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Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung der strukturellen Eigenschaften
von Teigen durch Dehnung Zur Untersuchung der strukturellen Eigenschaften von Teigen
durch Dehnung sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Einige
Vorrichtungen setzen zur Untersuchung die Herstellung einer dünnen Teigscheibe von
etwa 3 mm Dicke voraus, die aus einem Teigstück von etwa z 8 mm Stärke durch starkes
Pressen ,erhalten wird. Durch das Pressen wird der Teig aber sehr stark beansprucht,
und da die Teige in verschiedener Weise auf eine mechanische Beanspruchung reagieren,
indem die Dehnbarkeit und der Dehnwiderstand unterschiedlich beeinfiußt werden,
ist das Meßergebnis bzw. die eigentliche Dehnungsprüfung sehr weitgehend von dem
vorausgegangenen Pressen abhängig. So können zwei Teige, welche sonst die gleichen
Eigenschaften aufweisen, aber sich gegenüber einer mechanischen Beanspruchung verschieden
verhalten, bei der Untersuchung der aus ihnen hergestellten Teigscheiben sich grundlegend
unterscheiden, so daß beispielsweise der auf eine Beanspruchung stark reagierende
Teig ein besseres Ergebnis vortäuscht, als es den tatsächlichen Verhältnissen entspricht.
In den dünnen Teigscheiben können leicht kleine schadhafte Stellen vorhanden sein,
an denen der Teig vorzeitig reißt, wenn in der Untersuchungseinrichtung unter die
Teigscheibe Luft, Wasser oder auch ein konischer Kegel getrieben werden. In diesem
Falle wird das Meßergebnis auf eine nicht zutreffende schlechte Qualität des Teiges
hindeuten. Um diese Fehler auszugleichen, müssen von jedem zu untersuchenden Teig
mindestens sechs Bestimmungen zur gleichen Zeit gemacht werden, aus denen der Mittelwert
genommen wird. Der größte Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht aber darin,
daß mit ihnen gärende Teige überhaupt nicht untersucht werden können, da die der
Untersuchung unterworfenen Teigscheiben außerordentlich dünn sind und deshalb die
Beeinflussung des Meßergebnisses durch die im Teig vorhandenen Gasblasen nicht .
zu vermeiden ist.
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Gemäß einem anderen Vorschlag wird ein mit einer Maßeinteilung versehenes
Rohr mit einem Ende an ein Vakuumgefäß angeschlossen und mit dem anderen Ende in
die zu untersuchende Substanz, z. B. Teig, getaucht. Die Geschwindigkeit, mit welcher
der Prüfstoff bei einem bestimmten Vakuum in das Rohr gesaugt wird, soll ein Maß
für die Viscosität des Stoffes sein. Auch mit dieser Vorrichtung können gärende
Teige überhaupt nicht untersucht werden, dadurch das Vakuum die Gasbläschen aus
dem Teig abgesaugt würden.
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Dasselbe gilt auch von einem anderen Verfahren, gemäß welchem über
die zu untersuchende Masse eine mit einem Rand versehene Schale gestülpt, darauf
die Schale unter Vakuum gesetzt und jetzt der Druck ermittelt wird, der erforderlich
ist, um die Masse bis zu einer bestimmten Höhe in der Schale zu heben.
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Bekannt ist auch, die zur Untersuchung bestimmte Teigprobe zunächst
zu einer Kugel zu formen und zur Beurteilung des Teiges die
durch
den E,influß eines Gewichtes hervorgerufene Formänderung auszuwerten. Da dieses
Verfahren voraussetzt, daß zur Ermittlung des Umfangs die äußere Schicht der Teig--:
probe erhärtet ist, erfordert es außerordehtlieh viel Zeit, z. B. 2:1 Stunden, und
es :ge4.; stattet nicht die Ermittlung des Dehnungs=:@ Widerstandes und der Dehnbarkeit.
Außerdem sind nach 24. Stunden die Teige so erschlafft, daß Unterschiede, die nach
der Teigbereitung noch bestanden, sich in der langen Abstehzeit ausgeglichen haben.
