DE69019975T2

DE69019975T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Nahrungsmitteln durch Koch-Koextrusion.

Info

Publication number: DE69019975T2
Application number: DE69019975T
Authority: DE
Inventors: Ernst Heck; Jean Horisberger
Original assignee: Nestle SA
Current assignee: Nestle SA
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2010-11-27
Also published as: ATE123387T1; JPH04365466A; US5198257A; CA2054971C; MY108590A; JP2500163B2; EP0487757B1; ES2074515T3; GR3017138T3; EP0487757A1; CA2054971A1; MX9102204A; DE69019975D1; DK0487757T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung van Nahrungsmittelprodukten durch Koch-Koextrusion.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Nahrungsmittelprodukten durch Koch-Koextrusion, bei der ein oder mehrere gekochte, koextrudierte Stränge anschließend geschnitten werden, um Produkte von einer bestimmten Form zu ergeben.
So kennt man beispielsweise durch die Schrift US 3.480.445 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines koextrudierten Produkts, bei dem eine äußere Hülle auf der Basis von Getreide unter Druck mit einer geringen Wasserbeigabe extrudiert wird. Bei diesem Arbeitsgang wird das Wasser verdampft und die Hülle wird gekocht, und nach Austritt dieser Hülle aus der Extrusionsdüse, wenn diese sich unter atmosphärischem Druck befindet, expandiert das gekochte Produkt radial. Gleichzeitig wird im Inneren der Getreidehülle eine beliebige Füllung, die beispielsweise aus Milchprodukten oder Obst besteht, koextrudiert.
Das erhaltene Produkt wird schließlich gekühlt und zum Schluß in Stücke geschnitten.
Man kennt ferner beispielsweise aus der Schrift EP 178 878 eine Vorrichtung zum Schneiden eines Strangs, der aus einer äußeren Hülle aus Teig und einer beliebigen inneren Füllung besteht.
Gemäß dieser Schrift wird der Strang durch ein Förderband befördert, wobei über diesem Förderband mindestens ein Messer angeordnet ist. Das Messer wird in eine Hin- und Herbewegung von oben nach unter versetzt, die mit einer Längsbewegung des zu schneidenden Produkts in der Vorschubrichtung kombiniert ist.
Diese Schrift betrifft jedoch einerseits kein gekochtes Produkt und gestattet andererseits nicht das Schneiden eines Strangs senkrecht zu seiner Achse.
Nun können die gekochten koextrudierten Produkte nicht mit durch einfache Koextrusion erhaltenen Produkten gleichgesetzt werden, die anschließend gekocht werden müssen, um ein fertiges Nahrungsmittelprodukt zu ergeben.
Die nichtgekochten Produkte sind nämlich sehr verformbar. Deshalb wird durch das Zusdammendrücken der Füllung, welche den Schneidvorgang unvermeidlicherweise begleitet, bewirkt, daß die äußere Hülle einfach gereckt wird, damit die zusainmengedrückte Füllung den erforderlichen Raum findet.
Die durch eine Koch-Koextrusion gebildeten Produkte sind dagegen gekocht und führen direkt nach dem Schneiden zur Bildung eines fertigen Produkts.
So ist der plastische Charakter des Produkts, der nach Koch- Koextrusion erhalten wird, sehr begrenzt, und ein durch ein Messer verursachtes Zusammendrücken der Füllung kann nicht vollständig durch ein Recken der Hülle ausgeglichen werden, das nur gering sein kann.
Außerdem gestattet der Stand der Technik nicht die Herstellung der Produkte mit beliebiger Form aus einem koextrudierten Strang, wobei der Querschnitt des koextrudierten Strangs außerdem eine konstante Form hat.
