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Titel: Verfahren zur Herstellung von klassischen Teigwaren, die da-
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nach erhältlichen Teigwaren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
eines solchen Verfahrens Technisches Gebiet: Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von klassischen Teigwaren eines Endfeuchtigkeitsgehaltes von etwa
II bis 14 Gew.-%, wobei die einen Pressenkopf in Form eines weichen, feucht-plastischen
Gutes verlassende Teigware bis zur Endtrocknung durch unterschiedlich aufgeheizte
Klimazonen geführt und die Teigware nach Abschluß des Trocknungsvorganges in einer
weiteren Klimazone abgekühlt und/oder formstabilisiert wird.
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Zugrundeliegender Stand der Technik: Getreide wird erst nach Aufschluß
der Stärke durch Wärme zu einem gut verwertbaren Lebensmittel für den Menschen.
Das natürlich anfallende Getreide, ebenso aber auch unbehandeltes Mehl und Grieß,
sind "lebende Stoffgebilde". Durch ihren Eigenstoffwechsel unterliegen sie Veränderungen,
wobei sie insbesondere an gewissen Bestandteilen verarmen.
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Dieser Vorgang wird durch Wärme- und Lichteinwirkung, Kontakt mit
Luftsauerstoff, Feuchtigkeit sowie durch Vermehrung von Abbaumikroorganismen und
anderen Schädlingen verstärkt. Ein Haltbarmachen von
Lebensmitteln
mit Stärkeanteil setzt daher voraus, daß sowohl die in ihnen ablaufenden, in erster
Linie durch Eigenenzyme bedingten Veränderungen gestoppt werden, aber auch die Mikroorganismen
abgetötet bzw.
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in ihrer Entwicklung gehemmt werden. Zum Haltbarmachen stehen verschiedene
Verfahren zur Verfügung. Diese Verfahren sollten möglichst technisch einfach und
wirtschaftlich durchführbar sein. Insbesondere wird an diese Verfahren auch die
Anforderung gerichtet, daß die gewohnten Geschmackswerte der danach erhältlichen
Nahrungsmittel weitestgehend erhalten bleiben und keine Herabsetzung des Nährwertes
bzw. keine negative Veränderung der Proteine stattfindet.
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Teigwaren, insbesondere lange Teigwaren und Kurzwaren, sind heute
neben Brot besonders verbreitete Grundnahrungsmittel, die auch zur Vorratshaltung
in größerem Umfange benutzt werden.
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Allgemein versteht man unter Teigwaren kochfertige, gut lagerfähige
Erzeugnisse aus stärkereichen, proteinhaltigen Getreidemahlprodukten, die durch
Formen und schonendes Trocknen hergestellt werden, ohne daß die Teigwasse einem
Gähr- oder Backprozeß unterworfen wird. Je nach Art der Rohstoffe, eventuell mit
Zusätzen an Ei, Kochsalz, Milch, Kasein, Trockenkleber, würzenden oder färbenden
Stoffen usw., unterscheidet man beispielsweise Eier-Teigwaren und eifreie Teigwaren
sowie Grieß- und Mehlteigwaren.
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Ausgeschlossen für die durch die nachfolgend geschilderte Erfindung
zu verbessernden Produktgattungen sind alle übrigen Getreidenahrungsmittel, wie
Spätzle, snack- und brotartige Produkte, die für ihre Herstellung die Teigstufe
durchlaufen, üblicherweise aber nicht als Teigwaren bezeichnet werden.
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Das gegenwärtige Marktangebot bei den eigentlichen Teigwaren ist im
wesentlichen gekennzeichnet durch drei Grundtypen von Teigwarenprodukten, nämlich
den traditionell getrockneten Kurz- oder Langwaren, den Instant-Teigwaren in getrockneter
Form (Fertigmahlzeiten, fast-food) sowie Konserventeigwaren (ungetrocknet). Sowohl
bei Instant-Teigwaren, wie auch bei Konserventeigwaren ist der Marktanteil aufgrund
des spürbar höheren Herstellungs- und Verkaufspreises sowie der in der Regel
im
Vergleich zu den traditionellen Teigwaren nicht erreichbaren Qualität relativ klein.
Hinzu kommt, daß bei Instant-Teigwaren, die nur mit heißem oder warmem Wasser übergossen
werden müssen, die eigentliche Kochzeit und -temperatur von 1000 C fehlt, was eine
Gefahrenquelle in sich birgt.
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Bei den sogenannten klassischen Teigwaren ist die definitive Formgebung
über eine Pressenform charakteristisch. Bei den Kurzwaren wird die Teigware unmittelbar
nach ihrem Austritt aus der Pressenform zur gewünschten Länge geschnitten. Beispiele
dafür sind die Hörnli und Makkaroni. Es gibt aber auch eine Anzahl von Spezialformen,
z. B.
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Wickel und Nidi, die unmittelbar nach dem Austritt aus der Pressenform
durch entsprechende Führung in die bleibende Form gebracht werden.
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Diese zusätzliche Form gibt die Teigware beim Kochen wieder auf. Das
bedeutet, daß es sich dann um konventionelle Spaghetti bzw. Nudeln handelt. Spaghetti
und Röhrennudeln werden üblicherweise erst nach dem Trocknen auf die definitive
Länge geschnitten. Die klassische Teigware ist dadurch charakteristisch, daß sie
bei dem Endverbraucher im Mittel etwa 10 bis 20 Minuten lang in Wasser gekocht wird
und mit Zutaten zu einer fertigen Mahlzeit aufbereitet werden muß. In der Folge
wird diese klassische Teigware als "Teigware" bezeichnet.
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Die Hauptrohstoffe der Teigwaren sind Durumweizengrieße und -dunste,
die eine gleichbleibende Kornverteilung, einen hohen Gehalt an Protein und an gelben
Pigmenten sowie eine gute Pigmentstabilität bei geringer Neigung zu grau-bräunlicher
Verfärbung aufweisen sollen.
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Bei der Teigzubereitung werden den Getreiderohstoffen etwa I8 bis
zu 25 Gew.-% Wasser zugegeben. Die frisch geformte Teigware enthält durchschnittlich
etwa 30 bis 32 % Feuchtigkeit, die fertig getrocknete und abgepackte Ware nur noch
etwa 10 bis 14 Gew.-%, insbesondere etwa I2,5 Gew.-%.
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Bei dem Formen bzw. Pressen des Ausgangsmaterials der Teigware kann
grundsätzlich nach zwei Verfahrensweisen vorgegangen werden: a) nach dem älteren
Chargenverfahren mit der Herstellung homogener, plastischer Teige in einem Vorkneter
und Kollergang (Gramola) und
Formen in hydraulischen Pressen oder
b) nach dem modernen kontinuierlichen Verfahren mit sogenanntem Schneckenpressen,
bei dem im ersten Abschnitt kein homogener Teig geknetet, sondern in Trögen mit
Mischpaddelwerken zunächst lediglich eine Teigkrümelmasse gebildet wird, die dann
Transportschnecken langsam weiterleiten und dem Pressenkopf zuführen.
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Erst die Scherkräfte in der Auspreßschnecke sowie die hohen Drücke
von etwa 80 bis 120 bar, die in der Pressenkammer und während des Durchganges des
Teiges durch die Matrize selbst herrschen, bewirken das notwendige Homogenkneten
oder "Verleimen" des Teiges. Der homogenisierte, geknetete, feucht-plastische Teig
wird aus der Matrize in Form eines stetigen Stroms fertig geformter und in der Struktur
stark verdichteter Teigstränge ausgepreßt. Ein Gebläse trocknet die austretenden
Teigstränge sofort oberflächlich ab, um ihnen die Klebrigkeit zu nehmen.
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Direkt unterhalb der Matrize können rotierende Messer angeordnet sein,
mit denen die vorgeformten Stränge zur gewünschten Länge geschnitten werden. Die
derartig erhaltenen Stränge müssen dann zur Herstellung einer Dauerware getrocknet
werden, wobei die Trocknung von außen nach innen fortschreitet. Dabei ist es wichtig,
daß die Oberfläche nicht über mäßig schnell vor dem Kern erhärtet, um in der fertigen
Teigware Risse und Sprünge zu vermeiden. Durch die oberflächliche Trocknung der
Teigware nach Austritt aus dem Pressenkopf geht im allgemeinen etwa I - 2 Gew.-%
Wasser verloren.
