DE60133318T2

DE60133318T2 - Extrusionsdüsenaufbau

Info

Publication number: DE60133318T2
Application number: DE60133318T
Authority: DE
Inventors: Thomas B. Hunter
Original assignee: Kerry Inc
Current assignee: Kerry Inc
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: MXPA04002320A; AU2001289005B2; CA2460401A1; JP2005501569A; DE60133318D1; CA2460401C; ATE389328T1; HK1066704A1; WO2003022058A1; EP1427290B1; JP4633359B2; EP1427290A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baugruppe aus Extrusionsform und Schneideinrichtung zum Extrudieren von gefüllten Nahrungsmittelstücken. Genauer ausgedrückt, betrifft die vorliegende Erfindung eine Baugruppe aus Extrusionsform und Schneideinrichtung, die eine an einem Extrusionselement und einem Füllrohr ausgebildete Verlängerung aufweist, um Austreten des Extrudats aus der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung aus der Seite zuzulassen.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Extrudiervorrichtungen zum Erzeugen extrudierter Nahrungsmittelstücke sind bekannt. Solche Extrudiervorrichtungen können konventionell ein Druckgefäß zum Enthalten eines unter Druck stehenden Breis des zu extrudierenden Nahrungsmittels einschließen. Außerdem können Druck ausübende Mittel zum Halten des Drucks in dem Druckbehälter, ein Verteiler in Fluidkommunikation mit dem Druckgefäß, und eine Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung, die allgemein unter dem Druckgefäß angeordnet ist, in Fluidkommunikation mit dem Verteiler eingeschlossen werden. Das extrudierte Nahrungsmittel wird durch eine Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung in die richtige Größe geschnitten.
Nahrungsmittelprodukte, die in solchen Extrudiervorrichtungen extrudiert werden können, umfassen z. B. Fleisch, Geflügel, Meeresfrüchte, Getreidekörner, Gemüse, Früchte, und feste Milchprodukte. Als spezifische Beispiele kann der Brei aus Rindfleisch, Huhn, Krabben, Weizen, Mais, Reis, Kartoffeln, Äpfeln und Käse zubereitet werden.
Das Nahrungsmittel wird auf eine zum Bilden eines flüssigen Breis geeignete Partikelgröße gemahlen, z. B. Partikelgrößen, die durch ein Sieb der US-Siebseriennr. 5, gewöhnlicher ein Sieb der Nr. 10 und häufig ein Sieb der Nr. 20 bis zu einem Sieb der Nr. 100 hindurchgehen werden.
Wasser oder andere Dispergierflüssigkeiten, z. B. 3% bis 70%, können dem gemahlenen Nahrungsmittel hinzugefügt werden, um einen flüssigen Brei zu erzeugen. Bindemittel, Geschmacksstoffe, Konservierungsstoffe, Farbstoffe, Stabilisatoren, Antioxidationsmittel und dergleichen können dem Brei in konventionellen Mengen hinzugegeben werden. Meistens wird dem Brei ein Geliermittel, z. B. ein zu verfestigendes Gummi oder Pektat, zum Beispiel Guarkernmehl und Natriumalginat, in konventionellen Mengen von etwa 0,1% bis 25% hinzugegeben. Das Gummi oder Pektat wird durch ein Geliermittel verfestigt, z. B. eine 0,5% bis 10% Lösung von Kalziumchlorid und Natriumalginat.
Die Industrie hat jedoch bisher noch keine großen Fortschritte beim Liefern eines extrudierten Nahrungsmittels erzielt, das eine Füllung enthält. Die Präambel von Anspruch 1 ist von US-A-6206678 abgeleitet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe aus Extrusionsform und Schneideinrichtung zu schaffen, die die obigen Mängel des Standes der Technik beilegt. Genau ausgedrückt, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Baugruppe aus Extrusionsform und Schneideinrichtung, die ein extrudiertes Produkt mit einer Füllung einschließt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe aus Extrusionsform und Schneideinrichtung zu schaffen, die an dem Extrusionselement und dem Füllrohr ausgebildete Verlängerungen einschließt, damit das Extrudat aus der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung aus der Seite austreten kann.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe aus Extrusionsform und Schneideinrichtung zu schaffen, die ein Schneidebauteil zum Zusammenwirken mit dem Extrusionselement aufweist, um das aus der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung austretende Extrudat zum Bilden von Nahrungsmittelprodukten einer vorbestimmten Länge abzuschneiden und zusammenzupressen.