Ziel der Erfindung ist es deshalb, diese Probleme zu lösen.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zum Schneiden eines gekochten koextrudierten Nahrungsmittelprodukts, das durch Koch-Koextrusion einer äußeren Hülle auf der Basis von Getreide und einer beliebigen inneren Füllung hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Produkt nach der Koch-Koextrusion, und während die äußere Hülle noch thermoplastisch ist, durch Stanzen zwischen zwei zueinander parallelen, um ihre jeweilige Achse drehbaren Flächen geschnitten wird, die jeweils eine vertiefte Prägung und eine erhabene Prägung aufweisen und während des Stanzvorgangs zusammenwirken, um eine Abscherung des koextrudierten Produkts vorzunehmen.
Dank dieser Stanzung, während das Produkt noch thermoplastisch ist, ist es möglich, das gekochte koextrudierte Produkt in einer beliebigen Form auszuschneiden, wobei gleichzeitig eine vollkommene Verschweißung der Lippen der Hülle in den Zonen gewährleistet wird, in denen das von den beiden Prägungen und ihrer Kantenlinie gebildete Schneidwerkzeug die Füllung durchquert.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der hinter einer Vorrichtung zur Herstellung eines gekochten koextrudierten Produkts in einer Zone, in der die äußere Hülle des Produkts noch thermoplastisch ist, eine Stanzvorrichtung vorgesehen ist, die aus einer vertieften Prägung oder Matrize, die auf einer zylindrischen Fläche gelegen ist, und einer erhabenen Prägung oder Patrize besteht, die auf einer zylindrischen Fläche gelegen ist, wobei diese beiden zylindrischen Flächen zueinander parallel und um ihre jeweilige Achse drehbar sind und die vertiefte Prägung und die erhabene Prägung jeweils eine Hinterkante und eine Vorderkante aufweisen, wobei die Hinterkante und die Vorderkante der erhabenen Prägung jeweils ein Profil aufweisen, das dem der Hinterkante und der Vorderkante der vertieften Prägung entspricht.
Dank dieser Vorrichtung ist es möglich, in einem aus einem koextrudierten expandierten Strang bestehenden Produkt ein Produkt mit beliebiger Form auszuschneiden.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, die lediglich als nicht begrenzendes Beispiel dienen und in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 2 eine zur Achse der Schneidwalzen senkrechten Schnitt durch die Schneidwalzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 3 eine Einzelheit in einem Schnitt nach der Linie A-A von Fig. 1 in einer durch die Achsen der Schneidzylinder gelegten Ebene, in der dargestellt ist, wie eine Patrize und eine Matrize in Kontakt kommen.
Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht, die das Schneiden eines koextrudierten Produkts darstellt.
Fig. 5 eine Abwandlung der in Fig. 3 gezeigten Detailansicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß ein Strang mit auf seiner ganzen Länge konstantem Querschnitt durch Koch-Koextrusion gemäß einem bekannten Verfahren hergestellt wird, das beispielsweise in der Schrift US 3.480.445 beschrieben wird.
Anschließend wird der gebildete Strang, während die äußere Hülle des Strangs noch thermoplastisch ist, durch Stanzen zwischen zwei Formen, die jeweils eine Kantenlinie aufweisen, geschnitten.
Die thermoplastischen Eigenschaften dauern am Ausgang der Koch-Koextrusionsrichtung nur einige Sekunden. Dieser Zeitraum bestimmt in Verbindung mit der Geschwindigkeit, mit der der koextrudierte Strang von der Koch-Koextrusionsvorrichtung zur Stanzvorrichtung transportiert wird, den Standort dieser Stanzvorrichtung bezüglich der Koch-Koextrusionsvorrichtung.
Ein Beispiel einer thermoplastischen Zusammensetzung einer Hülle eines koextrudierten Wulstes kann aus einer Mischung aus Weizenmehl, Zucker und Salz beispielsweise in den folgenden Gewichtsverhältnissen bestehen:
- 89 % Mehl
- 10 % Zucker
- 1 % Salz.
Dieser Mischung wird anschließend 5 bis 20 % Wasser beigegeben.
Unter den gebräuchlichen Koch-Koextrusions-Bedingungen bei einem Druck von etwa 100 bar und einer Temperatur von etwa 150ºC hat man nämlich festgestellt, daß diese Wassergehalte einen guten Kompromiß zwischen der Ausdehnung und dem thermoplastischen Charakter darstellen.