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In der Praxis wird derzeit die Trocknung für Langwaren für 8 bis I2
Stunden bei einer Temperatur von 70 bis 750 C durchgeführt. Bei bekannten Verfahren
zur Herstellung der traditionellen Teigwaren ist ein Stand erreicht worden, der
im Hinblick auf die wirtschaftliche Verfahrensführung nicht mehr ohne qualitative
Einbußen der Produktqualität gesteigert werden konnte. Gerade in jüngerer Zeit sind
nicht zuletzt in Konsumentenkreisen Bedenken in verschiedener Hinsicht, wie Gummi-dente-
anstelle von Al-dente-Teigwaren, sowie Fragen zum Nährwert und zu den nicht erwünschten
enzymatischen Reaktionen usw. laut geworden.
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In der Schweizer Patentschrift Nr. 383 747 wird ein Verfahren zum
Be-
handeln von Teigwaren beschrieben, bei dem die Teigwaren in
einer Zone auf 40 bis IOOO C bzw. 60 bis 800 C erhitzt und anschließend mit über
hitztem Dampf von vorzugsweise IOI bis I700 C während 5 bis 30 ;Sekunden behandelt
werden. Es schließt sich das Trocknen zum Endprodukt an. Mit diesem bekannten Verfahren
sollen verschiedene früher aufgetretene Nachteile anderer Verfahren behoben werden,
insbesondere sollen unerwünschte enzymatische Reaktionen vermieden werden. Es sollen
keine künstlichen Farbstoffe notwendig sein und auch kürzere Trocknungszeiten erreichbar
sein. Durch die Behandlung mit überhitztem Dampf erhält die Teigware ein glattes,
glänzendes und transparentes Aussehen. Versuche mit den empfohlenen Werten bestätigen,
daß tatsächlich die angegebenen Ergebnisse erzielt werden können, die Verwendung
von überhitztem Dampf auf die qualitativen Merkmale einen positiven Einfluß hat,
allerdings mit Ausnahme des wünschenswerten Erscheinungsbildes der Teigware. Zerbricht
man eine vom Konsumenten gewünschte gute Teigware, so erkennt man an der Bruchstelle
eine glatte, glänzende und nach innen transparente Struktur. Die übrige Oberfläche
erscheint matt. Billige Waren, die sogenannten Wasserwaren, haben eine vorherrschend
weißliche und matte Oberfläche. Eierteigwaren weisen einen leicht gelblichen bis
zu goldgelben Farbton auf, aber auch die zuvor beschriebene Glasigkeit der Bruchstelle.
Der Konsument bewertet ein mattes, eifarbenes Erscheinungsbild der Teigware als
gut.
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Im Gegensatz dazu erhält die mit überhitztem Dampf behandelte Ware
ein unnatürliches, fast kunststoffartiges Aussehen. Ein Konsument steht einer solchen
Ware mit starkem Mißtrauen gegenüber und verzichtet regelmäßig auf den Kauf, was
unabhängig davon ist, ob diese Ware bezüglich der Inhaltsstoffe (Lysin und dgl.)
möglicherweise verbessert ist.
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Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
das eingangs beschriebene Verfahren so weiterzubilden, daß insbesondere eine Steigerung
der Wirtschaftlichkeit der hierzu herangezogenen Vorrichtung unter Beibehaltung
der traditionellen Produktqualität möglich wird, um mit den qualitativ besten Teigwaren
für den Endverbraucher auch den erhöhten Ansprüchen des Feinschmeckers zu genügen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst. daß die den Pressenkopf
verlassende Teigware in einer ersten Klimazone unter zumindest leichtem Antrocknen
auf eine Temperatur von 80 bis IOOO C aufgeheizt, anschließend während etwa 30 Sekunden
bis 20 Minuten mit frisch entspanntem Heißdampf umströmt, die native Stärke der
Randschicht der Teigware in Quellstärke überführt und die Teigware darauf in einem
kontrollierten Trocknungsklima auf den Endfeuchtigkeitsgehalt getrocknet wird.
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Für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daß
bei Stärkekörnern vier Zustände unterschieden werden, nämlich denjenigen der nativen
Stärke, der Quellstärke, der verkleisterten Stärke und der Stärke ohne Doppelbrechung.
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Als native Stärke wird die Stärke dann bezeichnet, wenn sie in der
Beschaffenheit, wie sie der Pflanzenkörper aufbaut, verbleibt.
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Stärkekörner weisen für die selbe Pflanzensorte eine bestimmte Größe
auf. Das Stärkekorn, dessen Form unter dem Mikroskop sehr leicht erkennbar ist,
ist mit einer Zellmembran umschlossen und weist im Inneren einen kristallinen Aufbau
auf. Zellmembran und kristalliner Aufbau verhindern, daß das Stärke korn große Wassermengen
aufnehmen kann. Stärke im nativen Zustand ist nicht wasserlöslich. In einem frisch
angemachten Teig ist fast die gesamte Wassermenge an dem Stärke korn angelagert
und wird in erster Linie durch das Eiweiß aufgenommen.
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Native Stärke ist für den Menschen eher schwer verdaulich. Die traditionellen
Teigwaren weisen in ungekochtem Zustand neben dem Eiweiß nur native Stärke auf,
wobei die Stärke bei üblichen Teigwarenrohstoffen einen Anteil von 80 bis 85 % und
das Eiweiß einen solchen von IO bis 15 % ausmachen. Wird nun die native Stärke in
irgendeiner Form, sei es im ganzen Getreidekorn, als Mehl oder als Teigware, mit
Wärme und Wasser behandelt, dann quillt die Stärke auf und kann dabei ohne weiteres
mehr als IOO % Wasser aufnehmen; dabei wird der kristalline Aufbau zerstört.
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Die Kristallisationskräfte werden gelöst. Es entsteht ein amorphes
Stärkegebilde, wobei sich die äußere Form nur unwesentlich verändert, abgesehen
von der volumetrischen Vergrößerung. Die Kornmembran bleibt völlig intakt. Es tritt
somit gar keine Stärke aus dem Korn. Die
Quellstärke ist für den
Menschen verdaulicher als native Stärke. Quellstärke hat aber eine besondere Eigenschaft,
indem sie leicht und sehr rasch Wasser aufnehmen und wieder abgeben kann. Die Quellstärke
kann unter normalen Bedingungen nicht mehr in den kristallinen Aufbau zurückgeführt
werden. Als Quellstärke wird hier in erster Linie die quellbare Stärke bezeichnet,
also unabhängig davon, ob sie bereits einmal im gequollenen Zustand vorlag. Quellstärke
geht mit Zugabe der erforderlichen Wassermengen sofort in gequollene Stärke über.
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Native Stärke weist unter dem Mikroskop mit polarisierendem Licht
eine Doppelbrechung auf, die sich durch einen Stern auf jedem Stärke korn erkennbar
macht. Quellstärke weist keine Doppelbrechung mehr auf. Da die Doppelbrechung durch
den kristallinen Aufbau bedingt ist, verliert sich diese zumindest teilweise bereits
bei kürzerer Hitzebehandlung, bevor die native Stärke völlig in Quellstärke umgewandelt
ist. Die Bedingung ist dabei jedoch das Vorhandensein von genügend Wasser.
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Als Verkleisterung muß jener Zustand betrachet werden, bei dem die
gequollenen Stärkekörner platzen und dabei ihre charakteristische Gestalt verlieren.
Die Umrisse der Stärkekörner sind nicht mehr zu erkennen.
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Ihre ursprüngliche Form ist verlorengegangen. Eine Teigware von hoher
Qualität bedingt ein gutes Gerüst aus Protein. Auch im getrockneten Zustand bleibt
die Stärke so durch das Proteingerüst erhalten. Die Stärke der Randzone kann zum
Teil als Dispersion in das Kochwasser übergehen.
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Verkleisterte Stärke entsteht auch dann, wenn mechanisch z. B. bei
der Verpressung Schäden verursacht werden. Die Stärkekörner können ferner bei genügender
Eigenfeuchtigkeit durch einen Hitzeschock mit kochendem Wasser, Dampf oder Strahlungswärme
zum Platzen gebracht werden. Eine gute Teigware sollte möglichst keine beschädigten
Stärkekörner aufweisen, da der entsprechende Stärkeinhalt beim Kochen verloren geht.
