DE69427350T2

DE69427350T2 - Extrusionsmatrize

Info

Publication number: DE69427350T2
Application number: DE69427350T
Authority: DE
Inventors: Ernst Heck; Marcel Mueller; Adrian Weber
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-30
Also published as: AU3066195A; EG20645A; ES2157967T3; DK0704158T3; NZ280058A; HUT72455A; CZ290820B6; JPH08182460A; US5670185A; IL115455A; HU9502759D0; GR3036414T3; FI954457A; KR960009853A; ZA958172B; FI954457A0; CA2159377C; SK281421B6; NO953839D0; PL177752B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Extrusionsmatrize und eine Extrusionsanlage, die mindestens eine solche Matrize aufweist.
Zur Herstellung von verdrillten Produkten, beispielsweise von Teigwaren im Nahrungsmittelbereich, verwendet man gemeinhin statische Spezialdüsen, in denen ein zu extrudierender gekneteter Rohteig, der eine hohe Viskosität besitzt, unter der Einwirkung eines hohen Drucks durch Kanäle mit einem komplizierten Design gepresst wird, das sich in differenzierten Druck- und Strömungsgeschwindigkeitszonen auswirkt.
Derartige statische Matrizen gestatten nicht die Herstellung von Verdrillungen von koextrudierten Produkten, insbesondere von gefüllten Teigwaren, da die Verdrehung durch die Füllung gebremst wird. Sie eignen sich auch nicht zur Herstellung von expandierten verdrillten Produkten durch Kochextrusion beispielsweise eines befeuchteten Mehls.
EP 44689 (UNILEVER PLC) beschreibt eine Matrize, die die Herstellung eines Eiskonfektartikels gestattet, der aus mehreren miteinander verdrillten Strängen besteht, wobei diese Matrize eine rotierende Trommel aufweist, in der mehrere unabhängige Kanäle vorgesehen sind, die an einem stromab gelegenen Ende der Trommel über Austrittsöffnungen ausmünden, die jeweils eine bezüglich der Drehachse der Trommel asymmetrische Form oder Stellung haben, wobei Eintrittsöffnungen der Kanäle, die auf verschiedenen Höhen in einem stromauf gelegenen Ende der Trommel vorgesehen sind, mit feststehenden Kränzen zur Versorgung mit Speiseeis verbunden sind, die die Trommel auf verschiedenen Höhen umringen. Der Aufbau einer solchen Matrize ist relativ kompliziert und ist schwer an das Extrudieren von plastifizierten Massen hoher Viskosität unter einem hohen Druck, bei hoher Temperatur und/oder mit einer hohen Drehgeschwindigkeit anzupassen.
WO 93/03909 (UNILEVER PLC) beschreibt eine Extrusionsmatrize, die gleichzeitig mindestens zwei Stränge, die jeweils aus einem eine Füllung enthaltenden Rohr bestehen, koextrudieren und miteinander verdrillen kann, wobei diese Matrize eine um einen feststehenden Körper rotierende Trommel aufweist, die mindestens zwei Sätze von zwei koaxialen, zur Achse der Matrize parallelen Kanälen besitzt, der feststehende Körper eine zentrale Kammer zur Versorgung eines inneren Kanals jedes dieser Sätze und eine ringförmige Kammer zur Versorgung eines ringförmigen äußeren Kanals aufweist, der von dem inneren Kanal jedes dieser Sätze durch ein mit der Trommel fest verbundenes Rohr getrennt ist, wobei ein einziger zentraler oder axialer Kanal in der Trommel vorgesehen sein kann und über ein Rohr versorgt werden kann, das mit diesem Körper fest verbunden ist, der in dieser zentralen Kammer koaxial angeordnet ist. Eine solche Matrize, die insbesondere ringförmige Dichtringe aufweist, die an in Drehung befindlichen Wänden von relativ empfindlichen Bauelementen wie Rohren anliegen, ist ebenfalls relativ kompliziert und ist ebenfalls schwer an die Extrusion von plastifizierten Massen hoher Viskosität unter einem hohen Druck, bei hoher Temperatur und/oder mit einer hohen Drehgeschwindigkeit anzupassen.
