DE60026485T2

DE60026485T2 - Coextrusionsverfahren durch Koaxialröhren

Info

Publication number: DE60026485T2
Application number: DE60026485T
Authority: DE
Inventors: Herve Roussel; Daniel Genton
Original assignee: Bongrain SA
Current assignee: Savencia SA
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2020-12-30
Also published as: AR026792A1; DE60026485D1; AU1005201A; HU0100033D0; US6632466B2; ATE319331T1; AU783581B2; HUP0100033A3; JP3706806B2; JP2001231531A; PL344960A1; EP1114587B1; EP1114587A1; BRPI0100028B1; ES2258960T3; HUP0100033A2; HU228738B1; US20010019732A1; FR2803491B1; BR0100028A

Description

Die Erfindung betrifft ein Lebensmittelprodukt vom Typ gefüllte Lebensmittelspezialität, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Produkts und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Verfahren zur Koextrusion von Lebensmitteln sind schon bekannt, sowie Systeme mit alleiniger Extrusion von Lebensmitteln oder anderen Materialien, deren Konzeption sich derjenigen der Koextrusion annähert.
Zum Beispiel ist ein System bekannt, das insbesondere in der Konditorei eingesetzt wird, und das bei Fachleuten unter dem Namen „RHEON" bekannt ist, ein integriertes Gerät umfaßt, das aus zwei Flügelpumpen besteht, deren Trichter an einem standardmäßigen Koextrusionskopf zusammenlaufen. Die Ummantelung des Produkts wird gleichzeitig mit der Füllung in einem sehr kurzen Spritzmundstück (2 bis 3 cm) gebildet. Im Gerät ist keinerlei Backvorgang möglich, der zu heiße Ausgangsstoffe nur schwierig verträgt, die typischerweise bei 60°C liegen. Der Ein- und Ausbau eines solchen Systems ist sehr komplex, es fallen mindestens rund dreißig Mechanikteile an, und es ist also nur sehr schwierig zu säubern, wenn Käse verarbeitet wird. Ein solches System wird insbesondere für das Koextrudieren von großen Teilen eingesetzt, wie gefüllte Kugeln, gefüllte Brötchen, Stäbchen mit großem Durchmesser (mindestens 20 mm Durchmesser), oder von der Art Gnocchi.
Insbesondere bei Käse können ohne starke Veränderungen des Geräts keine kleinen Teile von der Art Käsestäbchen mit 10 bis 15 mm Durchmesser oder weniger ausgeführt werden. Die Kosten und die geringe Kapazität der Maschine sind negative Gesichtspunkte, wenn kleine Teile, wie Käsestäbchen oder analoge gefüllte Produkte wirtschaftlich hergestellt werden sollen.
Es ist auch ein zum vorerwähnten analoges Verfahren bekannt, das im allgemeinen „VEMAG" genannt wird und den Unterschied aufweist, daß das Gerät nicht in ein einziges integriert ist. In Wirklichkeit handelt es sich um zwei Druckvorrichtungen, die mit einem Koextrusionskopf verbunden sind. Letzterer ist ebenfalls sehr kurz und hat im allgemeinen einen Durchmesser von über 20 mm, damit mit vernünftigen Produktionskosten ein Produkt erzielt werden kann.
In allen Fällen wären die Kosten des Systems unerschwinglich bei kleinen Teilen wie insbesondere mit Käse gefüllten Lebensmittelstäbchen.
Es ist auch ein Verfahren zur Füllung durch Spritzen bekannt. In der Tat gibt es Produkte, die koextrudierten Produkten ähneln, von der Art Brioche, die nach dem Backen mit einer Einspritznadel gefüllt werden. Dieses System ist für Käse im allgemeinen nicht nutzbar.
Es sind auch Produkte gefüllter Art bekannt, die koextrudierten Produkten ähneln können. Wenn man zum Beispiel von einem Produkt ausgeht, das aus einem 2 bis 3 cm dicken und 10 cm breiten Streifen gerollt wurde, erhält man ein solches Produkt, wenn die Füllung vor dem Aufrollen in die Mitte des Streifens gesetzt wird. Dies ist zum Beispiel der Fall bei Produkten von der Art Schokoladenbrot. Unter gewissen Bedingungen der Formulatur könnte ein solches Verfahren bei Käse eingesetzt werden: insbesondere bei den Klebe- und Schweißeigenschaften des Käseteigs. Das Ergebnis unter dem Gesichtspunkt des Produkts unterscheidet sich sehr von einer gefüllten Käsespezialität, wie sie nachstehend beschrieben wird.
Es sind auch Systeme mit Ko-Schub oder andere Systeme mit Druckvorrichtungen bekannt, mit denen Würste gleichzeitig gedrückt werden können. Das Ergebnis hat zum Beispiel die Form von Würsten mit einem Herzstück aus Käse.
Das System kann nur schwierig an Käsesorten mit hohem Trockenextraktanteil angepaßt werden, die weiter unten beschrieben werden.
Im Dokument US-A-5 792 500 ist einerseits ein Verfahren beschrieben, das eine Etappe der Abkühlung eines Produkts in einem Spritzmundstück umfaßt, wobei das Produkt keine Füllung hat, und andererseits ein Koextrusionsverfahren.
Im Dokument FR-94 872 ist ein Verfahren zur Herstellung eines harten hohlen Eis durch Koextrusion beschrieben, wobei dieses Verfahren in einem ersten Abschnitt einen Schritt zur Bildung der Ummantelung durch Heizung umfaßt, dann einen Schritt der Füllung dieser Ummantelung mit Eigelb, in einem zweiten Abschnitt, der am Ende des ersten Abschnitts beginnt.
Die Erfindung hat zum Ziel, kleine gefüllte Lebensmittelspezialitäten, insbesondere Käsespezialitäten, zu realisieren, deren Durchmesser bei unter 20 mm liegt, insbesondere bei 10 bis 15 mm, indem die Nachteile der vorher bekannten Techniken zur Erzielung einer solchen Produktart behoben werden.
Die Erfindung hat auch zum Ziel, solche Produkte bei Verwendung von Käsemassen mit hohem Trockenextraktanteil zu erhalten, der insbesondere 50 bis 60% erreichen kann. Bei den Koextrusionssystemen nach früherer Technik liegen die Scherkräfte im Spritzmundstück für ein gutes Produktergebnis zu hoch.
Die Erfindung hat auch zum Ziel für die Herstellung der gewünschten Produkte möglichst viele unterschiedliche Formulaturen einsetzen zu können.
Nach einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein zur Herstellung eines Lebensmittelprodukts bestimmtes Verfahren, mit einer wenigstens eine Füllung umfassenden festen Ummantelung, ausgehend von einer zur Bildung der Ummantelung des Produkts bestimmten Lebensmittelbasis und wenigstens einem Lebensmittelfüllmaterial in einer Koextrusionsvorrichtung mit einem mit der Lebensmittelbasis und dem oder den Füllmaterial(ien) versorgten Koextrusionsmundstück, welches Verfahren die nachstehenden aufeinanderfolgenden Stufen umfaßt:

– In einem ersten Abschnitt des Spritzmundstücks Bildung der verfestigenden Ummantelung durch Abkühlen der Lebensmittelbasis, wobei dieser erste Abschnitt des Spritzmundstücks in Längsrichtung durch wenigstens eine Transferkanüle der Füllung, eine Kanüle pro Füllmaterial, durchquert wird und in einem zweiten Abschnitt des Spritzmundstücks mündet, wobei der Anfang des zweiten Abschnitts durch das Ausgangsende der Kanüle mit der kürzesten Länge definiert wird;
– Füllung im zweiten Abschnitt des Spritzmundstücks der im ersten Teil des Spritzmundstücks mit dem oder den aus der oder den den ersten Abschnitt durchquerenden Kanüle(n) austretenden Füllmaterial(-ein) gebildeten, festen Ummantelung;
– Auffangen des die mit dem oder den Füllmaterial(ien) gefüllten externe Ummantelung umfassenden Produkts am Ausgang des Spritzmundstücks.