Zum Lösen der obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist eine Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung für eine Extrudiervorrichtung zum Herstellen eines extrudierten Nahrungsmittelstücks, das eine Füllung enthält, geschaffen worden, wie sie durch die Merkmale des kennzeichnenden Abschnitts von Anspruch 1 definiert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird anhand der im Folgenden angeführten, ausführlichen Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen deutlicher verstanden werden, die nur zu Darstellungszwecken angeführt sind und somit nicht begrenzend für die vorliegende Erfindung sind, und in denen:
1 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Frontaufriss der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung ist, der den "schneidbereiten" Zustand zeigt;
3 ein Querschnitt der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung entlang Linie 3-3 von 2 ist;
4 ein Frontaufriss der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung ist, der den Zustand "nach Schneiden" zeigt; und
5 ein Querschnitt der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung entlang Linie 5-5 von 4 ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen die gleichen Bezugsziffern zum Identifizieren der gleichen oder ähnlicher Elemente verwendet worden sind.
1–3 stellen die Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung in dem "schneidbereiten" Zustand dar. Bezugnehmend auf die 1–3 umfasst die Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung 1 ein längliches ringförmiges Extrusionselement 9 mit einer Extrusionswand 10, die an einem unteren Ende derselben ausgebildet ist. Ein geschlossenes Extrusionsende 11 ist angrenzend an das Extrusionsende 10 ausgebildet und ein geöffnetes Zuführungsende 12 (siehe 3) ist angrenzend an ein oberes Ende des Extrusionselements 9 ausgebildet. Die Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung kann an einer Extrudiervorrichtung angebracht werden, wie sie zum Beispiel im US-Patent Nr. 5,773,043 beschrieben ist, und soll daher nicht ausführlich beschrieben werden. Das geöffnete Zuführungsende 12 kann in Fluidkommunikation an einem Verteiler (nicht gezeigt) zum Beispiel durch einen Gewindeflansch 40 angebracht werden. Der Verteiler kann an ein Druckgefäß (nicht gezeigt) zum Enthalten eines durch eine Druck ausübende Einrichtung (nicht gezeigt) unter Druck gesetzten Breis angeschlossen werden.
Ein Füllrohr 20 erstreckt sich in das Extrusionselement 9. Das Füllrohr steht auch in Fluidkommunikation mit einem zweiten Verteiler (nicht gezeigt), der an ein zweites Druckgefäß (nicht gezeigt) zum Enthalten einer durch eine zweite Druck ausübende Einrichtung (nicht gezeigt) unter Druck gesetzten Füllung angeschlossen werden kann.
Es wird festgestellt, dass die Verteiler in der oben beschriebenen Ausführungsform zum Verteilen des Breis und der Füllung an eine Mehrzahl von Baugruppen aus Form und Schneideinrichtung vorgesehen sind. Wenn jedoch nur eine Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung zu verwenden ist, wird die Notwendigkeit der Verteiler beseitigt.
Das Extrusionselement 9 umfasst eine Verlängerung 22, die im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu einer Achse des Extrusionselements 9 ausgebildet ist. Die Verlängerung 22 wird an dem Extrusionselement 9 an einer Seitenfläche desselben bei spielsweise durch eine Mehrzahl von Schrauben 32 angebracht, die sich durch jeweilige, in der Verlängerung 22 ausgebildete Löcher 30 erstrecken (siehe 2 und 3). Die Verlängerung 22 umfasst ferner eine Extrusionsform 12 an einem Ende derselben zum Zusammenwirken mit einem Schneideelement 21 eines Schneidebauteils 14, wie im Folgenden beschrieben werden soll.
Darüber hinaus ist eine Verlängerung 24 an dem Füllrohr 20 im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Achse des Füllrohrs 20 ausgebildet. Bezugnehmend insbesondere auf die 2 und 3 befindet sich die Verlängerung 24 allgemein mittig von der Verlängerung 22 des Extrusionselements 9. Die Verlängerung 24 des Füllrohrs 20 erstreckt sich innerhalb eines Extrusionsdurchgangs 19, der in der Verlängerung 22 des Extrusionselements 9 ausgebildet ist. Bezugnehmend auf 3 wird die Verlängerung 24 des Füllrohrs 20 an dem Extrusionselement 9 durch einen Tragblock 26 angebracht und umfasst einen oberen Teil 28, der im Wesentlichen in einem rechten Winkel gebogen ist, um sich durch das Extrusionselement 9 zu erstrecken. Der obere Teil 28 kann an einem wie oben beschriebenen Verteiler befestigt werden.