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Die neue Erfindung hat erst die Erkenntnis gebracht, daß das Verfahren
gemäß der Schweizer Patentschrift 383 747 aufgrund mehrerer Parameter die kunststoffartige
Oberfläche der Teigware verursacht. Zum einen führt eine reine Aufheizung, z. B.
mit Infrarot-Bestrahlung ohne kontrolliertes Klima, sofort zu einem völligen Auskondensieren
der Feuchtigkeit, die sich rasch an der Oberfläche der Teigware als Wasserfilm ablagert,
wenn-
gleich dies nach der Schweizer Patentschrift vermieden werden
soll.
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Der danach geforderte Einsatz von Heißdampf von IOI bis I700 C ist
darüber hinaus nachteiligerweise nur in einem Überdrucksystem verwendbar, so daß
Versuche nur im Laborrahmen durchgeführt werden konnten.
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Um weitergehende Nachteile mit dem überhitzten Wasserdampf zu vermeiden,
schlägt die Schweizer Patentschrift eine Beschränkung der Dampfbehandlungsdauer
auf 5 bis 30 Sekunden vor. Eine praktische Durchführung dieses vorbeschriebenen
Verfahrens unter Einhaltung dieser Dampfbehandlungsdauer ist nicht bekannt geworden.
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Ein Hauptanliegen der Teigwarenindustrie ist eine besondere vorteilhafte
Klimaführung von dem Ausgang der Presse bis zur fertigen Ware, wobei eine Hauptsorge
darin liegt, daß die Oberfläche der Teigware nach dem Austreten aus der Pressenform
weder naß ist, noch sonstwie verändert wird. Dies ist auch ein Grund dafür, daß
die fertige Teigware die von der Presse verursachte rauhe bzw. matte Oberfläche
beibehält. Das sich nach dem Verfahren der Schweizer Patentschrift Nr. 383 747 zwangsläufig
einstellende Überschußwasser an der Oberfläche führt durch die sehr intensive Hitze
des überhitzten Wasserdampfes zu einem schockartigen Kochen bei Wasserüberschuß,
was letztlich die nachteilige bleibende Veränderung der Oberfläche bewirkt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren behebt die obengenannten Nachteile
des bekannten Verfahrens insbesondere im Hinblick auf vier Gesichtspunkte, die die
Beibehaltung der wünschenswerten Oberflächenstruktur gewährleisten. Hierzu im einzelnen:
In einer ersten Klimazone wird das Produkt zumindest leicht angetrocknet und auf
8o bis IOOO C aufgeheizt. Der Wasserverlust kann dabei einige Prozent betragen,
so insbesondere 2 bis 5 % oder gar 2 bis 8 %.
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Der erstere Bereich gilt in der Regel als bevorzugt. Die Dämpfmaßnahme
wird nicht mit überhitztem, sondern mit frisch entspanntem Heißdampf durchgeführt,
demzufolge mit einem Dampf einer Temperatur von etwa IOOO C. Frisch entspannter
Heißdampf enthält aber die gesamte Verdampfungsenthalpie bzw. Kondensationsenthalpie,
die etwa 539 kcal/kg Wasserdampf beträgt. Damit kommt es lediglich im Mikrobereich
der Teigwaren-
oberfläche zur Bildung von feinsten Kondensattröpfchen,
etwa in der Größenordnung von I Mikrometer, und einem entsprechend intensiven Wärmeübergang,
ohne daß ein geschlossener Wasserfilm durch Kondensation entsteht. Die Anwendung
des Heißdampfes kann nun je nach Bedarf in einer mehr oder weniger großen Zeitspanne
erfolgen. Der frisch entspannte Heißdampf wird ständig erneuert bzw. nachgeliefert,
so daß kein zusammenhängender Wasserfilm wegen der zugeführten Überschußwärme auf
der Oberfläche der Teigware entsteht. Dabei hat es sich als ganz besonders wichtig
gezeigt, daß die Teigware rundherum vom Heißdampf umströmt wird, so daß die ganze
Oberfläche jedes Teigwarenteiles so gut wie möglich gleichmäßig in ihrer Beschaffenheit
verändert wird.
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Eine nur einseitige Überführung der nativen Stärke in eine Quellstärke
würde bei vielen Produktformen zu entsprechend unterschiedlichem Trocknungsverlauf
und letztlich zu mechanischen Spannungen und Rissen in der Ware selbst führen. Auf
diese Weise stellt sich ein dem Kochen ähnlicher Vorgang ein, wobei aber wegen des
Fehlens der Ausbildung eines geschlossenen Wasserfilms auf der Teigware bzw. eines
Wasserüberschusses an deren Oberfläche die Stärke nicht in üblicher Weise aufquillt.
Dennoch kann je nach Dauer der Einwirkzeit des Heißdampfes eine entsprechend dicke
Randschicht aus nativer Stärke in eine Quellstärke überführt werden, ohne daß Einfluß
auf das äußere Strukturbild der Oberfläche genommen wird.
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Ausgangsmaterial des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die einen Pressenkopf
verlassende Teigware einer Temperatur von regelmäßig etwa 40 bis 500 C, insbesondere
von etwa 40 bis 450 C, die,gegebenenfalls mit ventilierender Luft oberflächlich
behandelt, mechanisch auf eine Fördervorrichtung gelegt wird. Im Falle der Langwaren
handelt es sich dabei um eine Stabbehängevorrichtung. Bei Langwaren wird bei Erreichen
der gewünschten Schenkellänge (unter Ausbildung einer U-Form) direkt geschnitten.
Dabei werden die Teigstränge derartig geschnitten, daß eine Anpassung an die Dimensionierung
der anschließenden Aggregate in der Aufheiz- und Trocknungsvorrichtung vorgenommen
wird.
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Zwingendes Erfordernis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß
das den Pressenkopf verlassende, auf der Fördervorrichtung sich befindende geformte
Teiggut einer Aufheizung auf eine Temperatur von mehr als
80° C
und höchstens IOOO C unterzogen wird. Zweckmäßigerweise beträgt die Zeitdauer hierfür
weniger als etwa 60 Minuten, vorzugsweise weniger als 30 Minuten und insbesondere
etwa ein bis 15 Minuten. Bei kurzfristiger Aufheizung könnte auch von einer Schnellaufheizung
gesprochen werden. Als Aufheizmedium wird Luft, die mit Feuchtigkeit nicht vollständig
gesättigt ist, gewählt. Hierbei wird eine Feuchtigkeit von etwa 60 bis 85 % bevorzugt.
Der Bereich von 65 bis 75 % gilt als besonders bevorzugt.
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Bei der Einstellung der erwähnten Mindesttemperatur von 80 C wird
vorteilhafterweise so vorgegangen, daß in der ersten Klimazone unterschiedliche
Klimastufen vorliegen, die Temperatursprünge wiedergeben. Die optimale Zahl der
Klimastufen bzw. Temperatursprünge hängt von der jeweils angestrebten Mindesttemperatur
ab. Zwei Klimastufen sind mindestens vorgesehen. Mindestens drei Klimastufen sind
regelmäßig als vorteilhaft anzusehen. In der Regel dürften die Temperatursprünge
etwa 4 bis 120 C betragen. Besonders vorteilhaft wird dabei so vorgegangen, daß
die Naßtemperatur (Taupunkt) einer nachfolgenden Klimastufe höherer Temperatur unterhalb
der (Trocken-)Temperatur der vorausgegangenen Klimastufe in dieser ersten Klimazone
liegt. Das Aufheizmedium wird daher vorzugsweise in die nachfolgende Klimastufe
mit einer Temperatur eingeleitet, die nicht über die psychrometrische Temperaturdifferenz
A t hinaus angehoben wird. Hierdurch werden die unerwünschten, an der Wand des Behälters
der ersten Klimazone eintretenden Kondensationen von Wasserdampf ausgeschlossen,
was sonst zu einem Abtropfen der Teigwaren führen könnte.