Die Füllung, die den Kern des koextrudierten Produkts bildet, kann aus einer Mischung von 70 Gew.-% Fett, 20 Gew.-% Fasern und 10 % Zucker besteht, falls ein Produkt hergestellt werden soll, das zur Ernährung von Haustieren wie Hunden und Katzen bestimmt ist.
Gemäß diesem Verfahren wirken die beiden Kantenlinien, die auf zwei parallelen zylindrischen Flächen liegen, die um ihre jeweilige Achse drehbeweglich sind, während des Stanzvorgangs zusammen, um das koextrudierte Produkt durch Abscheren in Höhe ihrer Kontaktpunkte zu zerschneiden.
Im Rahmen der Herstellung von flachen oder linsenförmigen Produkten kann es vorteilhaft sein, zwischen dem Ausgang aus der Düse und dem Schneidvorgang eine Abflachung vorzunehmen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist und die eine Koch-Koextrusionsvorrichtung 1, wie sie beispielsweise in der Schrift US 3.480.445 beschrieben wird, und eine Vorrichtung 2 zum Zerschneiden eines durch die Koch-Koextrusionsvorrichtung hergestellten Produkts 3 umfaßt. Zwischen dieser Koch-Koextrusionsvorrichtung 1 und der Schneidvorrichtung 2 kann eine Vorrichtung zum Abflachen des Produkts 3 eingesetzt sein. Es kann ein Förderband vorgesehen sein, um das Produkt 3 von der Koch-Koextrusionsvorrichtung 1 zu der Schneidvorrichtung 2 zu leiten. Dieses Förderband 5 kann natürlich durch jedes andere geeignete Mittel, beispielsweise einen Rollenförderer, ersetzt werden.
Die wahlweise vorgesehene Vorrichtung zum Abflachen des Produkts 3 kann aus einer Walze 6 mit horizontaler Achse bestehen, die um ihre Achse in der Richtung f drehbeweglich ist und zur Vorschubrichtung des Förderbands 5 senkrecht ist. Der Abstand dieser Walze 6 vom Band 5 ist in dem Fall, in dem eine Abflachung gewünscht wird, kleiner als die Dicke des von der Koch-Koextrusionsvorrichtung 1 hergestellten Produkts 3.
Wie Fig. 1 ferner zeigt, besteht die Schneidvorrichtung 2 aus zwei übereinander angeordneten Schneidwalzen 7 und 8 mit parallelen horizontalen Achsen, die zur Vorschubrichtung des Förderbands 5 senkrecht sind und um ihre jeweilige Achse drehbeweglich sind und sich in Richtung der Pfeile F1 und F2 in entgegengesetzten Richtungen drehen, wobei das ggf. zuvor abgeflachte Produkt 3 dazu bestimmt ist, zwischen den beiden Walzen 7 und 8 in Höhe ihrer Kontaktzone abgeschnitten zu werden.
Wie Fig. 2 zeigt, besitzt die obere Walze 7, auf ihrer Außenfläche regelmäßig verteilt, vertiefte Prägungen oder Matrizen 9, die radial voneinander entfernt sind und durch eine Fläche 10 getrennt sind, die ein Zylinderabschnitt sein kann.
So ist jede Matrize 9 durch eine Kantenlinie 11 begrenzt, die von der Schnittlinie der Matrize 9 mit der Fläche 10 gebildet wird.
Jede Matrize 9 kann an ihrer vertieften Fläche eine oder mehrere Öffnungen 91 aufweisen, die durch eine nicht dargestellte Vorrichtung mit einer Druckluftquelle verbunden sind.
Die untere Walze 8 besitzt, auf ihrer Außenfläche regelmäßig verteilt, hervorstehende Patrizen 12, die radial voneinander entfernt sind und durch vertiefte Flächen 13 getrennt sind. Jede Patrize 12 besitzt eine Flanke 14, die die Fläche 13, die sie umgibt, mit einer zentralen Fläche 15 verbindet, die eben oder vertieft sein kann oder aus einem Zylinderabschnitt bestehen kann.