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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen die
Untersuchung der strukturellen Eigenschaften von Teigen mit einer Einfachheit und
Genauigkeit, wie sie mit den bekannten Einrichtungen nicht zu erreichen sind. Das
Verfahren beruht auf der Ermittlung des Widerstandes, den ein zylinderförmiger Teigstrang
der Dehnung entgegensetzt. Gemessen wird der Widerstand mittels einer Waage, und
bewirkt wird die Dehnung durch einen von einem Motor angetriebenen Haken o.dgl.
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Zur Messung des Widerstandes sind gemäß der Erfindung folgende Vorrichtungen
möglich. Bei der einen ist der Motor frei pendelnd gelagert und das Gehäuse des
Motors durch ein Hebelsystem mit einer Waage verbunden; gemäß einer anderen Ausführungsform
ist der Motor in üblicher Weise feststehend angeordnet, während der Halter, auf
welchem der zu unter suchende Teigstrang ruht, über ein Hebelsystem mit einer Waage
verbunden ist.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Einrichtungen sind in den Zeichnungen
dargestellt.
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Gemäß Abb. i ist das Gehäuse des Motors 2 frei schwingbar. Der zur
Dehnung des auf dem Teighalter q, ruhenden Teigstranges 5 bestimmte Haken i wird
von der Ankerwelle des Motors angetrieben, welche in dem Lager 3 ruht. Die Wirkungsweise
der Einrichtung beruht auf dem bekannten Dynamometerprinzip. Bekanntlich treten
in jedem Motor, wenn er an der Welle belastet wird, Kräfte auf, welche versuchen,
das Gehäuse des Motors in einer der Drehbewegung der Welle entgegengesetzten Richtung
zu drehen. Da im vorliegenden Fall das Gehäuse frei schwebt und nur die Welle des
Motors auf zwei Lagern ruht, so wird sich bei Belastungen an der Motorwelle das
Gehäuse in einer der Drehung des Hakens entgegengesetzten Richtung drehen. Die Belastungen
werden verursacht durch den Widerstand, den der Teigstrang 5 der Drehung durch den
Haken i entgegensetzt, und da das Gehäuse des Motors 2 durch das- Hebelsystem 6
mit einer Waage 8 verbunden ist, werden die dem Widerstand des Teiges entsprechenden
Schwankungen des Gehäuses von der Waage angezeigt. Zur Dämpfung der Bewegungen des
Hebelsystems 6 dient der Öldämpfer 7. Die Waage 8 ist mit einer Schreibvorrichtung
9 t-erbunden, auf welcher die Ausschläge der Waage im zeitlichen Verlauf aufgezeichnet
werden.
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In der Abb. i ist strichpunktiert eine gedehnte Teigrolle wiedergegeben,
wodurch die Wirkungsweise der Einrichtung veranschaulicht werden soll.
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Wie aus der Abb.2 zu ersehen ist, trägt der zum Durchgang des Hakens
i mit einer Aussparung io versehene Teighalter ¢ zwei Stifte i i und i i', auf welche
die Teigrolle 5 aufgespießt wird.
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In der Äbb. 5 ist die weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur
Messung der strukturellen Eigenschaften von Teigen dargestellt. Der Motor 2', der
den Haken i antreibt, ist fest angeordnet, während der Teighalter 4 mit der Waage
8 durch das Hebelsystem 6' verbunden ist. Das Hebelsystem 6' ist im Drehpunkt I8
gelagert und im Punkt 19 mit der Waage 8 verbunden. Zur Dämpfung der Schwingungen
ist der Öldämpfer 7 vorgesehen. Die Waage 8 ist gleichfalls mit einer Schreibvorrichtung
9 verbunden. Die Wirkung der Einrichtung besteht darin, daß durch den Haken i die
auf der Schale q. befindliche Teigrolle gedehnt und der Widerstand, den die Teigrolle
der Drehung des Hakens i entgegensetzt, auf der Waage angezeigt wird.
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Abb. 6 z.eigteinmittelsdererfindungsgemäßen Einrichtungen aufgenommenes
Dehnungsdiagramm. Die Höhe des Diagramms ist ein Maß für den Dehnungswiderstand,
während die Länge des Diagramms ein Maß für die Dehnbarkeit des untersuchten Teiges
darstellt. Der Punkt, in welchem die Kurve stark abfällt, gibt den Bruchpunkt des
Teiges wieder.