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Die Haupttrocknung erfolgt vorzugsweise in trocknender Luft eines
gewissen Feuchtigkeitsaufnahmevermögens, insbesondere einer relativen Feuchtigkeit
von etwa 65 bis 80 %. Die Behandlungsdauer in der Haupttrocknungszone beträgt regelmäßig
etwa 30 Minuten oder mehr, so z. B.
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etwa 30 bis 120 Minuten.
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Es ist derzeit als Tatsache anzusehen, daß die Einflußgrößen auf die
Teigwarenfarbe einerseits von den Weizensorten (Weich-, Hart- oder Durumweizen)
und andererseits auch von den entsprechenden Ausmahlungsgraden der Grieße und Mehle
abhängig sind. Hinzu kommen Ein-
flüsse bei der Herstellung der
Teigwaren, wie Vermischen von Grieß/Mehl mit Wasser, die Phase der Hydratation mit
entsprechender Verweilzeit bzw. Mischzeit usw. Gerade in dieser Phase können unerwünschte
Farbverluste und -veränderungen auftreten, die jedoch alle enzymatischen Ursprungs
sind. Mit zunehmenden Trocknungstemperaturen werden über 600 C die enzymatischen
Reaktionen abgeblockt. An deren Stelle treten im Bereich der tieferen Produktfeuchtigkeit,
wie etwa IO bis 14 Gew.-%, die nicht-enzymatischen Bräunungsreaktionen, die einerseits
von der Temperaturhöhe und andererseits von der Länge der Zeit der Wärmeeinwirkung
abhängen. Daher sind Hochtemperaturtrocknungen mit Trocknungszeiten bis zu IO Stunden
als obere Richtwerte gesetzt worden, die je nach Rohmaterial und Zutaten, wie Ei,
zwischen 68 und 80° C liegen sollten. Eine eigelbe Teigwarenfarbe gilt beim Verbraucher
als beliebt und muß daher vom Hersteller angestrebt werden.
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Gerade unter Berücksichtigung der negativen Einflüsse der bis heute
bekannten Trocknungen im Bereich von etwa 80° C und bis zu IO Stunden führt die
vorliegende Erfindung zu neuen Erkenntnissen. Durch die vorzugsweise rasche Aufheizung
in der ersten Klimazone und durch die Behandlung in der unmittelbar nachgeschalteten
Dämpfzone wird in der Teigware eine hitzebedingte Oxydasehemmung bewirkt, die einen
weiteren unnötigen Pigmentabbau verhindert. Hinzu kommt, daß es auch im Sinne der
Erfindung ist, diese höchste Temperaturstufe im Bereich höherer Produktfeuchtigke
it anzuwenden, da hier die Maillard'sche Reaktion noch nicht zu wirken beginnt.
Durch das Fehlen der Braun-bzw. Rottönung zu diesem Zeitpunkt erscheinen dazu im
Gegenteil die nach der Erfindung behandelten Teigwaren mehr in eigelbem Ton wie
die bis heute auf traditionellem Wege getrockneten Teigwaren. Die Erfindung liefert
somit besondere Vorteile bezüglich des Farbtons. Das vorteilhafte schnelle Aufheizen
der Teigware in der ersten Klimazone bis nahe etwa IOOO C, insbesondere auf etwa
95 bis IOOO C, ist deswegen besonders positiv zu bewerten, da es wegen des sehr
kleinen bzw. nicht vorhandenen Temperaturunterschieds der Aufheizzone bzw. aufgeheizten
Teigware und Dämpfzone nicht zur Ausbildung eines geschlossenen und auf Kondensationserscheinungen
zurückgehenden Wasserfilms auf der Teigware kommt.
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Die Wärme des Heißdampfes dient nur zu einem kleinen Teil der eigentlichen
Aufheizung der Teigware, zum größeren Teil zur biochemischen Umwandlung der nativen
Stärke in eine spezielle Quellstärke. Darüber hinaus werden negative Einflüsse der
Bräunungsreaktionen durch die Anwendung von Höchsttemperatur und Dampfbehandlung
in höheren Produktfeuchtigkeitsbereichen vermieden bzw. umgangen. Dies führt zu
qualitativ besseren Produkten, auch im Sinne der Erhaltung der biologischen Wertigkeit.
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Bei Teigwaren liegen neben den Proteinen insbesondere auch reduzierende
Kohlenhydrate vor, was beim Erhitzen die bereits genannte Maillard-Reaktion auslöst.
Sie hat stärkere ernährungsphysiologische Auswirkungen einerseits wegen der möglichen
Minderung der biologischen Wertigkeit der Proteine, andererseits wegen der Bildung
charakteristischer Geruchs-und Geschmacksstoffe, was z. B. beim Backen und Braten
erwünscht sein kann. Die Maillard-Reaktion läuft bei tieferen Temperaturen entsprechend
langsamer ab und kann daher bereits bei der Lagerung auftreten und begrenzt häufig
die Lagerfähigkeit von Lebensmitteln. Die Maillard-Reaktion beruht auf äußerst komplexen
Mechanismen, bei denen eine große Zahl unterschiedlicher Reaktionsprodukte entsteht.
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Bei den bis heute bekannten Verfahren zur Herstellung bzw. Trocknung
von Teigwaren bei längerer Behandlungszeit sind Lysinverluste aufgrund der Maillard'schen
Reaktion bekannt. So wurden bei einer Trocknungstemperatur von 800 C Nährwertverluste
bis zu 47 % nachgewiesen.
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Gegenüber den bekannten Vorschlägen bietet die Erfindung den überraschenden
Vorteil, daß sie die Verminderung der essentiellen Aminosäuren, wie Lysin, weitgehend
ausschließt. Die erfindungsgemäß erhaltenen Produkte zeigen bessere Verdaulichkeit
mit gesteigertem Nährwert. Die bessere Verdaulichkeit wird im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens durch die Denaturierung der Proteine aufgrund der Heißdampf injektion
bzw. Heißdampfbehandlung, ähnlich der Pasteurisation bzw.
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Sterilisation, erreicht. Hierfür ist insbesondere die Behandlung in
der Dämpfzone verantwortlich.
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Des weiteren ist es Erkenntnis der Erfindung, daß bei der Anwendung
der
Pasteurisation bzw. Sterilisation in der Dämpfzone eine positive
Einwirkung im Hinblick auf bakterielle und enzymatische Gesichtspunkte erfolgt.
Durch die Behandlung in der Dampfzone werden die meisten Mikroorganismen abgetötet
und gleichzeitig die meisten Enzyme inaktiviert.
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Des weiteren zeigt die Erfindung, daß das Umwandeln der Stärke im
Bereich der Gutteiloberfläche bzw. in den Randschichten durch das Wasserbinde- bzw.
Haltevermögen der Stärke eine raschere Aus- bzw. Abtrocknung der Teigwaren zuläßt,
was bezüglich der Verkürzung der Trocknungszeit besonders vorteilhaft ist.
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Es bildet sich daher eine Art mehrschichtige Struktur, wobei zumindest
die Stärkekörner der äußersten Randzone in eine Quellstärke überführt sind. Charakteristisch
dabei ist es jedoch, daß im Kern der sogenannte Al-dente-Kern im nativen Zustand
verbleibt.
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Im Rahmen der Erfindung wird es des weiteren bevorzugt, daß die Teigwaren
etwa ein bis 30 Minuten lang, ganz besonders bevorzugt etwa 3 bis 15 Minuten lang
mit (frisch entspanntem) Heißdampf behandelt und in Abhängigkeit von der Wandstärke
bzw. der Dicke der Waren, bei großer Wandstärke (2,0 mm und mehr) in weniger als
etwa 30 Minuten, bei mittlerer Wandstärke (I,oo - 2 mm) in weniger als etwa 20 Minuten
und bei kleiner Wandstärke (o,s - I,O mm) in etwa 5 bis IO Minuten auf 80 bis IOOO
C aufgeheizt werden. Die genannten Wandstärken sind technische Angaben, die dem
Fachmann geläufig sind und beziehen sich auf hohlförmige Teigwaren, insbesondere
Spaghetti.
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Die Erfindung erlaubt es erstmals, die wesentlichen Parameter, so
Zeit und Temperatur, insbesondere aber auch Temperatur- und Feuchtigkeitsdifferenzen,
dem jeweils gewünschten Produkt optimal anzupassen und über den Trocknungsvorgang
als solchen hinaus auch bisher schwer zu beeinflussende biochemische Abläufe in
dem gewünschten Sinne zu steuern.
