DE3341090A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung extrudierter nahrungsmittel - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung extrudierter nahrungsmittel

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Description

-"-:- : :- RAU & SCHNECK
DIPL.-ING. DR. MANFRED RAU DIPL.-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT
VNR Io6984 Nürnberg, 11.11.1983
S/St
Werner & Pfleiderer, Theodorstraße Io, 7ooo Stuttgart 3o
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung extrudierter
Nahrungsmittel
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Die Herstellung von Nahrungsmitteln durch Extrusion ist an sich bekannt. Dies gilt sowohl für Nahrungsmittel für den menschlichen Verzehr als auch für Tierfutter.
Aus der DE-AS 25 48 285 ist es z.B. bekannt, zur Herstellung von stärkehaltigen Produkten, welche als sogenannte Snacks angeboten werden, stärkehaltige Ausgangsprodukte mit einer Restfeuchte um lo% in einen Doppelschneckenextruder zu geben, wobei im Extruder ein Gelierungsprozeß mit anschließender Texturierung erfolgt. Eine Zugabe von geschmacksbestimmenden Ingredienzien mit höherem Wassergehalt bzw. von Wasser als solchem erfolgt hierbei nicht.
Aus der DE-OS 24 61 453 ist ein Verfahren zur Herstellung von Trockennahrung aus proteinhaltigen und gegebenenfalls stärkehaltigen Rohstoffen bekannt, bei welchem die Rohstoffe mit Wasser vermengt und bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck zu einem Substanzstrang gepreßt werden, der beim Austritt aus der Schneckenpresse spontan unter Feuchtigkeitsabsonderung expandiert. Hierdurch erhält das Endprodukt eine porige Struktur. Gemäß diesem Verfahren werden die Rohstoffe diskontinuierlich vorab gemischt, so daß als Ausgangsprodukt eine Rohstoffmischung zur Verfügung steht, welche einen Feuchtigkeitsgehalt von ca. 15% aufweist und über eine einzige Zuführeinrichtung der Schneckenanordnung zugeführt wird. Dabei soll erreicht werden, daß das extrudierte Endprodukt nicht mehr nachgetrocknet zu werden braucht.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche es möglich ist, ohne Vormischung von stärkehaltigen und geschmacksbestimmenden, z.B. proteinhaltigen, Ausgangsprodukten kontinuierlich ein extrudiertes Endprodukt herzustellen, wobei eine zufriedenstellende Konsistenz dieses Endprodukts, d.h. insbesondere eine ausreichende Festigkeit, auch dann erreichbar sein soll, wenn wenigstens eine der zugegebenen Komponenten einen relativ hohen Wasseranteil aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Durch dieses Vorgehen ist es möglich, die stärkehaltigen Komponenten, z.B. Mehl, der Schneckenanordnung mit einem minimalen Wassergehalt zuzuführen. Hierdurch wird eine sehr hohe Viskosität erzielt, so daß hohe Scherkräfte eingeleitet werden können und eine
gute Gelierung der stärkehaltigen Komponente erzielbar ist. Diese so gelierte Stärke weist gegenüber einem nur teilgelierten Produkt ein höheres Bindungsvermögen auf, so daß der Anteil der zugeführten stärkehaltigen Komponente verhältnismäßig gering sein kann. Das gelierte Produkt erhitzt sich auf ca. 12o bis 18o°C, und erst dann wird die geschmacksbestimmende Komponente mit höherem Wassergehalt, also z.B. wasserhaltige Fleischpaste, zugeführt. Es kann hieran anschließend eine gute Durchmischung mit dem gelierten stärkehaltigen Produkt erfolgen, wobei durch diese gute Einbindung ein Mischgut hoher Viskosität entsteht, in welches über die Schnecke gut Energie eingeleitet werden kann. Hierdurch kann eine weitere Erhitzung erreicht werden, um z.B. im Fleisch befindliche Sporen zu zerstören. Gleichzeitig wird eine solche Konsistenz erzielt, daß eine problemlose Extrusion möglich ist, wobei unmittelbar bei der Extrusion bereits Formstücke erhalten werden.
Die gemäß Anspruch 2 vorgesehene Zugabe von Wasser nach der Zugabe des Stärketrägers ermöglicht eine fein dosierbare und von den anderen zugegebenen Komponenten unabhängige bzw. deren Wassergehalt ausgleichende Feuchtigkeitszugabe.
