DE60026507T2

DE60026507T2 - Nahrungsmittel mit künstlich zellähnlichen struktur durch coextrusion von mehreren komponenten, verfahren und vorrichtung seiner herstellung durch coextrusion von mehreren komponenten

Info

Publication number: DE60026507T2
Application number: DE60026507T
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP2002540811A; AU758978B2; EP1168936A1; NZ513989A; NO20014916L; KR20020002427A; IL145190A0; TWI261499B; HK1044692B; HK1044692A1; ATE319332T1; CN1164209C; BR0009757A; US6887503B1; WO2000060959A1; HUP0200708A3; NO20014916D0; IL145190A; JP4896295B2; CN1345192A

Description

Die Erfindung betrifft ein Nahrungsmittel in Blatt-, Band- oder Filamentform, bestehend aus mindestens zwei Komponenten, die zur gegenseitigen Durchsetzung koextrudiert wurden und eine Reihenstruktur bilden sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung für seine Herstellung.
Der Begriff „Nahrungsmittel" soll auch Tiernahrung, Süßwaren und medizinische Produkte mit einschließen. Die beiden (abgelaufenen) Patente des Erfinders US-A-4,115,502 und US-A-4,436,568 offenbaren solche Produkte. Das erste offenbart:

a) Stränge einer viskosen Zuckerlösung, mit Teigsträngen durchsetzt; wobei das koextrudierte blattförmige Produkt anschließend gebacken wird, und
b) Stränge eines stark viskosen, gelösten oder gequollenen Proteins und einer viskosen Zuckerlösung, Karamell und/oder Teig; wobei das koextrudierte blattförmige Produkt anschließend verfestigt wird. (siehe Spalte 6 Zeile 65 bis Spalte 7 Zeile 5 dieses Patents)

Das andere vorstehend erwähnte Patent beinhaltet ein operatives Beispiel zur Herstellung eines ähnlichen Nahrungsmittels, und zwar Beispiel 4. Hier wird eine alkalische Lösung aus Sojaprotein zur gegenseitigen Durchsetzung mit einer Lösung aus Carboxymethylzellulose koextrudiert, der Karamell hinzugefügt wird (für die Süße und das Aroma). Um eine regelmäßige Struktur zu erreichen, haben die beiden Lösungen dieselbe Viskosität.
Das koextrudierte blattförmige Produkt wird auf einer Transportfolie aus Polyester gesammelt (wird später zum Einwickeln des Produktes verwendet) und verfestigt, indem eine Lösung aus NaCl und Milchsäure darüber gegeben wird. Dadurch koaguliert das Protein.
In jedem der vorstehend erwähnten Beispiele ist jeder durchsetzte Strang ein durchgehender Strang. In US-A-4,436,568 wird das in der Beschreibung des Beispiels deutlich, wenn Letzteres in Verbindung mit den entsprechenden Zeichnungen untersucht wird. In US-A-4,115,502 wird die einzige Vorrichtung/das einzige Verfahren, welche(s) für die durchsetzte Koextrusion offenbart ist, siehe 4 und die entsprechende Beschreibung, immer durchgehende Stränge produzieren. Die Patente EP-A-0653285 und WO-A-9934695 betreffen verschiedene Verfahren zur Koextrusion von Nahrungskomponenten als Vielzahl an Schichten, die übereinander liegen, wobei jedes Patent Beispiele der für solche Strukturen geeigneten Komponenten liefert.
Das Nahrungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet, wie in Anspruch 1 beschrieben.
Vorzugsweise erstreckt sich die definierte Zellstruktur im gesamten Produkt.
Die Druckmessungen der Resistenz gegen Deformation werden allgemein in der Nahrungsmittelindustrie angewendet, besonders zur Kennzeichnung von Gelen.
Jedoch gibt es, dem Kenntnisstand des Erfinders nach, kein standardisiertes Verfahren für derartige Messungen und keine Beschreibungen dazu, was „weich" und was „hart" ist, mit Ausnahme der Standardisierungen und Beschreibungen, die in den Nahrungsmittel herstellenden Unternehmen intern verwendet werden. Weiterhin ist bekannt, dass der für die permanente Deformation in Form eines Flusses oder Bruches (die „Fließgrenze") erforderliche Druck nicht als absoluter Wert angegeben werden kann, sondern von der Zeitskala abhängt, nach der die Messungen erfolgen und in geringem Maße auch von dem angewendeten Verfahren und der Vorrichtung. Für das „Gefühl" im Mund wird im Allgemeinen eine Zeitskala von etwa 0,1 Sekunden als relevant erachtet, aber der Erfinder zieht es vor, die Messungen in einer 10-Sekunden Zeitskala vorzunehmen, was eine strenge Voraussetzung darstellt.
Die Beschreibung in Verbindung mit 13 erklärt die Vorrichtung, die der Erfinder zum Messen des Verdichtungsdruckpunktes und des folgenden Verfahrens konstruiert hat. Für diese Patentschrift wird der Minimaldruck, der innerhalb von 10 Sekunden mindestens 10% Verdichtung erreicht (über die sofortige elastische Deformation hinaus), als Fließgrenze betrachtet. Wenn B jedoch mikroporös ist, was durchaus sein kann, sollten die vor dem Verdichten des Materials stattfindenden Deformationen ignoriert werden. Die nachstehende Tabelle, die erstellt wurde, um subjektive Gefühle mit objektiven Werten zu korrelieren, zeigt typische Verdichtungsdruckpunkte für verschiedene allgemeine Produkte:

Dessert (z.B. Crème Karamell) etwa 3 g cm^–2
Marzipan etwa 400 g cm^–2
Hartgekochtes Eiweiß etwa 900 g cm^–2
Emmentaler Käse etwa 3 kg cm^–2
Äpfel etwa 3 kg cm^–2
Karotten etwa 20 kg cm^–2
Dunkle Schokolade etwa 50 kg cm^–2
Frisches Kiefernholz in seiner schwächsten Richtung etwa 80 kg cm^–2

In der vorliegenden Erfindung sollte die Fließgrenze der B-Komponente oder jeder B-Komponente mindestens 200 g cm^–2 betragen, besser noch mindestens 500 g cm^–2, wohingegen sie vorzugsweise maximal 150 kg cm^–2 nicht überschreiten sollte.
Extrudierte Nahrungsstrukturen, in denen verschiedene Partikel oder Phasen eines Materials zufällig in die Matrix einer anderen Komponenten verteilt werden, sind z.B. bekannt aus CH-A-0538814 (Käse), US-A-4697505 (Kekse), US-A-3671268 und US-A-22313060 (Eis), EP-A-0258037 und US-A-4358468 (Fleisch) und EP-A-0775448 (Karamell/Schokolade). Jedoch ermöglicht die geregelte Struktur des vorliegenden Produktes, erhalten durch die speziellen Besonderheiten des nachstehend beschriebenen Verfahrens, ein verbessertes „Maßschneidern" von Mundgefühl und Geschmack.
Ferner ist bekannt, wie individuelle umhüllte Nahrungsmittel oder eine einfache Reihe oder Filament aus umhüllten Nahrungsmitteln herzustellen sind, siehe z. B. EP-A-0246667, US-A-4,828,780, Spalte 9 Zeilen 43–58 und US-A-4,469,475. Jedoch unterscheiden sich die Eigenschaften solcher Produkte sehr von denen, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt werden.
A kann im Endprodukt bei 20°C flüssig sein. Alternativ kann A plastisch oder viskoelastisch sein, zum Beispiel in Form eines weichen Gels. Eine Flüssigkeit oder ein Gel kann dispergierte Feststoffe wie kurze Fasern, Nuss-, Korn- oder Schalenstücke, Folienstücke oder Flocken in einer Flüssigkeit oder einer durchgängigen Gelphase umfassen, zum Beispiel einer Lösung auf Wassergrundlage, einem Gel oder Öl. Eine Flüssigkeit A kann ein gelöstes Verdickungsmittel umfassen. Eine andere Ausführungsform von A umfasst ein expandiertes Material, wie es zum Beispiel durch die Anwesenheit eines Backtriebmittels im extrudierten Material gebildet wird. Die B-Komponente oder B-Komponenten sollten vorzugsweise einer der folgenden drei Materialgruppen angehören:

a) feste Gele, optional mit Inklusion von affinen vorgeformten festen Partikeln,
b) zusammengebundene vorgeformte feste Partikel,
c) auf Fett basierende Materialien wie Schokolade.

Der Verdichtungsdruckpunkt YP_B20 von B bei 20°C liegt mindestens bei 500 g cm^–2, zum Beispiel im Bereich 500 g cm^–2 bis 80 kg cm^–2, im Allgemeinen unter 60 kg cm^–2.
In dem Produkt ist A vorzugsweise flüssig oder ein gelförmiges, plastisches oder pseudo-plastisches Material mit einem Verdichtungsdruckpunkt YP_A20 bei 20°C, der maximal 1000 g cm^–2 und noch besser maximal 500 g cm^–2 beträgt.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Gel eher als dreidimensionales Netz aus polymerischen Komponenten denn als Flüssigkeit verstanden, entweder durch chemische Verbindungen oder Kristalle oder durch eine andere Verbindung zusammengehalten, durch eine Flüssigkeit aufgequollen, die im Allgemeinen selbsttragend ist, zum Beispiel wenn sie auf eine ebene Fläche platziert wird.
Es wird augenblicklich verständlich, dass die Erfindung ein neues Konzept zur Entwicklung eines Nahrungsmittels bereitstellt, das im Großen und Ganzen eine solide und mechanisch stabile Konsistenz aufweist und nichtsdestotrotz angenehm zu kauen ist und in jeglicher Hinsicht ein natürliches Gefühl im Mund erreicht, sei es ein Fleischersatz, eine gefüllte Schokolade, eine andere Süßware, ein Snack, eine snackartige Medizin oder eine völlig neue Kombination aus Inhaltsstoffen. Während A z.B. ein durchgehendes weiches Gel mit plastischer Beschaffenheit innerhalb jeder Zelle sein kann, die ein Plättchen oder Klümpchen sein kann, ist es notwendig, dass auch B ein durchgehendes Gel sein kann, in diesem Fall aber ein festes Gel.
An anderer Stelle dieser Patentschrift werden die möglichen Zusammensetzungen von A und B weiter beschrieben.
Spezielle Beispiele der Beschaffenheit der Komponenten A und B sind in den Ansprüchen 25 bis 38 beschrieben.
Die kurzen Verstärkungsfasern oder Korn-, Schalen-, Folienstücke oder Flocken in einigen dieser Ansprüche in Verbindung mit den Komponenten A und B sind vorgeformt und vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, bekömmlich oder wichtig für die Verdauung, z.B. kurze Proteinfasern. Ein wichtiges Beispiel für geeignete Schalenstücke (oder Hülsen) sind Frühstücksflocken. Sie können absorbierte Aromasubstanzen enthalten bzw. konnte das Protein, das für die Fasern oder Folienstücke verwendet, dazu gebracht werden, mit Kohlenhydrat zu reagieren, um eine karamellbezogene Masse zu bilden.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich wird, bildet B „Zellwände" und A „Zellinhalte". Die typische größte Durchschnittsgröße der Zelle liegt bei 1–30 mm und die kleinste bei 0,1–3 mm. Aufgrund der Beschaffenheit des Extrusionsprozesses sind die Zellen fast immer kurvenförmig, obwohl eine Übertreibung dieser Form vermieden werden kann und sollte. Die Angabe der größten Größe bezieht sich auf Messungen entlang der kurvenförmigen Oberfläche der Zelle.
Der Querschnitt der Zellen A in der XY-Ebene hat im Allgemeinen eine Durchschnittsgröße in Z-Richtung, die im Bereich von 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich 1 bis 5 mm liegt. Im Allgemeinen liegt der durchschnittliche Querschnittsbereich der Zellen in der XZ-Ebene im Bereich 0,5 bis 100 mm², vorzugsweise im Bereich 1 bis 25 mm².
Bei der Mehrheit der Zellen sollte die Dicke der Zellwand vorzugsweise an keiner Steller geringer sein als 2% der durchschnittlichen Dicke des Klümpchens oder Plättchens, das in den entsprechenden Zellen enthalten ist, da andernfalls die mechanische Stabilität unzulänglich ist. Sie sollte noch besser nicht unter 5% liegen und noch bevorzugter nicht unter 10% der besagten durchschnittlichen Dicke liegen.
In der Erfindung liegt die durchschnittliche Reihenteilung vorzugsweise im Bereich 1 bis 25 mm, noch bevorzugter 3 bis 15 mm, z.B. bei 5 bis 10 mm. Im Allgemeinen haben die Grenzzellwände in X-Richtung eine Mindestdicke von 5 bis 50% der durchschnittlichen Reihenteilung, vorzugsweise mindestens 10%.
Die übergreifenden Zellwände, d. h. die Zellwände von B zwischen den Zellen von A, die keine Grenzzellwände sind, haben eine Mindestdicke von 0,1 mm, vorzugsweise eine Mindestdicke von 0,5 mm.
Auf der anderen Seite sollte die durchschnittliche Wanddicke der Mehrheit der Zellen die durchschnittliche Dicke der Zellen A normalerweise nicht übersteigen, um dem Produkt eine geeignete Konsistenz zu verleihen.
In den meisten Fällen, wenn A flüssig ist, sollte die Einschachtelung von A in B vorzugsweise eine vollständige Umhüllung in drei Dimensionen sein, zumindest bei der Mehrheit der Plättchen oder Klümpchen. Je flüssiger A ist, desto vorteilhafter ist das.
Die vorteilhafteste reihenförmige Zellstruktur ist die Verbundstruktur aus Grenzzellwänden und hiervon abzweigenden übergreifenden Zellwänden, im Allgemeinen in X-Richtung wie zum Beispiel in Anspruch 3 erwähnt und in 1a dargestellt. In dieser Zeichnung sind zwei B-Komponenten B1 und B2 (die Gründe für die Verwendung von 2 B-Komponenten B1 und B2 werden nachstehend erläutert) dargestellt, wobei die Zeichnung so zu verstehen ist, dass B1 und B2 ein und dieselbe Komponente sein können.
Das Koextrusionsverfahren zur Herstellung dieser Struktur kann eine Abschwächung von sowohl A als auch B nahe der Stellen der Zellwandverzweigung hervorrufen, siehe 3. Durch die angemessene Auswahl der Bedingungen während der Extrusion sollten derartige Abschwächungen vorzugsweise so begrenzt werden, dass die Dicke einer Verzweigung und einer Grenzzellwand, beide gemessen an der Stelle der Verzweigung, im Allgemeinen nicht kleiner als 1/15 der größten Dicke einer Verzweigung, noch vorzugsweise nicht kleiner als 1/10 und noch bevorzugter nicht kleiner als 1/5 der besagten größten Dicke ist.
Um das Kauen des Nahrungsmittels zu ermöglichen und ein natürliches Mundgefühl zu erreichen, kann B eine stärkere Kohäsion als A aufweisen. Dieser Effekt kann erreicht werden, indem B eine Substanz hinzugefügt wird, die die Rutschfähigkeit fördert, z.B. ein Fett zu einer hydrophilen B-Substanz.
Im Gegensatz dazu kann die Notwendigkeit bestehen, die Verbindung zwischen A und B zu stärken, was erreicht werden kann, indem sich die Grenzzellwände von B wellenförmig oder im Zickzack-Muster über eine ZY-Ebene erstrecken.
In dem Produkt mit Grenzzellwänden von B kann jede Zelle von A den gesamten Weg zwischen den Grenzzellwänden überbrücken. Das wird in 1a dargestellt und verleiht dem Produkt in vielen Fällen die beste Konsistenz. Jedoch können die Zellen A auch vom Herstellungsverfahren abhängen und weiterhin, wie später beschrieben wird, so wie in 2 dargestellt oder auf weniger geordnete Weise eingeschlossen werden, aber immer noch eine Reihenstruktur aufweisen.
Die in den Ansprüchen 6 und 8 genannte zusätzliche Zellwand dient dazu, die Einschachtelung von A in B zu perfektionieren und ist in 1b, c und d dargestellt.
Tatsächlich können A und B jeweils mehr als eine Komponente umfassen. Äußerst vorteilhafte Beispiele von B mit 2 Komponenten B1 und B2 (adhäsiv miteinander verbunden) sind in den Ansprüchen 3 und 4 genannt und in 1a und b und 6a und b dargestellt, wobei B2 vorzugsweise einen Verdichtungsdruckpunkt aufweist, der mindestens doppelt so groß ist wie der von B1. Noch bevorzugter liegt die Fließgrenze YP_B120 von B₁ bei 20° C im Bereich 0,1 bis 0,5 der Fließgrenze YP_B22 ₀ von B₂ bei 20° C. Somit kann B2 z.B. zäher sein als B1 (im Endprodukt), abhängig vom Herstellungsverfahren und der weiteren Verarbeitung, so dass B1 leicht durch Kauen zerkleinert wird, um das (wohlschmeckende) A freizusetzen, wohingegen der Verzehr von B2 längeres Kauen erfordert, was als gute Kombination angesehen wird. Ferner, wenn B2' weniger verformbar ist als B1' in der Beschaffenheit, die es während und direkt nach der Teilung im Koextrusionsprozess aufweist, unterstützt B2' die Bildung einer regelmäßigen Zellstruktur. (In dieser Patentschrift wird das extrudierbare Material, das verwendet wird, um A des Endproduktes herzustellen, im Verfahren als A' bezeichnet; in der gleichen Weise bildet das extrudierbare B' nach dem Verfahren B, B1' bildet B1, B2' bildet B2 usw.).
Diese Aspekte werden in Verbindung mit den Ansprüchen zum Verfahren behandelt.
In einer Ausführungsform ist B1 um die Zellen von A gedreht. Das Drehen kann durch einen Fluss stattfinden, wenn die extrusiven Bedingungen dafür ausgewählt wurden, so dass die Segmente von A' rotieren. Das wird in Verbindung mit 7a, b und c näher erläutert.
Die sich im Allgemeinen in Z-Richtung erstreckenden Grenzzellwände von B können im Allgemeinen in der Z-Richtung molekular orientiert sein. Das wird durch die Verwendung geeigneter Extrusionsverfahren und Vorrichtungen erreicht. Die Orientierung trägt dazu bei, dass das Produkt beim Kauen wie Fleisch schmeckt.
Die Aufnahme eines Breis aus kurzen Proteinfasern oder Stücken aus Proteinfilm in A dient einem ähnlichen Zweck wie die Orientierung und ebenso den mit dem Geschmack und dem Nährstoffgehalt verbundenen Zwecken: Die Komponente A kann alternativ aus anderen kurzen Fasern oder Folienstücken oder Nuss-, Korn-, oder Schalenstücken oder Flocken bestehen. In dieser Verbindung kann auch Korn bestens geeignet sein. Ist A ein Milcherzeugnis, können ihm entweder Süße und aromatischer Geschmack verliehen werden, so dass das Produkt als Konfekt oder Dessert verwendet wird oder wie ein Chutney gewürzt wird für Produkte, die in einem ersten Gang oder Hauptgang verwendet werden.
Die Aufnahme von Gas in A-Zellen wird normalerweise durch die Verwendung eines Treibmittels erreicht, wie das Aufgehen von Teig beim Brotbacken oder das Aufquellen von Pflanzenprotein durch Verdunstungswasser in der herkömmlichen Extrusion von Nahrungsersatz.
Bei Broten oder Kuchen dient die auf Protein basierte B-Komponente (Zellwände) dazu, dem Produkt eine gute mechanische Stabilität zu verleihen, auch wenn die Zellinhalte sehr fragil sind (zweitklassiges Mehl oder hoher Korngehalt) oder das Produkt stark aufgegangen ist. Die Verwendung von Käse für die Zellwände ist mechanisch geeignet und bietet eine interessante Geschmackskombination.
In einer Ausführungsform ist B ein mikroporöses Agglomerat aus Partikeln mit Wasser in den Poren, wobei die besagten Partikel aus kurzen Fasern oder Korn-, Schalen- oder Folienstücken oder Flocken bestehen, deren Partikel durch polymerische Mikrostränge zusammengehalten werden, wobei letztere z.B. aus koaguliertem Gluten oder natürlichem oder synthetischem Gummi bestehen, wie er durch Koagulation von Latex entsteht.
In einer anderen Ausführungsform, die einen Fleischersatz darstellen kann, umfasst A zwei separate Komponenten:

A1) ein halbfestes Fett oder eine auf Öl basierende Komponente mit fett-/öllöslichen Inhaltsstoffen, und
A2) ein Saft mit wasserlöslichen Geschmacksstoffen,
B) eine kaubare Komponente

In dem ersten unabhängigen Verfahrensanspruch (Anspruch 42) ist ein Verfahren definiert, das zur Herstellung des neuen Produktes (obgleich nicht darauf beschränkt) geeignet ist. Bei dem Verfahren werden Zellen von A durch Extrusion eines extrudierbaren Materials A' und Koextrusion einer extrudierbaren Komponente B' gebildet, die B bildet, wobei bei dem Verfahren die Flüsse von A' und B' in einer quer zu Z verlaufenden Richtung aneinander grenzen, wobei die Flüsse von A' und B', die durch einen Teiler regulär quer zur Richtung des Flusses geteilt sind, um die Flüsse von A' und B' zu bilden, die in der Z-Richtung segmentiert sind, wobei ein Segment des Flusses von B' aufstromseitig und abstromseitig mit jedem Segment des Flusses A verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird B' nach der Extrusion in ein härteres Material B umgeformt, wobei die Fließgrenze bei etwa mindestens 200 g cm^–2 liegt.
Im ersten Aspekt des Verfahrens der Erfindung (Anspruch 44), wird B' nach der Ausgabe des Extruders um A'-Segmente geformt, um die A'-Segmente vollständig in der XZ-Ebene zu umschließen. Ferner wird A' vorzugsweise in mindestens zwei Flüsse gebildet, wobei zwei Segmentreihen von A gebildet werden, die durch eine einfache Grenzzellwand von B geteilt sind, um das neue Produkt zu bilden.
Die Ansprüche definieren ferner einen zweiten Verfahrensaspekt der Erfindung. Dieser Aspekt ist im zweiten unabhängigen Verfahrensanspruch, und zwar Anspruch 62 definiert. Vorzugsweise werden einige Flüsse der Komponenten A' so gebildet, dass sie in die Flüsse von B' eingefügt werden. Die Teiler bewegen sich hin und her oder rotieren relativ zum Extruderaustritt, um segmentale Ströme zu bilden, während B' um A' geformt wird.
Der zweite Verfahrensaspekt der Erfindung kann eingesetzt werden, um Nahrungsmittel zu extrudieren oder kann alternativ der Extrusion anderer extrudierbarer Materialien wie thermoplastischer Kunststoffe dienen. Wird das Verfahren zur Extrusion von Nahrungsmitteln angewendet, dann wird B' nach der Extrusion vorzugsweise in ein Material mit einer höheren Fließgrenze als im ersten Verfahrensaspekt der Erfindung umgewandelt.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine relative Bewegung zwischen den Teilern und den Extrusionsaustritten zu ermöglichen.
In einem bevorzugten Verfahren der Erfindung wird die relative Bewegung ermöglicht, indem die Extruderkomponenten einschließlich der Kanäle und Austrittsöffnungen befestigt und die Teiler bewegt werden. Zum Beispiel kann die X-Richtung im Wesentlichen vertikal angeordnet sein, wobei ein oder mehrere Flüsse von A' oben und unten Flüsse von B' aufweisen, um die Extruderaustritte auf einer kreisrunden, zylindrischen Fläche mit im Wesentlichen horizontalem Zugang bereitzustellen. Die Teiler werden um den besagten horizontalen Zugang gedreht, so dass sich die Teiler auf der besagten kreisrunden, zylindrischen Fläche hin und her bewegen. Ein Extruder, der für die Umsetzung dieser Ausführungsform geeignet ist, ist in 11a und b dargestellt.
Eine weitere Möglichkeit, den zweiten Aspekt des Verfahrens der Erfindung auszuführen, liegt darin, dass die X-Richtung im Wesentlichen horizontal verläuft und die Flüsse von A' und B' horizontal angeordnet sind mit Flüssen von B' zwischen den Flüssen von A', wobei sich die Teiler hinundherbewegen oder generell in horizontaler Richtung rotieren.
Es versteht sich, dass die Richtung der Extrusion der Komponenten A' und B' allgemein in Z-Richtung erfolgt, d.h. eine Komponente sollte sich in Z-Richtung bewegen. Jedoch kann sich zusätzlich eine Komponente in die X- oder Y-Richtung bewegen. Ferner können sich die Komponenten A' und B' in eine Richtung bewegen und Komponenten aufweisen, die sich in dieselbe oder andere X- oder Y-Richtungen bewegen.
Während die Erfindung beschrieben wurde und in der nachstehenden Beschreibung als auf einer herkömmlichen Breitschlitzdüse hergestellt beschrieben wird, mit Komponenten und Richtungen, die durch Referenzen definiert werden bis hin zu einem orthogonalen Koordinatensystem, das auf X-, Y- und Z-Achsen basiert, können die Werkzeuge alternativ kreisrund sein, wobei die Koordinaten alternativ durch r, 0 und Z ersetzt werden könnten. Die Richtung der Extrusion, d. h. des Flusses von A' und B' aus dem Extruderaustritt kann in die Z- Richtung, die R-Richtung (entweder einwärts oder auswärts gerichtet) oder im Wesentlichen in die 0 Richtung erfolgen. Wo die Extrusion generell in eine in Z-Richtung oder generell in R-Richtung verläuft, rotieren die Teiler vorzugsweise oder bewegen sich in der 0-Richtung hin und her. Wo das Material aus dem Extruder in die R-Richtung oder 0-Richtung austritt, kann es alternativ möglich sein, die Teiler in K-Richtung hinundherzubewegen. Die Vorrichtung, die aus der früheren Vorrichtung des Erfinders übernommen und angepasst wurde, beschrieben in US-A-3,511,742, und auf kreisrunden Werkzeugen basiert, könnte in diesen Ausführungsformen eingesetzt werden.
Diese Art der Koextrusion gehört zu einer „Familie", für die der Erfinder in der Vergangenheit die Bezeichnung „lamellare Extrusion" eingeführt hat. Sie bezeichnet ein Koextrusionsverfahren, durch das zwei oder mehrere extrudierbare Komponenten zuerst miteinander in einer blattförmigen Anordnung von Flüssen durchsetzt werden, die anschließend mechanisch mittels querlaufender Werkzeugteile in einer Art und Weise ausscheren, dass eine Platte dünner Lamellen entsteht, durchgehend oder unterbrochen, die an einem Winkel an der Hauptfläche des Blattes positioniert ist.
Nach dem Kenntnisstand des Erfinders sind die einzigen veröffentlichten Erfindungen innerhalb dieser „Familie" im Französischen Patent Nr. 1,573,188 enthalten, herausgegeben von der Dow Chemical Limited, wobei die vom Erfinder der vorliegenden Erfindung patentierten Erfindungen die zwei in der Einführung zu dieser Patentschrift (und Gegenstücke in anderen Ländern) erwähnten US-Patente umfasst, wobei er ferner auf die nachstehenden US-Patente Bezug nimmt: 3,505,162; 3,511,742; 3,553,069; 3,565,744; 3,673,291; 3,677,873; 3,690,982; 3,788,922; 4,143,195; 4,294,636; 4,422,837 und 4,485,724.
Lediglich die zwei in der Einführung zu dieser Patenschrift erwähnten Patente dieses Erfinders offenbaren die Verwendung der lamellaren Extrusion zur Herstellung von Nahrungsmitteln, wobei die Komponenten, wie bereits erwähnt, nicht gemäß diesen Offenbarungen in Segmente gebildet werden. Die Offenbarungen in den anderen Patenten sind auf die synthetischen Polymere beschränkt, mit Hinblick auf die Herstellung von Textilien oder textilähnlichen Materialien und in einigen Fällen verstärkten Brettermaterialien. Es wird weder die Modellierung einer Komponente um Segmente einer anderen Komponente offenbart, noch die Bildung einer Zellstruktur in diesen synthetischen Produkten, vergleichbar mit der in dieser Erfindung behandelten Zellstruktur.
Das bereits erwähnte Patent EP-A-653285 verwendet das Durchsetzungsverfahren, das im vorstehend erwähnten Patent US-A-3,511,742 und in einigen der anderen vorstehend erwähnten Patentschriften offenbart ist, um ein mehrschichtiges Nahrungsmittel in Blatt- oder Plattenform herzustellen. Die Schichten sind keine Lamellen, aber parallel zur Hauptfläche des Blattes/der Platte angeordnet und nicht in Segmente unterteilt.
Für die Herstellung der Zellstruktur gemäß der Erfindung ist es notwendig, dass die Segmente von B um die Segmente von A modelliert werden. Eine Möglichkeit, diese Modellierung zu erreichen, ist die Voraussetzung, dass B' unter den Verfahrensbedingungen, wenn überhaupt, eine Viskosität und eine Fließgrenze aufweisen muss, die deutlich unter der von A' liegt. Vorzugsweise liegt die Viskosität und/oder Fließgrenze unter 0,5 der Viskosität beziehungsweise Fließgrenze von A' durch Aufnahme eines Öles oder Fettes in A' im Verlauf von A' Richtung Teiler.
Eine alternative oder ergänzende Möglichkeit, um B' um A' zu modellieren ist, den Fluss von A' mit einem Fluss von B' auf jeder Seite (in X-Richtung) vor dem Extruderaustritt zusammenzuführen. Diese Ausführungsform wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Zum Zeitpunkt der Teilung sollte A' vorzugsweise nicht flüssig sein, sondern plastisch, pseudoplastisch, gelförmig, ein trockenes Pulver oder ein anderes partikuläres Material. In jedem Fall bedeutet das, dass, sehr allgemein gesprochen, ein bestimmter Minimumwert der Scherkraft nötig ist, um unter den Bedingungen im Werkzeug eine dauerhafte Deformation zu verursachen.
Andererseits sollte B' (oder B1', wenn es zwei B-Komponenten in der in 1a und 6a dargestellten Anordnung gibt) in diesem Stadium des Verfahrens eine flüssige bis plastische Konsistenz haben und generell eine geringe Resistenz gegen dauerhafte Deformation aufweisen. Es sollte vorzugsweise eine plastische Konsistenz aufweisen, um das extrudierte Produkt selbsttragend zu gestalten, wenn es das Werkzeug verlässt.
Die Möglichkeiten der gegenseitigen Durchsetzung der Komponenten und die Ausführung der Bewegungen, die die Teilung der Flüsse von A' und B' verursachen, können auf den vorstehend aufgezählten Patenten über die lamellare Extrusion basieren.
Neben der Ausführung einer relativen Hinundherbewegung zwischen den Kanälen und Öffnungen einerseits und den Teilern andererseits kann es vorteilhaft sein, für eine relative Hinundherbewegung oder Rotation zwischen der Reihe der Teiler und der Austrittskammer zu sorgen, die an sich aus den erwähnten Patenten bekannt ist. Dadurch wird erreicht, dass die Filamente im Endprodukt in querlaufender Richtung angeordnet sind (falls gewünscht) und/oder die Bindungen zwischen den Filamenten zunehmen.
Um das Formen der Segmente im Teilungsprozess zu optimieren, sollte dies vorzugsweise durch Scherung zwischen den inneren Öffnungen auf einer Seite stattfinden, durch die die gegenseitig zwischengeschobenen engen Flüsse extrudiert sind und der Reihe der Teiler auf der anderen Seite und ferner am besten durch Schneiden (siehe Ansprüche 79 und 80). Die verschiedenen Möglichkeiten für das Schneiden sind in den Ansprüchen 81 bis 83 spezifiziert. Beispiele zu Form und Position der Messer sind in 7a und 9 dargestellt. Durch die Teilung und/oder das „Mikrosägen", das in Anspruch 83 spezifiziert ist, ist es möglich, sehr feine Scheiben der Komponenten zu erhalten, selbst wenn diese Brei oder Fasern enthalten.
Die Teilung der engen Flüsse in Segmente wird vorzugsweise in rhythmischen Vorgängen ausgeführt, wobei die Teiler als Verschlüsse fungieren (d.h. sie sind so breit, dass sie die Öffnungen vollständig verschließen) und ferner mit mindestens der in Pulsationen extrudierten Komponente A', so dass die maximale Antriebskraft des Materials A' durch den Kanal eingeführt wird, während die Öffnungen für A' geöffnet sind. Diese Besonderheiten werden in Verbindung mit 8a, b und c und 12 dargestellt und weiter erläutert. Die Pulsationen können für jeden einzelnen Fluss der Komponente durch einen Druckkolben erzeugt werden, der sich am Eingang zur Kammer des engen Flusses befindet, siehe 8a, b und c, und sich optional in die Kammer erstreckt. Es hängt von den Einzelheiten des Verfahrens und der Wahl der Komponente ab, ob der Fluss hauptsächlich durch herkömmliche Einspeisevorrichtungen (wie Pumpe oder Extruder) optional in Kombination mit intermittierend betriebenen Ventilen oder durch die vorstehend erwähnten Druckkolben ausgelöst wird.
Die Verwendung der intermittierenden Extrusion in Verbindung mit der lamellaren Extrusion ist bekannt, durch andere Ziele aus dem vorstehend erwähnten US Patent Nr. 3,788,922 siehe Spalte 2, Zeilen 51–84, Spalte 3 Zeilen 4–13, Spalte 4, Zeilen 45–53, Beispiel 1 und Beispiel 2. Dieses Patent offenbart die Verwendung von Verschlüssen, um die intermittierende Extrusion zu erreichen, offenbart aber nicht, dass die Trennbereiche als Verschlüsse verwendet werden können. Ferner offenbart dieses Patent die Verwendung eines Vibrationskolbens, um die Pulsationen auszulösen, allerdings ist das ein Kolben zwischen dem Extruder und dem Werkzeug anstelle des (wie in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung) einen Druckkolbens (Kolben) für jeden engen Fluss, der im Werkzeug selbst vorgesehen ist.
Eine äußerst vorteilhafte Möglichkeit für die Modellierung von B' um die Segmente von A' ist in Anspruch 71 gegeben. Im Allgemeinen werden zwei YZ-Flächen jedes Segmentes von A' von dem Teil von B' bedeckt, der vor der Teilung mit A' verbunden ist, wobei die zwei XY-Flächen des Segmentes von A' hauptsächlich mit B' aus den inneren Öffnungen bedeckt ist, die nur die B'-Komponente tragen. Dadurch werden die Möglichkeiten zur Steuerung der Dicke der B'-Schicht in Kontakt mit dem Teiler verbessert.
Eine Modifizierung dieser Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Verwendung der beiden B'-Komponenten B1' und B2'. Diese wird in Anspruch 72 beschrieben und in 6a und b grundsätzlich dargestellt und wird durch weitere Details zur vollständigen Extrusion in anderen Zeichnungen wie aus der ausführlichen Beschreibung der Zeichnungen deutlich werden. In Verbindung mit der Beschreibung des Produkts wurden bereits die Vorteile dieser Modifizierung diskutiert und erwähnt, dass vorausgesetzt, dass B2', in der Beschaffenheit, die es während und direkt nach der Teilung aufweist, weniger deformierbar ist als B1', B2' geeignet ist, eine regelmäßige Struktur zu bilden. Das ist folgendermaßen zu verstehen: B1' sollte normalerweise einfacher zum Fließen zu bringen sein wie A1'. Jedoch bedeutet die höhere Fließfähigkeit, dass B1' durch den Gegendruck gegen die Wände der Teiler gepresst werden könnte, wodurch die „Grenzzellwände" dicker würden als erwünscht, und die „übergreifenden Zellwände" dünner würden als erwünscht. Die Verwendung der B2'-Komponente, die fließresistenter ist als B1' kann dieses Problem vollständig lösen. B2' kann also, falls erwünscht, genau dieselbe Zusammensetzung wie B1' haben, sollte aber bei geringer Temperatur in die Extrusionsvorrichtung eingeführt werden, um die Resistenz gegen Deformation zu erhöhen, z.B. könnte es halbgefroren sein.
Es wurde bereits erwähnt, dass die Einschachtelung von A' und B' in vielen Fällen vorteilhafterweise ist eine vollständige Umhüllung. Das Verfahren der Erfindung umfasst zwei alternative Ausführungsformen (die miteinander kombiniert werden können), um solche Strukturen zu erzielen, wie in den Ansprüchen 91 und 92 beschrieben und in 7b und 11b dargestellt. Die hier beschriebene Verwendung von inneren Öffnungen, die sich ausbreiten oder unterbrochen sind, ist aus den früheren Patenten des Erfinders zur lamellaren Extrusion bekannt, aber weder zum Zweck der Nahrungsmittelherstellung noch zur Herstellung einer beliebigen Zellstruktur geometrisch vergleichbar mit den Strukturen dieser Erfindung.
Nach dem Extrusionsprozess ist die Komponente bzw. sind die Komponenten von B' in eine feste, kohäsive Form umzuwandeln (optional kann diese Umwandlung bereits vor dem Teilungsprozess beginnen), wohingegen die Komponente A' ihre Form, die sie während der Teilung aufwies, beibehalten kann oder entweder in eine etwas „flüssigere" oder expandiertere Form umgewandelt werden kann.
Die alternativen Umwandlungsoptionen von B' (die in einigen Fällen kombiniert werden können) sind in den Ansprüchen 46 bis 60 angegeben.
In den bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens wird B' normalerweise nach der Schmelzextrusion umgewandelt, um B durch Kühlen zu härten. Beispiele sind: Schokolade, gequollenes Sojaprotein oder Kaugummi. In einigen Fällen kann er, wenn der Prozess langsam genug ist und z.B. in der Bildung eines Gels, Kühlen einer flüssigen oder plastischen Lösung besteht, die bei einer relativ hohen Temperatur z.B. über 100C° gebildet wird, noch vor der Extrusion ausgeführt werden, die anschließend bei normaler Raumtemperatur oder einer geringeren Temperatur ausgeführt werden kann. Beispiele sind: angemessen starke kolloidale Lösungen aus Gelatine, Carragenin oder Ca-Pektinat. Beispiele der durch Erwärmung einer kolloidalen Lösung erfolgte Verfestigung: angemessen starke kolloidale Lösungen aus Eialbumin oder Gluten (oder glutenverstärktem Teig). Beispiele für die Wiederherstellung der Kontinuität in einem zuvor zertrennten Gel sind: eine thixotrophe kolloidale Lösung aus Carragenin mit Zusatz von Ionen der Pottasche (Wiederherstellung für kurze Zeit); Erwärmen/Kühlen von zertrennten Gels aus Kasein, Sojaprotein oder Stärke.
Die Umwandlung von B' in B kann die Bildung eines festen Gels durch eine chemische Reaktion sein, die langsam genug ist, um die Mischung des/der Reaktant(en) (in B') vor der Koextrusion zuzulassen. Der Reaktant kann in Feststoffpartikel eingeschlossen sein, die sich in B' befinden. Beispiele dafür sind kolloidale Lösungen aus Pektin oder Alginat mit Zusätzen von Ca-Ionen und ein Enzym, das nach und nach das Polymer entmethyliert, wodurch sich das Ca-Salz als Gel absetzt. Ein anderes Beispiel für eine enzymatische Reaktion beinhaltet eine Protease wie Rennin, um das Milchprotein abzubauen und zu koagulieren.
Eine weitere Möglichkeit, die Umwandlung auszuführen, um B zu härten, ist die Bildung eines festen Gels durch eine chemische Reaktion zwischen Reaktanten in den B'- und A'-Komponenten, z.B. so, dass die Reaktanten in A' stufenweise in B' übergehen. Zum Gelieren einer B'-Komponente, die eine kolloidale Lösung aus entmethyliertem Pektin oder einer Alginsäure ist, können Ca- oder Al-Ionen als Reaktant in der A'-Komponente verwendet werden. Möglich ist ebenfalls die Koagulation durch Veränderung des pH-Wertes. Als Vorsichtsmaßnahme, um sicherzustellen, dass die inneren Öffnungen nicht durch eine solche Gelbildung blockiert werden, ist letzteres nur geeignet, wenn gleichzeitig eine pH-Wertveränderung und die Einführung solcher Metallione erforderlich sind. In solchen Fällen wird ein Zweikanalsystem für die Komponente A' verwendet, wobei ein Kanal die besagten Metallione trägt und sie von einer Seite in die B'-Zellwände einführt und der andere von der anderen Seite der B'-Zellwände den pH-Wert verändert.
Abhängig von den Details in den Parametern des Extrusionsprozesses kann eine B'-Komponente in Form einer kolloidalen Lösung molekularorientiert werden, während sie in Richtung der inneren Öffnungen, durch sie hindurch und an den Wänden der Teiler entlang fließt. Diese Orientierung kann „eingefroren" werden, wenn die Gelbildung durch die Verwendung eines Reaktants der A'-Komponente schnell genug erfolgt. Das Material von B ist somit oft in den Grenzzellwänden orientiert, um in Z-Richtung gerichtet zu sein. Die „eingefrorene" Orientierung trägt dazu bei, dass sich das Produkt beim Kauen wie Fleisch anfühlt.
In einer weiteren Möglichkeit der Umwandlung von B' zum Härten von Material B werden vorgeformte Feststoffpartikel in ein durchgehendes festes Material koaguliert: feine disperse Sojaproteinpartikel in einer Ca-Ionen enthaltenden Lösung. Die Partikel können kurze Fasern sein, insbesondere glatte Fasern, die so kurz sein können, dass sie Plättchen darstellen. Aus ökonomischen Gründen werden glatte Fasern oder Plättchen aus expandiertem, orientiertem, fibrilliertem Proteinfilm bevorzugt. Sie sind besonders hilfreich für die B2'-Komponente in der in 1a und b, 6a und b dargestellten Struktur, die mittels der in 8 dargestellten Vorrichtung hergestellt wurde. Das Protein, aus dem die Fasern gebildet werden, kann dazu veranlasst werden, bei erhöhter Temperatur mit einem Carbohydrat zu reagieren, um karamellähnliche Verbindungen zu bilden. Gibt es zwei B-Komponenten B1' und B2', die wie vorstehend erläutert angeordnet sind, dann ist ein Verfahren, um B2' die gewünschte Konsistenz zu verleihen, B2' vor dem Teilungsprozess (Schneiden) in ein Gel umzuwandeln, zumindest teilweise, während es bis zum Ort der Teilung als enger Fluss weiterfließt. Dies kann in einigen Fällen unverzüglich durch Beimischung eines Reaktants erfolgen, bevor B2' den Kanal für den engen Fluss erreicht und in anderen Fällen durch Hochfrequenzerwärmung, während B2' als enger Fluss in Richtung der inneren Öffnungen weiterfließt.
Unter Berücksichtigung, dass A im Endprodukt fließfähig sein oder Gas enthalten muss, kann A in einigen Fällen auch seine plastische, pseudoplastische oder viskoelastische Form beibehalten, die es (als A') während der Teilungs- und Modellierungsprozesse aufwies, allerdings sollte es in den meisten Fällen in eine fließfähigere Form umgewandelt werden, besonders dann, wenn ein saftiges Gefühl im Mund entstehen soll, wenn beim Kauen die Zellwände aufgebrochen werden.
Wenn A' einen hohen Wassergehalt hat, dann gibt es zwei Möglichkeiten, A' während der Teilungs- (Schneid-) und Modellierungsprozessschritte angemessen halbfest bis fest und später fließfähiger zu machen. Zum einen durch Gefrieren und späteres Schmelzen eines angemessenen Anteils an Wasser oder Kristallisieren von Zucker und/oder anderer im Wasser gelöster Substanzen und späteres erneutes Auflösen oder Schmelzen. Zum anderen durch Depolymerisation (Hydrolyse) nach dem Extrusionsprozess, vorzugsweise durch Enzyme wie Proteaseenzyme.
Wenn A' während der Extrusion in gefrorener oder vorzugsweise halbgefrorener Form vorliegt, sollte das Gefrieren von B' möglichst vermieden werden, mit Ausnahme des Falles, dass die B'-Komponenten oder eine davon ebenfalls bis unter oder auf den Gefrierpunkt zu kühlen ist, vorzugsweise aber B' sollte vor der Extrusion auf seinen Gefrierpunkt herabgekühlt werden und der Extrusionsprozess so schnell wie möglich erfolgen. Die Kammern für die engen Flüsse und die Reihen der Teiler sollten in solchen Fällen normalerweise aus Metall sein und anschließend eine Temperatur aufweisen, die gegen den Gefrierpunkt von B' geht. Das Schmelzen eines Films von A' während des Fließens durch das Werkzeug ist normalerweise aufgrund des Schmiereffektes eher vorteilhaft als schädlich, vorausgesetzt, dass die Geschwindigkeit der Extrusion hoch genug und der Film deshalb dünn ist.
Um die adäquate plastische Konsistenz der Eiskristalle zu erhalten, sollten vorzugsweise einige Mengen Zucker oder wasserlösliches Polymer (z.B. Guarkernmehl oder teildepolymerisiertes Protein) in die A'-Komponente gemischt werden, wobei in diesem Zusammenhang auch kurze verdauliche Fasern hilfreich sind.
Nach Verlassen des Werkzeugs wird das Produkt normalerweise auf ein Förderband gegeben oder direkt in Behältern gesammelt und kann vor dieser Sammlung oder auf dem Band in passende Stücke geschnitten werden. Die Schnittflächen („die Wunden") können bei Bedarf oder Notwendigkeit (um ein Auslaufen der Flüssigkeit A zu verhindern) mit herkömmlichen Mitteln versiegelt werden. Optional kann das ganze Stück z.B. mit einer dünnen Schicht Schokolade überzogen werden.
Wenn die Umwandlung von B' in eine feste Form B durch Wärmebehandlung erfolgt, wird diese Behandlung am besten vorgenommen, während sich das Produkt auf dem Förderband oder in den vorstehend erwähnten Behältern befindet, wobei sie durch Mikrowellen, Hochfrequenzerwärmung, Kontakterwärmung oder durch heiße Luft erfolgen kann.
Die Teilung des extrudierten durchgehenden Produktes in Längssegmente kann rationalisiert sein. Z.B. kann die Extrusion der A'-Komponente in Zeitintervallen gestoppt werden, die lang genug sind, um ein querlaufendes Band von einfachen B-Komponenten herzustellen, durch das das Produkt ohne eine „Wunde" zu produzieren geschnitten werden kann. Alternativ kann die Extrusion von B' in Zeitintervallen unterbrochen werden, die lang genug sind, um ein querlaufendes Band aus einer einfachen A-Komponente zu bilden, durch das das durchgehende Produkt einfach in Längssegmente geteilt werden kann, ohne geschnitten werden zu müssen, wobei die A-Komponente anschließend aus der „Wunde" ausgewaschen wird (und wiederverwendet werden kann).
Solche Vorsichtsmaßnahmen sind normalerweise unnötig, wenn A im Endprodukt fest oder halbfest ist (z.B. bei Marzipan oder einer Fruchtfüllung, die in Schokolade eingeschlossen ist), da in diesem Fall ein einfaches Schneiden völlig ausreichend ist.
Beispiele für verschiedene Produktarten gemäß der Erfindung.