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Bei Wasserware wird bevorzugt in weniger als 20 Minuten auf 80 bis
IOOO C aufgeheizt, während 5 bis 15 Minuten mit frisch entspanntem Heiß-
dampf
behandelt und anschließend bei einer Temperatur von 75 bis 950 C auf weniger als
14 Gew.-% getrocknet, wobei die gesamte Behandlungszeit vom Austritt aus der Pressenform
bis zur Endtrocknung weniger als eine Stunde beträgt.
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Normale Ei-Teigwaren werden bevorzugt von der Pressenform in weniger
als etwa 30 Minuten auf die Temperatur von 80 bis IOOO C aufgeheizt und während
etwa 3 bis I5 Minuten mit dem frisch entspannten Heißdampf behandelt und anschließend
bei einer Temperatur von etwa 70 bis go° C auf weniger als etwa 14 Gew.-%, insbesondere
II bis I3 Gew.-%, getrocknet, wobei die gesamte Behandlungszeit von dem Austritt
aus dem Pressenkopf bis zur Endtrocknung etwa ein bis vier Stunden beträgt.
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Die kürzesten Behandlungszeiten sind für preisgünstige Teigwaren,
die längeren Behandlungszeiten für dickwandige Erzeugnisse sowie für Teigwaren höherer
Qualität anzuwenden. Entsprechend den Erfahrungen mit dem Dampfkochtopf-Langzeitkochen
führt das erfindungsgemäße Verfahren bei einer längeren Behandlungsdauer als die
angegebenen Werte zu einer entsprechenden Qualitätsverminderung. Hocheiweißhaltige
Teigwaren sollten daher vorzugsweise in weniger als etwa 30 Minuten auf eine Temperatur
von So bis IOOO C aufgeheizt und etwa 3 bis Ig Minuten mit dem erwähnten Heißdampf
behandelt und anschließend bei einer Temperatur von weniger als etwa 80° C auf unter
etwa 14 Gew.-%, insbesondere etwa II bis I3 Gew.-%, getrocknet werden, wobei die
gesamte Behandlungszeit etwa 3 bis 6 Stunden beträgt.
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Im Ergebnis betrifft die Erfindung die Herstellung klassischer Teigwaren,
die sich im getrockneten, lagerfähigen Zustand dadurch kennzeichnen, daß sie im
Kern der Teigware die Stärke in nativem Zustand und in der Randschicht bzw. im Bereich
der gesamten Gutteiloberfläche in Form von Quellstärke enthalten, wobei die Oberfläche
eine den Produktinhaltsstoffen entsprechende gewohnte, matte (insbesondere aber
nicht glasig-glänzende) Farbe aufweist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung bzw.
zum Trocknen von Teigwaren mit einer Presse, einer Fördervorrichtung für die Teigware
sowie einen Trockner, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist. Das Kennzeichen dieser Vorrichtung besteht in einem ersten Trockner
mit Mitteln zur kontrollierten Klimaführung und zur schnellen Aufheizung der frisch
gepreßten Teigware mit mindestens einer leichten Antrocknung, einem Dampftrockner
mit einem Durchlauffördermittel sowie Dampfaufbereitungskammern, die vorzugsweise
unterhalb der Durchlauffördermittel angeordnet sind, und in Mitteln zur Trennung
der Dämpfzone von der vorhergehenden bzw. nachfolgenden Klimazone sowie durch einen
zweiten Trockner mit kontrollierter Klimaführung.
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Alle bisherige Erfahrung hat bestätigt, daß die Teigware in der Presse
eine Temperatur von etwa 450 C nicht überschreiten sollte. Wird nun ein Teigwarenprodukt
mit über 30 % Feuchtigkeit zu rasch auf eine Temperatur von nahezu IOOO C erwärmt,
dann ergibt sich daraus zwangsweise ein Ausschwitzen des Wassers. Die Erfindung
schlägt es daher vor, das Aufheizen mit einer zumindest leichten Antrocknung von
höchstens einigen Prozenten in einem kontrollierten Klima durchzuführen. Damit das
Produkt gleichmäßig behandelt wird, wird es bevorzugt, unterhalb der Durchlauf fördermittel
Dampfaufbereitungskammern anzuordnen. Dadurch wird auch die Möglichkeit der Bildung
verschiedener Dämpfzonen geschaffen. Gleichzeitig soll aber verhindert werden, daß
sich die Dämpfzonen sofort vermischen. Der Dampf muß erfindungsgemäß das Durchlauffördermittel
und das Produkt von den unteren Dampfaufbereitungskammern nach oben zwangsweise
durchströmen.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Figuren noch näher erläutert
werden. Es zeigen: Figur I schematisch die Längsansicht der gesamten Behandlungszone,
Figur Ib eine automatische Stabentnahme, Figur 2 den funktionellen Zusammenhang
zwischen Behandlungszeit und Behandlungstemperatur bei dem Verfahren nach den Beispielen
I und 2, Figur 3 den funktionellen Zusammenhang zwischen Produktfeuchte und Behandlungstemperatur
bei den Beispielen I und 2,
Figur 4 die Regel- bzw. Steuereinheit
nach Figur I, Figur 5 ein erfindungsgemäß behandeltes Hörnli, Figur 6 einen Ausschnitt
des Hörnlis nach Figur 5 in vergrößertem Maßstab und Figuren 7 bis IO verschiedene
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In Figur I sind alle Grundverfahrensschritte schematisch dargestellt.
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Über eine Dosiereinrichtung I werden die Rohmaterialien Grieß und
Mehl aus Durum-, Hart- oder Weichweizen zusammen mit Flüssigkomponenten, wie Wasser
oder Ei, einem Mischtrog 2 gesteuert zudosiert und darin homogen vermischt. Über
eine Einspeiseschnecke gelangt die homogen vermischte, krümelige Teigmasse in den
Preßzylinder einer Preßschnecke 3, die mit einem Variomotor angetrieben wird. Die
Vorgänge in der Preßschnecke können wie folgt umrissen werden: Entnahme der Luft
mittels Vakuum, Kneten, Verdichten des Teiges und Formung der Proteinstruktur (Protein-Stärke),
Ausformen der Teigwaren mittels Matrize 5 zu den entsprechenden Marktgerichten,
feuchten Teigwaren und Schneiden derselben.
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Je nach Format und Produkt (Kurz- oder Langwaren) werden die frisch
gepreßten Teigwaren mittels einer Anblaseeinrichtung 6 ganz kurz behandelt, so daß
oberflächliche Klebrigkeit verlorengeht. Der Feuchtigkeitsverlust ist dabei sehr
gering, in jedem Fall unter etwa I %.
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Es folgt eine Produktbeschichtungseinrichtung 7. Je nach Produkt handelt
es sich um eine Einrichtung für Langwaren, ausgeführt als Stabbehängevorrichtung,
für Kurzwaren als Verteiler auf einen Band- oder Vibroförderer und für Nidi und
Wickel als Wickel- oder Nidibelegeapparat auf Rahmen. Unmittelbar nach der Produktbeschichtungseinrichtung
7, die bereits integrierter Bestandteil der Schnellaufheizzone 8 sein kann, erfolgt
die Schnellaufheizung des Produktes in zwei oder mehreren Stufen auf eine Temperatur
von mindestens 800 C, insbesondere über 850 C in weniger als 20 Minuten. Dabei wird
das Klima durch Umluftventilatoren g sowie durch Frischluftkanäle IO und Abluftkanäle
II derartig gesteuert, daß die Verbindungskanäle untereinander und zu den einzelnen
Stufen über Drossel 12 und Klappen 13 über einen zentralen Rechner 13 elementweise
im Sinne eines Turbosystems gerechnet werden.