So besitzt jede Patrize 12 eine Kantenlinie 16, die von der Schnittlinie der Flanke 14 mit ihrer zentralen Fläche 15 gebildet wird.
Wie Fig. 3 zeigt, entspricht das Profil dieser Kantenlinie 16 dem der Kantenlinien 11 der Matrize 9, die der Patrize 12 gegenübersteht, wobei diese Patrize vorzugsweise in das Innere der Matrize leicht eintritt. Es ist jedoch auch möglich, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Kantenlinien 11 und 16 auf zwei zylindrischen Flächen mit demselben Radius gelegen sind, deren Achsen um einen Durchmesser voneinander entfernt sind, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Die beiden Walzen 7 und 8 sind so zueinander positioniert, daß sich stets eine Patrize 12 gegenüber einer Matrize 9 befindet, wobei die Kantenlinie 16 der Patrize 12 mit der Kantenlinie 11 der Matrize 9 in Kontakt ist.
Um diese genaue Stellung einander gegenüber ständig beizubehalten, können die beiden Walzen 7 und 8 durch einen einzigen Motor mit zwei Räder vorgelegen in Drehung versetzt werden, wobei jedes Vorgelege eine der beiden Walzen 7, 8 antreibt.
Wie Fig. 3 zeigt, wird dadurch, daß eine Patrize 12 und eine Matrize 9 in eine Lage gebracht werden, in der sie einander gegenüberstehen, ein Hohlraum 17 abgegrenzt. Da ferner die Patrize 12 erhaben ist und die Matrize 9 vertieft ist, grenzen die Fläche 10 der Walze 7 und die Fläche 13 und die Flanke 14 der Walze 8 einen Raum 18 ab, der nicht in derselben Ebene wie der Hohlraum 17 liegt, da dieser Raum 18 und dieser Hohlraum 17 zu beiden Seiten der Oberfläche 10 der Walze 7 liegen.
Eine geeignet Vorrichtung, deren genaue Form von der Form der Matrizen und Patrizen abhängig ist, kann unmittelbar hinter den Walzen 7 und 8 vorgesehen sein, um die durch das Schneiden des Produkts 3 erzeugten Abfälle zu einem Abfuhrkreis zu leiten.
Diese Vorrichtung kann aus einem System von Teilen bestehen, die zu der die Matrizen 9 aufweisenden Walze 7 tangential sind und in längs der Achse der Walze 7 zu beiden Seiten der Matrizen 9 angeordnet sind, und zwar hinter der Kontaktzone zwischen der Patrize 12 und der Matrize 9.
Eine Vorrichtung, die beispielsweise aus zwei seitlichen Führungen besteht, kann vor der Schneidvorrichtung 2 vorgesehen sein, um das Produkt 3 bezüglich der Patrizen 12 und der Matrizen 9 genau zu positionieren.
Nun wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
Ein expandiertes koextrudiertes Produkt 3 wird durch die Koch-Koextrusionsvorrichtung 1 hergestellt.
Dieses Produkt wird durch das Förderband 5 befördert und wird ggf. durch die Abflachungsvorrichtung abgeflacht.
Das noch thermoplastische Produkt 3 wird anschließend zur Schneidvorrichtung 2 geleitet, nachdem es durch die seitlichen Führungen positioniert wurde. Dieses Produkt 3 wird, wie Fig. 4 zeigt, zwischen einer Matrize 9 und einer Patrize 12 gestanzt.
Wenn sich das Produkt 3 in dem Hohlraum 17 befindet, werden die beiden Lippen 21 und 22, die durch das Stanzen der äußeren Hülle des Produkts 3 gebildet werden, miteinander in Kontakt gebracht und erzeugen eine Nahtlinie 23. Da die Abfälle, die sich außerhalb des Hohlraums 17 in dem Raum 18 befinden, in einer anderen Ebene als der Hohlraum 17 liegen, wird in Höhe des Kontakts der Kantenlinien 11 und 16 eine Scherwirkung erzeugt, die das Ablösen der Abfälle von dem in dem Hohlraum 17 befindlichen Produkt begünstigt. Auf diese Weise wird ein Produkt hergestellt, daß eine durchgehende äußere Hülle besitzt, die eine Füllung 24 umgibt.