Die Baugruppe 1 aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst weiter ein Schneidebauteil 14 mit einem geöffneten, verfahrbaren Ende 15, einer länglichen Schneidewand 16 und einem geöffneten Schneideende 17. Die Schneidewand 16 umfasst ein Gehäuse oder eine Verlängerung 34, das/die daran zum Tragen eines Schneideelements 21 ausgebildet ist. Das Schneideelement 21 umfasst eine Schneidfläche 18 zum Zusammenwirken mit der Extrusionsform 13, um Extrudat auf eine gewünschte Länge zu schneiden und zusammenzupressen, wenn das Extrudat aus der Extrusionsform 13 austritt. Das Schneideelement 21 ist an einer Frontplatte 35 angebracht, die an der Verlängerung 34 durch eine Mehrzahl von Schrauben 36 angebracht ist. Die Schneidfläche 18 des Schneideelements 21 ist in einem Winkel zwischen 25 bis 90° zu einer Oberfläche des Schneideelements 21 ausgebildet.
Bezugnehmend auf 2 umfasst die längliche Schneidewand 16 zwei ausgeschnittene Teile 38, die an einer Außenfläche derselben angrenzend an das geöffnete, verfahrbare Ende 15 ausgebildet sind. Die ausgeschnittenen Teile 38 sind zum Aufneh men des bedienbaren Endes einer Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, um das Schneidebauteil 14 und somit das Schneideelement 21 in Zusammenwirkung mit der Extrusionsform 13 hin und her und auf und ab zu bewegen. Die Antriebseinrichtung kann eine jegliche gut bekannte Einrichtung zum Hin- und Herbewegen des Schneidebauteils 14 sein. Die längliche Schneidewand 16 umfasst ferner einen Ausschnitt 39 zum Zulassen des Durchgangs des oberen Teils 28 des Füllrohrs 20.
Es wird festgestellt, dass die Extrusionswand 10 und das Schneidebauteil 14 mit einer röhrenartigen Form dargestellt sind; es ist jedoch einfach zu verstehen, dass sie auch in anderen zusammenwirkenden Formen gebildet werden können. Es ist lediglich für das Schneidebauteil 14 erforderlich, einen Innendurchmesser von allgemein der gleichen Größe und Form wie den Außendurchmesser und die Form der Extrusionswand 10 zu haben, um Hin- und Herbewegen des Schneidebauteils 14 in einer gleitenden Weise an der Außenseite der Extrusionswand 10 zuzulassen.
Es soll nun die Arbeitsweise der Baugruppe aus Form und Schneideinrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 2–5 beschrieben werden. 2 und 3 stellen den "schneidebereiten" Zustand dar, während 4 und 5 den Zustand "nach Schneiden" darstellen. Bezugnehmend auf die 2 und 3 wird der Brei durch das geöffnete feststehende Ende 12 des Extrusionselements 9 aus dem Druckgefäß zum Enthalten eines Nahrungsmittelbreis gepresst, während sich das Schneidebauteil 14 in der oberen Position befindet. Die Füllung wird auch durch das Füllrohr 20 aus dem Druckgefäß zum Enthalten der Füllung gepresst. Wie oben festgestellt ist, werden, wenn eine Mehrzahl von Baugruppen aus Form und Schneideinrichtung verwendet wird, der Brei und die Füllung auch durch einen ersten bzw. zweiten Verteiler geführt, um den Brei und die Füllung an die Baugruppen aus Form und Schneideinrichtung zu verteilen.
Bezugnehmend spezifisch auf 3, vereinigen sich der Brei und die Füllung in dem Extrusionsdurchgang 19 miteinander und werden durch die Extrusionsform 13 gepresst. Wenn eine vorbestimmte Länge von Extrudat durch die Extrusionsform 13 geführt wurde, wird das Schneidebauteil 14 aus der in den 2 und 3 dargestellten Position zu der in den 4 und 5 dargestellten Position bewegt, um das Extrudat auf die vorbestimmte Länge zu schneiden. Die Bewegung des Schneidebauteils treibt die Schneidfläche 18 des Schneideelements in Zusammenwirkung mit der Extrusionsform 13, um das Extrudat abzuschneiden und das Extrudat zusammenzupressen, damit sichergestellt wird, dass die Füllung innerhalb des extrudierten Nahrungsmittelprodukts bleibt, nachdem es abgeschnitten wurde.