I): Süßwaren
1): A: gepulverter, harter Karamell oder fein geteilte Nüsse, im Extrusionsprozess „gesintert".
B: Schokolade, im Extrusionsprozess halbgeschmolzen.
2): A: Marzipan oder süße mit flüssigem Eiweiß angedickte Fruchtmasse.
B: siehe I) 1)
3): A: Eis, z.B. Schokoladeneis oder gesüßter gefrorener nach dem Extrusionsprozess geschmolzener Jogurt.
B: Ein festes Gel aus Pektin, im Extrusionsprozess in zertrennter dispergierter Form und anschließend durch Erwärmen und Kühlen regeneriert. Wenn A auf Schokoladeneis mit Pflanzenfett anstelle von Milchfett basiert, kann 3) ein geeigneter Ersatz für Schokoladenriegel sein, der ohne Fettsäuren hergestellt ist.
II) „Hybriden" zwischen Süßwaren und Eiweißprodukten.
1) A: Käse im plastifizierten Zustand extrudiert.
B: siehe I) 1)
2) A: siehe I) 1)
B: ein zertrenntes festes Gel aus Sojaprotein oder Kasein, durch Erwärmen und Kühlen regeneriert.
III) Fleischähnliche Nahrungsmittel auf der Basis von Pflanzenprotein.
1) A: eine kräftige Suppe oder ein Jogurt mit Kräutern und Gewürzen (Chutney) mit kleinen Mengen Verdickungsmittel; während des Extrusionsprozesses in gefrorenem teigähnlichen Zustand.
B: siehe II) 2).
2) A: während der Extrusion: Sojamehl in Wasser zertrennt, angedickt mit teilhydrolysiertem Sojaprotein, mit Gewürzen und anderen Aromastoffen und Proteinase angereichert – nach der Extrusion: durch Proteinase hydrolisiert.
B: siehe I) 3)
IV) Zellprodukte mit Inhaltsstoffen wie Würstchen.
A: eine Paste, die normalerweise in Würstchen verwendet wird, optional mit Zusatzstoffen aus teilhydrolysiertem Sojaprotein als Verdickungsmittel
B: siehe II) 2) oder I) 3) oder ein festes Stärkegel, vor der Extrusion zertrennt und durch Erwärmen/Kühlen regeneriert. Das ist z.B. eine neue und vorteilhafte Möglichkeit, Schlachtereiabfälle zu verarbeiten.
V) Brot und kuchenähnliche Produkte
A: Herkömmlicher Teig mit Triebmittel.
B: Siehe II) 2)