US 4288463 (Groff et al.) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Bretzeln, bei dem ein oder mehrere Rohteigstränge mit Hilfe einer Matrize extrudiert werden, die eine Trommel aufweist, die sich um eine Achse dreht, die bezüglich der Extrusionsöffnungen exzentrisch ist, und die verdrillten Stränge in den Ofen eingeführt werden, um gegart zu werden.
Ziel der Erfindung ist es, eine vorzugsweise unabhängige Extrusionsmatrize zu schaffen, die in einen Extruder oder eine Presse eingegliedert oder mit diesem bzw. dieser verbunden werden kann, einen einfachen und robusten Aufbau besitzt, der an das Extrudieren von plastifizierten Massen hoher Viskosität unter einem hohen Druck, bei hoher Temperatur und/oder mit einer hohen Drehgeschwindigkeit angepasst ist und die Herstellung insbesondere von verdrillten und/oder in ihrer Mitte mit einer Füllung gefüllten Artikeln mit einem oder mehreren Strängen wie beispielsweise Teigwaren oder expandierten Snackprodukten gestattet.
Zu diesem Zweck besitzt die erfindungsgemäße Extrusionsmatrize einen feststehenden massiven Körper, in dem mindestens ein Einlasskanal für eine plastifizierte Materialmasse, insbesondere eine Nahrungsmittelmasse, und eine Kammer vorgesehen sind, die eine rotierende Trommel enthält, in der mindestens ein Austrittskanal und eine rotationssymmetrische Verteilungskammer vorgesehen sind, die stromauf mit dem Einlasskanal und stromab mit dem Austrittskanal in Verbindung ist, wobei eine Außenfläche der Trommel über ein Axial- und Radialwälzlager mit einer entsprechenden Fläche der Kammer zusammenwirkt, wobei der Einlasskanal mit der Verteilungskammer über eine rotationssymmetrische Verteilungsvorkammer verbunden ist, die in dem Körper stromauf in der Verlängerung der Verteilungskammer vorgesehen ist, wobei an der Verbindungsstelle zwischen der Verteilungskammer und der Verteilungsvorkammer ringförmige, rotierende Dichtungsmittel vorgesehen sind, die einen flachen Dichtring mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt umfassen, der in einer ringförmigen Nut mit im wesentlichen entsprechendem Querschnitt vorgesehen ist, wobei eine stromauf gelegene ebene Seite der Nut in der Wand der Verteilungsvorkammer und eine stromab gelegene Seite der Nut in der Wand der Verteilungskammer vorgesehen ist, und der Dichtring eine zylindrische Außenfläche und eine konkave Innenfläche aufweist.
Die auf diese Weise ausgebildete Matrize gestattet nämlich insbesondere die Herstellung von expandierten mehrsträngigen verdrillten Teigwaren oder Snackprodukten, beispielsweise von verdrillten mehrsträngigen Spaghetti, und zwar trotz der besonders strengen Bedingungen, bei denen sie dabei zu arbeiten hat, und zwar hinsichtlich der Viskosität und/oder der Temperatur der zu extrudierenden Masse, des vom Extruder oder von der Presse übertragenen Drucks und/oder der Drehgeschwindigkeit der Trommel, wobei diese Bedingungen beispielweise mit Werten dargestellt werden können, die bis zu etwa 50 000 mPas bei der Viskosität, bis zu etwa 200ºC bei der Temperatur und bis etwa 200 bar bei dem Druck bei einem Durchsatz gehen können, der einer maximalen Extrusionsgeschwindigkeit von etwa 1 ms&supmin;¹ und einer maximalen Drehgeschwindigkeit der Trommel von etwa 300 U/min entspricht.
Die rotierenden ringförmigen Dichtungsmittel weisen einen flachen Dichtring mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt auf, der in einer ringförmigen Nut mit im wesentlichen entsprechendem Querschnitt vorgesehen ist, wobei eine stromauf gelegene ebene Seite der Nut in der Wand der Verteilungsvorkammer und eine stromab gelegene ebene Seite der Nut in der Wand der Verteilungskammer vorgesehen ist.