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Der Schnellaufheizzone 8 folgt eine Dämpfzone 14 mit mindestens einem
oder mehreren Elementen I4, worin das Produkt während etwa I bis 20 Minuten bei
einer Temperatur von etwa 1000 C gedämpft wird. Die Dampfzufuhr erfolgt über einen
oder mehrere Dampfverteiler 15, die über eine Leitung mit Frischdampf 20 beschichtet
werden. Wie bei der Aufheizzone 8 erfolgt auch die Regelung und Steuerung der Dämpfzone
über ein eigenes Turbosystem der Frischluftkanäle I6 bzw. Dampf- und Abluftkanäle
I7 bzw. Dampfkanäle I8 und Klappen I9, die durch den zentralen Rechner 13 überwacht
und abschnittsweise geregelt werden.
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Um die Teigwarenprodukte nach der Dämpfzone auf den gewünschten Endfeuchtigkeitsgehalt
von etwa IO bis 14 Gew.-%, insbesonder II bis I3 Gew.-%, zu trocknen, folgt der
Dämpfzone unmittelbar eine Intensivtrocknungszone 26 mit einem oder mehreren Elementen.
Getrocknet wird mit Heißluft bzw. einer Heizmediumtemperatur von über etwa 80° C,
vorzugsweise über go0 C oder mit überhitztem Dampf von IOO bis 2000 C, vorzugsweise
120 bis I400 C.
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Die lntensivtrocknungszone 26 ist mit je einem Kanal für Frischluft
bzw.
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Frischdampf 2I, einem Kanal für Abluft bzw. Abdampf 22 und einer Befeuchtungsvorrichtung
23 ausgerüstet. Hierin stellt sich ein Turbosystem dar. Das Gesamtturbosystem wird
wiederum über den zentralen Rechner überwacht und über Drosseln und Klappen 24 abschnittsweise
in den Elementen über Schieber 25 geregelt. Jedes Element besitzt ein eigenes Umwälzsystem
34 für das Behandlungsmedium, d. h. Luft oder Dampf bzw. eine Mischung von beiden.
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Schnellaufheizzone, Dämpfzone sowie lntensivtrocknungszone sind in
jedem Element vom Rechner mit kontrollierten Klimaüberwachungssonden 27 für Temperatur
und Feuchtigkeit ausgerüstet. Da sich die erfindungsgemäße Verfahrensführung in
höheren bis höchsten Temperaturen, gepaart mit hohen Luftfeuchtigkeitswerten, bewegt,
ist die Kontrolle des Produktes von außen und vor allem manuell durch das Personal
nicht ratsam bzw. möglich (Gefahr von Verbrennungen). Aus diesem Grunde wird eine
Produktentnahme 28 nach der Schnellaufheizzone und nach der Dämpfzone automatisch
und gesteuert vorgenommen.
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Die Figur Ib zeigt ein Beispiel einer automatischen Stabentnahme 29,
bei der ein Stab mit einem Haken erfaßt, aus der Zone herausgezogen und auf eine
Aufhängevorrichtung 30 gebracht wird. Eine Rückführung des Stabes ist nicht mehr
möglich, da er eine geraume Zeit zur automatischen Erfassung von Farbe, Feuchtigkeit
und optischer Beurteilung sowie zur Musterentnahme für Laboranalysen außerhalb des
Systems zu bleiben hat. Der kontinuierliche Betrieb wird dadurch nicht gestört.
Am Ende der Trocknungsphase werden die Produkte bei Erreichen der Produktfeuchtigkeit
von etwa 12 Gew.-% über eine Schleuse 3I einer Kühlzone 32 zugeführt, wo das Produkt
mittels einer Sonde 27 überwacht, geregelt, gekühlt und stabilisiert wird. Über
eine Entnahmevorrichtung 33 werden die Teigwaren den entsprechenden Lagerzählern
bzw. der Verpackungseinrichtung zugeführt.
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Es hat sich gezeigt, daß für alle Formate eine sehr präzise Regelung
der Klimata in allen Verfahrenselementen zweckmäßig ist. Vorteilhaft weist jedes
Element ein eigenes Umwälzsystem auf, wobei das Behandlungsmedium senkrecht von
oben nach unten bzw. von unten nach oben geführt wird. Besonders vorteilhaft ist
es, wenn der gesamte Verfahrensablauf in einem backofenähnlichen Tunnel bzw. in
einer einzigen durchgehenden Etage mit mehreren Zonen erfolgt. Damit können unkontrollierbare
Längsbewegungen des Behandlungsmediums vermieden werden. Alle Probleme der Einregelung
bzw. Kontrolle der Klimata bei Übereinanderordnen von mehreren Trocknungsetagen
fallen fort. Ganz besonders wichtig ist es, daß dann die drei Klimata der Hauptzonen
(Aufheizung, Dämpfung und Trocknung) unabhängig eingeregelt bzw. unabhängig kontrolliert
geführt werden können.
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In der Figur 4 sind die einzelnen Verfahrensschritte durch entsprechende
Blöcke hervorgehoben, wobei die Verfahrenszone I die Rohmaterialienvorbereitung
(gesteuerte Rohmaterialienmischung) aus Grieß, Wasser und anderen Zusätzen sowie
deren Dosierung wiedergibt. Die Teigbereitung der Verfahrenszone 2 erfaßt hauptsächlich
das Mischen, Pressen und Formen. Die frisch gepreßte Teigware wird automatisch auf
Stäbe aufgehängt und in die Verfahrenszone 3 eingeführt, die die Aufheizzone darstellt.
Die Verfahrenszone 4 umfaßt die eigentliche Trocknung. In der Verfahrenszone 5 wird
die im wesentlichen fertig getrocknete Teigware
stabilisiert, siliert
und automatisch in Haushaltsverpackungen oder andere Verpackungen abgefüllt.
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Für jede Verfahrenszone ist systematisch ein Regler 40I-40n dargestellt.
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Tatsächlich weist jede einzelne Zone gegebenenfalls eine Anzahl einzelner
Regler auf, die in einem Hilfsrechner zusammengefaßt, gegebenenfalls auch mit der
Anlagesteuerung und Verriegelung 50 gekoppelt sind, dort zumindest für den Informationsfluß
angeschlossen werden können.
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Der Hauptrechner 47 ist direkt mit einem Sollwertspeicher 46 in ständiger
Verbindung zur Hinterlegung einzelner Daten bzw. Programme und zur Entnahme derselben.
Mit dem Hauptrechner 47 sind ebenfalls Meßgeräte 42I-42n (Produktmeß- und Überwachungsgeräte
(M) für Produkttemperatur, Feuchtigkeit, Farbe und Produktstärke sowie Eiweiß und
Asche und dergleichen) in Verbindung. Gegebenenfalls kann ebenfalls in Verbindung
mit den Meßgeräten (M) ein Sollwertgeber 4II-4In für einen ganzen oder teilweisen
Handbetrieb benutzt werden.
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Sehr wesentlichen ist es des weiteren, daß die Signalleitungen SI-Sn,
die von den jeweiligen Verfahrenszonen mit dem Hauptrechner 47 verbunden sind, zu
keinem Zeitpunkt unterbrochen werden. Demgegenüber weisen die Steuerleitungen von
dem Hauptrechner zu den jeweiligen Reglern 40I-40n bzw. Verfahrenszonen 44I-44n
zur Umschaltung Umschalter 45I~45n bzw. 48,-48n auf. Ein zentraler Punkt der Anlage
ist das Zusammenspiel der einzelnen Anlageelemente mit den elektronischen bzw.
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Computermitteln einerseits sowie dem Teigmeister, der mit seiner Erfahrung
und Kenntnis über die Produkt- sowie Anlagespezialitäten den täglich vorkommenden
Abweichungen entgegenwirken kann.
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Für die Betriebsführung kann wie folgt vorgegangen werden: Bei einer
erstmaligen Inbetriebnahme werden alle Anlage elemente entsprechend dem Verriegelungssystem
in Betrieb genommen. In der Folge werden von Hand die einzelnen Regelkreise (für
Regelung der Luftmenge, Feuchtigkeit und Temperatur usw.) optimiert. Die entsprechenden
Daten werden dem Hauptrechner 47 bzw. dem Sollwertspeicher 46 zur Festlegung der
Sollwertschemata (z. B. Lochkarten) eingegeben.
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Die Produktion wird durch Ansteuerung der entsprechenden Produktzufuhr-
bzw. Dosierelemente gestartet. Entsprechend den Erfahrungswerten werden die mit
den Produktparametern zusammenhängenden Steuer- und Regelkreise groß eingestellt.