Der gemäß Anspruch 3 vorgesehene sehr geringe Wassergehalt des Stärketrägers bei der Zugabe kann erfindungsgemäß deshalb realisiert werden, weil nicht bereits andere, von Natur aus einen höheren Wassergehalt aufweisende Komponenten gleichzeitig mit zugegeben werden müssen. Dieser geringe Wassergehalt des Stärketrägers begünstigt die Gelierung und die Energieeinleitung in der Schneckenanordnung.
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Die Extrusion nach Anspruch 4 ermöglicht die Verwendung des Endprodukts als unmittelbar marktfähiges Produkt.
Anspruch 5 gibt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Tierfutter an.
Demgegenüber betrifft Anspruch 6 die Verwendung des Verfahrens zur Herstellung menschlicher Nahrung, nämlich zur Extrusion von Lakritze.
Die gemäß Anspruch 7 vorgesehene Dosierung der geschmacksbestimmenden Komponente über eine Dosierpumpe ermöglicht nicht nur eine definierte, gleichmäßige Zugabe, sondern auch die Aufrechterhaltung des im Zugabebereich der Schnekkenanordnung herrschenden Drucks.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 8. Die längs der Schneckenanordnung vorgesehenen getrennten Zugabeeinrichtungen ermöglichen ein kontinuierliches Arbeiten ohne Vormischung der Ausgangsprodukte, da bis zur Zugabe der Komponenten mit höherem Wassergehalt bereits eine Gelierung des Stärketrägers erfolgt ist.
Besonders vorteilhaft erfolgt die Ausgestaltung der Zugabeeinrichtung für die wasserhaltige Komponente gemäß Anspruch 9.
Die Ausgestaltung der Schneckenkonfiguration nach Anspruch Io stellt sicher, daß im Zugabebereich jeweils ein problemloser Einzug erfolgt, und daß andererseits daran anschliessend eine hinreichende Durchmischung und Energieeinleitung erzielbar ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
Fig. 2 eine schematische Abwicklung der Schneckenkonfiguration.
Eine in Fig. 1 dargestellte Schneckenanordnung 1 wird durch eine Doppelschneckenanordnung gebildet. Grundsätzlich kann auch eine Einfachschnecke eingesetzt werden. Die Schneckenanordnung 1 wird durch einen lediglich schematisch dargestellten Motor 2 angetrieben, der z.B. eine Leistung von 3o bis 8o KW aufweisen kann. Die Schneckenanordnung 1 ist in einem Gehäuse 3 untergebracht, welches endseitig einen sich verjüngenden Abschnitt 4 aufweist, an dessen Ende eine Extrusionsdüse 5 vorgesehen ist. Im Bereich dieser Extrusionsdüse 5 kann eine im einzelnen nicht dargestellte Lochplatte angeordnet sein.
Längs des Gehäuses 3 sind im Abstand voneinander Zuführeinrichtungen 6, 7 und 8 angeordnet.
Die Zuführeinrichtung 6 für einen Stärketräger umfaßt Trichteranordnungen 9 und Io, welche über eine nur schematisch dargestellte Verbindungsleitung 11 verbunden sind.
Die Zuführeinrichtung 7 dient der Einleitung von Wasser. Hierzu sind übliche, im einzelnen nicht dargestellte Durchflußregeleinrichtungen vorgesehen.
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Die Zuführeinrichtung 8 dient zur Zugabe von geschmacksbestimmenden Komponenten mit gegebenenfalls höherem Wassergehalt. Sie umfaßt ebenfalls lediglich schematisch dargestellt Trichteranordnungen 11 und 12 und eine positive Verdrängerpumpe als Dosierpumpe 13.