Der Dichtring besitzt eine zylindrische Außenfläche und eine konkave, insbesondere umgekehrte halbtorische Innenfläche; mit anderen Worten, er besitzt einen rechteckigen Querschnitt, dessen dem Mittelpunkt zugewandte kleine Seite insbesondere halbkreisförmig vertieft ist.
Vorzugsweise ist eine zylindrische Außenfläche der Nut von einem ringförmigen Anschlagswulst gebildet, der mit der Wand der Verteilungskammer fest verbunden ist, und eine zylindrische Innenfläche der Nut ist von einem ringförmigen Schutzwulst gebildet, der mit der Wand der Verteilungsvorkammer fest verbunden ist, wobei zwischen einem stromab gelegenen Ende dieses Schutzwulstes und der stromab gelegenen ebenen Seite der Nut ein ringförmiger Spalt gelassen ist. Dieser Schutzwulst soll die Reibung des Rings an der plastifizierten Masse verhindern.
Vorzugsweise sind ferner Befestigungszapfen vorgesehen, die den Ring durchqueren und mit der Wand der Verteilungskammer fest verbunden sind.
Der Ring kann aus jedem elastischen Werkstoff bestehen, der einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt. Er besteht vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, das mit einem Pulver aus rostfreiem Stahl armiert ist, das in seine Masse eingearbeitet ist.
Man hat mit Überraschung festgestellt, dass ringförmige Dichtungsmittel der oben beschriebenen Art eine besonders wirksame Lösung des Problems darstellen, das die Abdichtung der erfindungsgemäßen Matrize angesichts der besonders strengen Bedingungen hinsichtlich der Viskosität und/oder der Temperatur der zu extrudierenden Masse, des vom Extruder oder von der Presse übertragenen Drucks und/oder der Drehgeschwindigkeit der Trommel bildet, bei denen sie arbeiten muß.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Matrize, die die Herstellung von verdrillten Produkten, die mit einer Füllung gefüllt sind, und zwar insbesondere mit einer Nahrungsmittelfüllung, wie beispielsweise Hackfleisch, Tomatensauce und/oder Käse bei salzigen Produkten oder Mandeln, Nüssen, Schokolade und/oder Konfitüre bei süßen Produkten, die keine strengen Bedingungen hinsichtlich Viskosität, Druck und/oder Temperatur verlangt, Bedingungen, die beispielsweise mit Werten von einigen Hunderten mPas für die Viskosität, einige bar bis einige zehn bar für den Druck und etwa 20-60ºC für die Temperatur gekennzeichnet werden können, kann der Körper außerdem mindestens eine Einlassleitung für eine Füllung aufweisen, die mit mindestens einer Austrittsleitung verbunden ist, die die Trommel auf Höhe dieser Austrittsleitung durchquert.
Bei dieser besonderen Ausführungsform kann die jeweilige Anordnung des Einlasskanals für die Masse aus plastifiziertem Material und der Einlassleitung für die Füllung nach Kriterien der Eignung für die Verwendbarkeit gewählt werden. Wenn die Matrize dafür bestimmt ist, auf einem Wagen vertikal montiert zu werden, kann man den Kanal beispielsweise so anordnen, dass er sich in diesem Körper in Querrichtung erstreckt und seitlich in eine Verteilungsvorkammer mündet, wie sie oben beschrieben wurde, und kann man die Leitung so anordnen, dass sie sich in diesem Körper axial erstreckt und sich in die Vorkammer und die Kammer hinein in Form eines koaxialen Rohrs verlängert, das mit dem Körper fest verbunden ist.
Je nachdem, ob die Matrize zur Herstellung von verdrillten Produkten mit oder ohne Füllung bestimmt ist, kann man die Trommel mit Austrittskanälen und/oder -leitungen ausrüsten, die auf verschiedene Weisen ausgerüstet sind und Querschnitte mit verschiedenen Formen aufweisen.