Die Lebensmittelbasis enthält typischerweise Eiweißstoffe und kann Polysaccharide enthalten.
Nach einem ersten Ausführungsverfahren wird die Ummantelung im ersten Abschnitt des Spritzmundstücks durch Abkühlung gebildet, typischerweise durch Zirkulation von Wasser oder einem anderen analogen Fluid.
Nach einer Variante werden für das Ummantelungsmaterial natürliche Käsesorten, frische Dickmilch oder nicht geschmolzene Käsespezialitäten verwendet.
Nach einer anderen Variante werden für das Ummantelungsmaterial geschmolzene Käsesorten oder geschmolzene Käsespezialitäten mit oder ohne Schmelzsalz verwendet.
Nach einer Ausführung umfaßt das Verfahren die folgenden Stufen:

– Zubereitung der Füllung und der Ummantelung bei einer Temperatur von rund 90°C in den Versorgungstrichtern;
– Abkühlen der Füllung auf eine Temperatur von rund 80°C und Abkühlen der Ummantelung auf eine Temperatur von rund 60°C zwischen den Versorgungstrichtern und dem Koextrusionskopf;
– Extrusion der Ummantelung mit Abkühlen des ersten Abschnitts des Spritzmundstücks auf eine Temperatur von rund 50°C, so daß die Ummantelung verfestigt wird; Extrusion der Füllung, die die im ersten Abschnitt hergestellte Ummantelung füllt, mit Abkühlen des zweiten Abschnitts des Spritzmundstücks auf eine Temperatur von rund 30°C, wobei das aus dem Spritzmundstück austretende Produkt eine Temperatur von rund 38°C hat.

Definitionen:

TE

= Temperatur der Ummantelung im Versorgungstrichter des Systems

TFn

= Temperatur der Füllung n in ihrem Versorgungstrichter

TFIL1

= Durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge L1 entsprechenden Spritzmundstücks

TFILn

= Durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge Ln – (Ln – 1) entsprechenden Spritzmundstücks

TP1

= Durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang der Kanüle 1

TPn

= Durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang der Kanüle n

TFILFIN

= Durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge L – Ln entsprechenden Spritzmundstücks

TPFIN

= Durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang des Spritzmundstücks.

Nach einer Ausführung unterliegen die Temperaturen in der Koextrusionsvorrichtung dem folgenden Gesetz:
TE = TFn = TFIL1 = TFILn = TFLFIN = TP1 = TPn = TPFIN = 2 bis 10°C.
Nach einer anderen Ausführung, bei der für ein sogenanntes „Heißverfahren" die Ummantelung und die Füllung(en) bei zwischen 30 und 80°C eingeführt werden, unterliegen die Temperaturen in der Koextrusionsvorrichtung dem folgenden Gesetz:
TE = TFn = 30 bis 80°C; 80°C > TFIL1 > TFILn > TFILFIN = 30°C; TP1 = TPn = TPFIN = 70 bis 35°C.
Nach einer anderen Ausführung, bei der in einem sogenannten „Hochtemperatur-Prozeß" die Ummantelung und die Füllung(en) bei zwischen 90 und 100°C eingeführt werden, unterliegen die Temperaturen in der Koextrusionsvorrichtung dem folgenden Gesetz:
TE = TFn = 90 bis 100°C; 80°C > TFIL1 > TFILn > TFILFIN = 30°C; TP1 = TPn = TPFIN = 85 bis 35°C.
Nach einem zweiten Ausführungsmodus wird die Ummantelung durch Erwärmung, durch Wärmekoagulation bei einer Temperatur von über 50°C und typischerweise bei zwischen 80 und 100°C gebildet.
Bei diesem Ausführungsmodus werden zum Beispiel für das Material der Ummantelung Mischprodukte auf der Grundlage von Fleischsorten, Eiern, Fischfleisch und Surimi verwendet.
Nach einer Ausführung unterliegt die Koextrusionsvorrichtung dem folgenden Gesetz:
TE = TFn = 2 bis 50°C; TFIL1 > TFILn > TFILFIN > 80 bis 100°C; TP = TPn = TPFIN = 60 bis 80°C durchgehend.
Nach einer anderen Ausführung umfaßt das Verfahren die folgenden Stufen:

– Zubereitung der Füllung bei einer Temperatur TFn von rund 90°C und der Ummantelung bei einer Temperatur TE von rund 7°C in den Versorgungstrichtern;
– Abkühlen zwischen den Versorgungstrichtern und dem Koextrusionskopf auf eine Temperatur von rund 75°C für die Füllung und auf eine Temperatur von rund 4°C für die Ummantelung;
– Aufwärmen auf eine Temperatur TFIL1 von rund 45°C des ersten Abschnitts des Spritzmundstücks, um die Ummantelung zu verflüssigen;
– Abkühlen auf eine Temperatur TFILFIN von rund 25°C des zweiten Abschnitts des Spritzmundstücks, wobei die Füllung bei einer Temperatur von rund 50°C in die Ummantelung eingeführt wird, wobei das Produkt am Ausgang des Spritzmundstücks eine Temperatur TPFIN von rund 28°C hat.

Nach einer Ausführung umfaßt das Verfahren folgende Stufen:

– Zubereitung der Füllung und der Ummantelung bei einer Temperatur von rund 4°C;
– Erhaltung des Kaltzustands der Füllung bei einer Temperatur von rund 4°C bis zum Koextrusionskopf, und parallel dazu Erwärmen der Ummantelung auf eine Temperatur von rund 50°C zwischen dem Versorgungstrichter und dem Koextrusionskopf;
– Erwärmung des ersten Abschnitts des Spritzmundstücks auf eine Temperatur TFIL1 von rund 98°C, damit die Ummantelung durch Wärmekoagulation verfestigt wird;
– Erwärmung des zweiten Abschnitts des Spritzmundstücks, wobei die Füllung bei einer Temperatur TP1 von rund 50°C eingeführt wird;

Wobei das aus dem Spritzmundstück austretende Produkt eine Temperatur von rund 80°C aufweist.
Im ersten und zweiten Ausführungsmodus werden für das Füllmaterial typischerweise Mischprodukte bestehend aus Käsesorten, Fleisch, Eiern, Fischfleisch, Surimi, Obst und Gemüse verwendet.
Ferner hat das Ummantelungsmaterial einen Trockenextrakt, der 60% erreichen kann und typischerweise bei 30 bis 50% liegt.
Bei dem Verfahren wird der Koextrusionskopf durch zwei einfache Pumpen mit Stopftrichtern für das Füllmaterial beziehungsweise für das Ummantelungsmaterial versorgt.
Nach einer Ausführung werden die Transferpumpen der Trichter zum Koextrusionskopf direkt auf dem Koextrusionssystem angeschlossen.
Nach einer anderen Ausführung werden die Pumpen an ein mit einem Wärmetauscher versehenes geschlossenes Zwischensystem angeschlossen, so daß die Temperatur der Materialien direkt vor ihrem Eintritt in den Koextrusionskopf kontrolliert wird.
Nach einer Ausführung werden der Druck und die Verteilung des zur Bildung der Ummantelung bestimmten Materialflusses mit einer auf dem Kanal der Ummantelung des Produkts eingeschobenen Verteilerplatte geregelt.
Nach einer Ausführung werden mehrere koextrudierte Abschnitte, eventuell mit Gelmittel, zusammengesetzt und dann thermisch behandelt, damit ein tranchierbarer rekonstruierter Block erzielt wird.
Typischerweise wird das Produkt am Ausgang des Spritzmundstücks kontinuierlich oder nicht kontinuierlich tranchiert und dann verpackt.
Die lineare Ablaufgeschwindigkeit des Produkts am Ausgang des Spritzmundstücks beträgt typischerweise zwischen 5 und 10 Meter/Minute.
Nach einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Koextrusionsvorrichtung, in der das vorher beschriebene Verfahren eingesetzt werden kann, wobei die Vorrichtung umfaßt:

– Versorgungsmittel des Materials der Ummantelung des Produkts;
– Versorgungsmittel des Füllmaterials des Produkts;
– Eine Koextrusionskammer mit einem Koextrusionskopf, verlängert durch ein Koextrusionsmundstück;
– Erste Transfermittel für das Ummantelungsmaterial bis zur Koextrusionskammer;
– Zweite Transfermittel für das Füllmaterial bis zum Koextrusionskopf ohne Vermischung des Füllmaterials und des Ummantelungsmaterials;
– Wobei das längslaufende Koextrusionsspritzmundstück folgendes umfaßt:
– Einen ersten Abschnitt eines Spritzmundstücks, in dem die Bildungsstufe der festen Ummantelung abläuft, wobei dieser erste Abschnitt durch mindestens eine Kanüle durchquert wird, wobei das Ende des ersten Abschnitts durch das Ausgangsende der Kanüle mit der kürzesten Länge definiert wird, wobei jede Kanüle ein aus dem Koextrusionskopf austretendes Füllmaterial transferiert, wobei das aus dem Koextrusionskopf kommende Ummantelungsmaterial zwischen der Innenwand des Spritzmundstücks und der Außenwand der Kanüle(n) transferiert wird;
– Abkühlmittel des besagten ersten Abschnitts, die den Umschlag verfestigen sollen;
– Einen zweiten Abschnitt ab dem Ausgang der Kanüle(n) bis zum Ausgang des Spritzmundstücks, und in welchem zweiten Abschnitt die Ummantelung der aus der Kanüle austretenden Füllung durch die verfestigende Ummantelung stattfindet.