Das Produkt wird gebacken, wobei die Zellstruktur dazu beiträgt, eine feine und gleichmäßige Expansion zu erreichen.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben. In mehreren Zeichnungen wird ein System mit den Koordinaten X, Y und Z dargestellt.
1a und b zeigen in den XZ- bzw. XY-Bereichen eine besonders regelmäßige Anordnung der Reihenstruktur gemäß der Erfindung mit A als „Zellen" und B1 und B2 als „Zellwänden".
1c und d zeigen im XY-Bereich zwei unterschiedliche Modifikationen der in 1a und b dargestellten Anordnung.
2 zeigt im XZ-Bereich eine A/B-Zellstruktur in einer weniger regelmäßigen Anordnung der Reihen, die aber noch in den Bereich der Erfindung fällt.
3 zeigt im XZ-Bereich eine Form der A/B-Struktur, die normalerweise zu vermeiden ist, aber in den Fällen nützlich ist, in denen der visuelle Effekt der ausschlaggebend ist.
4 illustriert im XZ-Bereich die Modellierung der Komponente B' um jedes Segment der Komponente A' durch vorrangig rheologische Mittel.
5 zeigt im XZ-Bereich ein alternatives Verfahren der Modellierung von B' um A', bei der B' zuerst mit A' zu einem konjugenten B'-A'-B'-Fließstrom koextrudiert wird, wobei die Modellierung hauptsächlich mechanisch erfolgt. 6a und b zeigen in den XZ- bzw. YZ-Bereichen eine Kombination aus den in 4 und 5 dargestellten Verfahren, durch die die Modellierung rein mechanisch erfolgen kann.
7a und b illustrieren in den XZ- bzw. YZ-Bereichen eine Modifikation der Koextrusionsanordnung zur Bildung von konjugenten B'-A'-B'-Strömen, die es zulässt, dass die Fließgrenze der Komponente B' wesentlich geringer ist als die der Komponente A'. Gleichzeitig zeigt die Darstellung, wie die Zellwände der B-Komponente in den XZ-Ebenen gebildet sein können.
7c entspricht 7a und b und zeigt die inneren Öffnungen, die zu sehen sind, wenn das Austrittsteil entfernt wird. Hier ist die XY-Ebene dargestellt.
8a, b und c zeigen in perspektivischer Darstellung im XZ-Bereich bzw. YZ-Bereich ein flaches Koextrusionswerkzeug, geeignet zur Herstellung des in 1a und b dargestellten Produktes, in dem die Extrusion jeder Komponente eine Extrusion mit schwingendem Druckkolben ist, koordiniert mit den Bewegungen, die querlaufend die Flüsse teilen. 8b ist hinsichtlich 8a und c zweifach vergrößert.
8d zeigt in einer perspektivischen Ansicht mit den voneinander weg bewegten Teilen, eine Modifikation von 8a, b und c, durch die die Pulsationen in jedem Fluss durch ein Multiventil hergestellt werden, das in Verbindung mit den Bewegungen öffnet und schließt, die die Ströme querlaufend teilen.
9 zeigt im XZ-Bereich eine weitere Modifikation der Vorrichtung aus 8a und b, und zwar eine Modifikation in der Anordnung der inneren Öffnungen und Reihen der Teiler, durch die eine genaue Trennung für das Teilen der Flüsse erreicht wird.
10 zeigt perspektivisch und in Teilbereichen eine Ausführungsform der Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung, in denen sich die Anordnung der querlaufenden Bewegungen und Druckkolbenextrusion notwendigerweise von dem in 8a, b und c dargestellten unterscheiden, aber für die Herstellung ähnlicher Produkte geeignet sind. Die Zeichnung stellt nicht die gesamte Extrusionsvorrichtung dar.
11a und b zeigen im XZ-Bereich bzw. im YZ-Bereich eine weitere Ausführungsform der Verfahren und der Vorrichtung, die zur Herstellung derselben Produkte geeignet ist. In dieser Ausführungsform verlaufen die teilenden Bewegungen vertikal, während die Y-Richtung horizontal verläuft.
12 zeigt detailliert die vier unterschiedlichen Positionen zwischen den gegenseitigen Bewegungen, durch die die Teilung in der Vorrichtung aus 8a, b und c erfolgt. Diese Zeichnung stellt eine Unterstützung der Beschreibung eines Programms zur Koordinierung der unterschiedlichen Bewegungen und Stillstände dar.
13 stellt die Versuchsvorrichtung zur Bestimmung des Verdichtungsdruckpunktes dar.
Die typische in 1a und b dargestellte zellähnliche Struktur der Erfindung wird zuerst als segmentale Filamentstruktur (siehe z.B. 4 und 5) gebildet, wobei mehrere dieser Filamente anschließend zu einer Band- oder Blattform vereinigt werden. Die gestrichelten Linien (1) deuten die Grenzen zwischen den Filamenten an, an denen die Bindung so schwach sein kann, dass sich die Filamente im Mund leicht voneinander trennen. Das kann vorteilhaft sein, wobei das B-Material allerdings auch von zwei benachbarten Filamenten so eng verbunden sein kann, dass die Grenzlinie im Produkt kaum zu erkennen ist.
Mit Bezug auf die Begriffe in den Ansprüchen sind (2) die Grenzzellwände, (3) die Reihen der A-Zellen, (4) die übergreifenden B-Zellwände, die sich in den ZY-Ebene und XY- Ebene erstrecken und (5) die übergreifenden B-Zellwände, die sich in der XZ-Ebene erstrecken.
Diese Zeichnungen zeigen das Vorhandensein der zwei B-Komponenten B1 und B2, von denen sich B1 hauptsächlich an den Grenzzellwänden (2) und den übergreifenden Zellwänden (5) befindet, die sich in der XZ-Ebene erstrecken, wohingegen sich B2 hauptsächlich an den übergreifenden Zellwänden (4) befindet, die sich in den ZY- und XY-Ebenen erstrecken. Jedoch können (2) und (5) auch, abhängig von der Konstruktion der Vorrichtung (siehe nachstehend), teilweise B1 und teilweise B2 sein. Es gibt verschiedene Gründe für die Verwendung von zwei B-Komponenten. Eine, die später diskutiert wird, betrifft den Herstellungsprozess, dazu kommt noch, dass die relativ weichen und zerbrechlichen Grenzzellwände (2) schnell eine flüssige (wohlschmeckende) A-Komponente im Mund freigeben, wohingegen die relativ festen übergreifenden Zellwände (4) nach der Freigabe der wohlschmeckenden Komponente weitere Kauarbeit erfordern. Diese beiden Effekte verursachen ein angenehmes Gefühl im Mund.
Jedoch kann, weiterhin bezogen auf 1a und b, B1 mit B2 identisch sein, d.h. es gibt nur eine B-Komponente. Aus den Zeichnungen zur Vorrichtung und der entsprechenden Beschreibung wird deutlich werden, wie diese unterschiedlichen Produkte hergestellt werden können.
In 1c und d sind die Reihen der A-Zellen gegenseitig in zwei unterschiedlichen Weisen verschoben. Die Herstellung dieser Strukturen wird in der Beschreibung zu 7a, b, c bzw. 11a und b kurz erwähnt.
Abhängig von der Rheologie der Komponenten während der Extrusion, der Länge des A'-Segmentschnitts und weiteren Details im Extrusionsprozesses kann die Struktur des Endproduktes beträchtlich von der in 1a bis d dargestellten Regelmäßigkeit abweichen, wobei sie allerdings immer noch den Zweck des Produktes gemäß der Erfindung erfüllt. 2 stellt ein Beispiel für eine solche weniger regelmäßige Struktur dar. Es sollte erwähnt werden, dass die Zellen auch fast kugelförmig hergestellt werden können, und zwar indem jedes kleine Klümpchen von A' veranlasst wird, im Austrittsteil des Koextrusionswerkzeugs zu rotieren. Dies wird in Verbindung mit 7a, b und c ausführlicher erläutert.
In 2 haben die Zellen eine relativ ausgeprägte Kurvenform (und zeigen in Richtung der Extrusion), die das Ergebnis des Ziehens während der Extrusion ist. Auch in der fast idealen Struktur in 1a ist eine leichte Krümmung zu sehen. Derartige Formen oder „Deformationen" der Struktur sind normalerweise nicht beabsichtigt, aber fast unvermeidlich aufgrund der Reibung, während der segmentale Strom zwischen den Teilern durchfließt (und zeigen, dass das Produkt durch Koextrusion hergestellt wurde). Sind diese Deformationen jedoch so extrem wie in 3 dargestellt, können sie schädlich sein. Dies kann durch eine unangemessene Auswahl der Rheologie für eine oder mehrere Komponenten und/oder unzulängliches Modellieren von B' um A'-Segmente passieren. Einer der Produktansprüche nennt wünschenswerte Grenzen für Deformationen in der B-Struktur. Der Hinweis auf die Dicke in diesem Anspruch wird in 3 wie folgt dargestellt: die kleinste lokale Dicke eines Zweiges in der Nähe der Verzweigung wird durch Pfeile (6) dargestellt, wobei die kleinste Dicke der Grenzzellwände in derselben Nähe durch Pfeile (7) und die größte Dicke des B-Zweiges durch Pfeile (8) dargestellt werden.
Die größte Dicke des Zweiges ist folgendermaßen definiert:
von einem Punkt der konvex gewölbten Fläche wird die Distanz zu jedem Punkt auf der konkav gewölbten Fläche gemessen, wobei die kleinste ermittelte Distanz registriert wird. Dies wird für jeden Punkt der konvex gewölbten Fläche wiederholt. Die (unendlich viele) registrierten Minimumwerte werden verglichen, wobei der größte ermittelte Wert die Maximumdicke des Zweiges ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass es besonders in der Süßwarenindustrie Fälle gibt, bei denen der Schutzeffekt von B unwesentlich ist, es hingegen vorteilhafte ästhetische Werte der Muster verschiedener Segmente gibt, wenn die Komponenten verschiedene Farben aufweisen oder schwarzweiß sind und nicht im Geringsten ein „abstraktes" Muster wie das in 3 dargestellte interessant sein kann. In solchen Fällen wird das Produkt vorzugsweise horizontal gespalten (geschnitten), um die segmentale Struktur bestmöglich darzulegen. In diesen ganz besonderen Fällen kann auf die Modellierung von B' um A' verzichtet werden, so dass keine Grenzzellwände von B' gebildet werden, aber jedes Segment an den Grenzen „unbestimmt" abschwächt.
Beispiele: dunkle Schokolade/weiße Schokolade, dunkle Schokolade, Marzipan, weiße Schokolade/Karamell, zwei unterschiedlich gefärbte Kaugummis.
Aus mechanischer Sicht betrachtet, ist das in 4 dargestellte Verfahren, der einfachste Weg, die Komponente B' um kleine Klümpchen der Komponente A' zu modellieren. Diese Zeichnung zeigt einen Bereich des letzten Teils des sich hinundherbewegenden „Verbindungsteils" mit inneren Öffnungen, definiert durch Elemente (9), wobei das feste Austrittsteil (44) Teiler (10) aufweist, wovon jeder hier als „doppeltes Messer" dargestellt wird. Die Zeichnung zeigt ferner die Umwandlung von separaten A' und separaten B'-Flüssen in segmentale A'/B'-Flüsse, die anschließend zusammenfließen und die in 1a dargestellte Struktur bilden (aber mit nur einer B'-Komponente).
Die Hinundherbewegung wird durch den Doppelpfeil (11) angedeutet. Die Zeichnung stellt den Moment dar, in dem die innere Öffnung für A', definiert durch Elemente (9), der von Teilern (10) definierten Öffnung entspricht, d.h. direkt vor dem Schneiden eines A'-Segmentes. Jedoch verbreitert sich der von diesen Flächen definierte Kanal, wobei A' von den Flächen (7) rutscht und von B' umhüllt wird, wenn B' leichter fließt als A' und/oder A' eine geringere Hafttendenz aufweist.
Im Allgemeinen sollte die A'-Komponente eine plastische Konsistenz aufweisen, keine flüssige. B' kann eine viskose Flüssigkeit sein oder besser ebenfalls eine plastische Konsistenz haben, sollte aber vorzugsweise flüssiger sein als A' (d.h. einen geringeren Verdichtungsdruckpunkt aufweisen, wie vorstehend definiert). Dadurch wird der Gegendruck im Austrittsteil B' jedoch gegen die Oberflächen der Teiler pressen, so dass sich die Segmente von A' einander nähern und ihre Z-Dimension gleichzeitig wie dargestellt verringert wird. Die Abschwächung der B'-Schichten zwischen den A'-Segmenten setzt die Grenze fest, wie gering die Fließgrenze von B' verglichen mit der Fließgrenze von A' sein kann.
In der in 5 dargestellten Anordnung der Kanäle und Flüsse, werden die Komponenten A' und B' vor dem Teilen (Schneiden) zu einem konjugenten A'A'B'-Fluss koextrudiert. Auf diese Weise wird die B'-Komponente die Kanten der Teiler vor dem Teilen von A', wie in der Zeichnung angedeutet, abdecken oder „einschmieren", wodurch das Risiko, dass A' an den Teilern (10) haften bleibt, wesentlich verringert wird.
Um die konjugenten B'A'B'-Flüsse direkt von den inneren Öffnungen, die durch die Elemente (9) definiert sind, in die von den Teilern (10) definierten Kanäle extrudieren zu können, müssen die Dimensionen in der Reihe der Elemente (9) und die in der Reihe der Teiler (10) einander angepasst sein, wobei ferner die Lieferung der Komponenten A' und B' mit den Hinundherbewegungen (11) koordiniert werden muss, so dass die Reihe der Elemente (9) im Wesentlichen stillsteht, während A' und B' in Pulsen geliefert werden und der Fluss von A' und B' angehalten wird, während sich diese Reihe bewegt. Ähnliches gilt für die in 6a und b sowie 7a, b und c dargestellten Anordnungen, die nachstehend beschrieben werden, während es keiner ähnlichen Adaptionen für die in 4 dargestellte Anordnung bedarf.
Die Anordnung der in 6a und b dargestellten Kanäle und Flüsse repräsentieren eine Kombination aus 4 und 5. (In diesem Zusammenhang ist es unerheblich, dass die Teiler ohne messerförmige Kanten dargestellt sind, was lediglich illustrieren soll, dass die Messerform normalerweise nicht zwingend erforderlich ist, wenn auch wünschenswert). Aus 6a und b wird ohne weitere Erklärung ersichtlich, dass diese Anordnung, sozusagen auf mechanische Weise, zur Modellierung von B1' und B2' als Ganzes um jedes Segment von A' führt.
Da B1' auf jeder Seite von A' vor der Teilung in einen konjugenten B1'A'B1'-Fluss koextrudiert wird, kann es ferner auf jeder Seite von B2' in einen konjugenten B1'B2'B1'-Fluss koextrudiert werden. In diesem Fall werden die Grenzzellwände (2) aus in 1a dargestellten einfachen B1 bestehen. Andernfalls werden diese Grenzzellwände aus einer Kombination aus B1 und B2 bestehen, wie aus 6a ersichtlich wird.
Die Verwendung von zwei B'-Komponenten B1' und B2', wie in 6a und b dargestellt, ist die Lösung für ein technisches Dilemma, das schon von Natur aus besteht, wenn lediglich eine B'-Komponente verwendet wird, nämlich, dass einerseits A' einfach in regelmäßige Zellen geformt werden kann, wenn die B'-Komponente wesentlich flüssiger als A' ist (einen geringeren Verdichtungsdruckpunkt aufweist), andererseits die B'-Komponente dann dazu neigt, gegen die Wände der Teiler (10) gepresst zu werden. Diese Neigung wurde bereits in Zusammenhang mit 4 erwähnt. Mit zwei B'-Komponenten kann B2' dieselbe oder fast dieselbe Fließgrenze wie A' aufweisen, wohingegen B1' eine geringere Fließgrenze aufweist (oder flüssig sein kann). Die Wahl der unterschiedlichen Fließgrenzen für B1' und B2' kann eine Frage der Auswahl verschiedener Bestandteile sein oder einfach eine Frage der Verwendung verschiedener Extrusionstemperaturen für diese zwei Komponenten. Dabei wird hauptsächlich auf Teilgefrieren und/oder Teilausfällung von einem oder mehreren Bestandteilen in der B'-Komponente wie bei Eis vertraut, siehe Beispiele.
Wenn die Zusammensetzungen von B1' und B2' so ausgewählt werden, dass B2 im Endprodukt eine höhere Fließgrenze hat als B1, dann können die Produktvorteile erzielt werden, die in Verbindung mit 1a und b erläutert wurden. Jedoch kann die in Verbindung mit 6a und b repräsentierte Vorrichtung auch in Fällen verwendet werden, in denen B2' und B1' in jeglicher Hinsicht identisch sind, selbst im Hinblick auf ihre Temperatur während der Extrusion.
Mit Bezug auf 6a und b wurde ebenfalls erwähnt, dass die Fließgrenze von B1' notwendigerweise geringer sein muss als die von A'. Jedoch gibt es auch hier eine Grenze dafür, wie viel flüssiger B1' hergestellt werden kann, ohne die Struktur zu beeinträchtigen, da B1' sehr ungleichmäßig über die Breite jeder inneren Öffnung (12) verteilt wird, wenn es in relativ kleinen Mengen extrudiert wird und wenn gleichzeitig große Unterschiede in der Scheinviskosität bestehen. Dieses Phänomen tritt bei allen Koextrusionsformen auf.
Jedoch kann dieses Problem laut dieser Erfindung durch den Einsatz von in 7a dargestellten elastischen Membranen (13) gelöst werden, die die inneren Öffnungen (12) für B1 in Richtung der Kanalwände für A' verschließen, es sei denn der Druck in B1' ist praktischerweise höher als der Druck in A' und die sicherstellen, dass A' niemals in die Kanäle für B1' fließt (und Ähnliches gilt für die Koextrusion von B1' mit B2'). Dieses System arbeitet in der Weise, dass B1' in Pulsen in A' injiziert wird, die kürzer sind als jeder Puls für die Extrusion von A' und bei angemessenem hohen Druck. B1' wird anschließend primär „Taschen" formen, aber diese Taschen werden durch den weiteren Fluss ausgeglichen. (Ähnliches gilt für die Koextrusion von B1'B2'B1').
Die Effekte der hier erläuterten Injizierung von B1' in A' und B2', während eine B1'-Komponente mit einer relativ geringen Fließgrenze und einer geringen Scheinviskosität verwendet wird, stellen sich folgendermaßen dar:

1) Besonders gerade Teilung (Schneiden) von A'- und B2'-Segmenten
2) Verringerte Neigung zur Verformung der Segmente während des Durchlasses durch das Austrittsteil des Extrusionswerkzeugs und
3) Ein geringerer Gegendruck und dadurch Möglichkeiten einer höheren Durchlaufleistung.