Für die Herstellung von nicht gefüllten mehrsträngigen Produkten kann die Trommel mehrere Austrittskanäle aufweisen, die bezüglich ihrer Achse symmetrisch angeordnet sind, und zwar beispielsweise insbesondere drei Kanäle mit kreisförmigem Querschnitt, die an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, dessen Mittelpunkt auf der Achse liegt.
Für die Herstellung von einsträngigen verdrillten Produkten, die mit einer Füllung gefüllt sind, kann die Trommel eine axiale Austrittsleitung mit kreisförmigem Querschnitt für die Füllung aufweisen sowie einen Austrittskanal für die plastifizierte Masse, der die Austrittsleitung für die Füllung umgibt, aber einen nicht rein ringförmigen Querschnitt haben kann.
Wenn jedoch eine axiale Austrittsleitung für die Füllung einen nicht rein kreisförmigen Querschnitt, sondern einen Querschnitt mit Ecken oder Unregelmäßigkeiten haben soll, beispielsweise einen dreieckigen Querschnitt, kann man eine Austrittleitung für die Füllung vorsehen, die von einem rotierenden Rohr abgegrenzt ist, das mit der Trommel fest verbunden ist und mit der Einlassleitung für die Füllung über eine Drehverbindung verbunden ist.
Um durch Antriebsmittel wie einen Elektromotor in Drehung versetzt werden zu können, kann die Trommel beispielsweise einen stromab gelegenen Teil aufweisen, der sich außerhalb des Körpers erstreckt und ein Zahnrad besitzt, das mit diesem stromab gelegenen Teil fest verbunden ist. Ein solcher stromab gelegene Teil der Trommel kann in vorteilhafter Weise einen von außen leicht zugänglichen, abnehmbaren Einsatz aufweisen, in dem der oder die Austrittskanäle für die plastifizierte Masse und/oder der oder die Austrittsleitungen für die Füllung vorgesehen sind. Auf diese Weise kann ein Einsatz vorgesehen sein, der von außen leicht austauschbar ist und die Herstellung von verschiedenen Produkten mit verschiedenen Ausführungsformen der Matrize gestattet.
Schließlich können im Körper und/oder in der Trommel geeignete Kreise für den Umlauf eines Kühl- oder Heizfluids vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Matrize ist also als eine vorzugsweise unabhängige Matrize ausgebildet, die einem Extruder oder einer Presse eingegliedert oder mit diesem bzw. dieser verbunden werden kann. Sie ist insbesondere für die Herstellung von Produkten, insbesondere Nahrungsmittelprodukten, durch Extrusion, Kochextrusion oder Koch- und Expansionsextrusion einer Masse von plastifizierbarem Material unter der Einwirkung des Drucks und/oder der Temperatur und/oder der Scherung, die in dem Extruder oder in der Presse auf diese Masse ausgeübt wird, bestimmt.
Die erfindungsgemäße Matrize eignet sich ferner in vorteilhafter Weise zur Bildung einer Extrusionsanlage, auf die sich die Erfindung auch erstreckt und die einen Extruder oder eine Presse, der bzw. die über ein Zweigventil mit mindestens einer erfindungsgemäßen Matrize verbunden ist, Mittel zum Antrieb der Trommel der Matrize und Mittel zum Führen des verdrillten extrudierten Produkts zu einer Station zur Aufnahme dieses Produkts umfasst. Diese Matrize bzw. diese Matrizen können auf einem oder mehreren Wagen befestigt sein, die auch die Mittel zum Antrieb der Trommel der Matrize und die Führungsmittel tragen können.
Dieses Zweigventil ist ein wichtiges Bauteil der Anlage, das insbesondere dafür bestimmt ist, den Anschluss der Matrize erst nach korrektem Anfahren eines Produktionsprozesses oder die Abschaltung der Matrize ohne Abschaltung des Extruders oder der Presse zu gestatten, wenn beispielsweise die Konfiguration der Matrize bei laufender Produktion geändert werden soll.