Die Kanülen sind konzentrisch, wobei die peripherischste Kanüle die kürzeste ist, oder sind nicht konzentrisch.
Die Länge L1 der kürzesten Kanüle beträgt mindestens 10 cm, damit sich die Ummantelung verfestigt, und typischerweise 30 bis 150 cm, wobei der Unterschied zwischen der Länge L des Spritzmundstücks und der Länge Ln der längsten Kanüle mindestens 10 cm beträgt und typischerweise 30 bis 600 cm.
Die Vorrichtung umfaßt Regulierungsmittel der Temperatur bei den ersten Transfermitteln, Regulierungsmittel der Temperatur bei den zweiten Transfermitteln, Regulierungsmittel der Temperatur des ersten Abschnitts des Spritzmundstücks, Regulierungsmittel der Temperatur des zweiten Abschnitts des Spritzmundstücks.
Das Spritzmundstück hat typischerweise einen runden oder quaderförmigen Durchmesser oder einen solchen in einer verspielten Form.
Das Spritzmundstück hat einen Querschnitt, dessen Form identisch mit derjenigen der Kanüle(n) ist oder sich davon unterscheidet. Das Spritzmundstück hat einen Querschnitt identischer Form oder in anderer Form als diejenige der Kanüle(n). Das Spritzmundstück hat im Querschnitt einen Durchmesser zwischen 5 und 50 mm und vorzugsweise zwischen 7 und 20 mm. Der Querschnitt des Spritzmundstücks beträgt typischerweise zwischen dem 1-, 2- und 5-fachen des Querschnitts der Kanüle.
Nach einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Lebensmittelprodukt vom Typ gefüllte Lebensmittelspezialität, die erzielt wird, indem das vorher beschriebene Verfahren eingesetzt wird, wobei das Produkt eine feste Ummantelung umfaßt, die sich in Längsrichtung erstreckt, mindestens eine Füllung umgibt, wobei das Produkt im Querschnitt eine Abmessung von unter 20 mm hat, die typischerweise bei zwischen 10 und 20 mm liegt. Erfindungsgemäß besteht die feste Ummantelung aus Käse und hat einen Trockenextrakt zwischen 40 und 60%, wobei das Produkt somit ohne zu Kleben greifbar ist.
Sein Querabschnitt ist quaderförmig, abgerundet oder hat eine verspielte Form.
Nach dem Tranchieren beträgt seine Länge typischerweise zwischen dem Einfachen und dem Zehnfachen seiner Breite im Querschnitt.
Die Füllung hat eine Zusammensetzung mit oder ohne Käse, die aus der Fleischpasteten, Pasteten auf Fischbasis oder andere Meeresprodukte, Kräuter, Gewürze und Aromen umfassenden Gruppe ausgewählt werden.
Nach einer Ausführung umfaßt das Produkt mindestens drei konzentrische Schichten, wobei die äußere Ummantelung aus einer käsehaltigen Zusammensetzung besteht.
Nach einer Variante hat das Lebensmittelprodukt die Form eines rekonstruierten, tranchierbaren Blocks, der durch die Zusammensetzung mehrerer Produkte wie die vorher beschriebenen erzielt wurde, wobei dieses rekonstruierte Produkt mehrere Kanäle mit Füllung umfaßt.
Weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden sich im Laufe der Beschreibung herausstellen, die in Bezug auf die Figuren im Anhang gegeben wird, auf denen:
Die 1 eine Schemaansicht der Koextrusionsvorrichtung nach einer Ausführung der Erfindung ist, die ein Spritzmundstück benutzt, das eine Füllkanüle umfaßt;
Die 2 ist eine vergrößerte Schemateilansicht des Spritzmundstücks einer Koextrusionsvorrichtung nach einem anderen Ausführungsmodus der Erfindung, bei der das Spritzmundstück drei Füllkanülen umfaßt;
Die 3a bis 3o stellen einige nicht erschöpfende Ausführungsvarianten der allgemeinen Form von erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukten im Querschnitt dar, wobei das Füllmaterial nicht dargestellt wird;
Die 4a bis 4f stellen einige nicht erschöpfende Ausführungsvarianten der allgemeinen Form von erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukten im Querschnitt dar, wobei das interne Füllmaterial und das Material der äußeren Ummantelung in Hell beziehungsweise in Dunkel dargestellt werden, wobei das Spritzmundstück eine Füllkanüle umfaßt, und indem die Form des Spritzmundstück und der Füllkanüle in Variationen dargestellt ist.
Die 5a bis 5c stellen einige nicht erschöpfende Ausführungsvarianten von erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukten im Querschnitt dar, die mit verschiedenen Füllkanülen für ein gleiches Spritzmundstück erzielt werden, wobei die Kanülen zentriert sind;
Die 6a bis 6g stellen einige nicht erschöpfende Ausführungsvarianten von erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukten im Querschnitt dar, wobei das Spritzmundstück mehrere Kanülen umfaßt;
Die 7a bis 7c stellen einige nicht erschöpfende Ausführungsvarianten von erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukten im Querschnitt dar, die mit verschiedenen Füllkanülen für ein gleiches Spritzmundstück erzielt werden, wobei die Kanülen dezentriert sind,
Die 8a bis 8e stellen einige nicht erschöpfende Ausführungsvarianten von erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukten dar, die verschiedene Möglichkeiten des Tranchierens oder des Pinzierens der Produkte illustrieren;
Die Tabelle 1 zeigt die Betriebstemperaturen in verschiedenen Zonen der erfindungsgemäßen Koextrusionsvorrichtung im Querschnitt dar, und zwar nach einem Ausführungsmodus vom Typ warme Koextrusion und nach zwei Ausführungsmodi vom Typ kalte Koextrusion.
Es wird ein erster Ausführungsmodus der Erfindung beschrieben.
Es wird eine Koextrusionsvorrichtung 1 benutzt, mit der ausgehend von einem Ummantelungsmaterial 3 und einem Füllmaterial 4 ein koextrudiertes Produkt 5 durch Koextrusion in einem Koextrusionsspritzmundstück 6 hergestellt werden kann.
Das Ummantelungsmaterial 3 wird in einen Versorgungstrichter 7 mit einem Volumen eingeführt, das typischerweise bei 50 Liter liegt. Das Füllmaterial 4 wird in einen Versorgungstrichter 8 mit gleichem Volumen eingeführt.
Das Ummantelungsmaterial ist vom Typ einer proteinhaltigen Basis.
Die Trichter 7 und 8 enthalten am Ausgang dieser Trichter und Regulierungsmittel Mittel zur Mengendosierung und Mittel zur Temperaturregelung des Ummantelungsmaterials und des Füllmaterials. Die Trichter 7 und 8 führen zu den Versorgungsbehältern 7a beziehungsweise 8a.
Das Ummantelungsmaterial 3 wird von den ersten Transfermitteln 9 am Ausgang des Behälters 7a zu einem Koextrusionskopf 11 geführt. Desgleichen wird das Füllmaterial 4 von den zweiten Transfermitteln 10 zum Koextrusionskopf 11 geführt. Die ersten und die zweiten Transfermittel 9, 10 sind lebensmittelgerechte Leitungen. In diesen Leitungen beträgt die Durchflußmenge 50 bis 100 kg/h.
Der Koextrusionskopf 11 umfaßt eine Koextrusionskammer 12.
Die Transfermittel 9 des Ummantelungsmaterials führen durch eine Eingangszone 12a in die Kammer 12.
Die Transfermittel 10 der Füllung führen an einem Eingang 13 in den Koextrusionskopf.
Das Ende 13a der Transfermittel 10 steht in dichter Verbindung mit dem Ende 13b einer Kanüle 14.
Diese Kanüle 14 umfaßt:

– einen ersten Teil 15 in der Kammer 12 des Kopfes 11;
– einen zweiten Teil 19 außerhalb des Kopfes 11, also im Spritzmundstück 6.

