewünschten Temperatur bei den gewünschten Druckverhältnissen einer gewünschten Zeit ausgesetzt werden. Es ist dabei bekannt,

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das Produkt unter Druck und bei Temperatur so zu.halten, so daß das im Produkt vorhandene Wasser als Wasser besteht. Nur beim" ungekühlten Ausstoßen aus der Kocherschnecke 28 wird beim entsprechenden Übergangsstück 60 infolge Nachlassen des Druckes im Produkt Wasserdampf/ gebildet, welcher das Produkt bläht, so daß ein sogenannt "expandiertes" Produkt entsteht (Fig. 4)· Wird dagegen das Übergangsstück 45 verwendet, so kann das in der Kocherschnecke 28 behandelte Gut in der nachfolgenden dritten Schnecke 50 nach Wunsch gekühlt werden.

Es entsteht ungeblähtes Gut (Fig. 1,3). Der auswechselbare Schaufelkranz. 54 ermöglicht dabei, je nach Produkt, eine individuelle Behandlung. Zur Herstellung eines gewöhnlich gekochten, nicht expandierten Produktes bedient man sich der Kühlschnecke 50. Auch in der Kühlschnecke wird infolge Reibung zwischen der Schnecke 50, dem Gehäuse 49 und dem zu behandelnden Gut Wärme entwickelt, welche zusätzlich abgeführt werden muß. Der ganze Prozeß kann, insbesondere auch in zeitlicher Beziehung, durch Kühlen oder zusätzliches Erhitzen geregelt werden.

Heute werden fast ausschließlich Koch- und Kühlschnecken mit relativ kleiner Schneckentiefe eingesetzt: Das Maß zwischen dem Schneckenkern und dem Gehäuseinnendurchmesser ist fast immer sehr klein. Zu Beginn der Entwicklung

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wurde aus einer falsch verstandenen Analogie .zwischen der Herstellung von Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis von geblähter-und ungeblähter Art sowie bekannte Paletten- oder Schnecken-Kocher,teilweise sogar mit Sticheln versehen, eingesetzt, mit dem Ergebnis, daß z.B. während einigen Stunden einwandfreie Ware produziert werden konnte, und plötzlich, ohne irgendwelche äußere Ursache, etwa einer Temperaturerhöhung, aromatisch oder farblich veränderte und damit unbrauchbare Ware entstanden.

Dieser Mißstand konte mit der erfindungsgemäßen Lösung beseitigt werden, trotz einiger Befürchtungen in bezug auf Verfahrens-Sanitation. Die"Sanitation darf nicht nur im Sinne einer leichten und schnellen Reinigung verstanden werden. Alle unkontrollierbaren Strömungen, etwa in tiefen Schneckengängen usw. müssen nach neuer Erkenntnis beseitigt, ebenso müssen aber nicht verfahrensbedingte "Förderwege" während der Verarbeitung ausgeschaltet werden, ,da bekanntlich Teigmassen zum Teil sehr eigenartige Fließverhalten zeigen.

Der intensive Kejntvorgang in den Schnecken führt zu einer äußerst guten Homogenität, was einer der Gründe sein mag, weshalb der zusätzliche Förderweg der erfindungsgemäßen Lösung nicht nachteilig ist.

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Die Lage der Achsen der Koch- resp. Kühlschnecke im Raum kann mühelos den jeweiligen Gegebenheiten und Platzverhältnissen angepaßt werden. So kann die Kühlschnecke senkrecht nach unten gerichtet sein, was bei kurzen Kühlschnecken sinnvoll sein kann. Es können aber auch beide Schnecken horizontal angeordnet sein.

Die in den Fig. 1 , 2 und 3 dargestellte Ausführungsform einer Extruderanlage erlaubt tatsächlich das gesamte Programm mit hoher Qualität zu bewältigen. Es mag in einzelnen Fällen als geringer Nachteil erscheinen, daß die Konstruktion des Schneidapparates, und damit die Produktweiterförderung, der Anlage angepaßt wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein Einsatz vorgesehen, um ausschließlich die Durchbrechungsstelle der Heizschnecke zu überbrücken und die Ware erst nach diesem Einsatz zur Formgebung auszustoßen.

Damit können wieder die bekannten Standardelemente· wie Schneidapparat, Förderelement, Gestell für die ganze Maschine und dgl. eingesetzt werden.

Es ist natürlich möglich, einen derartigen Einsatz zu heizen oder zu kühlen.

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Es ist damit die ganze Anlage sowohl verfahrenstechnisch als auch in der Handhabung äußerst beweglich.

Es hat sich gezeigt, daß in vielen Fällen während des Betriebszustandes auP eine Heizung' oder Kühlung des Überbrückungseinsatzes verzichtet werden kann, da in der ganzen Anlage ein Wärmefluß gegen die heikle Übergangsstelle hin zwischen Kühl- und Heizschnecke besteht.

Bei einem direkt expandierten Produkt wird daher von den angrenzenden Teilen auch auf das Überbrückungsstück genügend Wärme übertragen. Im Betriebszustand erstarrt des-/im halb das Produkt/Überbrückungsstück nicht. Würde man die während der Anfahrperiode produzierte Ware als Abfall in Kauf nehmen, so würde ein Überbrückungseinsatz ohne Heizung oder Kühlung genügen.

Es kann kaum als Nachteil empfunden werden, daß der Übergang, z.B. von geblähter zu ungeblähter Ware ein Auswechseln von wenigstens einem oder zwei Maschinenteilen erfordert (Schnecken und Einsatz). Es muß bei der Herstellung der Ware ohnehin nach jedem Produktwechsel eine vollständige Reinigung der ganzen Maschine vorgenommen werden. Die Schnecken werden dazu aus den Gehäusen herausgezogen und gewaschen.

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Claims

Patentansprüche

1. Extruderanlage zum Herstellen von Nahrungsmitteln, insbesondere Kleinmahlzeiten und Imbißwaren, Hundefutter, Flocken, knusprige Waren auf Getreidebasis von geblähter und ungeblähter Art, mit mindestens einer Koch- und mindestens einer Kühlschnecke,

dadurch gekennzeichnet, daß die' Schnecken zueinander derart winklig angeordnet sind, daß wahlweise die Ware über die Kühlschnecken verarbeitet oder nach der Kochschnecke direkt expandiert wird.

2. Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Ware nach der Kochschnecke zur Formgebung auszustoßen und die Kühlschnecke zu überbrücken.

3. Anlage nach Anspruch 1, . -

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel wärmetauschbar, insbesondere heizbar, sind.

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4. Anlage nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kochschnecke eine, vorzugsweise parallelachsig zu der Kühlschnecke liegende Dosierschnecke winklig zugeordnet ist.

5. Anlage nach Anspruch ,4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Dosier-, Koch- und Kühlschnecke in einer Ebene liegen.

6. Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Dosierer direkt einem Mischer nachgeschaltet ist.

7. Anlage nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als auswechseibarer Einsatz ausgebildet sind.

8. Anlage nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens längs eines Schneckengehäuses mehrere Kühl- und Heizgruppen zum unterschiedlichen Behandeln der Ware vorgesehen sind.

9. Anlage nach Anspruch 1 ,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Koch- und Kühlschnecken heiz- und/oder kühlbar sind.

10. Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß am Wellenende derKühl- und/oder Heizschnecke ein, z.B. auswechselbarer, Schaufelkranz angeordnet ist.

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