Die entsprechenden Werte können wiederum den Sollwertspeicher 46 bzw. dem Hauptrechner
47 übergeben werden. Anhand dieser Daten wird die ganze Anfahrproduktion mit dem
entsprechenden, dafür abzustellenden Anfahrprogramm gesteuert. Nach Abschluß der
Anfahrphase, die beispielsweise I bis 4 Stunden dauern kann, beginnt der Teigmeister
die Kontrolle des gesamten Fabrikationsvorganges. Er optimiert dann die Produkt-,
Luft- bzw. Klimaparamter in den ihm interessant erscheinenden bzw. in den erforderlichen
Verfahrensabschnitten. Hierfür unterbricht er die entsprechende Steuerleitung des
Hauptrechners 47, beispielsweise zur Verfahrenszone 3, indem er den Schaltkontakt
453 unterbricht. Der Regler 3 fährt mit dem vor dem Unterbrechen der Steuerleitung
gegebenen Sollwert weiter. Der Teigmeister gibt nun einen verbesserten Sollwert
durch entsprechende Eingabe an den Regler 3 bzw. an einen der Regler in der Verfahrenszone
3. Die besten gefundenen Sollwerte werden wiederum dem Hauptrechner bzw. dem Sollwertspeicher
zwecks Korrektur eingegeben. Anschließend kann der Umschalter 453 wieder angeschlossen
und die entsprechende Gruppe von Reglern mit den neu ermittelten Sollwerten geführt
werden.
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Optimierende Eingriffe des Teigmeisters können jederzeit durch die
entsprechende Betätigung der Umschalter T -T bzw. 45I-45n vorgenommen werden. Entscheidend
für dieses Vorgehen ist es, daß gleichzeitig mit der Fixierung der Sollwertschemata
für die Verfahrensparamter die dazugehörigen Schemata der Eingangsparameter - wie
Leistung (kg/h), Art und Mischung des Rohmaterials (Durum-, Hart-und/oder Weichweizen),
Wasserzugabe und verschiedene Zusätze (Ei, Salz usw.) - sowie die Parameter der
Produktqualität (Feuchtigkeit, Farbe, Festigkeit usw.) zugeordnet werden.
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Sind nun alle Parameter im Hinblick auf Eingang und Ausgang der Teigware
sowie sämtliche Parameter bezüglich der Verfahrensführung ermittelt und im Sollwertspeicher
erfaßt, nun bei der Wiederholung derselben Produktqualität, so können die letztmalig
als optimal ermittelten Sollwerte für die neue Produktion zugrundegelegt bzw. abgerufen
werden.
Dies gilt für das Anfahr-, Produktions- sowie Ausfahrdiagramm.
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Der Teigmeister kann somit auf einer wesentlich sicheren Stufe die
Teigwarenlinie führen, wobei die Rechnermittel, die Regler sowie auch die Meßgeräte
wertvolle Hilfsmittel sind. Er kann jederzeit an jeder Stelle unter Ausscheidung
der elektronischen Automatikmittel an speziellen Orten mit Hand steuern oder aber
die Anlage für längere Zeitabschnitte ihrem eigenen automatischen Lauf überlassen.
In besonderen Situationen oder Notfällen kann der Teigmeister die gesamte Anlage
ohne Verknüpfung der Verfahrenszonen über Rechnermittel selbst im halbautomatischen
Betrieb führen. Dabei ist es wesentlich, daß er sich auf die Anlagesteuerung und
Verriegelung stützen kann.
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In der Folge wird auf die Figur 5 Bezug genommen, die ein Hörnli in
vergrößertem Maßstab darstellt, sowie auf Figur 6, in der ein Ausschnitt aus dem
Hörnli in einem noch größeren Maßstab hervorgehoben ist. Der Bereich "Y" liegt an
der Innenseite und der Bereich "X" an der Außenseite der Teigware. Die Figur 6 ist
eine zeichnerische Darstellung anhand einer entsprechenden mikroskopischen Aufnahme.
Dargestellt sind lediglich die Stärkekörner, nicht aber das Proteingerüst.
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Die nach der Erfindung erhaltenen Teigwaren weisen am äußeren Rand
(A) eine Schicht (ganze) Quellstärke (weiße Körner) auf. Der Kern (C) der Teigware
besteht dagegen aus nativen Stärkekörnern, d. h. Körnern mit Kreuz. Zwischen dem
Kern (C) und dem Rand (A) liegt eine Zwischenschicht (B), die noch nicht völlig
in Quellstärke überführt ist, jedoch nur noch wenige Körner mit Doppelbrechung aufweist.
Nur im eigentlichen Kern ist die Stärke der Teigware in unverändertem Zustand geblieben.
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Bezüglich der Kocheigenschaften ist die neue Teigware gleich wie die
klassische Teigware, da ein gutes Proteingerüst erhalten bleibt, nahezu keine beschädigten
Stärkekörner vorhanden sind, außer einer relativ dünnen Randschicht, der ganze innere
Teil in normaler Zeit gargekocht werden muß.
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Die erfindungsgemäß erhaltene Teigware unterscheidet sich bezüglich
der Stärke von den bisherigen Teigwaren insofern, als diese einem kochähnlichen
Vorgang schon unterworfen worden ist, wobei jedoch die Stärkekörner bezüglich ihrer
äußeren Form intakt bleiben. Die mit Wasser-
überschuß gekochte
Teigware weist regelmäßig zumindest an der äußeren Oberfläche fast nur geplatzte
Stärkekörner auf. Die gleiche Kochzeit der erfindungsgemäß erhaltenen Teigwaren
ergibt sich daraus, daß die Kochzeit ansich zu einem sehr wesentlichen Teil von
der Wandstärke der Teigware abhängt. Dabei sind zwei Vorgänge bestimmend, nämlich
das Eindringen des Wassers sowie die Umwandlung des kristallinen Aufbaues in einen
amorphen Zustand einerseits und die Quellung und Garmachung der Stärke andererseits.
Beide Vorgänge brauchen Zeit. Da nun die äußere Randschicht bereits eine Quellstärke
ist, wird diese auch das Wasser entsprechend schnell aufnehmen, ohne daß dadurch
die native Stärke im zeitlichen Ablauf begünstigt wird. Bis das Wasser in den Kern
eindringt und wirkt, braucht es nahezu die gleiche Zeitspanne wie bei der bisherigen
traditionellen Teigware.
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Hinzu kommt, daß sowohl im Stand der Technik wie auch bei der neuen
Erfindung verschiedene begleitende Vorgänge nahezu unerforscht sind. Es ist bisher
nicht möglich gewesen, aufgrund von äußerlich feststellbaren Phänomenen den besonderen
Ablauf konkret zu beschreiben. Interessant ist dabei z. B. die Wasseraufnahme. Frisch
gepreßte Teigwaren wurden mit einem Wassergehalt von etwa 30 % direkt in frisch
entspanntem Dampf gegeben. Ein Teil wurde nach 5 Minuten entnommen. Es konnte ein
Wassergehalt von 3I,5 % festgestellt werden. Weitere Proben wurden nach IO, IS und
20 Minuten aus dem Dampfklima genommen und mit der Hitzeschrankenmethode ein Wassergehalt
von 32,0, 3I,9 bzw. 32,4 % festgestellt. Daraus ergibt sich, daß bei dem vorliegenden
Fall nur in den ersten 5 Minuten wegen einer relativ großen Temperaturdifferenz
beim Einbringen in den Dampf eine Wasseraufnahme von 1,5 % festgestellt werden kann.
Anschließend nimmt die Teigware während IS Minuten kein zusätzliches Wasser mehr
auf. Von der gleichen frisch gepreßten Teigware wurde eine Portion nicht in Dampf
behandelt, sondern 5 Minuten lang gekocht. Der Wassergehalt dieser Teigware betrug
nach 5 Minuten 62 %. Damit ist aber bewiesen, daß erfindungsgemäß keine Behandlung
der Teigware im Wasserüberschuß und damit auch kein Kochen stattfindet. Trotzdem
ergibt sich die weite oben geschilderte Strukturveränderung.