Die Kanüle 14 wird mit Haltemitteln 17 im Kopf 11 gehalten.
Die Vorrichtung 1 umfaßt zwischen dem Trichter 7 und dem Kopf 11 auf einem Abschnitt der Transferleitung 9 Regulierungsmittel 18 der Temperatur des Ummantelungsmaterials.
Die Vorrichtung 1 umfaßt ebenfalls Regulierungsmittel 19 der Temperatur des Füllmaterials zwischen dem Trichter 8 und dem Kopf 11.
Jetzt werden das Spritzmundstück 6 und die Herstellung des Produkts 5 durch Koextrusion genauer beschrieben.
Das Spritzmundstück 6 weist ein erstes Ende 20 am Ausgang des Koextrusionskopfes 11 auf und ein zweites Ende 21, wo das koextrudierte Produkt ankommt.
Das Spritzmundstück 6 umfaßt nacheinander einen ersten Abschnitt S1 mit einer Länge L1, einen zweiten Abschnitt S2 mit der Länge L2. Die Länge L1 ist die Länge des Spritzmundstücks 6 ab der Ebene P des Endes 20.
Diese Länge L1 ist die Länge des Spritzmundstücks 6, das den Teil der Kanüle 14 im Spritzmundstück 6 umfaßt. Auf dieser Länge L1 prägt das Füllmaterial F die Kanüle 14 bis zum Ende 22 dieser Kanüle 14.
Das Ummantelungsmaterial zirkuliert im Spritzmundstück 6 zwischen der Innenwand 23 des Spritzmundstücks 6 und der Außenwand 24 der Kanüle 14.
Für die Änderung der Temperatur des Ummantelungsmaterials und des im ersten Abschnitt zirkulierenden Füllmaterials sind Thermomittel 25 vorgesehen. Diese Thermomittel 25 sind zum Beispiel ein doppelter Mantel, ein elektrischer Heizwiderstand, ein Ölbad oder ein Bad mit anderen Fluids.
Auf einer Länge L4 am Anfang des Spritzmundstücks 6 können insbesondere aus Platzgründen keine Thermomittel 25 angebracht werden.
Auf der Länge L1 bildet sich die Ummantelung des Produkts durch Verfestigung, wie weiter unten noch ausführlich beschrieben werden wird.
Die von den Thermomitteln 25 gelieferte Temperatur ist T1, die Ausgangstemperatur dieser Thermomittel ist T'1.
Das Spritzmundstück 6 zeigt nach dem ersten Abschnitt L1 den zweiten Abschnitt mit der Länge L2, der keine Kanüle 14 mehr umfaßt. Dieser Abschnitt L2 umfaßt die zweiten Thermomittel 26, die analog zu den ersten Thermomitteln 25 sind.
Nach einer Variante hat man L1 = 150 cm und L = 400 cm. Nach einer anderen Variante hat man L1 = 30 cm und d L = 250 cm.
Die von diesen Thermomitteln 26 gelieferte Temperatur ist T2, die Temperatur am Ausgang dieser Thermomittel 26 ist T'2. Der zweite Abschnitt L2 umfaßt einen Abschnitt S''3 zwischen den Thermomitteln 25 und den Thermomitteln 26. Der erste Abschnitt S1 umfaßt einen Abschnitt S'3 mit Länge L'3 zwischen dem Koextrusionskopf 11 und den Thermomitteln 25.
In der Tabelle 1 ist ein präzises Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens nach zwei möglichen Ausführungsmodi dargestellt worden.
In der Tabelle 1 wird folgendes angegeben:

– Die Temperatur Tf der Füllung im Versorgungstrichter 8, die Eingangstemperatur T3 und die Ausgangstemperatur T'3 der Thermomittel 19, die Temperatur t3 des Füllmaterials, das aus dieser Zone austritt und an der Kanüle 14 ankommt, die Temperatur TE des Ummantelungsmaterials im Versorgungstrichter 7, die Eingangstemperatur T4 und die Ausgangstemperatur T4 der Regulierungsmittel 18, die Temperatur t4 des Ummantelungsmaterials am Ausgang der Regulierungsmittel 18, das an der Koextrusionskammer 12 ankommt;
– Die Eingangs- und Ausgangstemperatur T1 der ersten Thermomittel 25, die durchschnittliche Temperatur TP1 des Produkts direkt am Ausgang der Kanüle 14;
– Die Eingangstemperatur T2 und die Ausgangstemperatur T'2 der zweiten thermischen Regulierungsmittel 26, die Temperatur TP2 des Produkts im Abschnitt L2.

Die Ummantelungs- und die Füllmaterialien müssen im Koextrusionssystem transferiert und gepumpt werden können. Sie können somit in leichtflüssiger bis visköser Form in den Versorgungstrichter eingeführt werden, wobei die Viskosität unter den Werten liegen muß, bei denen die Vorrichtung blockiert würde, zum Beispiel bei 50.000 bis 100.000 Zentipoises und sogar 1.000.000 Zentipoises, dies mit einem Pumpdruck, der 20 bis 25 Bar erreichen kann.
Nach einem ersten Ausführungsmodus ist das Koextrusionssystem ein System mit Koextrusion im Heißverfahren. Nach einem zweiten Ausführungsmodus ist das Koextrusionsverfahren ein kaltes Koextrusionsverfahren.
Was das Ummantelungsmaterial angeht, ist die Koextrusion im Heißverfahren insbesondere für geschmolzene Käsespezialitäten und geschmolzene Käsesorten sowie für nicht geschmolzene Käsespezialitäten und natürliche Käsesorten bestimmt.
Das ursprüngliche Ummantelungsmaterial ist bei einer Temperatur TE von 90°C. Dieses Material wird an den Transfermitteln 9 abgekühlt und dann nacheinander am Ausgang des Spritzmundstücks, im ersten Abschnitt S1 und dann im zweiten Abschnitt S2.
Das Ummantelungsmaterial ist also nicht wärmekoagulierbar, sondern eher wärmeverflüssigend.
Die Koextrusion im Kaltverfahren ist insbesondere für Lebensmittelmischmaterialien auf der Grundlage von zum Beispiel Fleisch, Fleischwaren, Fisch, Surimi bestimmt.
Das am Trichter 7 kalte Ummantelungsmaterial wird in den Transfermitteln 9 kalt gehalten und wird dann im Abschnitt L1 des Spritzmundstücks erwärmt.
Dieses Material ist mehrheitlich wärmekoagulierbar, wie die Zubereitungen auf Grundlage von Fleisch, Eiern, Molke aus der Käserei, Fischfleisch, Surimi.
Sowohl bei der Koextrusion im Heißverfahren wie auch bei der Koextrusion im Kaltverfahren erfolgt die Bildung des Mantels kontinuierlich, jedoch zeitlich verschoben: Bildung des Mantels im Abschnitt S1, dann Bildung der Füllung im Abschnitt S2.
Die Kanüle hat zum Beispiel einen Durchmesser von d = 12 mm, und das Spritzmundstück 6 hat einen Durchmesser von D = 18.
Sowohl bei der Koextrusion im Heißverfahren wie auch bei der Koextrusion im Kaltverfahren können bei der Produktzusammenstellung 5 andere sekundäre Bestandteile und Zuschlagstoffe eingesetzt werden, die die sensorische Wahrnehmung des Fertigprodukts, seine Maschinenfähigkeit, seine Erhaltung und insbesondere sein äußeres Aussehen verbessern sollen.
Diese sekundären Bestandteile können Lebensmittelkolloide sein (Stärken, modifizierte Stärken, Gelatinen, Gummis, Carraghenanes, ...), pflanzliche oder tierische Proteine (Weizenproteine, Sojaproteine, ... Eiproteine, Molkeproteine, ...), Konservierungsmittel (Sorbinsäure, Sorbate, Nisine, Nitrite, usw. ...), Aromen und Gewürze, tierische oder pflanzliche Fette (Butter, Sahne, MGLA (anhydride Milchfettmasse), Rapsöl, Sonnenblumenöl, ..., verschiedene Salze (Feinsalz, Polyphosphate, Calciumchlorid, ...), Farbstoffe (Koschenille-Karmin, Orlean, Paprika, ...); süße Zubereitungen (Feigenkonfitüre, Obstkonfitüren, eingelegtes Obst, Trockenobst, Kastaniencreme, Karamellschokolade, Nougat, gezuckerte und getrocknete Getreide, ...) Obst- oder Gemüseextrakte sowie getrocknete Körner.
Die Geometrie des Systems eines Spritzmundstücks 6 und einer AA 14 kann sehr variabel sein.
Nach einem Ausführungsmodus umfaßt die Koextrusionsvorrichtung ein Spritzmundstück 6 gemeinsam für mehrere Kanülen 14 (2).
Das Koextrusionssystem umfaßt:

– Eine zentrale Kanüle 27 über eine Länge L3, die eine Vorrichtung zur Befestigung und Zentrierung 35 dieser Kanüle 27 umfaßt;
– Eine Kanüle 28, die die Kanüle 27 über eine Länge L2 kürzer als L3 umgibt und eine Vorrichtung zur Befestigung und Zentrierung 36 dieser Kanüle 28 umfaßt;
– Eine Kanüle 29, die die Kanülen 27 und 28 über eine Länge L1 kürzer als L2 umgibt und eine Vorrichtung zur Befestigung und Zentrierung 37 dieser Kanüle 29 umfaßt. Die Kanüle 29 ist die kürzeste der drei, und ihr Ende 29b definiert das Ende des ersten Abschnitts S1.

Thermomittel 30, die eine Temperatur T1 über eine Länge L'1 liefern (ungefähr gleich L1), Thermomittel 31, die eine Temperatur T2 über eine Länge L'2 liefern (ungefähr gleich L2 – L1), Thermomittel 33, die eine Temperatur T3 über eine Länge L'3 liefern (ungefähr gleich L3 – L2), Thermomittel 34, die eine Temperatur 34 über eine Länge L'4 liefern.
Die Wandstärke der Kanülen liegt bei rund 1,5 mm. Die Länge des gesamten Spritzmundstücks beträgt L. Nach einer Variante L1 = 30 cm, L2 = L3 = 40 cm, L = 140 cm, und nach einer anderen Variante L1 = 100 cm, L2 = L3 = 110 cm, L = 310 cm. Die Durchmesser sind zum Beispiel für die Abschnitte L1, L2, L3: d1 = 17 mm, d2 = 12 mm, d3 = 6 mm.
Die Kanülen 27, 28, 29 sind konzentrisch und umfassen jeweils eine erste Füllung 27a, eine zweite Füllung 28a, eine dritte Füllung 29a, wobei die Füllung 29a an der Peripherie liegt.
Das Koextrusionssystem kann ferner eine Verteilerplatte in Verbindung mit den Zentriervorichtungen 35, 36 und 37 umfassen.
Das erzielte Produkt zeigt bei Querschnitt die auf 6f gezeigte Form auf.
Ausgehend von den vorher beschriebenen Ausführungsmodi mit einer Kanüle und mit drei Kanülen versteht man, daß durch das benutzte Koextrusionssystem sehr viele Geometrien möglich sind, die dem Fertigprodukt seine Form geben.
Die Hauptauflagen sind diejenigen der Bearbeitung der Teile, zum Beispiel wenn es Metallteile sind. Man kann jedoch Teile aus Verbundstoffen verwenden, die leichter zu bearbeiten oder zu schweißen sind, so die Polymere oder plastischen Harze zur Formung der Kanülen oder der Teile des Körpers des Koextrusionskopfes (zum Beispiel Verteilerplatte).
Im allgemeinen haben die Spritzmundstücke und Kanülen die gleiche Geometrie in gleicher Längsrichtung, bei manchen Ausführungsvarianten können sie aber profiliert werden. Der auf das Spritzmundstück oder die Kanüle folgende Teil ist dann breiter als der vorhergehende Teil. Mit dieser Konfiguration kann die Wirkung der Koextrusion an der Ausgangsöffnung der Kanüle oder des Spritzmundstücks erhöht werden. Eine solche Verringerung des inneren Durchmessers des Spritzmundstücks oder der Kanüle löst einen Druckanstieg in der sich in Bewegung befindenden Lebensmittelmasse aus und also häufig eine Beschleunigung der Materialflüsse am Öffnungsausgang.
Die Vorrichtungen zur Befestigung und Zentrierung einer Kanüle, wie Vorrichtungen 35, 36, 36 jeder Kanüle 27, 28, 29 sind auf ein Metallkugelgelenk montiert, was ermöglicht, die Kanüle(n) zu zentrieren oder zu dezentrieren und also originelle und insbesondere spielerische Formen zu erhalten. An den Kugelgelenken ist eine Verteilerplatte positioniert, um den Abfluß der Lebensmittel zu regeln, die die Ummantelung bilden und die Füllungen eines Niveaus n + 1. Das in der zentralen Kanüle umlaufende Produkt geht durch keine solche Platte.
Die 3 zeigt mehrere Ausführungsvarianten, die Produkte sehr unterschiedlicher Formen je nach der oder den benutzten Kanüle(n).
Die 3 zeigt schematisch eine allgemeine Form des koextrudierten Produkts, ob es nun rund (3a), quadratisch (3b), dreieckig (3c), viereckig (3d), herzförmig (3e), rechteckig (3f), oval (3g), mit abgerundetem Dreieck (3h), orthogonal (3i), Zange (3j), Nugget (3k), Pyramide (3l), Tunnel (3m), Baum (3n), Blume (3o) ist.
Die 4 bis 4f stellen für gewisse dieser Formen das koextrudierte Produkt dar, das die äußere Ummantelung und die interne Füllung umfaßt. Bei 4c hat zum Beispiel das Spritzmundstück einen quadratischen Querschnitt und die innere AA einen runden Querschnitt.
Die 5a, 5b, 5c stellen Produkte dar, die mit verschiedenen Verhältniszahlen Kanüle/Spritzmundstück erzielt wurden. Die Verhältniszahl des Durchmessers der Kanüle zum Durchmesser des Spritzmundstücks liegt bei 5a deutlich höher.
Die 6a bis 6g stellen die Produkte dar, die mit einer einzigen Spritzmundstück mit mehreren Kanülen erzielt wurden. Auf den 6a bis 6d sind die Füllungen voneinander getrennt und verschmelzen auf 6e. Auf 6d wird eine spielerische Form mit Darstellung eines Gesichts erzielt.
Die 7a und 7b stellen Produkte dar, die mit einer dezentrierten Kanüle erzielt wurden, die 7c stellt ein Produkt dar, das mit einer dezentrierten Kanüle in Verdunkelung erzielt wurde.
Am Ausgang des Spritzmundstücks können das Schneiden in verschiedene Längen sowie andere mechanische Bearbeitungen sehr unterschiedliche Formen des Produkts ergeben. Die 8a illustriert zum Beispiel Häppchen, die 8b und 9 stellen ein Produkt in Rollenform dar, die 8c, 8d zeigen geschlossene geklammerte Produkte, die 8e stellt ein Produkt in Kugelform dar.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann man alle diese Produktformen erzielen, wenn es um Produkte mit geringen Abmessungen, insbesondere mit einem Durchmesser von unter 20 mm, geht. Mit dem Verfahren können auch Produkte mit großem Durchmesser hergestellt werden, zum Beispiel mit 50 bis 100 mm. Die Produktabmessungen werden durch die Abmessungen des Spritzmundstücks und der Kanüle(n) bestimmt.
Bei Verfahren nach früherem Kenntnisstand, bei denen keine lange Kanüle im Innern des Spritzmundstücks verwendet wird, macht die Herstellung von Produkten mit Durchmesser von unter rund 20 mm die Montage und Demontage des Koextrusionssystems komplex, daher deutlich höhere Herstellungskosten.
Jetzt werden die Zusammensetzung des Ummantelungsmaterials und des Füllmaterials genauer beschrieben.
Nach einer Ausführung ist die Zusammensetzung des koextrudierten Produkts analog mit derjenigen von Käsespezialitäten, die im Dokument EP A 260 194 beschrieben werden.
Das Ummantelungsmaterial wird ausgehend von Basiskäsesorten erarbeitet, die mit F1 bezeichnet und verfeinert werden und mindestens 50% Trockenmasse haben, und spezieller ausgehend von Käsesorten mit gekochter oder roher gepreßter Masse, wobei geschmolzene Käsesorten ausgeschlossen sind.
Das Fett-/Trockenverhältnis liegt zum Beispiel bei oder über 25%. Ein solcher Käse unterliegt keiner Synärese. Käsesorten mit guten Ergebnissen sind insbesondere Käsesorte, aus Holland (Gouda, Edamer, Mimolette, Leerdamer), oder Käsesorten mit gepreßter Masse (Saint-Paulin, Emmenthaler, Comté, Cheddar).
Dieser zu verarbeitenden Basiskäsesorte F1 werden spezifische Proteine zugesetzt, insbesondere aus Molke. Diese Proteine werden zugesetzt, wenn dieser Käse eine Temperatur von zwischen 40°C und 80°C angenommen hat.