Der obige Arbeitsgang erfolgt kontinuierlich, während das Extrudat aus der Extrusionsform 13 austritt und durch das hin und herfahrende Schneidebauteil 14 abgeschnitten wird, um Nahrungsmittelprodukte einer vorbestimmten Länge zu erzeugen.
Eine breite Vielfalt von Füllmaterialien, zum Beispiel Marmeladen, Käse, Grillsoßen, Bratensoßen, Gelatinen, etc. können in extrudierten Nahrungsmitteln in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung platziert werden. Die Füllung wird allgemein in Form einer viskosen Flüssigkeit oder einer Paste vorliegen, obwohl es auch möglich wäre, unter Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein extrudiertes Nahrungsmittel mit einem fließfähigen Pulver zu füllen. Nahrungsmittelprodukte, die extrudiert und mit den oben genannten Füllmaterialien gefüllt werden können, umfassen z. B. Fleisch, Geflügel, Meeresfrüchte, Getreidekörner, Gemüse, Früchte, Teig und feste Milchprodukte. Als besondere Beispiele kann der Brei aus Rindfleisch, Huhn, Krabben, Weizen, Mais, Reis, Kartoffeln, Äpfeln und Käse hergestellt werden.
Die Form und Größe der Extrusionsform 13 kann umfassend variiert werden, um unterschiedlich geformte und bemessene Nahrungsmittel zu liefern. Gleichermaßen können die Form, Größe, und nach Wunsch die Position der Verlängerung 24 des Füllrohrs 20 umfassend variiert werden, um verschiedene Mengen und/oder Positionen von Füllung innerhalb des extrudierten Nahrungsmittels bereitzustellen.
Das Schneidebauteil 14 ist wenigstens teilweise über und hin und her verschiebbar an der röhrenförmigen Extrusionswand angeordnet, und ist operativ an dem verfahrbaren Ende mit einer Antriebseinrichtung zum hin- und hergehenden Verschieben des Schneidebauteils über die Extrusionsform 13 und von dieser weg verbunden. Die Rate der Anzahl von Hüben pro Minute (nach unten und nach oben), bei der das Schneidebauteil arbeiten kann, kann von 80 Hüben/Minute bis 500 Hüben/Minute reichen.
Der Druck in dem Druckgefäß wird beträchtlich von Brei zu Brei und Form zu Form variieren, es werden jedoch normalerweise Drucke von 6,85 KPa–1,72 MPa (1 bis 250 psig) eingesetzt, insbesondere bei den gewöhnlichen Breitemperaturen von – 39°C [sec] bis 23,9°C (25°F bis 75°F). Wasser oder andere Dispergierflüssigkeiten, z. B. 3% bis 70%, können dem gemahlenen Nahrungsmittel hinzugefügt werden, um einen flüssigen Brei zu erzeugen. Bindemittel, Geschmacksstoffe, Konservierungsstoffe, Farbstoffe, Stabilisatoren, Antioxidationsmittel und dergleichen können dem Brei in konventionellen Mengen hinzugefügt werden. Meistens wird ein Geliermittel, z. B. ein zu verfestigendes Gummi oder Pektat, zum Beispiel Guarkernmehl und Natriumalginat, dem Brei in konventionellen Mengen von etwa 0,1% bis 25% hinzugefügt. Das Gummi oder Pektat wird durch ein Geliermittel verfestigt, z. B. eine 0,5% bis 10% Lösung von Kalziumchlorid und Natriumalginat.
Die Länge einzelner, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung extrudierter Produkte wird sowohl von der Geschwindigkeit, bei der das Schneidebauteil arbeitet, als auch der Geschwindigkeit abhängen, bei der das Produkte extrudiert wird, wobei die letztere eine Funktion der Viskosität des Produkts in dem Druckgefäß und des auf das Produkt ausgeübten Drucks ist.
Nachdem die Erfindung so beschrieben wurde, wird es offensichtlich sein, dass dieselbe auf viele Arten variiert werden kann. Solche Variationen werden nicht als ein Abweichen von dem Geist und Umfang der Erfindung betrachtet, und alle solche Modifikationen, wie sie für den Fachmann offensichtlich wären, sollen im Umfang der folgenden Patentansprüche eingeschlossen sein.