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Für kurzgeschnittene, normale Teigwaren zeigt die Figur 7 einen Dampf-
kocher
in der Form eines Bandkochers 50. Das Produkt wird von einem ersten Trockner 51
direkt auf ein Kochband 52 überführt. Am Ende des Kochbandes 52 wird das Produkt
über eine Rutsche 53 in einen zweiten Trockner 54 übergeben. Der Bandkocher 50 weist
unterhalb des Kochbandes 52 mehrere Dampfaufbereitungskammern 55 auf. Jede Aufbereitungskammer
55 weist Dampfzuleitungen 56 mit horizontaler Dampfeinspritzung 57 auf. Jede der
Dampfaufbereitungskammern 55 ist durch eine Trennwand 58 abgetrennt, so daß der
Dampf jeder Dampfaufbereitungskammer 55 zwangsweise durch das Kochband 52 und die
Teigwaren strömt. Über den Dampfaufbereitungskammern 55 erstreckt sich oberhalb
des Kochbandes 52 der Dampfraum 59, der nach oben durch eine zusätzliche Dampfaufbereitungskammer
60 begrenzt ist. Dampfraum 59 und die obere Dampfaufbereitungskammer 60 erstrecken
sich über die Länge aller unteren Dampfaufbereitungskammern 55. Am vorderen und
hinteren Ende des Dampfraumes 59 befindet sich je ein Dampfabzug 6I bzw. 62, wobei
der den Dampfraum 59 verlassende Dampf über eine Dampfabsaugleitung 63 abgeführt
wird. Unterhalb des Kochbandes 52 befindet sich ein Auffangbecken 64 für das Reinigungswasser
der Bandreinigung 65.
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Figur 8 weist grundsätzlich den gleichen Aufbau auf wie Figur 7. Im
Unterschied dazu werden hier jedoch Trocknungsrahmen 70, an einer Kette 7I, durch
den Dampfraum 59 gezogen. Die Lösung gemäß Figur 8 wird als Hürden- bzw. Rahmenkocher
72 bezeichnet. Es handelt sich dabei um die Hürden bzw. Rahmen, die auch im ersten
Trockner 73 wie auch im zweiten Trockner 74 verwendet werden. Auf den Hürden 70
werden sämtliche Spezialwaren, wie Nidi, Wickel und Produkte in entsprechend ausgebildeten
Fertigpackungen behandelt.
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Die Figur g zeigt eine ganze Teigwarenlinie für kurzgeschnittene,
normale Teigwaren mit einem entsprechenden Dampfband, wie in Figur 7 beschrieben.
Die gesamte Teigwarenlinie weist dabei die folgenden Elemente auf: Teigaufbereitung
80, Teigpresse 8I, Preßform 82 mit Formbelüftung 83, von der diese frisch gepreßte
Teigware direkt in einen Trockner 84, der hier als Schüttel- bzw. Vibrotrockner
ausgebildet ist, übergeht. Vom Dampfband 50 wird die Ware in einem Trommeltrockner
8, der vorzugsweise in zwei Zonen Z1 und Z2 aufgeteilt ist, bis zur
Endfeuchtigkeit
getrocknet und anschließend in den Produktstapler 86 geleitet.
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Figur IO zeigt eine Teigwarenlinie für Spezialprodukte mit einem Hürden-
bzw. Rahmenkocher 72. Im Unterschied zur Figur g besteht der erste Trockner 84 aus
einem Trockner mit Rahmen oder Hürden. Der zweite Trockner ist aus einem Mehretagentrockner
85 gebildet. Bei dieser Art werden die Rahmen mit der Transportkette 7I durch das
gesamte System geführt.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Herstellungsbeispiele noch
näher erläutert werden.
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Beispiel I Das angestrebte Verfahrenserzeugnis sind Langwaren in Form
von Spaghetti mit einem Durchmesser von 1,72 mm im trocknenen Zustand.
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Qualität: 4 Ei.
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IOO % Hartweizengrieß wurden mit 200 g aufgetautem Vollei (4 Ei) pro
kg Grieß und Wasser auf einen Wassergehalt von 3I,O % aufgefeuchtet und gemischt.
Die Parameter der Extrusionsvorrichtung wurden wie folgt eingestellt: Schneckendrehzahl
28 U/min Extrusionsdruck IOO bar Temperatur 400 C Vakuum 0,92 bar Pressenkopf zur
Herstellung von Spaghetti (naß) 1,9 mm (Ausführung Teflon) Die den Pressenkopf bei
400 C verlassenden Teigstränge eines Durchmessers von 1,9 mm wurden in der Aufheizzone
während 25 Minuten auf eine Temperatur von 950 C gebracht, wobei der Feuchtigkeitsgehalt
von 3I % auf 20 % Wasser erniedrigt wurde. Anschließend erfolgte während
15
Minuten die Behandlung im Dampfkocher bei 1000 C ohne Abtrocknen und ohne Auffeuchtung.
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Nach der Behandlung in der Dämpfzone erfolgte eine Trocknung während
IIO Minuten bei 84° C, wobei die Spaghettis von 20 % auf 12 % Endfeuchtigkeit getrocknet
wurden.
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Die erhaltenen Teigwaren ergaben eine leichte Zunahme des Pigmentgehaltes
von 9,63 mg B-Carotin/kg für normaltemperaturgetrocknete Produkte auf Ion33 mg B-Carotin/kg.
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Es konnte weder eine Braun- noch eine Rotfärbung oder das glasig-transparente
Erscheinungsbild plastifizierter Produkte festgestellt werden. Der visuelle Aspekt
einer traditionellen Teigware blieb bei dieser Behandlung erhalten.
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Die so erhaltene Ware wurde in kochendem Wasser während 12 Minuten
gekocht. Es wurden nur ganz minimale Kochverluste festgestellt. Die Teigware war
weder schleimig, noch pappig und wies eine sehr gute Bißfestigkeit und ein den traditionellen
Teigwaren entsprechendes EBgefühl auf.
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Beispiel 2 (Wasserware) Hergestellt wurden Kurzwaren, d. h. Hörnli
der Dimension 5 x 3 mm. Die Qualität wurde mit "Wasserware" gekennzeichnet. IOO
%iger Durum-Dunst wurde mit Wasser auf eine Anfangsfeuchtigkeit von 3I % aufgefeuchtet
und vermischt. Die Extrusionsparameter entsprachen denjenigen des Beispiels I mit
der Ausnahme, daß die Schneckendrehzahl auf 20 U/min gesenkt wurde.
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Die geformten Kurzwaren wurden sofort nach dem Verlassen des Pressenkopfes
in 12 Minuten auf eine Temperatur von 800 C gebracht. Dabei erfolgte ein Abtrocknen
des Produktes von 3I % auf 27 % Produktfeuchtigkeit. Anschließend wurde während
I2 Minuten gedämpft und
nachfolgend während 36 Minuten bei 980
C auf den Endfeuchtigkeitsgehalt von I2 Gew.-% fertig getrocknet. Der Pigmentgehalt
stieg von 9,63 mg B-Carotin/kg für normalgetrocknete Produkte auf IO,OI mg B-Carotin/kg.
Die sensorische Beurteilung war in allen Belangen positiv.
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Dabei wurde bemerkt, daß der visuelle Eindruck speziell im Hinblick
auf die Farbe den traditionell hergestellten Waren überlegen war.
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Beispiel 3 (Nidi) Nidi-Produktstränge, 2 x o,8 mm, die den Pressenkopf
verließen, wurden sofort feucht zu einem Nidi (Nest) geformt und auf Rahmen gelegt.
Der Durchmesser der Nidi betrug 50 mm, deren Höhe 40 mm.
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0 Nach einer Aufheizphase von IO Minuten auf eine Temperatur von
95 wurden die Nidis mit 24 % Wassergehalt während 3 Minuten gedämpft und anschließend
4 Stunden bei 750 C auf die Endfeuchtigkeit von 12 % getrocknet.
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Visuell konnten die Nidis als sehr gut beurteilt werden. Sie waren
in der Form erhalten geblieben sowie in der Farbe schön eigelb. Wichtig war es hier
vor allem, daß die einzelnen Stränge beim Zubereiten (Kochen) sich lösten und nicht
zusammenklebten. Auch diese Bedingung konnte mit den eingestellten Parametern der
Erfindung überraschend positiv erfüllt werden.