Der mit F2 bezeichnete Käse, der durch (direkten oder indirekten) Zusatz von Proteinen und insbesondere Molke zum verwendeten Basiskäse F1 erzielt wird, ermöglicht, bevor er auf eine Temperatur von rund 80°C geführt wird, dem erzielten Käse mechanische Eigenschaften für seine spätere maschinelle Verarbeitung zu verleihen, insbesondere hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens der Koextrusion.
Das Füllmaterial kann je nach dem gewünschten endgültigen Lebensmittelprodukt mit vielen verschiedenen Varianten realisiert werden. Es kann sich um ein Produkt auf der Grundlage von insbesondere Käse oder Fleisch- und Wurstwaren oder Backwaren oder Süßwaren handeln. Die Füllung kann homogen sein, mehr oder weniger fest oder weich und sogar mehr oder weniger flüssig. Die Füllung kann heterogen sein und eingeschlossene Stückchen enthalten, wie: Obst, Meeresfrüchte, Gemüse, Schinken, Pilze und insbesondere Käse.
Zum Beispiel wird für die Ummantelung junger Gouda mit 59% Trockenmasse und 51,5% Trockenfettanteil verwendet. Der Käse wird in kleine Stückchen geschnitten. Molkeproteine mit 10% Gewichtsanteil werden zum Käse hinzugefügt, und das ganze wird gemischt und durch eine Heizung 13 Minuten lang auf 8°C gebracht, um eine homogene Masse zu bilden. Diese Masse wird in den ersten Versorgungstrichter 7 der Koextrusionsvorrichtung 1 eingefüllt. Die Füllung besteht aus Doppelrahmfrischkäse mit 44% Trockenextrakt und dem Fett-/Trockensatz 70%. Die Füllung wird bei rund 73%C in den zweiten Trichter 8 der Maschine eingeführt. Durch den Maschinendurchlauf kann ein Produkt erzielt werden, das bis zu 65% Belaggewicht enthält (entspricht der allgemeinen Form der 2).
Jetzt werden einige Beispiele von erarbeiteten Formulaturen vorgestellt. Die nachstehenden Beispiele 1, 2, 3, 5 werden mit einem Koextrusionssystem im Heißverfahren erzielt. Die Beispiele 4, 8 und folgende werden mit einer Koextrusion im Kaltverfahren erzielt.
Beispiel 1: Koextrudiert Käse (Ummantelung) + Obstzubereitung (Füllung).
Eine Ummantelung bestehend aus geschmolzenem Käse mit 53% Trockenextrakt und 53% Fettanteil am Trockenextrakt wird mit Mischung bei 90°C in einer Knetmaschine ausgehend von jungem Cheddar, Butter, Wasser Stärke, Schmelzsalzen, Gelatine, Carraghenan und Aromen zubereitet. Mit Mischung einer Erdbeerkonfitüre mit Obststückchen, Wasser, Stärke, Gelatine, Saccharose, Fruchtzucker du Aromen bei 70°C wird eine Obstfüllung zubereitet. Der Wassergehalt und die Aktivität des Wassers der Füllung werden angepaßt, um mit denjenigen des geschmolzenen Käses kompatibel zu sein.
Beispiel 2: Koextrudiert Käsespezialität (Ummantelung) + natürlicher Käse (Füllung) + Obstpüree (Füllung).
Dieses Mal besteht die Ummantelung aus einer Mischung bei 45°C aus Bruch, Gelatine (unter Ausschluß von Schmelzsalzen) in einer Edamer Knetmaschine. Die erste Füllung besteht aus Doppelrahmbruch mit 45% Trockenauszug und 72% Fettstoff auf Trockenextrakt. Sie wird im Kaltzustand durch Mischen zubereitet. Die zweite Füllung wird ausgehend von einer tiefgekühlten Obstpulpe zubereitet, der man Zucker, Stärke, roten Farbstoff, ein Aroma und nahrungsgerechte Hydrokolloide beigefügt hat. Der Wassergehalt und die Aktivität des Wassers der beiden Füllungen werden angepaßt, damit sie mit denjenigen des geschmolzenen Käses kompatibel sind.
Beispiel 3: Koextrudiert natürliche Käsesorte + Zubereitung von grünen Gemüsen.
Die (Ummantelung) besteht aus einer natürlichen Käsesorte vom Typ junger Gouda. Eine Gemüsefüllung wird vorbereitet ausgehend von einem Frischgemüsepüree, dem man Stärke, Pflanzenfasern, Salz und Kartoffelstärke, Sorbitol, einen Farbstoff und ein spezifisches Aroma zugesetzt hat. Der Wassergehalt und die Aktivität des Wassers der Füllung werden angepaßt um mit denjenigen des natürlichen Käses kompatibel zu sein.
Beispiel 4: Koextrudiert Surimi + Lachsschaum
Eine Ummantelung aus Surimi wird kalt in einem Cutter ausgehend von Fischsurimi, Fischpulpe, Schalentierextrakt, Wasser, flüssigem Eiweiß, Kartoffelstärke, Weizenstärke Aromenöle zubereitet. Die Füllung ist ein Lachsschaum, der im Cutter kalt ebenfalls aus Lachsfilet, Pulpe von weißem Ölfisch, Kartoffelstärke, Crème fraîche, flüssigem Eiweiß, Salz, Aroma und Farbstoff hergestellt wird.
Beispiel 5: Koextrudiert Bäckerteig + geschmolzener Käse
Die Ummantelung besteht aus einem Bäckerteig von der Art Brandteig, der in der Knetmaschine des Bäckers zubereitet wird. Die Füllung ist geschmolzener Käse wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch bei dem der Wassergehalt und die Aktivität des Wassers verändert worden sind, um mit denjenigen des Bäckerteigs nach dem Backen kompatibel zu sein. Das ganze wird nach der Koextrusion in den Backofen gegeben.
Beispiel 6: Koextrudiert Bäckerteig + Fleischzubereitung
Die Ummantelung besteht aus einem Bäckerteig von der Art Tortenbiskuit, der auf traditionelle Weise zubereitet wird. Die Füllung ist eine Fleischzubereitung von der Art traditioneller Entenschaum, mit Ausnahme dessen, daß der Wassergehalt und die Aktivität des Wassers so korrigiert wurden, daß sie mit diesem Tortenbiskuit nach dem Backen kompatibel sind.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind die erzielten Produkte greifbar. Im Gegensatz zu den Produkten die mit den Verfahren nach alter Technik erzielt werden, hat das Produkt am Ausgang des Spritzmundstücks seine „fertige" Struktur. Da es nicht teigig ist, klebt es nicht fest, es fühlt sich angenehm an, was sogar auf kleine Teile wie Stäbchen zutrifft.
Es ist vorher ein Ausführungsmodus mit Benutzung einer Kanüle beschrieben worden und ein anderer Modus mit drei Kanülen. Jetzt werden gewisse Prinzipien vorgestellt, die zu benutzen sind, um die Hauptparameter des Koextrusionssystems zu definieren, und dabei insbesondere die Längen der Spritzmundstücke und der Kanülen.
Das System unterscheidet sich deutlich vom früheren technischen Stand mit einer Länge L1 der kürzesten Kanüle von mindestens 10 cm, wobei L1 die Länge der Kanüle an der äußersten Peripherie von konzentrischen Kanülen im Innern des Koextrusionsmundstücks ist.
In der geläufigsten Praxis beträgt diese Länge L1 am häufigsten zwischen 30 und 150 cm, was die optimale Bildung der äußeren Ummantelung ermöglicht.
Wenn L2, L3, ... Ln den Längen der zusätzlichen Kanülen bei mehrfacher Koextrusion entsprechen, können l2, L3, ... oder Ln gleich L1 sein, aber am häufigsten L2 = L1 + x cm, L3 = L2 + x cm, ..., L(n – 1) + x cm, mit x zwischen 0 und 30 cm.
Die Länge L des Spritzmundstücks ist immer größer als die Länge der äußerst peripheren Kanüle (L1, L2, L3, ... Ln je nach Fall). Der Unterschied L – Ln ist mindestens gleich 10 cm, aber in den häufigsten Fällen mindestens 30 bis 600 cm. Eine solche Länge, in deren Verlauf ein starker Wärmeaustausch stattfindet, ist für das vollständige Abkühlen oder Erhitzen der einzelnen koextrudierten Teile notwendig.
Man hat zum Beispiel:

– Für ein Spritzmundstück mit einer Kanüle (vorher beschrieben) L1 = 150 cm mit L = 400 cm L1 = 30 cm mit L = 250 cm
– Für ein Spritzmundstück mit drei Füllungen (vorher beschrieben) L1 = 30 cm, L2 = L3 = 40 cm und L = 140 cm L1 = 100 cm, L2 = L3 = 110 cm und L = 310 cm
– Für ein Spritzmundstück mit zwei Füllungen: L1 = 30 cm, L2 = 60 cm und L = 4 m L1 = 10 cm; L2 = 20 cm und L = 80 cm

Bezüglich der Temperaturen des Systems wird definiert:

TE: = Temperatur der Ummantelung im Versorgungstrichter des Systems
TFn: = Temperatur der Füllung n in ihrem Versorgungstrichter
TFIL1: = Durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge L1 entsprechenden Spritzmundstücks
TFILn: = Durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge Ln – (Ln – 1) entsprechenden Spritzmundstücks
TP1: = Durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang der Kanüle 1
TPn: = Durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang der Kanüle n
TFILFIN: = Durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge L – Ln entsprechenden Spritzmundstücks
TPFIN: = Durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang des Spritzmundstücks.

Ausgehend von diesen Definitionen sind mehrere Konfigurationen von Temperaturprofilen möglich, je nachdem, ob

– das Produkt wärmekoagulierbar ist oder nicht;
– das Produkt aus einem Heiß- oder Kaltherstellungsverfahren stammt;
– die Notwendigkeit besteht, beim gesamten Herstellungsprozeß, darunter der Koextrusion, eine Hygiene aufrecht erhalten werde muß.

Bei Ausführungsmodi, bei denen Käsesorten oder Käsespezialitäten oder geschmolzene Käsesorten oder geschmolzene Käsespezialitäten als Ummantelungsmaterial verwendet werden, kann „ganz im Kaltverfahren im gekühlten Modus" gearbeitet werden, man privilegiert aber am häufigsten einen sogenannten „Heißprozeß", oder sogar „bei hoher Temperatur".
Bei einem solchen Prozeß „ganz im Kaltverfahren" gegenüber den Maschinen „Rhéon" oder „VEMAG", kann mit der unabhängigen Bildung der Ummantelung eine festere, glättere und homogenere Textur der äußeren Ummantelung erzielt werden. In diesem Fall, TE = TFn = TFIL1 = TFILn = TFLFIN = TP1 = TPn = TPFIN = 2 bis 10°C. Diese Temperaturen können mit einem Kühlsystem garantiert werden.
Bei einem solchen „Heißverfahren" werden die Ummantelung und die Füllung(en) bei zwischen 30 und 80°C in die Ausrüstung eingeführt. Mit diesen Temperaturen kann eine optimale Fluidität der Lebensmittelmischungen garantiert werden. Mit den entlang des Spritzmundstücks vorhandenen Regulierungszonen kann der Abfluß der Verfestigung des Fertigprodukts kontrolliert werden. In diesem Fall, TE = TFn = 30 bis 80°C; 80°C > TFIL1 > TFILn > TFILFIN = 30°C; TP1 = TPn = TPFIN = 70 bis 35°C.
Bei einem solchen Prozeß „bei hoher Temperatur" ist der Prozeß so parametriert, daß eine sehr weitgehende Hygienegarantie gegeben ist. Die Ummantelung und die Füllung(en) sind im allgemeinen bei einer Temperatur von zwischen 90° und 100°C. Im letzten Fall eines geschmolzenen Käses UHT zum Beispiel kann der Versorgungstrichter auf Temperaturen von über 100°C gebracht werden.
In diesem Fall, TE = TFn = 90 bis 100°C; 80°C > TFIL1 > TFILn > TFILFIN = 30°C; TP1 = TPn = TPFIN = 85 bis 35°C.
Bei Ausführungsmodi, bei denen Ummantelungen auf Basis von Surimi oder Fleischzubereitungen verwendet werden, handelt es sich im wesentlichen um wärmekoagulierbare Systeme, das ganze muß also bei einer relativ niedrigen Temperatur zwischen 2° und 50°C versorgt werden, am besten bei unter 15°C. Die Temperaturen, sind also TE = TFn = 2 bis 50°C; TFIL1 > TFILn > TFILFIN > 80 bis 100°C; TP1 = TPn = TPFIN = 60 bis 80°C durchgehend. Im letzteren Fall können Temperaturen von über 100°C mit einer doppelten Ummantelung erreicht werden, in der Öl oder ein anderes Fluid von der Art Glykol zirkuliert.
Die Vorabkühlung oder Vorheizung der Ummantelung oder der Füllungen bevor der Koextrusionskopf erreicht wird, werden in den Fällen vorgenommen, in denen die Temperaturunterschiede zu stark sind. In diesem Fall werden die Temperaturen in Bereiche zurückgeführt, die mit dem Prozeß der Verfestigung im Spritzmundstück besser kompatibler sind.
Man versteht in der gegebenen Beschreibung, daß eine große Vielfalt an Produkten erzielt werden kann, und dies bei hohem Durchsatz und typischerweise kontinuierlich. Während beim früheren Stand der Technik solche Durchsätze, die 10 Meter/Minute erreichen konnten, bei kleinen Teilen nur schwierig zu erreichen sind. Da außerdem nach dem Spritzmundstück das koextrudierte Produkt nicht klebrig ist, kann es leicht geschnitten werden. Man benutzt zum Beispiel ein Drehsystem mit Messern, das Schneiden mit dem Faden, mit dem Wasserstrahl oder mit Ultraschall;
Tabelle 1