Die Walzen 7 und 8 drehen sich weiter, die Patrize 12 und die Matrize 9 trennen sind, während die Keile die durch das Schneiden erzeugten Abfälle endgültig ablösen.
Das noch in der Matrize 9 eingeschlossene Endprodukt wird anschließend durch Einleitung von Luft durch die Öffnung bzw. Öffnungen 91 ausgestoßen.
Diese Ausstoßung durch Drucklufteinleitung hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Form des erhaltenen Produkts fixiert wird. Die durch diese Druckluft bewirkte Kühlung bewirkt nämlich, daß das Produkt, wenn es ausgestoßen wird, überhaupt nicht mehr thermoplastisch ist.
Gleichzeitig schließt sich eine neue Patrize 12 über einer anderen Matrize 9 auf die im vorstehenden beschriebene Weise.
Die Erfindung gestattet so das Schneiden eines durch Koch-Koextrusion erhaltenen Produkts zu beliebigen Formen, indem eine äußere Hülle aus Getreide und eine innere Füllung beibehalten werden.

Claims

1. Verfahren zum Schneiden eines gekochten koextrudierten Nahrungsmittelprodukts, das durch Koch-Koextrusion einer äußeren Hülle auf der Basis von Getreide und einer beliebigen inneren Füllung hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Produkt nach der Koch-Koextrusion, und während die äußere Hülle noch thermoplastisch ist, durch Stanzen zwischen zwei zueinander parallelen, um ihre jeweilige Achse drehbaren Flächen geschnitten wird, die jeweils eine vertiefte Prägung und eine erhabene Prägung aufweisen und während des Stanzvorgangs zusammenwirken, um eine Abscherung des koextrudierten Produkts vorzunehmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Hinterkante und die Vorderkante der beiden Prägungen während des Stanzvorgangs zusammenwirken, um eine Abscherung des koextrudierten Produkts vorzunehmen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die erhabene Prägung während des Stanzvorgangs in die vertiefte Prägung eintritt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem das Produkt abgeflacht wird, bevor es geschnitten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei welchem das in der vertieften Prägung befindliche Produkt, nachdem es geschnitten wurde, durch Einspritzung von Luft in diese ausgestoßen wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der hinter einer Vorrichtung (1) zur Herstellung eines gekochten koextrudierten Produkts (3) in einer Zone, in der die äußere Hülle des Produkts noch thermoplastisch ist, eine Stanzvorrichtung (2) vorgesehen ist, die aus einer vertieften Prägung oder Matrize (9), die auf einer zylindrischen Fläche (7) gelegen ist, und einer erhabenen Prägung oder Patrize (12) besteht, die auf einer zylindrischen Fläche (8) gelegen ist, wobei diese beiden zylindrischen Flächen (7, 8) zueinander parallel und um ihre jeweilige Achse drehbar sind und die vertiefte Prägung (9) und die erhabene Prägung jeweils eine Vorderkante und eine Hinterkante (35, 36, 37, 38)aufweisen, wobei die Hinterkante (35) und die Vorderkante (36) der erhabenen Prägung (12) jeweils ein Profil aufweisen, das dem der Hinterkante (37) und der Vorderkante (38) der vertieften Prägung (9) entspricht.

7. Vorrichtung nachAnspruch 6, bei welcher diese beiden zylindrischen Flächen (7, 8) jeweils mehr als eine der Prägungen (9, 12) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, in der eine Fläche (10), die die vertieften Prägungen (9) radial voneinander trennt, und eine Fläche (13), die die erhabenen Prägungen (12) voneinander trennt, mit einer Flanke (14) einer erhabenen Prägung (12) einen Raum (18) abgrenzen, der nicht in derselben Ebene wie der zwischen der vertieften Prägung (9) und der erhabenen Prägung (12) abgegrenzte Hohlraum (17) liegt.