Diese bedeutenden Effekte beruhen alle auf dem Einschmieren der verschiedenen Kammerwände mit der B1'-Komponente. Es ist bekannt, dass in dieser Anordnung der Modellierung, A' und B2' gleiche Fließgrenzen aufweisen sollten, denn andernfalls kann B1' nur mit der Komponente koextrudieren, die die geringste Fließgrenze hat.
Die Funktion der elastischen Membranen kann bis zum Äußersten gesteigert werden, so dass sie den Durchgang von A' blockieren, wodurch jeder A'-Fluss von einem B1'-Segment unterbrochen wird, dass sich bereits an der Stelle (12) befindet, d.h. ohne Verwendung von Hinundherbewegung und Teilung. In diesem Fall kann das Austrittsteil (44) in einem Teil mit (9) hergestellt werden oder, wenn nur ein Segmentstrom oder mehrere separate Segmentströme erwünscht sind, kann das Austrittsteil einfach weggelassen werden, so dass (9) das Ende der Extrusionsvorrichtung bildet.
7a, b und c zeigen ferner, wie die übergreifenden B-Zellwände gebildet werden, die sich in der XZ-Ebene erstrecken, angedeutet durch (5) in 1b. Ganz am Ende der inneren Öffnung für die B1'A'B1'- und B1'B2'B1'-Flüsse gibt es Rippen, die im Profil als (14) in 7b dargestellt werden und gegen ihre abstromseitigen Enden als (15) in 7c, wohingegen ihre aufstromseitigen Kanten als gestrichelte Linie (16) in 7a dargestellt ist. Wie in 7b angedeutet, haben diese Rippen keine scharfen Kanten, sondern ein ebenes abstromseitiges Ende. Dementsprechend gibt es Rippen im Austrittsteil (44), in 7b im Profil als (17) dargestellt. Diese Rippen sind an beiden Enden scharf, wobei die scharfen Kanten aufstromseitig als gestrichelte Linien (18) und (19) in 7a dargestellt sind. Nachstehend wird erläutert, wie diese Rippen in der Reihe der inneren Öffnungen und im Austrittsteil dazu dienen, die übergreifenden B1-Zellwände in dem Produkt zu bilden. In ähnlicher Weise dienen die „Grate" (20) an den Enden der inneren Öffnungen und die dazugehörigen „Täler" (21) am Eingang des Austrittsteils (siehe 7b) dazu, B1-Schichten auf beiden Oberflächen des Endproduktes zu bilden.
Während jeder B1'-Kanal abzweigt, um in einen A'-Kanal auf einer Seite und in einen B2'-Kanal auf der anderen Seite zu münden, verläuft er geradeaus, um direkt in die 4 Schlitze des Austrittsteils zu führen (21 in 7c), deren Länge in der X-Dimension jeder Öffnung im Austrittsteil entspricht, wohingegen die Position in der Y-Ebene den Ebenen der Rippen (17) bzw. den Tälern (21) entspricht.
Wenn die Hinundherbewegung an der Stelle gestoppt wird, an der die B1'-Komponente direkt in jede Kammer des Austrittsteils geleitet wird, wohingegen die inneren Öffnungen für die B1 A'B1'- und B1'B2'B1'-Flüsse durch die Teiler (10) blockiert werden, werden die Täler mit der B1'-Komponente angefüllt und der aufstromseitige Teil der Rippen (17) wird vollständig von B1' bedeckt. Nach der nun folgenden Hinundherbewegung wird ein B1'A'B1'- bzw. B1'B2'B1'-Fluss in die Kammern des Austrittsteils geleitet (die inneren Öffnungen für die direkte B1'-Extrusion sind blockiert), aber dank der Geometrie der Rippen (14) und (17) und der Grate/Täler (20) und (21) kommen diese Flüsse weder mit den Rippen (17) noch mit den XZ-Flächen der Kammern im Austrittsteil in Berührung. Diese Rippen und Kammeroberflächen sind die ganze Zeit mit B1' bedeckt und bilden dadurch „übergreifende Zellwände" von B1 im Endprodukt.
Durch die Bildung von benachbarten Teilern (10) und/oder benachbarten Rippen (17) unterschiedlicher Längen und gleichzeitig die geeignete Anpassung der Länge, in die die Flüsse geschnitten werden, ist es möglich, die Segmente von A' rotieren zu lassen und eine Zylinder- oder Kugelform zu erhalten.
7a, b und c zeigen das schwierigste, aber beste Verfahren zur Behandlung der Flüsse. Jedoch können die individuellen hier dargestellten Besonderheiten selbstverständlich auch anders kombiniert verwendet werden. Somit stellt die Verwendung von elastischen Membranen (13) und von Rippen etc. zwei unterschiedliche Besonderheiten dar, die nicht notwendigerweise miteinander kombiniert sind. Ferner kann auf die Koextrusion von B1' in den B2'-Fluss, was erfordert, dass A' und B2' praktisch gleiche Fließgrenzen aufweisen, und die direkte Extrusion von B1' in den Kanälen des Austrittsteils verzichtet werden. In diesem Fall sollten sich keine Rippen (14) und Grate (20) in den B2'-Kanälen befinden, wodurch B2' die Rippen (17) und die XZ-Oberfläche der Kammern im Austrittsteil abdecken wird.
Schließlich zeigt 7b das Transportband (22), das das extrudierte Produkt aufnimmt und auf dem normalerweise weitere Vorgänge ausgeführt werden. Sie zeigt ebenfalls eine Klappe (23), die einstellbar sein sollte. Dies ist nicht zwingend erforderlich, kann allerdings für die Einstellung des Gegendrucks im Austrittsteil hilfreich sein, um einerseits das Auftreten von Hohlräumen im Endprodukt, das Fehlen des Zusammenfließens der Segmentströme im Austrittsteil (44) und andererseits ein übertriebenes Flachpressen der Segmente der A'-Komponenten zu verhindern.
Durch die in 7a und b dargestellte Modifikation der Teiler (10) kann die Vorrichtung aufgebaut werden, um die in 1c dargestellte Struktur herzustellen. Zu diesem Zweck sollten die aufstromseitigen Kanten (10) gerade und rechtwinklig zur Ebene verlaufen, die durch die Anordnung der Flüsse definiert ist, nach der Teilung aber sollten die verschiedenen „Ebenen" der Segmentflüsse nach und nach versetzt angeordnet sein („Ebenen" meint den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rippen (17) oder einem Tal (21) und der benachbarten Rippe (17)). Die abstromseitige Kante jedes Teilers (10) muss eine versetzt verlaufende Form aufweisen, entsprechend der gewünschten Form des Produktes, wobei die Seitenwände von (10) nach und nach diese Form annehmen werden. Normalerweise sollte sich das Versetzen der Konstruktion nicht über die vollständige X-Dimension der Vorrichtung und des Produktes erstrecken, sondern an den Seiten der Vorrichtung und an den X-Grenzen des Produktes null betragen.
7a und b können ebenfalls die Herstellung eines Produktes mit zwei verschiedenen Zellserien, und zwar A1 und A2, und nur eine B-Komponente für die Zellwände illustrieren, mit anderen Worten, die Bezeichnungen A', B1' und B2' in den Zeichnungen können durch A1', B' bzw. A2' ersetzt werden. Jedoch sollten in diesem Fall die inneren Öffnungen für B in der Reihe der in 8c dargestellten Öffnungen nicht wie in dieser Zeichnung unterbrochen sein. Eine der zwei A-Komponenten kann z.B. auf Wasser basieren und die andere auf Fett/Öl, wohingegen B im Endprodukt normalerweise ein Gel ist.
Das vollständige in 8a, b und c dargestellte Koextrusionswerkzeug besteht aus einem feststehenden Einlaufteil (24), einem sich hinundherbewegenden „Verbindungsteil" (25) mit Kammern für die zwischengeschobenen engen Flüsse, die durch Wände (26) definiert sind und in der Anordnung der inneren Öffnungen enden, die durch Elemente (9) und einem festen Austrittsteil mit Teilern (10) definiert sind. Das „Verbindungsteil" (25) wird durch Rillen 102 in der festen Grundplatte 101 geführt. Die Hinundherbewegung ist durch den Doppelpfeil (11) angedeutet, aber die Hilfsmittel für diese Hinundherbewegung sind nicht dargestellt. Die Vorrichtung wird normalerweise so installiert, dass der in 8b dargestellte Bereich wirklich horizontal oder fast horizontal verläuft. Die drei Komponenten A' (für die Zellen), B1' und B2' (beide für die Zellwände) werden aus dem Einlaufteil (24) durch 3 relativ lange und enge Öffnungen (27 für A', 28 für B2' und 29 für B1') durch herkömmliche Hilfsmittel extrudiert, d.h. durch Pumpen oder Extrusion. Die dafür erforderlichen Vorrichtungen sind nicht dargestellt. Das Einlaufteil (24) befindet sich außerhalb des in 8b dargestellten Bereiches, aber die Position der Zellwände für die A'-Kammer, die B2'-Kammer und die B1'-Kammer in diesem Teil sind durch die gestrichelten Linien (30), (30a), (31), (32) bzw. (32a) dargestellt. Vor oder in Verbindung mit dem herkömmlichen Pumpen oder der Extrusion wird jede Komponente genau gemischt und erhält ihre plastische Beschaffenheit normalerweise durch Halbschmelzen oder Halbverfestigen (letzteres wie bei der Eisherstellung). Da die rheologischen Eigenschaften in diesem halbgeschmolzenen oder halbverfestigten Zustand stark temperaturabhängig sein können, ist die Temperaturkontrolle möglicherweise nicht ausreichend, allerdings kann eine konstante Messung der Scheinviskosität zur Regelung erforderlich sein. Die Temperaturen in jeder der drei Komponenten, die sich voneinander unterscheiden können, werden während des Durchlasses durch (24) von einer zirkulierenden Heiz-/Kühlflüssigkeit aufrechterhalten. Das dafür verwendete System ist nicht dargestellt. Gleichermaßen wird eine angemessene Temperatur in dem sich hinundherbewegenden Teil (25) und im Austrittsteil beibehalten, deren Heiz-/Kühlsysteme nicht dargestellt sind.
Der Fluss der Komponenten durch jede der drei Austrittsöffnungen des feststehenden Einlaufteils (24) ist nicht konstant, wird aber mittels einem Gerät intermittierend, das den Druck variiert, z.B. einem hydraulischen Zylinder (33), der mit jedem Fluss verbunden ist (in der Zeichnung ist allerdings nur einer dargestellt). Für jede Komponente beträgt der Minimaldruck fast null, wohingegen der Maximaldruck mehrere hundert bar betragen kann. In jeder Komponente erfolgt eine ständige Druckmessung mit Feedback für die Pumpe/den Extruder, um sicherzustellen, dass der Maximaldruck denselben Wert annimmt wie in jedem Hub (Gerät nicht dargestellt). Der Druck wird erhöht, während sich die Kammern im Teil (25) füllen. In diesem Zeitraum wird die Hinundherbewegung von (25) gestoppt und zwei Klemmstücke (z.B. hydraulische Klemmstücke), von denen eins in 8a als (34) dargestellt ist, sichern den festen Verschluss zwischen den 3 Ausgangsschlitzen des Teils (24) und den entsprechenden Reihen der Öffnungen im Einlaufteil (24a) auf Teil (25). Nach der Verringerung des Drucks in den 3 Komponenten auf fast null werden die Verschlüsse zwischen den Teilen (24) und (25) freigegeben, wobei die Klemmstücke (34) dafür nur etwa um den Bruchteil eines Millimeters bewegt werden sollten und die Modellierungsprozesse einschließlich der Hinundherbewegengen von (25) in Gang gesetzt werden. Diese Prozesse werden nachstehend weiter beschrieben. Später wird der feste Verschluss erneut eingeführt und Druck angewendet, um die Kanäle in (25) zu speisen.
In dem sich hinundherbewegenden „Verbindungsteil" (25) gibt es eine Anzahl an engen Kanälen für A', B1' bzw. B2'. In 8b steht in jedem Kanal, welche Komponente er führt, Das sind geschlossene Kanäle, außer an ihrem Austrittssende und mit Ausnahme der vorstehend erwähnten Reihe an Öffnungen im Einlaufteil (24A) entgegen den entsprechenden Öffnungen im festen Einlaufteil (24). Da 8c einen Bereich darstellt, der durch einen der A'-Kanäle im sich hinundherbewegenden Teil verläuft, zeigt sie somit, dass sich dieser Kanal in Richtung des A'-Kanals im Einspeisungsteil (24) öffnet, wohingegen er sich in Richtung der B1'- und B2'-Kanäle im Einspeisungsteil nicht öffnet.
Im Gegensatz zum Austritt wird jeder Kanal in dem sich hinundherbewegenden „Verbindungsteil" von einem Druckkolben (35) verschlossen, der sich durch einen Draht (36) vorwärts und mittels des Druckes in der extrudierten Komponente rückwärts bewegt, während der Kanal von (24) gefüllt wird. Die Funktion wird nachstehend weiter beschreiben. Alle Druckkolben für A' werden synchronisiert, in dem der Draht befestigt wird, der sie vorwärts führt zu ein und derselben Anschlussschiene (37), angetrieben von einem Aktuator (40) über eine Verbindungsstange (40a), die Anordnung ist sehr schematisch in 8c dargestellt, ohne die Führungsschienen für (37) zu zeigen. Gleichermaßen werden alle Druckkolben für die B2'-Flüsse, mit Ausnahme der B2'-Flüsse, die sich am nähesten an den Seiten des Koextrusionsvorrichtung befinden, an einer Anschlussschiene (38) befestigt und von einem Aktuator (41) über eine Verbindungsstange (41a) angetrieben, wohingegen alle Druckkolben für die B1'-Flüsse mit Ausnahme derer, die sich am nähesten an den Seiten des Gerätes befinden, an einer Anschlussschiene (39) befestigt und von einem Aktuator (42) über eine Verbindungsstange (42a) angetrieben werden. Normalerweise gibt es mehr als die 3 A'-Flüsse, 4 B2'-Flüsse und 8 B1'-Flüsse, die in diesen Zeichnungen dargestellt sind. Aus Gründen, die sich aus den Erläuterungen in Verbindung mit 12 ergeben, werden die erwähnten 4 Druckkolben an den Seiten der Vorrichtung separat von individuellen Aktuatoren angetrieben.
Die Aktuatoren (40), (41) und (42) arbeiten praktischerweise, aber nicht notwendigerweise hydraulisch. Die Koextrusions- und Modellierungsprozesse finden statt wie in Verbindung mit 7a, b und c erläutert. Vorzugsweise wird die Druckkolbenextrusion nicht durch die ständige Hinundherbewegung der Druckkolben ausgeführt, sondern in einer Reihe aus Vorwärtspulsen (z.B. 5–20 Pulse), wobei die (25) ihre Position zwischen jedem Puls ändert und jeder Reihe eine Bewegung eines jeden Druckkolben zurück auf seine Ausgangsposition folgt, während die Kammern wieder von (24) gefüllt werden. Dies wird in Verbindung mit 12 detailliert beschrieben.
Während jedes „Stoßes" (oder Pulses) auf einen Druckkolben kann der Druck 100 bar übersteigen, wobei jeder „Stoß" einschließlich der Zeit, um die Flüsse zu schneiden und das Verbindungsteil (25) in die nächste Position zu bringenbereit für einen neuen „Stoß"- vorzugsweise weniger als 0,1 Sekunden betragen sollte.
An jedem der 3 Kanaleingänge im sich hinundherbewegenden Teil (25), d.h. direkt hinter den Austrittsöfffnungen (27), (28) und (29) im Einspeiseteil (24) ist ein Rückschlagventil installiert (43), dargestellt im Querschnitt von 8c. In X-Richtung betrachtet erstrecken sich diese 3 Ventile über die gesamte Länge der Austrittsöfffnungen (27), (28) und (29). Sie verhindern durch Rückfluss jeglichen wesentlichen Materialverlust, der andernfalls auftreten würde, wenn die Zylinder (34) teilweise den Verschluss zwischen Teil (24) und Teil (25) freigegeben haben. Der Verschluss der Verbindung zwischen dem sich hinundherbewegenden „Verbindungsteil" (25) und dem Austrittsteil (44) mit Teilern (10) muss fest sein, während durch diese Verbindung extrudiert wird und während sich die Druckkolben in der Einfüllzeit rückwärts bewegen. Jedoch, muss dieser Verschluss lockerer sein, während (25) in Bewegung ist, da andernfalls die Reibung zum Problem wird. Die hydraulischen Klemmstücke (45) sorgen für die Befestigung und Lockerung dieses Verschlusses durch Bewegung, die sich lediglich auf den Bruchteil eines Millimeters beläuft. Die abrupten Hinundherbewegungen von (25), die durch den Doppelpfeil (11) angedeutet sind, können praktischerweise, aber nicht notwendigerweise durch eine Nocke (nicht dargestellt) voll mechanisch ausgeführt werden. Dies wird in Verbindung mit 12 näher erläutert.
Zusätzlich zu den Komponenten A', B1' und B2' wird ebenfalls, in kleineren Mengen, eine Komponente C zum Einschmieren der Druckkolben verwendet. Das erfolgt auf herkömmliche Weise unter Druck, die Vorrichtung dafür ist allerdings nicht dargestellt. C muss natürlich mit den anderen Komponenten kompatibel sein, d.h. es darf nicht die mechanische Stabilität des Endproduktes zerstören und es muss für Nahrungsmittelanwendungen geeignet sein (siehe Beispiele).
Das Transportband (22), das bereits in Verbindung mit 7b erwähnt wurde, wird vorzugsweise unvermittelt vorwärts bewegt und entsprechend den kurzen Zeiträumen (z.B. 0,5 Sekunden), in denen die Kanäle im Teil (25) Material von Teil (24) empfangen, angehalten.
An der Stelle, an der die Koextrusionsvorrichtung das Produkt an das Transportband liefert, kann sich ein Messer befinden, dass das Produkt auf Länge schneidet (nicht dargestellt), wobei weitere Vorrichtungen in Verbindung mit dem Transportband vorhanden sein können z.B. zur Wärmebehandlung des Produktes.
In vielen Fällen kann das Verpacken des Produktes auf dem Transportband erfolgen, wobei dafür vorher eine Verpackungsfolie auf das Band gelegt wird, bevor dieses die geschnittenen Stücke des Produktes erhält. Diese Folie kann automatisch über jedes Stück gewickelt werden und wenn das Band nach dem Schneiden für einen kurzen Moment beschleunigt wird, um die Stücke voneinander zu trennen, dann kann das Einwickeln von allen 4 Seiten erfolgen. Wenn die Verpackungsfolie eine Aluminiumfolie ist, kann sie das Produkt während der Verfestigung der B'-Komponente oder Komponenten ausreichend unterstützen (Verfestigung durch Erwärmung oder einfach durch Lagerung).
Koordiniert mit dem Schneiden am Eingang zum Transportband, kann die Extrusion der A'-Komponente für kurze Zeit unterbrochen werden, während die B'-Komponente oder Komponenten weiter extrudiert werden, um sicherzustellen, dass lediglich B' quer geschnitten wird. Das ist dann vorteilhaft, wenn A im Endprodukt flüssig ist.
Das „Bluten" der A-Komponente an den Enden der Produktstücke kann alternativ verhindert werden, indem die Schnittenden oder das gesamte Produkt, vorzugsweise im gefrorenen Zustand, mit einer herkömmlichen dünnen Schicht versehen werden (z.B. mit Schokolade oder Ähnlichem).
Erwähnenswert ist, dass die Verwendung eines Transportbandes nicht immer nötig ist. Ferner sind die hydraulischen Klemmstücke (34) und (45) (oder ähnliche nicht-hydraulische Klemmstücke) sowie das Rückschlagventil (43) nicht unerlässlich, sondern tragen sehr zum Erreichen einer hohen Durchlaufleistung bei.
Anstatt die Pulsextrusion mittels Druckkolben auszuführen, kann sie ebenfalls unter Verwendung der in 8d dargestellten Anordnung aus Ventilen erfolgen. Zwischen dem festen Einlaufteil (25) und dem sich hinundherbewegenden „Verbindungsteil" (25) wird eine Verschlussplatte (46) eingefügt, die ebenfalls den durch den Doppelpfeil (11) angedeuteten Bewegungen von (25) folgt, diese Bewegung aber überlagern wird (46) und mittels eines an (25) befestigten Aktuators (nicht dargestellt) relativ zu (25) vorwärts und rückwärts bewegt wird, siehe Doppelpfeil (47). Die (25) ist fest mit einer Abdeckplatte (48) verbunden. Sowohl die Verschlussplatte (46) als auch die Abdeckplatte (48) haben 3 Reihen aus Schlitzen, nämlich (49) für die A'-Komponente, (50) für die B2'-Komponente und (51) für die B1'-Komponente. Diese Schlitze in (48) entsprechen genau den jeweiligen Kanälen in (25) und die Schlitze in (46) denen in (48), wenn die Verschlüsse auf „offen" stehen, während die auf „geschlossen" stehende Verschlussplatte die Schlitze in (48) vollständig abdeckt. Vor dieser Verschlussanordnung wurde keine Vorrichtung installiert, um im Extrusionsdruck Pulsationen zu erzeugen. Dieses System ist mechanisch einfacher als die Extrusion mittels Druckkolben, wenn auch aufgrund von Reibungsproblemen langsamer.
Wenn für alle 3 Komponenten eine Verschlussplatte verwendet wird, werden sie selbstverständlich im selben Rhythmus extrudiert, aber es kann auch für jede Komponente eine Verschlussplatte verwendet werden.
Durch die in 9 dargestellte Modifikation wird die Teilung der Flüsse durch ein sehr effizientes „Trennen" erfolgen und es wird sogar möglich sein, Flüsse zu teilen, deren Fasern länger sind als 2 mm. Da die Kanäle im Austrittsteil schräg sind, in Relation zur Z-Richtung der Vorrichtung betrachtet, muss die Abförderung des Produktes aus der Vorrichtung mittels Transportband gleichermaßen schräg sein.
Die Zeichnung stellt eine Modifikation der einfachen in 4 dargestellten Modellierung dar, allerdings kann diese Form des „Trennens" auch auf kompliziertere Modellierungsverfahren angewendet werden, sogar auf die in 7a, b und c dargestellten Verfahren.
In der in 10 dargestellten Ausführungsform gibt es ein separates „Druckkolbenteil" (52) für die Druckkolbenextrusion, wobei es in diesem Teil für jede A'-, B1'- und B2'-Komponente einen Druckkolben gibt, nämlich (53), (54) bzw. (55). Dieses Druckkolbenteil ist ein wie das Einspeiseteil (24) feststehendes Teil, wobei die Einspeisung durch Schlitze (56) für A', (57) für B1' und (58) für B2' erfolgt, Um den Durchlass von B1' in die mittlere Kammer des Druckkolbenteils zu ermöglichen, ist der Druckkolben (55) ebenfalls mit einem Schlitz (59) oder mit einer Reihe von Schlitzen versehen.
Das Einspeiseteil (24), das hier nicht dargestellt ist, umfasst Vorrichtungen zum Variieren des hydraulischen Drucks und Rückschlagventile wie (33) und (27) in 8a und b, da sich das Druckkolbenteil (52) aber nicht bewegt, gibt es kein hydraulisches Klemmstück wie (34).
Das sich hinundherbewegende „Verbindungsteil" (25), Hinundherbewegungen sind durch Doppelpfeil (11) angedeutet, schiebt sich auf das Druckkolbenteil (52), durchsetzt die 3 Komponenten und bringt sie mittels konvergierender Kanäle (59') in Reihe.
Die Zeichnung endet dort, wo die Flüsse in Reihe gebracht werden, aber eigentlich umfasst diese Ausführungsform auch Vorrichtungen zum Teilen und Modellieren der Flüsse, wobei das „Verbindungsteil" (25) z.B. in den in 4, 5, 6a und b oder 7a, b und c dargestellten Konstruktionen enden kann, während sich ganz am Ende der Koextrusionsvorrichtung ein Austrittsteil (44) mit Teilern (10) befinden kann, wie in den anderen Zeichnungen dargestellt. Dort kann sich auch ein Transportband befinden, um das extrudierte Produkt aufzunehmen.
Ferner können sich dort ein oder mehrere hydraulische Klemmstücke wie (45) in 8a und b befinden. In dieser Ausführungsform der Erfindung dienen sie dazu, nicht nur die Verbindung zwischen dem „Verbindungsteil" (25) und dem Austrittsteil zu verschließen und zu öffnen, sondern auch die Verbindung zwischen dem Druckkolbenteil (52) und dem Verbindungsteil.
In anderer Hinsicht gleicht diese Ausführungsform der Erfindung im Allgemeinen den Darstellungen in 8a, b und c und den entsprechenden Erläuterungen zu diesen Zeichnungen.
Die Vorrichtungen in 11a und b bestehen aus einem Einlaufteil (nicht dargestellt, aber konstruiert, wie in Verbindung mit 10 beschrieben), einem festen Druckkolbenteil mit 4 Druckkolben, nämlich (53) für A', (55) für B2' und zwei mal (54) für B1'. Es gibt kein sich horizontal hinundherbewegendes Verbindungsteil, sondern dem Druckkolbenteil folgt unverzüglich das Austrittsteil mit den Teilern (10). In dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Austrittsteil nicht feststehend, sondern bewegt sich in einer Schwenkbewegung auf und ab um die Achse (60), wie durch den Doppelpfeil (11) angedeutet. Diese Achse schneidet die Ebene auf dem Transportband (22), an das das Produkt geliefert wird. Es wird deutlich, dass, wenn sich das Austrittsteil horizontal bewegen würde, das Produkt zerstört würde (es sei denn, das Transportband würde sich gleichermaßen bewegen, was jedoch äußerst unpraktisch wäre), aber die Schwenkbewegungen, die in diesen Zeichnungen deutlich werden, werden das Produkt nicht auf diese Weise zerstören, vorausgesetzt, dass die Amplitude ausreichend gering und/oder das Austrittsteil ausreichend lang ist.
Der Modellierungsprozess ähnelt im Allgemeinen dem in 7a, b und c dargestellten, wobei zu beachten ist, dass die X-Richtung vertikal und die Y-Richtung horizontal ist. Weitere Unterschiede zwischen den hier und den in 7a, b und c dargestellten Besonderheiten sind