Claims

Zur Herstellung eines Lebensmittelprodukts (5) bestimmtes Verfahren mit einer wenigstens eine Füllung umfassenden festen Ummantelung, ausgehend von einer zur Bildung der Ummantelung des Produkts bestimmten Lebensmittelbasis (3) und wenigstens einem Lebensmittelfüllmaterial (4) in einer Koextrusionsvorrichtung (1) mit einem mit der Lebensmittelbasis und dem oder den Füllmaterial(ein) versorgten Koextrusionsspritzmundstück (6), dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden aufeinander folgenden Stufen umfasst: – in einem ersten Abschnitt (S1) des Spritzmundstücks (6) Bildung der verfestigenden Ummantelung durch Abkühlen der Lebensmittelbasis, wobei dieser erste Abschnitt in Längsrichtung durch wenigstens eine Transferkanüle (14) der Füllung, eine Kanüle pro Füllmaterial, durchquert wird und in einem zweiten Abschnitt (S2) des Spritzmundstücks (6) mündet, wobei der Anfang des zweiten Abschnitts durch das Ausgangsende (22) der Kanüle der kürzesten Länge (L1) definiert wird; – Füllung im zweiten Abschnitt (S2) des Spritzmundstücks der im ersten Teil des Spritzmundstücks mit dem oder den aus der oder den den ersten Abschnitt durchquerenden Kanüle(n) (14, 27, 28, 29) austretenden Füllmaterial(ein) gebildeten festen Ummantelung; – Auffangen des die mit dem oder den Füllmaterial(ein) gefüllten externe Ummantelung umfassenden Produkts am Ausgang (21) des Spritzmundstücks.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung im ersten Abschnitt des Spritzmundstücks durch Abkühlen, typischerweise durch Zirkulation von Wasser oder einem anderen, analogen Fluid gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man bei dem Ummantelungsmaterial natürliche Käsesorten, frische Dickmilch, nicht geschmolzene Käsespezialitäten verwendet.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man bei dem Ummantelungsmaterial Schmelzkäsesorten, Schmelzkäsesorten mit oder ohne Schmelzsalz verwendet.
Verfahren gemäß Beispiel 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Stufen umfasst: – Zubereitung der Füllung und der Ummantelung bei einer Temperatur von rund 90°C in den Versorgungstrichtern (7, 8); – Abkühlen der Füllung bei einer Temperatur von rund 80°C und Abkühlen der Ummantelung bei einer Temperatur von rund 60°C zwischen den Versorgungstrichtern (7, 8) und dem Koextrusionskopf (11); – Extrusion der Ummantelung mit Abkühlen des ersten Abschnitts des Spritzmundstücks bei einer Temperatur von rund 50°C, so dass die Ummantelung verfestigt wird; – Extrusion der Füllung, die die im ersten Abschnitt hergestellte Ummantelung füllt, mit Abkühlen des zweiten Abschnitts (S2) des Spritzmundstücks bei einer Temperatur von rund 30°C, wobei das aus dem Spritzmundstück austretende Produkt eine Temperatur von rund 38°C hat.
Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen in der Koextrusionsvorrichtung dem folgenden Gesetz unterliegen: TE = TFn = TFIL1 = TFILn = TFLFIN = TP1 = TPn = TPFIN = 2–10°C, wobei diese Temperaturen auf folgende Weise definiert werden: TE = Temperatur der Ummantelung im Versorgungstrichter des Systems TFn = Temperatur der Füllung n in ihrem Versorgungstrichter TFIL1 = durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge L1 entsprechenden Spritzmundstücks TFILn = durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge Ln – (Ln – 1) entsprechenden Spritzmundstücks TP1 = durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang der Kanüle 1 TPn = durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang der Kanüle n TFILFIN = durchschnittliche Temperatur der Wand des der Länge L – Ln entsprechenden Spritzmundstücks TPFIN = durchschnittliche Temperatur des Produkts am Ausgang des Spritzmundstücks.
Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen in der Koextrusionsvorrichtung dem folgenden Gesetz unterliegen: TE = TFn = 30–80°C; 80°C > TFIL1 > TFILn > TFILFIN = 30°C; TP1 = TPn = TPFIN = 70 bis 35°C.
Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen in der Koextrusionsvorrichtung dem folgenden Gesetz unterliegen: TE = TFn = 90–100°C; 80°C > TFIL1 > TFILn > TFILFIN = 30°C; TP1 = TPn = TPFIN = 85 bis 35°C.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man für das Füllmaterial Mischprodukte auf der Grundlage von Käsesorten, Fleischsorten, Eiern, Fischfleisch, Surimi, Obst, Gemüsesorten verwendet.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungsmaterial einen Trockenauszug hat, der 60% und typischerweise 30 bis 50% erreichen kann.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Koextrusionskopf durch zwei einfache Pumpen mit Stopftrichtern jeweils für das Füllmaterial und für das Ummantelungsmaterial versorgt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferpumpen der Trichter zum Koextrusionskopf (11) direkt auf dem Koextrusionssystem transfertiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen auf einem geschlossenen, mit einem Wärmetauscher ausgerüsteten Zwischensystem angeschlossen werden, so dass die Temperatur der Materialien genau vor ihrem Eingang im Koextrusionskopf kontrolliert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und die Verteilung des zur Bildung der Ummantelung bestimmten Materialflusses mithilfe einer auf dem Kanal der Ummantelung des Produkts eingeschobenen Verteilerplatte geregelt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere koextrudierte Abschnitte, eventuell mit Gelmittel zusammengesetzt und dann thermisch behandelt werden, so dass ein tranchierbarer rekonstruierter Block erhalten wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt am Ausgang des Spritzmundstücks tranchiert und dann kontinuierlich oder nicht kontinuierlich verpackt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Ablaufgeschwindigkeit am Ausgang des Spritzmundstücks in der Größenordnung von 5 bis 10 Metern/Minute liegt.
Koextrusionsvorrichtung durch Umsetzung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: – Versorgungsmittel (7) des Materials der Ummantelung des Produkts; – Versorgungsmittel (8) des Füllmaterials des Produkts; – eine aus einen Koextrusionskopf (11) mündende, von einem Koextrusions-Spritzmundstück (6) verlängerte Extrusionskammer (12); – erste Transfermittel (9) des Ummantelungsmaterials bis in die Koextrusionskammer; – zweite Transfermittel (10) des Füllmaterials bis zum Koextrusionskopf ohne Vermischung des Füllmaterials und des Ummantelungsmaterials; – wobei das Koextrusions-Spritzmundstück Folgendes umfasst: – einen ersten Spritzmundstücks-Abschnitt, in dem die Bildungsstufe der festen Ummantelung erfolgt, wobei dieser erste Abschnitt durch wenigstens eine Kanüle (14) durchquert wird, wobei das Ende des ersten Abschnitts durch das Ausgangsende (22) der Kanüle (29) mit der kürzesten Länge (L1) definiert wird, wobei jede Kanüle ein aus dem Koextrusionskopf austretendes Füllmaterial transferiert, wobei das aus dem Koextrusionskopf mündende Material der Ummantelung zwischen der Innenwand (23) des Spritzmundstücks und der Außenwand (24) der Kanüle oder der Kanülen transferiert wird; – Zum Verfestigen der Ummantelung bestimmte Abkühlmittel des genannten ersten Abschnitts; – ein zweiter Abschnitt ausgehend von dem Ausgang der Kanüle oder den Kanülen bis zum Ausgang des Spritzmundstücks und in dem die Ummantelung der aus der Kanüle durch die verfestigte Ummantelung austretenden Füllung erfolgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanülen konzentrisch sind, wobei die peripherischste Kanüle die kürzeste ist, oder nicht konzentrisch sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge L1 der kürzesten Kanüle wenigstens 10 cm lang ist, damit die Ummantelung sich verfestigt und typischerweise 30 bis 150 cm lang, wobei der Unterschied zwischen der Länge L des Spritzmundstücks und der Länge Ln der längsten Kanüle wenigstens 10 cm und typischerweise 30 bis 600 cm beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie Regulierungsmittel der Temperatur bei den ersten Transfermitteln, Regulierungsmittel der Temperatur bei den zweiten Transfermitteln, Regulierungsmittel der Temperatur des ersten Abschnitts des Spritzmundstücks, Regulierungsmittel der Temperatur des zweiten Abschnitts des Spritzmundstücks umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzmundstücks einen kreisförmigen, quaderförmigen oder einen Durchmesser in einer verspielten Form hat.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzmundstück einen Querschnitt in einer von der Form der Kanüle oder den Kanülen unterschiedlichen oder mit ihr identischen Querschnitt hat.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzmundstück einen Querschnitt mit einem zwischen 5 und 50 mm inbegriffenen und bevorzugt einen Durchmesser von 7 bis 20 mm hat.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Spritzmundstücks zwischen 1, 2 und 5 Mal dem Abschnitt der Kanüle inbegriffen ist.
Lebensmittelprodukt vom Typ gefüllte Spezialität, das durch Umsetzung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 17 erhalten wird, mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden, wenigstens eine Füllung umgebenden festen Ummantelung, wobei das Produkt im Querschnitt eine kleinere Abmessung als 20 mm, die typischerweise zwischen 10 und 20 mm inbegriffen ist, hat, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Ummantelung aus Käse besteht und einen zwischen 40 und 60% inbegriffenen Trockenextrakt hat, wobei das Produkt somit ohne zu kleben greifbar ist.
Produkt gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sein Querschnitt quaderförmig oder abgerundet ist oder eine verspielte Form aufweist.
Produkte gemäß Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass seine Länge nach dem Tranchieren zwischen 1 und 10 Mal seiner Breite im Querschnitt inbegriffen ist.
Produkt gemäß Anspruch 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung eine käsehaltige oder nicht käsehaltige, aus der Fleischpasteten, Pasteten auf Fischbasis oder anderen Meeresprodukten, Kräutern, Gewürzen und Aromen umfassenden Gruppe ausgewählte Zusammensetzung hat.
Produkt gemäß Anspruch 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens drei konzentrische Schichten umfasst, wobei die äußere Ummantelung aus einer käsehaltigen Zusammensetzung besteht.
Lebensmittelprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form eines rekonstruierten, tranchierbaren, durch die Zusammensetzung mehrerer Produkte gemäß Anspruch 26 bis 30 erhaltenen Blocks aufweist, wobei dieses rekonstruierte Produkt eine Vielzahl von mit Füllung versehenen Kanälen umfasst.