Die Führungsmittel stellen ihrerseits den ersten Kontakt des extrudierten Produkts mit einer Fläche dar, die nicht mit der Trommel fest verbunden ist, und durch diesen Kontakt erfährt das extrudierte Produkt die Verdrehungsbewegung, die durch die Drehung der Trommel erreicht werden soll.
Die Matrize und die Anlage gemäß der Erfindung sowie die Produkte, deren Herstellung sie gestatten, werden im nachstehenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ausführlicher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Matrize im Längsschnitt,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Einzelheit der Trommel einer zweiten Ausführungsform der Matrize im Längsschnitt,
Fig. 3 und 4 zwei Querschnitte nach den Linien III-III und IV-IV von Fig. 2,
Fig. 5 eine schematische Ansicht der Trommel einer dritten Ausführungsform der Matrize im Querschnitt,
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht der Verbindung zwischen der Verteilungskammer und der Verteilungsvorkammer der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Matrize im Längsschnitt,
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Anlage mit zwei Matrizen,
Fig. 8 eine schematische Vorderansicht der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der Anlage und
Fig. 9 eine Darstellung von Teilstücken von Produktbeispielen, die mit den in den Fig. 1, 2-4 und 5 dargestellten Ausführungsformen der Matrize hergestellt werden können.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besitzt die erfindungsgemäße Matrize 1 einen feststehenden massiven Körper 2, in dem ein Einlasskanal 3 für eine Masse aus plastifiziertem Material, insbesondere Nahrungsmittelmaterial, und eine Kammer 4 vorgesehen sind, die eine rotierende Trommel 5 enthält, in der ein Austrittskanal 6 und eine rotationssymmetrische Verteilungskammer 7 vorgesehen sind, die stromauf mit dem Einlasskanal 3 und stromab mit dem Austrittskanal 6 verbunden ist, wobei eine Außenfläche 8, 9 der Trommel 5 über ein Axial- und Radialwälzlager 10, 11 mit einer entsprechenden Fläche 12, 13 der Kammer 4 zusammenwirkt.
Bei dieser Ausführungsform besitzt die Trommel 5 einen stromauf gelegenen Teil 40 und einen Mittelteil 41, die in der im Körper 2 vorgesehenen Kammer 4 enthalten sind, und einen stromab gelegenen Teil 30, der sich außerhalb des Körpers 2 erstreckt. Der stromauf gelegene Teil 40 hat einen größeren Durchmesser und bildet einen ebenen, ringförmigen Absatz 9 bezüglich des Mittelteils 41 kleineren Durchmessers, wobei dieser Absatz 9 über ein Radialwälzlager 11 mit einer ebenen ringförmigen Schulter 13 zusammenwirkt, die in der Kammer 4 vorgesehen ist. Der Mittelteil 41 besitzt eine zylindrische Außenfläche 8, die über ein Axialwälzlager 10 mit einer in der Kammer 4 vorgesehenen zylindrischen Innenfläche 12 zusammenwirkt. Mit dem stromab gelegenen Teil 30 ist ein Zahnrad 31 fest verbunden.
Der Einlasskanal 3 ist mit der Verteilungskammer 7 über eine rotationssymmetrische Verteilungsvorkammer 14 verbunden, die in dem Körper 2 in der Verlängerung der Verteilungskammer 7 stromauf von dieser vorgesehen ist, wobei an der Verbindung zwischen der Verteilungskammer 7 und der Verteilungsvorkammer 14 ringförmige rotierende Dichtungsmittel 15 vorgesehen sind.
Der Körper 2 weist ferner eine Einlassleitung 26 für eine Füllung, insbesondere eine Nahrungsmittelfüllung, auf, die mit einer die Trommel 5 durchquerenden Austrittsleitung 27 für die Füllung verbunden ist.
Der Einlasskanal 3 für plastifizierte Masse erstreckt sich in dem Körper 2 in Querrichtung und mündet seitlich in die Vorkammer 14. Die Einlassleitung 26 für die Füllung erstreckt sich in dem Körper 2 axial und ist in die Verteilungsvorkammer 14 und in die Verteilungskammer 7 hinein in Form eines koaxialen Rohrs 28 verlängert, das mit dem Körper 2 fest verbunden ist.