a) Lediglich ein A'-Fluss, zwei B1'-Flüsse und zwei B2'-Flüsse (Es können einige mehr sein).
b) 9 anstatt 2 Sets aus Rippen (14) und (17), die die vertikalen „Zellwände" bilden. (Diese Anzahl kann variiert werden).
c) B1' bildet nur mit A' einen konjugenten Fluss und wird nicht direkt in das Austrittsteil geleitet. (Das ist für diese Ausführungsform nicht wesentlich).

Wie in den anderen Ausführungsformen der Erfindung gibt es Klemmstücke (45), d.h. hydraulische Klemmstücke (45), die dafür geeignet sind, das Austrittsteil auf das vorangehende Teil zu pressen, wenn ein effizienter Verschluss vonnöten ist, und die Verbindung während der relativen Bewegung zwischen den Teilen zu lösen.
Die in 1d dargestellte Struktur kann mit dieser Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung hergestellt werden, wenn sie entsprechend modifiziert wird. Die Rippen (17) im Austrittsteil (44) sollten nicht direkt in Richtung der Maschine zeigen, sondern auf der „oberen Ebene", z.B. nach rechts und auf der „unteren Ebene" nach links. Das führt zur Bildung der zwei gegenseitig verschobenen Zellreihen. Um wie in 1d dargestellt drei gegenseitig verschobene Reihen zu erreichen, muss das Austrittsteil anstelle der zwei dargestellten Einläufe drei Einläufe aufweisen. Nahe der linken und rechten Kante des extrudierten Produktes sollten so gut wie keine Verschiebungen auftreten.
Nachstehend wird das Betriebsprogramm für den Koextrusions- und Modellierungsprozess ausführlich erläutert, wenn die in 8a, b und c dargestellte Vorrichtung verwendet wird. 12 zeigt die unterschiedlichen Haltepositionen des sich hinundherbewegenden „Verbindungsteils" (25) relativ zum festen „Austrittsteil" (44) (8a bis c deuten die Kennziffern an). Es gibt 4 solche Haltpositionen, und zwar:

Position I, in der ein aufstromseitiges Ende der Teiler (10) die gesamte Reihe der internen durch Elemente (9) definierten Öffnungen abdeckt, so dass jede der 3 Reihen aus Flüssen (B1'A'B1'), B1' bzw. (B1'B2'B1') angehalten wird, wobei auch jede Rückstellung von Material aus den Kanälen in das Austrittsteil verhindert wird, vorausgesetzt, dass zwischen den beiden Vorrichtungsteilen (25) und (44) ein fester Verschluss angebracht wurde, wie er durch hydraulische Klemmstücke (45) erreicht werden kann.
Position II, die symmetrische Position, in der alle einfachen B1'-Flüsse frei in das Austrittsteil (44) fließen können und die für alle einfachen (B1'A'B1')- und (B1'B2'B1')-Flüsse versperrt ist, immer noch vorausgesetzt, dass ein fester Verschluss angebracht wurde.
Position III, die Position, in der sich das Teil (25) am weitesten links befindet und in der alle konjugenten Flüsse (B1'A'B1') und (B1' B2' B1') mit Ausnahme des sich am weitesten rechts befindenden (B1'B2'B1')-Flusses (auf den deshalb nicht mit einem Druckkolben eingewirkt werden darf) frei in das Austrittsteil (44) fließen können und die für alle einfachen B1'-Flüsse versperrt ist, immer noch vorausgesetzt, dass ein fester Verschluss angebracht wurde.
Position IV, die Position, in der sich das Teil (25) am weitesten rechts befindet und in der alle konjugenten Flüsse (B1'A1'B1') und (B1'B2'B1') mit Ausnahme des sich am weitesten links befindenden (B1'B2'B1')-Flusses (auf den deshalb nicht mit einem Druckkolben eingewirkt werden darf) frei in das Austrittsteil (44) fließen können und die für alle einfachen B1'-Flüsse versperrt ist, immer noch vorausgesetzt, dass ein fester Verschluss angebracht wurde.

Wenn die Extrusion während eins Halts in Position III in irgendeiner vorhandenen Kammer im Austrittsteil (44) ein Stück eines (B1'A'B1')-Flusses einspeist, dann wird die Extrusion während eines Halts in Position IV ein Stück eines (B1'B2'B1')-Flusses in dieselbe Kammer einspeisen (und umgekehrt).
Ausgangssituation für das nachstehende Programm ist eine Situation, in der (25) in Position I gebracht wurde, wobei die hydraulischen Klemmstücke (45) und die hydraulischen Klemmstücke (34) beide unter Druck stehen, um einen festen Verschluss zwischen dem Einlaufteil (24) und dem Verbindungsteil (25) zu bilden und sich ferner jeder Druckkolben (35) an vorderster Position befindet, während der Druck im Einlaufteil (24) in jeder der 3 Komponenten fast null beträgt, wie von der Vorrichtung zum Variieren des hydraulischen Drucks (33) reguliert.

1. Arbeitsgang: Der Druck im Einlaufteil (24) wird in jeder Komponente durch die Vorrichtung (33) erhöht, um jede der Komponenten in die Kanäle von Teil (25) einzuspeisen und jeden Druckkolben (35) so weit wie möglich zurückzubewegen. Wenn die Druckkolben dazu geeignet sind, zwangsläufig zurückgezogen zu werden (was sie in der in 8a und c dargestellten Konstruktion nicht sind), sollte dieses Ziehen auch aktiviert werden und beendet, sobald die Ausgangsposition erreicht ist. Anschließend reduzieren die Vorrichtungen (33) den Druck jeder Komponente im Einlaufteil auf fast null und die hydraulischen Klemmstücke (34) und (45) geben die zwei Verschlüsse frei, um zu ermöglichen, dass sich das Teil (25) bewegt und in Position II gebracht wird. Schließlich wird das Klemmstück (45) aktiviert, um einen festen Verschluss zwischen Teil (25) und Teil (44) zu bilden (aber das Klemmstück (34) wird nicht aktiviert).
2. Arbeitsgang: Alle Druckkolben für die Extrusion von B1' werden mittels des Aktuators (42) eine Stufe vorwärts geschoben, nachdem der Verschluss zwischen Teil (25) und Teil (44) freigegeben wurde, wobei (25) auf Position III bewegt und wieder ein fester Verschluss zwischen Teil (25) und Teil (44) gebildet wird.
3. Arbeitsgang: Alle Druckkolben für B1' mit Ausnahme des am weitesten links befindlichen werden mit einer besonders hohen Geschwindigkeit eine Stufe vorwärts geschoben, um B1' gleichmäßig in die A'- und B2'-Flüsse einzuspeisen. Anschließend werden alle Druckkolben für A' und B2' mit Ausnahme des am weitesten entfernten oder des linken B2'-Druckkolbens eine Stufe vorwärts geschoben, nachdem der Verschluss zwischen dem Teil (25) und Teil (44) freigegeben wurde, wobei (25) auf Position II bewegt und wieder ein fester Verschluss zwischen Teil (25) und Teil (44) gebildet wird.
4. Arbeitsgang: Identisch mit dem 2. Arbeitsgang, mit Ausnahme, dass gegen Ende dieses Arbeitsgangs die Bewegung von (25) auf Position IV geht.
5. Arbeitsgang: Identisch mit dem 3. Arbeitsgang, mit Ausnahme, dass die am weitesten rechts befindlichen B1'- und B2'-Druckkolben nicht aktiviert werden.

Der 2. und 5. Arbeitsgang werden wiederholt, z.B. 4–9 mal. Jedoch wird ganz am Ende dieses Verfahrens Teil (25) nicht auf Position II sondern auf Position I bewegt, nachdem der feste Verschluss nicht nur zwischen (25) und (44), sondern ebenfalls zwischen dem Einlaufteil (24) und (25) gebildet wurde. Nun werden die Arbeitsvorgänge abgeschlossen, was vorzugsweise maximal 1 Sekunde dauern sollte, wobei die Kanäle in (25) gefüllt werden und alles wie vorstehend beschrieben abläuft, beginnend mit dem 1. Arbeitsgang.
Das vorstehende Programm betrifft den schwierigsten, aber im Allgemeinen vorteilhaftesten Modellierungsprozess, in dem B1' vor der Teilung mit den beiden anderen Komponenten koextrudiert wird und durch ein separates Set an Öffnungen direkt zum Austrittsteil (44) fließt. Wenn es dort z.B. nur 2 Sets aus Flüssen geben würde, die aus Teil (25) extrudiert wurden, nämlich einen konjugenten B1'A'B1'-Fluss und einen einfachen B2'-Fluss, dann werden die in 12 dargestellten Positionen nur durch 3 Positionen ersetzt, wobei Position II fehlt (und Position I praktischerweise eine symmetrische Position wäre). Auf der Basis der aus dem vorstehenden Programm deutlich werdenden Prinzipien wird es einfach sein, ein analoges Programm für verschiedene Prozesse aufzustellen, durch die die Modellierung ausgeführt werden kann.
Es wurde bereits erwähnt, dass die Veränderung zwischen der unterschiedlichen Position des Teils (25), auch als Hinundherbewegung bezeichnet und durch einen Pfeil (11) angedeutet, praktischerweise durch eine rotierende Nocke (obwohl auch andere Verfahren angewendet werden können) rein mechanisch ausgeführt wird. Anschließend sollte eine Umdrehung der Nockenwelle vorzugsweise einem Durchgang aller Arbeitsgänge entsprechen, vom Füllen der Kanäle in (25) bis zum Zeitpunkt, an dem die Vorrichtung erneut zum Füllen bereit ist. Die mechanische Bewegung der Nocke kann praktischerweise auch bestimmen, wann die anderen Operationen in Gang gesetzt werden, während elektronische Zeitgeber oder die Erfassung der Aktuatorposition praktischerweise festlegen, wann die anderen Operationen angehalten werden. Die Aktuatoren für die Druckkolben sind vorzugsweise entweder Hydraulik- oder Schrittmotoren in Verbindung mit Spindeln, wohingegen die Klemmstücke, auch als hydraulische Klemmstücke bezeichnet, ebenfalls vollmechanisch sein können.
In vielen Fällen kann die Verwendung von Rückschlagventilen (43) vermieden werden, wodurch jedoch die Herstellung langsamer wird.
Mit Bezug auf 8b und 12 kann die Breite jedes Kanals in (25), bevor B1' mit A' und B2' am Ende dieses Werkzeugs vermischt wird, zum Beispiel 2 mm und die Breite der Kanalwände (26) 1 mm betragen. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den benachbarten Teilern (10), wie zwischen den abstromseitigen Kanten gemessen, 2 + 1 + 2 + 1 = 6 mm beträgt. Ferner kann in diesem Beispiel die Breite jeder Öffnung (9) im Teil (25) praktischerweise gleich groß sein wie der Abstand zwischen den benachbarten aufstromseitigen Kanten der Teiler (10) und 1 mm betragen. Auf jedem Teiler wird die Oberfläche, die dem Teiler einen Verschlusseffekt verleiht, praktischerweise 5 mm in die X-Richtung bedecken.
Es wurde erwähnt, dass die Verfahren gemäß der Erfindung auch auf die kreisförmige Extrusion angewendet werden können. In diesem Fall ist die in 10 dargestellte Ausführungsform, für die Rotation allerdings modifiziert, am besten geeignet. Das Material kann die Extrusionsvorrichtung als Segmente des Kreises verlassen und anschließend über Bänder auf ihren zwei Hauptflächen transportiert werden.
In einer Vorrichtung für die kreisförmige Extrusion entsprechend 12 kann sich Teil (25) immer noch hinundherbewegen, rotiert allerdings nur noch vorzugsweise in eine Richtung, mit Halten an den 4 Positionen I, II, III und IV. Das bedeutet nicht, dass der Motor oder eine andere schwere Antriebsvorrichtung anhalten müssen, da die Bewegung durch Schiebe- oder Federkupplung ausgeführt werden kann, während die kurzen Pausen der Rotation von (25) durch die hydraulischen Klemmstücke (45) und zusätzlichen Bremsvorrichtungen ausgeführt werden.
Obwohl die Extrusionsverfahren und -vorrichtungen der Erfindung hauptsächlich mit Blick auf die Koextrusion der zellulären Nahrungsmittelstrukturen entwickelt wurden, kann die Modellierung von B' um A' durch eine geeignete Koordination der Extrusion in Pulsen und relativen Bewegungen des Werkzeugs weitere wichtige Verwendungen finden in Verbindung mit der Extrusion von aus Zellen gebildeten Polymer- oder Keramikprodukten. In diesen Fällen sollte das Einschachteln von A in B nur in zwei Dimensionen erfolgen, mit anderen Worten sollte sich A von einer Hauptfläche des Produkts zu einer anderen Hauptfläche erstrecken. Die Zellstruktur kann dekorativen Zwecken dienen, wenn A und B verschiedene optische Eigenschaften aufweisen oder wenn A nach der Extrusion vollständig oder teilweise entfernt werden kann. A kann z.B. eine Paste sein, die ausgewaschen werden kann. Die Zellstruktur kann ebenfalls eine echte technische Funktion haben, z.B. in der Herstellung von Katalysatorprodukten, wobei A ein poröses Material wie z. B. ein keramisches Material sein kann, das den Katalysator enthält und B kann z.B., ebenfalls keramisch, in allen 3 Dimensionen als Verstärker dienen.
Wie in der Einleitung dieser Patentschrift erwähnt, gibt es, dem Kenntnisstand des Erfinders nach, kein standardisiertes Verfahren zur Messung des Verdichtungsdruckpunktes. Ferner existiert keine kommerzielle Ausrüstung für diese Messungen, wenn die zu testende Probe nur etwa 1 oder ein paar Gramm beträgt, wie in der Praxis für Messungen an einem Stapel aus B-Zellwänden erforderlich, die aus dem Endprodukt der Erfindung herausgeschnitten wurden. Deshalb ist es notwendig, eine Testvorrichtung zu konstruieren und die Testbedingungen festzulegen.
13 stellt die Vorrichtung dar. Die Probe (61) wird auf eine Metallbasis (62) platziert, die mit Vorrichtungen zum Kühlen/Erwärmen und Temperaturkontrolle zum Testen der halbgefrorenen oder halbgeschmolzenen A'- und B'-Komponenten ausgestattet ist. Die Vorrichtung hat einen quadratischen Fuß (63) (Maße siehe unten), der mittels luftbetriebenen Kolben in die Probe gedrückt wird, wobei der Druck des Kolben genau eingestellt werden kann, um einen gut-definierten und variablen Druck auf die Probe auszuüben. Das Eindringen des Fußes (63) in die Probe ist durch den Indikator (65) dargestellt, der durch eine Zahnstange (66) angetrieben wird. Der Indikator ist hier einfach dargestellt, ist allerdings vorzugsweise ein Stift zum Schreiben von Druck-/Zeitdiagrammen.
Wenn die Vorrichtung verwendet wird, um halbgefrorenes oder halbgeschmolzenes Material zu testen, wird der Fuß (63) zuerst so lange in die Basis (62) gedrückt, bis er die eingestellte Temperatur erreicht, wobei die halbgefrorenen oder halbgeschmolzenen Proben aus der Mischvorrichtung rausgenommen werden und sehr schnell in Form geschnitten und getestet werden.
Wenn die B-Zellwände aus dem Endprodukt getestet werden, werden sie als Stücke herausgeschnitten, die so eben wie möglich sein müssen. Diese Stücke werden anschließend zu einer Anordnung (61) in der richtigen Form (siehe unten) unter Verwendung einer Halterung oder „Form" aufgeschichtet. Dann wird ein geringer Druck auf den Fuß (63) angewendet, um den Stapel zu verdichten ohne eine Bewegung zu verursachen, wobei die Halterung geöffnet und entfernt wird. Der Druck wird allmählich erhöht, bis eine permanente Bewegung festgestellt wird, die 10% Verdichtung in der Minute übersteigt. Um exakte Messungen zu erreichen, muss der Test mehrmals wiederholt werden, nachdem in einem ersten Test der Bereich ermittelt wurde, der den ungefähren Wert wiedergibt.
Größe des Fußes (63) und der Probe (61):
Der Fuß ist quadratisch und zum Messen der Fließgrenzen unter 200 g cm^–2 misst er 20 mm × 20 mm, für Fließgrenzen zwischen 200 und 10.000 g cm^–2 misst er 20 mm × 10 mm und für höhere Fließgrenzen 5 mm × 5 mm.
Die horizontalen Flächen der Proben sind auch quadratisch geformt mit einer Kante, die doppelt so groß ist wie der Fuß, d. h. 40 mm, 20 mm bzw. 10 mm.
Die Höhe der Probe ist halb so groß wie ihre Länge und Breite, d.h. 20 mm, 10 mm bzw. 5 mm.
Die nachstehenden Beispiele illustrieren die Erfindung.
Beispiele
Allgemeine Informationen hinsichtlich der Beispiele:
Ausrüstung: Eine Laborextrusionsvorrichtung, die der in 10 dargestellten Vorrichtung ähnelt, jedoch mit Einspeisung in den drei Kammern im Einlaufteil ohne eine ununterbrochen arbeitende Pumpe oder einem Extruder, das ist nicht nötig, da die Extrusion weniger als 1 kg jeder Komponente umfasst, aber mit einem intermittierend betriebenen in 8a und c dargestellten Stempel (33). Vereinigung der Flüsse: in allen Beispielen konjugente B1'A'B1'-Flüsse, aber keine Koextrusion auf den Seiten der B2'-Flüsse, wie in 6a und b dargestellt. Die Verwendung der Membranen (13), dargestellt in 7a, mit Ausnahme der Beispiele 2 und 5, in denen die Fließgrenze von B1' geringer ist als die von A', aber nur geringfügig. (In den anderen Beispielen ist der Unterschied deutlich größer).
Experimente in Vorbereitung der Beispiele: Der Zweck dieser Experimente ist es, auf vereinfachte Weise für jede Komponente A', B1' und B2' die beste Fließgrenze auszuwählen. Für A' und B2' wurde Lehm mit unterschiedlichem Wassergehalt getestet und für B1' ein Teig aus Weizenmehl mit unterschiedlichem Wassergehalt. Für A wurden viele Kombinationen ausprobiert.
Die koextrudieren Proben wurden mit heißer Luft getrocknet, anschließend mit einer Rasierklinge aufgeschnitten und vergrößerte Fotos gemacht (den drei Komponenten wurden unterschiedliche Pigmente hinzugefügt).
Die geeignetsten Ergebnisse waren:

A: Lehm mit 26% Wassergehalt und einer Fließgrenze von 1,6 kg cm^–2 (20°C).
B2': wie A',
B1': ein Teig mit 1 Gewichtsteil Mehl zu 1,5 Gewichtsteilen Wasser und einer Fließgrenze von 25 g cm^–2 (20°C).

Deshalb wurde entschieden, in jedem Beispiel, außer in Beispiel 1 und 2, wo dies wahrscheinlich nicht möglich ist, diese Fließgrenzen anzustreben.
Beispiel 1

Komponente A: Marzipan
Komponente B1: Dunkle Schokolade
Komponente B2: Dieselbe dunkle Schokolade

Schmiermittel für die Druckkolben: Sonnenblumenöl.
Es wurde herausgefunden, dass Marzipan eine Fließgrenze von 400 g pro cm² hat. Um dieselbe Fließgrenze in der Schokolade zu erreichen, die in der B2'-Komponente gewünscht wird, muss ihre Temperatur 29,5°C betragen. Um die Fließgrenze von 25 g cm² in der Schokolade zu erreichen, die in der B1'-Komponente gewünscht wird, muss die Temperatur 31°C betragen.
Temperatur für die Extrusionsvorrichtung: 35°C. Für die Temperatur des Marzipans am Eingang des Extrusionswerkzeugs wurden 20°C ausgewählt.
Die Fließgrenze der Schokolade (B-Komponente) bei 20°C, gemessen an einer aus einer Schokoladentafel ausgeschnitten Probe, beträgt 56 kg cm^–2.
Beispiel 2
Komponenten B1' und B2': Parmesankäse in Pulverform. Die Fließgrenze der Masse bei 20°C beträgt 1,3 kg cm^–2.
Komponente A', ein Teig, angepasst durch Zugabe von Flocken, um etwa die gleiche Fließgrenze zu erreichen, bestehend aus: 3 Gewichtsteilen Weizengluten, 15 Gewichtsteilen Haferflocken, 18 Gewichtsteilen Wasser und kleinen Mengen Backpulver.
Schmiermittel für die Druckkolben: Eiweiß.
Extrusion bei 20°C.
Nachbehandlung: Erhitzen auf etwa 100°C, um den Käse zu schmelzen und den Teig zu backen, wodurch er auch aufgeht. Fließgrenze des festgewordenen Käses bei 20°C: 20 kg cm^–2.
Beispiel 3
Komponente A': Honig, viskose Flüssigkeit bei 20°C. Die wünschenswerte Fließgrenze für die Extrusion, 1,6 kg cm^–2, wurde bei etwa –15°C erreicht, die deshalb die gewählte Extrusionstemperatur für diese Komponente darstellen.
Komponenten B1' und B2': Identische Zusammensetzungen, nämlich 60 Gewichtsteile Eiweißpulver und 150 Gewichtsteile Haferflocken und 180 Gewichtsteile Wasser. Bei –1,5°C zeigt die Zusammensetzung eine Fließgrenze von 25 g cm^–2, weshalb diese Temperatur für B1' ausgewählt wurde. Die Temperatur, bei der die Fließgrenze etwa 1,6 kg cm^–2 beträgt, wird für B2' ausgewählt.
Schmiermittel für die Druckkolben: Eiweiß.
Gewählte Temperatur für die Extrusionsvorrichtung: +1°C.
Das extrudierte Produkt wird auf 80°C erhitzt, um das Eiweiß in ein Gel umzuwandeln.
Fließgrenze der verfestigten Komponente B: 6,6 kg cm^–2
Beispiel 4
Komponente A': 470 Gewichtsteile Vollmilchjogurt und 25 Gewichtsteile Mehlzucker und 2,5 Gewichtsteile Natriumsalz von Carboxymethylzellulose (Verdickungsmittel) und 10 Gewichtsteile Calciumlaktat. Letzteres wird beigemischt, um mit dem Pektin in den B1'- und B2'-Komponenten zu reagieren und sie zu verfestigen. Das Verdickungsmittel wird vorher mit dem Zucker vermischt, um den Lösungsprozess zu erleichtern.
Die Komponente erreicht eine ungefähre Fließgrenze von 1,6 kg cm^–2 bei –5°C, die deshalb für die Extrusion dieser Komponente gewählt wird.
Komponenten B1' und B2': dieselbe Zusammensetzung, nämlich: 40 Gewichtsteile Pektin (50% hydrolisiert) und 20 Gewichtsteile Mehlzucker (mit dem Pektin trockengemischt) und 360 Gewichtsteile entmineralisiertes Wasser. Bei –1°C zeigt die Zusammensetzung eine Fließgrenze von 25 g cm^–2, weshalb diese Temperatur für B1' ausgewählt wurde. Bei –1,3°C zeigt die Zusammensetzung eine Fließgrenze von 1,6 kg cm^–2, weshalb diese Temperatur für B2' ausgewählt wird.
Schmiermittel für die Druckkolben: Sahne
Gewählte Temperatur für die Extrusionsvorrichtung: +1°C.
Die Verfestigung von B1' und B2' nach 2 Tagen Lagerung, durch die die Calciumione in die A'-Komponente übergehen und diese in ein Gel umwandeln. Fließgrenze des letzteren 1,2 kg cm^–2.
Beispiel 5
A'-Komponente: 8 Gewichtsteile Butter und 9 Gewichtsteile Sesamöl.
Bei –14°C erreicht sie die ungefähre Fließgrenze von 1,6 kg cm^–2, weshalb diese Temperatur für die Extrusion von A' ausgewählt wird.
Komponenten B1' und B2': dieselbe Zusammensetzung, nämlich 15 Gewichtsteile Haferflocken und 3 Gewichtsteile Weizengluten und 18 Gewichtsteile Wasser.
Bei +1°C beträgt die Fließgrenze etwa 1 kg cm^–2, weshalb diese Temperatur sowohl für B1' als auch für B2' gewählt wird.
Temperatur für die Extrusionsvorrichtung: +1°C.
Schmiermittel für die Druckkolben: Sesamöl.
Verfestigung von B' durch kurzzeitige Lagerung bei 100°C.
Fließgrenze des festen B: 1,0 kg cm^–2. Das feste B ist mikroporös.