Claims

Baugruppe (1) aus Form und Schneideinrichtung für einen Extruder, die Folgendes umfasst: ein längliches ringförmiges Extrusionselement (9) mit einer Extrusionswand (10), einem ersten, offenen Ende (12) und einem zweiten Ende (11), wobei das erste, offene Ende in Fluidkommunikation an einem ersten Verteiler des Extruders angebracht werden kann; und ein Schneideelement (14) mit einem geöffneten, verfahrbaren Ende (15), einer länglichen Schneidewand (16) und einem geöffneten Schneideende (17) mit einer Schneidfläche (18) zum Abschneiden von Extrudat auf eine gewünschte Länge, wenn das Extrudat aus einer Extrusionsform (13) austritt, und ein Füllrohr (20), das an einem zweiten Verteiler des Extruders befestigt werden kann, wobei das Füllrohr (20) eine Füllrohrverlängerung (24) einschließt, die daran in einem im Wesentlichen rechten Winkel dazu ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des zweiten Endes (11) des Extrusionselements (9) geschlossen ist; an dem länglichen ringförmigen Extrusionselement (9) eine Verlängerung (22) ausgebildet ist, die sich zu einer Seite im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu demselben erstreckt; das Füllrohr (20) in das längliche ringförmige Extrusionselement (9) angrenzend an das erste, offene Ende (12) des länglichen ringförmigen Extrusionselements (9) eintritt und sich innerhalb des länglichen ringförmigen Extrusionselements (9) zu dem zweiten Ende (11) des länglichen ringförmigen Extrusionselements (9) erstreckt und innerhalb der Verlängerung (22) des länglichen ringförmigen Extrusionselements (9) angeordnet ist; die Extrusionsform (13) an der Verlängerung (22) des länglichen ringförmigen Extrusionselements (9) ausgebildet ist; und das Schneideelement (14) an der Extrusionswand (10) hin und her verschiebbar und axial mindestens teilweise über der Extrusionswand (10) angeordnet ist und operativ an dem verfahrbaren Ende (15) mit einer Antriebseinrichtung des Extruders verbunden werden kann, um die Schneidoberfläche des Schneideelements (14) über die Extrusionsform (13) und von dieser weg hin und her zu verschieben.
Baugruppe aus Form und Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Schneideelement (14) ein Gehäuse (34) enthält, das sich von einer Außenfläche der länglichen Schneidewand (16) erstreckt, wobei die Schneidoberfläche (18) an dem Gehäuse (34) in zusammenwirkendem Verhältnis mit der Extrusionsform (13) angeordnet ist.
Baugruppe aus Form und Schneideeinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Schneidoberfläche (18) an einem Schneidelement (21) ausgebildet ist, das an dem Gehäuse (34) angebracht ist, wobei die Schneidoberfläche (18) in einem Winkel zu einer Oberfläche der Extrusionsform (13) ausgebildet ist.
Baugruppe aus Form und Schneideeinrichtung nach Anspruch 3, bei der der Winkel zwischen 25 und 90° in Bezug zu der Oberfläche des Gehäuses (34) beträgt.
Baugruppe aus Form und Schneideeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Füllrohr (20) ein Eintrittsrohr enthält, das an einem Ende des Füllrohrs entgegengesetzt der Rohrverlängerung (24) ausgebildet ist, wobei das Eintrittsrohr sich quer zu einer Achse des Füllrohrs (20) erstreckt.
Baugruppe aus Form und Schneideeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Schneideelement (14) röhrenförmig ist und die längliche Schneidewand (16) einen Innendurchmesser mit allgemein dem gleichen Durchmesser wie ein Außendurchmesser der Extrusionswand (10) aufweist, wobei das Schneideelement (14) an der Extrusionswand (10) verschiebbar ist, um die Schneidoberfläche (18) in Zusammenwirkung mit der Extrusionsform (13) hin und her zu bewegen.
Baugruppe aus Form und Schneideeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Extruder zum Herstellen eines eine Füllung enthaltenden extrudierten Nahrungsmittelstücks vorgesehen ist, wobei der Extruder ein erstes Druckgefäß zum Enthalten eines Breis des Nahrungsmittels unter Druck, ein zweites Druckgefäß zum Enthalten der Füllung unter Druck, sowie Druck ausübende Mittel zum Aufrechterhalten des Drucks in den Druckgefäßen umfasst, und wobei der erste und zweite Verteiler in Fluidkommunikation mit dem ersten bzw. zweiten Druckgefäß stehen.