In Fig. 2 ist schematisch die Schneckenkonfiguration der verwendeten Schnecken 14 in Form einer-Abwicklung dargestellt. In einer ersten Zone A ist der Schneckensteg 15 als Fördergewinde ausgebildet. In einer daran sich anschließenden Misch- und Knetzone B sind zwei Schneckenstege 16 und 17 vorgesehen, welche um eine Ganghöhe t gegeneinander versetzt angeordnet sind. Hierdurch wird der Förderbewegung in Vorwärtsrichtung eine Rückförderbewegung überlagert. Es wird so eine Erhöhung des Füllgrades und damit eine erhöhte Einbringung von Scherkräften ermöglicht. Die sich daran anschließende Zone C ist wiederum entsprechend der Zone A ausgebildet. Die nächste Zone D entspricht in ihrer Ausgestaltung in ihrem in Förderrichtung gesehen vorderen Teil der Konfiguration in der Zone C. Der in Förderrichtung gesehen hintere Teil weist wieder geteilte Schneckenstege 16 und 17 entsprechend der Zone B auf. Ebenso ist die Zone E ausgestaltet, wobei dort Durchlaßkanäle 18 für fertig aufbereitetes Produkt vorgesehen sind, welches über die Schneckenstege 19 ausgetragen wird. Im Bereich der Zuführeinrichtungen 6 bzw. 7 und 8 sind also jeweils Förderzonen A, C ausgebildet, welche einen guten Produkteinzug gewährleisten, während sich hieran jeweils eine Misch- und Knetzone B bzw. D anschließt, welche eine gute Durchmischung und Energieeinleitung in der Produkt gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert:
Erstes Ausführungsbeispiel:
Zur Herstellung von Tierfutter werden als Ausgangsprodukte Mehl als Stärketräger, Wasser und Fleischpaste mit einem Wassergehalt von 60 bis 9o% verwendet. Dabei wird das Mehl in einem Anteil von 2o bis 5o% und die Fleischpaste in einem Anteil von 80 bis 5o% zugeführt. Die Ausgangstemperaturen des Mehls und des Wassers betragen je 2o°C, diejenige der Fleischpaste kann zwischen 2o und 5o°C liegen.
Bei einer Schneckendrehzahl von 3oo Umdrehungen pro Minute (bei einer Leistung von ca. I60 KW) wird in der Zone B eine Temperatur von ca. 14o bis 18o°C erreicht. Der vor der Düse 5 aufgebaute Druck liegt bei 4 bis loo bar.
Das erhaltene Produkt ist kompakt, trocken und in diesem Zustand verwendungsfertig.
Zweites Ausführungsbeispiel:
Zur Herstellung von Lakritze kann als Stärketräger Mehl mit Zucker und etwas Wasser aufgeschlossen werden.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel 1 verwendeten Fleischpaste werden Glukose, Melasse und Aromen zugeführt.

Claims (9)

-=·»"■ ^ ;*RÄtl& SCHNECl DlPL-ING. DR. MANFRED RAU DIPL.-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENT/ VNR Io6984 Nürnberg, 11.11.1983 S/St Werner & Pfleiderer, Theodorstraße Io, 7ooo Stuttgart 3o • Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung extrudierter Nahrungsmittel aus einem Stärketräger und V/asser als Grundmasse und wenigstens einer geschmacksbestimmenden Komponente, wobei die einzelnen Komponenten vermischt und mittels einer Schneckenanordnung in einem Gehäuse mit Extrusionsdüse extrudiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärketräger und die geschmacksbestimmende Komponente der Schneckenanordnung in Förderrichtung nacheinander zugeführt werden, wobei die Mischung der Komponenten in der Schneckenanordnung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung nach der Zugabe des Stärketrägers Wasser zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärketräger mit nur sehr geringem Wassergehalt zugegeben wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrusion durch eine Lochplatte erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Tierfutter als Stärketräger Mehl und als geschmacksbestimmende Komponente Fleischabfälle verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Lakritze als Stärketräger Mehl verwendet und dieses zusammen mit etwas Zucker aufgeschlossen wird, und daß als geschmacksbestimmende Komponenten Glukose und Melasse in Förderrichtung gesehen danach zugegeben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der geschmacksbestimmenden Komponenten über eine Dosierpumpe erfolgt.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend eine Schneckenanordnung in einem Gehäuse mit Extrusionsdüse und Produktzugabeeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktzugabeeinrichtungen (6, 7 und 8) in Förderrichtung gesehen nacheinander angeordnet eine Zugabeeinrichtung (6) für einen Stärketräger und eine Zugabeeinrichtung (8) für eine geschmacksbestimmende Komponente umfassen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zugabe der geschmacksbestimmenden Komponente eine positive Verdrängerpumpe (13) vorgesehen ist.
Ιο. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenkonfiguration bezogen auf die Zuführeinrichtungen (6, 7 und 8) so ausgebildet ist, daß sich im Bereich der Zuführeinrichtung (6, 7, 8) jeweils eine Förderzone (A, C) befindet, an welche sich jeweils eine Knet- bzw, Mischzone (B, D) anschließt.
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