Claims

Ein dreidimensionales Nahrungsmittelprodukt, welches in wenigstens einer Dimension (der Z-Dimension) erstreckt ist und wenigstens zwei Komponenten umfasst, die zur gegenseitigen Durchsetzung koextrudiert sind, bei denen eine oder mehr Zellen der Komponente A wenigstens in der X Z Ebene umhüllt sind durch einen oder mehrere Komponenten B, die Zellwände (2, 4) bilden, die die Komponente A umhüllen, dadurch gekennzeichnet, dass jede B Komponente ein Feststoff, auch ein bei einer Temperatur von 20° ein viscoelastischer Feststoff ist, die Zellen der Komponenten A in wenigstens zwei gegeneinander ausgeprägten Reihen (3), die sich im wesentlichen in die Z Richtung erstrecken, angeordnet sind, jede dieser Zellreihen gegenüber der nächstliegenden abgepresst ist durch eine im wesentlichen durchgehende in Z Richtung verlaufende Grenzzellwand aus Komponente B (2) und entweder a) die Komponente A keinen Verdichtungsdruckpunkt bei 20°C (als Flüssigkeit) aufweist oder bei 20°C eine plastische, pseudoplastische oder viscoelastische Konsistenz hat und bei 20°C einen Verdichtungsdruckpunkt von YPA20 aufweist, der 0,5 × geringer ist als der Verdichtungsdruckpunkt von Komponente B bei 20°C (YPB20) oder b) A ein gestrecktes Material mit einem Gasanteil von wenigstens 50 Volumenprozent ist.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede A Zelle im wesentlichen in Y Richtung ersteckt ausgehend im wesentlichen von einer Lage an oder nächstliegend zu einer X Z Ebene des Nahrungsmittels und verlaufend zu einer Lage an oder nächstliegend der anderen X Z Ebene.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzzellwand (2) aus einer Komponente B1 gebildet ist und das Produkt übergreifende Zellwände (4) aufweist, die von der Grenzzellwand abragen und sich zumindest in Teilstrecken in einer generellen X Richtung erstrecken und zumindest teilweise aus der Komponente B gebildet sind, wobei B2 zu B1 verschieden ist.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzzellwand (2) aus mindestens zwei Komponenten B1 und B2 gebildet ist und das Produkt übergreifende Zellwände (4) aufweist, die von der Grenzzellwand abragen und sich zumindest in Teilstrecken in einer generellen X Richtung hin zu der angrenzenden Grenzzellwand (2) erstrecken und die übergreifende Zellwände (4) zumindest teilweise aus B2 gebildet sind.
Produkt gemäss Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet dass die Komponenten B1 und B2 bei 20°C unterschiedliche Fliessgrenzen aufweisen, wobei bevorzugt ist, dass die Fliessgrenze von B1, YPB1 (20) in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 der Fliessgrenze von B2, YPB2 (20) liegt.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede der Zellen A teilweise zwischen den zwei X Z Ebenen erstrecken und zwei oder mehr Zellen zusammen den Abstand zwischen den zwei X Z Ebenen überspannen und in Y Richtung voneinander getrennt sind und dass Anteile von B Komponenten zwischen aneinander grenzende Zellen von A vorgesehen sind, die voneinander im wesentlichen in Y Richtung getrennt sind und Zellwände (5) um jede A Zelle bilden, so dass die A Zellen im wesentlichen durch Zellwände von B umhüllt sind.
Produkt nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die B Komponenten (5) zwischen angrenzenden Zellen A in Y Richtung B1 umfassen.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die B Komponente aus einer einzigen Komponente gebildet ist und dass übergreifende Zellwände (4, 5) vorgesehen sind, die von einer Grenzzellwand abragen, sich zumindest in einer Teilstrecke in eine generelle X Richtung erstrecken und zwar in Richtung zu der angrenzenden Grenzzellwand und um jede Zelle von A.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Abschwächung der übergreifenden Zellwände, d.h. andere Wände als die Grenzzellwand (5), in der Nähe der Grenzzellwand, die lokale Dicke der geschwächten Wand im allgemeinen nicht dünner ist als 1/15 des dicksten Abschnittes (8) der besagten Wand.
Produkt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzzellwände aus Komponente B sich in Wellen- oder Zickzackform über die sich in Z Y Richtung erstreckende Ebene verlaufen.
Produkt nach einem der Ansprüche 3, 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die übergreifenden Zellwände (4), die von den Grenzzellwänden (2) von einer Z Y Ebene gesehen abragen, an ihrem Ansatzpunkt im wesentlichen rechtwinklig von der Grenzzellwand abragen.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Kanten-Grenzzellwände aus B umfasst, die sich fortlaufend in allgemeiner Z Richtung entlang oder angrenzend jeder Y Z Ebene erstrecken.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Grenzzellwand (2) im wesentlichen eben ist und allgemein in einer Y Z Ebene liegt.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Zellen A in der X Z Ebene eine durchschnittliche Abmessung in Z Richtung im Bereich von 0,5 mm bis 10 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweist.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Querschnitts-bereich der Zellen A in der X Z Ebene im Bereich von 0,5 mm2 bis 100 Quadratmillimeter, vorzugsweise im Bereich 1 mm2 bis 25 mm2 liegt.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Reihenteilung im Bereich von 1 mm bis 25 mm, vorzugsweise 3 mm bis 15 mm liegt.
Produkt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzzellwände in X Richtung eine Mindestdicke im Bereich von 5% bis 50% der durchschnittlichen Reihenteilung, vorzugsweise von wenigstens 10% aufweisen.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergreifenden Zellwände (14, 15) die Zellwände zwischen A und anderer Art als die Grenzzellwände sind, eine Mindestdicke von 0,1 mm, vorzugsweise eine Mindestdicke von 0,5 mm aufweisen.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass A im Endprodukt bei 20°C flüssig ist.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, das A im Endprodukt bei 20°C eine Zelle aus einem plastischen, pseudoplastischen oder viscoelastischen Material mit einem Verdichtungsdruckpunkt YPA von weniger als 1000 g pro cm2, vorzugsweise weniger als 500 g pro cm2 besteht
Produkt nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass A einerseits aus kurzen Fasern, aus Nuss-, Korn-, Schalen-, Folienstücken oder Flocken und andererseits aus einer Lösung auf Wassergrundlage oder einem Gel besteht.
Produkt nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass A aus kurzen Fasern, Nuss-, Korn-, Schalen-, Folienstücken oder Flocken und andererseits eine Oel besteht.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das B ein Gel ist.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass B wahlweise mit kurzen Fasern oder Korn-, Schalen-, Folienstücken oder Flocken verstärkt eine Fliessgrenze YPB (20) von wenigstens 200 pro cm2, vorzugsweise im Bereich von 500 bis 80'000 g pro cm2, weiter bevorzugt von nicht mehr als 60'000 g pro cm2 aufweist.
Produkt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass B auf Fett, Oel oder Wax mit Geschmackszusatzstellen, basiert vorzugsweise aus Schokolade, besteht.
Produkt nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass B auf Proteinen basiert.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass B ein mikroporöses Agglomerat aus Partikeln mit Wasser in den Poren ist, und dass die Partikel aus kurzen Fasern oder Korn-, Schalen-, Folienstücken oder Flocken bestehen, die Partikel durch polymere Mirostrands zusammengehalten sind, letztere bestehend aus koaguliertem Gluten oder einem natürlichen oder Gummi, wie hergestellt durch Koagulation eines Latex.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass B ein Gel ist oder ein Gel umfasst, das als Basis ein Polymer umfasst, das zur Gruppe der Carbohydrate oder Carbohydrat bezogenen Massen gehört.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass B ein Polymer umfasst und die Grenzzellwände von B, die sich im allgemeinen in Z Richtung erstrecken, molekular in der allgemeinen Z Richtung orientiert sind.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A ein Saft wahlweise in Form eines weichen Gels oder mit einem Verdickungsmittel ist, fliessfähig ist, und dass A gelösten Zucker enthält.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Saft wahlweise eines weichen Gels oder mit einem Verdickungsmittel ist, und dass A hydrolysierte Proteine zur Geschmacksgebung und Beifügung von Nährwerten vergleichbar zum Fleisch enthält.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A einen Brei aus Proteinfasern oder Stücken einer Proteinfolie, d.h. Proteinfilmes umfasst.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A ein gebildetes Milchprodukt ist.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A Marzipan ist.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A eine auf Fleisch basierende Paste ist.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die A Komponente Gas enthält.
Brot- oder Kuchenprodukt nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass A auf einer expandierten und gebackenen Stärke und B auf einem Protein basieren.
Produkt nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass B Käse umfasst.
Produkt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Enthalt zweier unterschiedlicher A Komponenten, den Komponenten A1 und A2.
Produkt nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass A eine auf Wasser basierende Lösung oder ein Gel ist oder eine solche Lösung oder Gel als Matrix für Feststoffpartikel umfasst und A2 auf Fett oder Oel basiert oder Fett oder Oel als Matrix für Feststoffpartikel umfasst.
Ein dreidimensionales festes (einschliesslich viscoelastisch festes) Nährmittelprodukt verstreckt in wenigstens einer Richtung (der Z Richtung) und bestehend aus wenigstens zwei Komponenten mit verschiedener optischer Erscheinungsform, die miteinander zum Zwecke der Vermischung miteinander koextrudiert sind mit Segmenten A und Segmenten B, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede B Komponente ein Feststoff, gegebenenfalls ein bei 20°C viscoelastischer Feststoff ist, die oder jede A Komponente ein Feststoff, gegebenenfalls ein bei 20°C viscoelastischer Feststoff ist, die A Segmente in wenigstens zwei gegenseitig ausgeprägten Reihen angeordnet sind, die sich in allgemeiner Z Richtung erstrecken und dass die Reihen aus A mit eingebrachten B auf wenigstens einer Oberfläche des Produktes, die sich in einer generellen X Z Ebene erstrecken, sichtbar sind.
Verfahren zur Herstellung vermittels Koextrusion und einem Extrusionswerkzeug eines zellähnlichen extrudierten Produktes, bei dem die Komponenten in einer Z Richtung vom Extrusionswerkzeug extrudiert werden und bei dem wenigstens eine extrudierbare Komponente A', die eine generelle plastische Rheologie während der Extrusion zeigt, in einen Fluss durch einen Kanal geformt und eine extrudierbare Kompomente B' in einen Fluss durch einen Kanal geformt werden, der Fluss B' X-mässig an den Fluss A' angrenzend ist, X querlaufend zu Z, die Flüsse A' und B' aus den Kanälen aus Austrittsöffnungen austreten, nach denen die Flüsse A' und B' regulär in allgemeiner X Richtung durch einen Teiler (10), um so wenigstens zwei Reihen von A' und B' zu formen, die in X Richtung getrennt sind und bei dem jede der Flüsse A' und B' in Z Richtung segmentiert sind, wobei in jeder Reihe ein Segment des Flusses von B' aufstromseitig und abstromseitig mit jedem Segment des Flusses A' vereinigt ist, wodurch B' Segmente zwischen gegenüberliegende A' Segmente in der Z Richtung zwischenangeordnet sind und jede Reihe in Z Richtung zwei im wesentlichen zwei durchgehende Grenzzellwände aus B' der Komponente B' aufweist und wobei jedes Segment aus A' eine Zelle ist, die auf ihren in Z und X gerichteten Ebenen durch B' umgeben sind.
Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Reihen der Flüsse A' und B' gebildet werden, die X Richtung getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass A' und B' Nahrungsmittelbestandteile sind, deren einander gegenüberliegenden, segmentierten Reihen miteinander entlang ihrer Y Z Ebenen vereinigt sind, und nach Vereinigung der segmentierten Flüsse B' in ein festes Material umgewandelt werden, das auch ein viscoelastisches B sein kann oder falls B' bereits ein viscoelastischer Feststoff ist in ein Material B mit einem mit einem Verdichtungsdruckpunkt, der mindestens zweimal dem von B' entspricht, umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass nach Vereinigung das Material A' auf wenigstens zweimal des Volumens von A' erweitert oder zu einem Material A mit einer niedrigeren Fliessgrenze als der Fliessgrenze von A', und zwar um einen Faktor von mindestens 2 oder zu einem Fluid umgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusion bei erhöhter Temperatur vorgenommen wird und die Umformung von B' während der Kühlung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung von B' durch Koagulation oder Gel-Bildung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Koagulation oder Gel-Bildung durch Erwärmung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Koextrusionsprozess B' als ein extrudierbares Material durch Auflösen einer kontinuierlichen, festen Gel-Struktur gebildet und nach Abschluss der Koextrusion die kontinuierliche feste Struktur dieses Gels durch Erwärmung gefolgt durch Abkühlung, oder falls das Gel eine ausreichende Tixotropie aufweist spontan oder während der Lagerung wiederhergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Koagulation oder Gel-Bildung durch eine chemische Reaktion vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle die Gel-Bildung hinreichend langsam ablaufend einstellbar ist, das gebildene Reagens oder Koagulant in B' eingebracht wird vor dem Koextrusionsprozess.
Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagens oder der Koagulant in in B' in Schwebe gehaltene Feststoffpartikel eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel-Bildung oder Koagulation enzymatisch bewirkt wird, beispielsweise durch Einsatz einer Protease wie Rennin, um Milchprotein aufzubrechen und zu koagulieren.
Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel-Bildung oder Koagulation durch Einschluss eines Reaktans in A' ausgelöst wird, wobei dieses Reaktans schrittweise in die B' Komponente migriert, wenn die Komponenten in Extrusionswerkzeug zusammengebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung teilweise durch Ausscheiden eines anorganischen Salzes in B' erfolgt, zum Beispiel Kalziumphosphate gebildet durch Reaktion zwischen Ionen in A' und Ionen in B'.
Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine chemische Reaktion vorgeformte Feststoffpartikel zu einem kontinuierlichen Filmmaterial (Folienmaterial) koaguliert werden.
Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass während der Extrusion B' hauptsächlich in Form eines Filmmateriales aus Partikeln suspendiert in Wasser ist und nach Abschluss der Extrusion wenigstens ein Teil der Partikel zuerst zusammengeführt und dann durch Kühlung umgeformt wird um das Material kohäsiv zu machen.
Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Extrusionsprozesses mit A' in geeignetem extrudierbarem Zustand mit einer jedoch fliessfähigen Konsistenz oder niedrigerer Fliessgrenze von A im Endprodukt, wird A' vor der Extrusion ausreichend gekühlt, teilweise um einen überwiegenden Anteil wenigstens des Materiales in A' als in Feststoffen supsendierten Partikeln auszubilden, die nach Extrusion aufgeschmolzen oder wieder aufgelöst werden.
Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Extrusionsprozesses mit A' in geeignetem extrudierbaren Zustand mit einer jedoch fliessfähigen Konsistenz von A im Endprodukt, wird A' in dem Zustand dem Extrusionsprozess mit Beigabe in A' eines Polymers in gelöster oder gelöster Partikelform zugeführt wird, das nach Abschluss des Extrusionsprozesses zumindest teilweise depolymerisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass der Depolymerisierungsprozess enzymatisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass A' in wenigstens zwei in X Richtung voneinander getrennte Flüsse aufgeteilt und B' in wenigstens zwei in X Richtung von einander getrennte Flüsse aufgeteilt, und dass die Flüsse von B' zwischen Teile der benachbart liegenden Flüsse von A' eingefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A' aus einem Reservoir für A' und B' aus einem Reservoir für B' zugeführt werden, der Teiler (10) sich relativ zum Kanalausgang von einer ersten Lage in eine zweite Lage bewegt, in der der Teiler (10) den gesamten Kanalausgang überfahren hat, und die Flüsse von beiden A' und B' aus den Extrusionskanälen naturgemäss intermittierend sind, entweder durch Anordnung eines Druckkolbens (35, 53, 54, 55) nahe bei oder innerhalb jeden Kanales, die Flüsse intermittierend antreiben oder durch Betätigung eines Ventiles (46, 48) zwischen Einlass zum entsprechenden Extrusionskanal und dem Reservoiur von dem die Komponente unter Druck angeliefert wird, wobei die Bewegung des Druckkolbens oder die des Ventiles mit der relativen Bewegung (11) zwischen den Teilern und den Kanalausgängen koordiniert ist, so dass das Material durch die Austrittsöffnungen gefördert wird, während die Relativbewegung in den ersten und zweiten Lagen angehalten ist.
Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Druckkolben (35, 53, 54, 55) in Serien betrieben wird, die mehr als einen einwärts gerichteten Schritt, vorzugsweise 5 einwärts gerichtete Schritte, beispielsweise bis 20 einwärts gerichtete Schritte umfasst und dass nach einer Serie einwärts gerichteter Schritte der Druckkolben zurückgefahren wird.
Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, dass A' vom entsprechenden Reservoir in einen Förderschlitz, der in jeden der Kanäle für A' fördert, gespeist wird, und dass B' vom entsprechenden Reservoir in einen Förderschlitz (27, 28, 29), der in jeden der Kanäle für B' fördert, gespeist wird, und dass ein Druckkolben (35) zum Förderschlitz aufgefahren wird, um das Material durch den Schlitz (Rinne) zu treiben, wobei vorzugsweise der Druckkolben in der Förderrinne in Serie von mehr als einem einwärts gerichteten Schritt, vorzugsweise 5 einwärts gerichteten Schritten, beispielsweise 20 einwärts gerichteten Schritten betrieben wird und dass nach einer Serie einwärts gerichteter Schritte der Druckkolben zurückgefahren und die Förderrinne mit extrudierbarem Material vom entsprechenden Reservoir gefüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 62 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segment des Flusses B' auf- und abstromseitig mit jedem Segment des Flusses A' in Verbindung ist.
Verfahren nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei sich in X und Z Richtung erstreckende Flüsse des Segmentes A' und Segmentes B' entlang ihrer Z Y Ebenen miteinander zu einem vereinigt werden.
Verfahren nach Anspruch 42 oder 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüsse in einer Sammelkammer vereinigt werden und dass die gebildete Folie vorzugsweise vermittels eines Bandförderers (22) abgefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 42 oder 65, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalausgang B' um A' Segmente modelliert ist, so dass die A' Segmente in einer X Z Ebene im wesentlichen vollständig umhüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellierung durch Auswahl eines B' bewirkt wird, das unter herrschenden Verfahrensbedingungen ein Fluid ist oder einen Verdichtungsdruckpunkt aufweist, der wesentlich niedriger, vorzugsweise um einen Faktor 2, ist als der von A' und wenn diese Vorschrift nicht ausreichend ist um ein Kleben der A Komponente an den Teilern zu verhindern, weiter ein für Nährmittel zulässiges Lösungsmittel, z.B. Sahne zur A Komponente beigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 65 oder 68, dadurch gekennzeichnet, dass zur Modellierung der Komponente B' um Segmente der Komponente A', Flüsse von Komponente B' mit jedem Fluss von A' zusammengeführt werden, bevor dieser den Kanalausgang erreicht, wobei diese Zusammenführung auf beiden Seiten (in X Richtung) von A' erfolgt, um einen zusammengesetzten Fluss B' A' B' zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene in X Richtung getrennte, zusammengesetzte Flüsse B'A'B' vorhanden sind, und die Austrittsöffnungen, durch die solche zusammengesetzten Flüsse B'A'B' extrudiert werden, in X Richtung abwechseln mit Austritten, durch welche einfache B Komponenten extrudiert werden, wobei unmittelbar nach der Aufteilung die segmentierten Flüsse aus einer quergerichteten Reihe aus B'A'B' Segmenten, die mit B' Segmenten abwechseln, bestehen.
Verfahren nach Anspruch 70, bei dem zwei B' Komponenten B1' und B2' zusammen um jedes Segment von A' modelliert und das B1' mit A' zur Bildung zusammengesetzter Flüsse B1'A'B1' zusammengeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass B1' in ähnlicher Weise mit B2' zur Bildung eines zusammengesetzten Flusses B1'B2'B1' zusammengeführt wird und dass die Oeffnungen für die zusammengesetzten B1'A'B1' Flüsse in X Richtung mit den Austritten für die zusammengesetzten Flüsse B1'B2'B1' abwechseln, wobei unmittelbar nach der Teilung die segmentierten Ströme aus einer querverlaufenden Reihe B1'A'B1' Segmenten abwechselnd mit B1'B2'B1' Segmenten bestehen.
Verfahren nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenführung so ausgeführt wird, dass auch eine B'A'B' Konfiguration gebildet wird, wenn der zusammengesetzte Strom in dem X Y Abschnitt durch A' gesehen wird oder wahlweise eine Konfiguration mit längerer Sequenz abwechselnder B' und A' Segmenten, wobei B' am Anfang und Ende dieser Sequenz ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 73, dadurch gekennzeichnet, dass der Teiler (10) sich relativ zu dem oder jedem Ausgang hin- und herbewegt.
Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass Teiler sich in Ebenen oder auf einer kreisrunden, zylindrischen Fläche bewegen.
Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass X im wesentlichen vertikal und Y im wesentlich horizontal ist und dass die Hin- und Herbewegung in einer im wesentlichen vertikalen Ebene (X Y Ebene) oder um eine horizontale Achse verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 76, dadurch gekennzeichnet, dass die Teiler (10) in feststehenden Werkzeugteilen eingebaut sind, während sich die Baugruppe aus Kanälen und Öffnungen bewegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 76, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in einem feststehenden Werkzeugteil eingebaut, während die Teiler (10) in einem sich hin- und herbewegenden oder drehenden Werkzeugteil vorgesehen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 78, dadurch gekennzeichnet, dass jede Öffnung in nächster Nähe von oder in Berührung eines oder jeden Teilers (10) angeordnet ist, wobei die Teilung durch Scherung zwischen den Ausgangswandungen und dem Teiler (10).
Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fluss zu Segmenten durch Schneiden erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneiden erfolgt durch Ausbildung der aufstromseitigen Enden der Teiler (10), im wesentlichen als Messer wenigstens an einer in X gerichteten Seite eines Teilers, wobei die Schneide des Messers im wesentlichen in eine Richtung parallel zur Richtung der Scherung gerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 80 oder 81, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneiden erfolgt durch Ausbildung der oder jeder Öffnungswandung (a) als Messer wenigstens an einer X gerichteten Seite, wobei die Schneide des Messers im wesentlichen in eine Richtung parallel zur Richtung der Scherung gerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 81 oder 82, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steigerung des Schneideffektes die oder jede Öffnung und/oder der oder jeder Teiler (10) relativ schnell und kleine Vibrationen relativ zueinander ausführt, wobei in der Y Richtung diese Vibrationen zusätzlich zu langsameren und grösseren Hin- und Herbewegungen entlang Richtung (11), die durch die Linie der Öffnungen bestimmt ist, hinzutreten, wodurch die Messer eine Sägewirkung entfalten.
Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den Reservoirs in Koordination mit den Bewegungen der Druckkolben (35, 53, 54, 55) abgestimmt ist, wobei extrudierbares Material aus dem Reservoir abgefördert wird, während der Druckkolben zurückgefahren ist und nicht aus dem Reservoir abgefördert wird, während der Druckkolben Material durch die Kanäle treibt.
Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Reservoir und zugehörigem Kanal ein Rückschlagventil (43) vorgesehen ist, das einen Rückfluss von Material in das Reservoir verhindert.
Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil am Eingang eines Kanals angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 42 oder 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung zwischen den Kanälen für A' und die Teilung zwischen den Teilern (10) aufeinander abgestimmt sind und dass wenigstens die Komponente A' in synchronisiertem Takt mit der relativen Hin- und Herbewegung oder Drehung (11) zwischen den Öffnungen und den Teilern in einer Art zur Sicherstellung einer maximalen Vortriebskraft für die Komponente, während jede der Öffnungen auf einen Kanal abgestimmt ist, der zwischen einem Paar Teilern gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe aus Kanälen und Öffnungen gegen die feststehende Baugruppe gedrückt wird, die die Förderrinnen (27, 28, 29) während der Auffüllung eines Kanals mit extrudierbarem Material umfasst und der Druck wenigstens teilweise während der Bewegung (11) der beweglichen Baugruppe zurückgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass die Teiler (10) gegen Extruderteile (44) gedrückt werden und dass die Austritte gebildet werden, während das Material durch die Austritte gefördert wird und während dieser Relativbewegung nicht zusammengedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 42 oder 62, dadurch gekennzeichnet, dass während des Teilungsprozesses eine Schicht aus B' auf jeder generellen X Z Ebene des Produktes durch Veranlassung, dass sich die oder jede Öffnung von der B' abfliesst über die Y Richtung der inneren Öffnungen von denen A' fliesst, erstreckt, wobei B' durch die Öffnung extrudiert herausgetrennt wird, um die Schichten zu bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 90, dadurch gekennzeichnet, dass während des Teilungsprozesses eine oder mehrere Schichten B' zwischen angrenzende Segmente von A' eingebracht werden, die voneinander in Y Richtung getrennt werden, indem jede innere Öffnung für A' an einer oder mehreren Stellen entlang der Y Achse unterbrochen, ohne dass die Öffnungen für B' unterbrochen werden, wodurch die Scherung die Zwischenlegung und Bildung der Schicht oder Schichten B', die sich in der X Z Ebene erstrecken, auslöst.
Verfahren nach Anspruch 91, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Öffnung für A' mit Rippen (14) versehen ist, die sich generell in X Richtung quer zum Austritt erstrecken, um so die Unterbrechungen zu erzeugen und dass Scherplatten (17) vorgesehen sind, die so ausgerichtet sind, dass sie im wesentlichen in der gleichen X Z Ebene wie die betreffenden Rippen.
Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass B2 während der Förderung zum Teilungsprozess wenigstens teilweise in Gel-Form gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittel, das einen unbedenklichen Teil des Produktes bildet, um den oder jeden Druckkolben (35, 53, 54, 55) eingebracht wird in ausreichender Menge, um der extrudierbaren Komponente, auf die der Druckkolben einwirkte, folgen zu können, damit auch die Wandungen der Kanäle schmierend durch die die Komponente extrudiert wird, um damit den Gegendruck, der durch die Extrusion durch den Kanal entstehe, erheblich abzubauen.
Verfahren nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass B' eine scheinbare Viskosität niedriger als A' aufweist und die Vereinigung der A' und B' Flüsse in einem inneren Werkzeug stattfindet, das einen zentralen Kanal durch den A' fliesst und periphere Kanäle auf jeder X Seite des zentralen Kanals durch die B' fliesst, aufweist, der zentrale Kanal mit Ventileinrichtungen ausgestattet ist, um den Fluss von A' in die peripheren Kanäle für B' zu unterbinden und dass B' in A' eingebracht wird, durch die Ventileinrichtung in Pulsen, die kürzer sind als die Pulse zur Extrusion von A'.
Verfahren nach Anspruch 95, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtungen (13) entlang jeder Seite des zentralen Kanals federnde Blätter umfasst.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Extrusionswerkzeug mit Kanälen für zwei verschiedene Flüsse extrudierbaren Materials umfasst, mit Öffnungen zum Austritt von Material aus den Kanälen in Z Richtung, wobei die Kanäle in X Richtung voneinander getrennt sind, weiter umfassend Trenneinrichtungen (10), ausgelegt mindestens zwei Reihen von Flüssen aus Extrudat zu bilden, durch Bewegung quer über die Öffnungen, um die Flüsse in X Richtung aufzuteilen und weiter umfassend Einrichtungen zur Einwirkung auf das Produkt, um Komponenten des Produktes von einem relativ weichen Material in ein relativ hartes Material umzuwandeln.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Extrusionswerkzeug mit Kanälen, durch die mindestens zwei verschiedene Materialien fliessen können, umfasst, Einrichtungen aufweist, die die Materialien durch die Kanäle und aus Öffnungen befördert, die in allgemeiner X Richtung von einander getrennt in genereller X Richtung angeordnet sind und umfassend Teiler (10), ausgebildet als das sie die Öffnungen überfahren können, um die durch sie hindurch tretenden Flüsse des Extrudates in allgemeiner X Richtung zu teilen, wobei die Bewegung der Teiler und die Förderung des Materials durch die Kanäle so gesteuert werden, dass Material durch die Öffnungen befördert wird, während die Relativbewegung zwischen Teiler und Öffnung zum Stillstand gekommen ist.