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Zur Herstellung des zylinderförmigen Teigstranges eignen sich beispielsweise
zwei mit verschiedener Geschwindigkeit sich bewegende Gummibänder oder eine in einem
Gehäuse drehbare Walze, wobei die Teigprobe zwischen die Gummibänder bzw. zwischen
die Walze und die Gehäusewand gelegt wird.
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Eine Ausführungsform der letzteren Einrichtung ist in Abb. 3 dargestellt.
Sie besteht im wesentlichen aus der durch einen Motor angetriebenen Walze 14, die
sich innerhalb eines Gehäuses 13 befindet. Die Teigprobe wird bei 15 eingeführt
und von der Walze 1,1 mitgenommen und durch die Pressung, die sie bei dem Wege zur
Austrittsöffnung 16 erleidet, zu einem zylinderförmigen Teigstrang ausgerollt.
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Um die Länge des zylinderförmigen Teigstranges unmittelbar vor bzw.
nach Verlassen
der Walze zu messen, sind unterhalb der Austrittsöffnung
16 in der Gehäusewand dicht nebeneinander kleine Markierzähne 17 verschiebbar
angeordnet. Die Markierzähne ragen mit einem Ende in das Gehäuse 13
hinein,
so daß beim Vorbeigleiten des Teigstranges die Zähnchen herausgedrückt werden, und
zwar um so mehr Zähnchen, je länger die Teigrolle ist, so daß unmittelbar von der
oberhalb der Zähnchen angebrachten Maßeinteilung (vgl. Abb. 4.) die Länge der Teigrolle
abgelesen werden kann.
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Ist der Teig elastisch, so wird er sofort nach Verlassen der Walze
zurückschnellen, so daß aus dem Unterschied der Länge des Teigstranges unmittelbar
vor und unmittelbar nach dem Verlassen der Walze Rückschlüsse auf die Elastizität
des Teiges möglich sind.
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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen es,
die Änderungen des Teiges, die dieser zeitlich erleidet, zu ermitteln, indem man
zunächst die betreffende Teigprobe von bestimmter -Menge, z. B. i 5o g, durch eine
Walze gibt und dann die Teigprobe nach einer bestimmten Zeit der Dehnungsprobe unterwirft.
- Nach der Dehnungsprobe wird der Teig wieder durch die Walze gegeben und abermals
nach einer bestimmten Zeit der Dehnungsprobe unterworfen. Dieser Vorgang wiederholt
sich je nach Stärke des Mehles 5 bis 6mal Besonders wichtig ist diese Untersuchung
für gärende Teige. Eine einmalige Messung kann kein klares Bild über die Qualität
eines Teiges geben, da sich die Teige im Verlauf der Gare sehr unterschiedlich verändern;
zwei Teige, welche sich bei einer Messung nach etwa 15 Minuten Abstehzeit, wie sie
bei dem Untersuchungsverfahren üblich ist, vollkommen gleichen, können sich im weiteren
Verlauf der Gare, beispielsweise nach 9o Minuten weitgehend unterscheiden.
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Bekanntlich kann man durch Ziehen, Dehnen, Rollen, Walzen usw., also
durch Arbeitsvorgänge, wie sie in der Bäckerei sowohl durch die menschliche Hand
als auch durch Arbeitsmaschinen üblich sind, einen Teig außerordentlich festigen,
d. h. übergroße Dehnbarkeit beseitigen und damit einen größeren Dehnwiderstand,
d. h. besseren Gebäckstand erzeugen. Um den Grad der Festigkeit in Beziehung zur
Stärke der mechanischen Behandlung feststellen zu können, werden mehrere Proben
desselben Teiges jeweils einmal oder mehrere Male durch die Walze gegeben und dann
der Dehnungswiderstand mittels des erfindungsgemäßen Dehnungsmessers ermittelt.
Die vorstehend geschilderten Untersuchungen lassen sich mit den bekannten Einrichtungen
nicht durchführen, weil die Teigproben vor der Durchführung eines jeden Versuches
dadurch, daß die Teigscheiben an dem Rand eingespamit werden, einer unkontrollierbaren,
unterschiedlichen mechanischen Beanspruchung unterworfen werden, so daß vergleichbare
Versuchsergebnisse unmöglich sind. Nur vergleichbare Versuchsergebnisse gestatten
aber, Rückschlüsse auf die Backfähigkeit von Mehlen zu ziehen.