Die Austrittsleitung 27 für die Füllung verläuft axial und besitzt einen kreisförmigen Querschnitt. Der Austrittskanal 6 für die plastifizierte Masse umgibt die Austrittsleitung 27 und hat einen nicht rein ringförmigen Querschnitt. Der stromab gelegene Teil 30 der Trommel weist einen abnehmbaren Einsatz 32 auf, in dem dieser Austrittskanal 6 für die plastifizierte Masse und diese Austrittsleitung 27 für die Füllung vorgesehen sind.
In der Trommel 5 ist ein Kreis für den Umlauf eines Kühl- oder Heizfluids vorgesehen, der zu diesem Zweck zwischen seiner Außenfläche und der Verteilungskammer 7 eine zylindrische Aussparung 43, in seinem stromauf gelegenen Teil 40 einen Kanal 44 zur Fluidzufuhr zu der Aussparung 43 und in seinem stromab gelegenen Teil 30 eine ringförmige Fluidaustrittsöffnung 45 aufweist, wobei der Kanal 44 für die Fluidzufuhr über einen ringförmigen Anschlusskanal 47, der in der Wand der Kammer 4 vorgesehen ist, mit einem Kanal 46 für den Fluideintritt in den Körper 2 verbunden ist.
Wie man in Fig. 6 sehen kann, weisen die rotierenden ringförmigen Dichtungsmittel 15 bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Matrize einen flachen Dichtring 16 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt auf, der in einer ringförmigen Nut mit im wesentlichen entsprechendem Querschnitt angeordnet ist, wobei eine stromauf gelegene ebene Seite 17 der Nut in der Wand der Verteilungsvorkammer 14 und eine stromab gelegene ebene Seite 18 der Nut in der Wand der Verteilungskammer 7 vorgesehen ist.
Der Dichtring 16 besitzt eine zylindrische Außenfläche 19 und eine konkave, und zwar im vorliegenden Fall umgekehrte halbtorische, Innenfläche 20.
Eine zylindrische Außenfläche der Nut ist von einem ringförmigen Anschlagswulst 21 gebildet, der mit der Wand der Verteilungskammer 7 fest verbunden ist, und eine zylindrische Innenfläche der Nut ist von einem ringförmigen Schutzwulst 22 gebildet, der mit der Wand der Verteilungsvorkammer 14 fest verbunden ist, wobei zwischen einem stromab gelegenen Ende 25 dieses Schutzwulstes und der stromab gelegenen ebenen Seite 18 der Nut ein ringförmiger Spalt 24 gelassen ist.
Mit der Wand der Verteilungskammer 7 sind Befestigungszapfen 23 fest verbunden, die den Dichtring 16 durchqueren. Der Dichtring besteht aus Polytetrafluorethylen, das mit einem Pulver aus rostfreiem Stahl armiert ist, was ihm gleichzeitig einen niedrigen Reibungskoeffizienten, und zwar im vorliegenden Fall auf einer Fläche aus poliertem rostfreiem Stahl, und eine angemessene Verschleißfestigkeit verleiht.
Bei der zweiten Ausführungsform, von der die Fig. 2, 3 und 4 ein Detail der Trommel in einem Längsschnitt und in zwei Querschnitten zeigen, wobei die anderen Bauteile denen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ähnlich sind, besitzt die Matrize eine Austrittsleitung 27 für die Füllung, die durch ein mit der Trommel 5 fest verbundenes zentrales Rohr 42 abgegrenzt ist, das über eine Drehverbindung 29 mit dem koaxialen Rohr 28 verbunden ist, das die Verlängerung der Einlassleitung 26 bildet. Die Leitung 27 für die Füllung und der Austrittskanal 6 für die plastifizierte Masse besitzten jeweils einen Querschnitt, der nicht rein kreisförmig bzw. nicht rein ringförmig ist, und zwar im vorliegenden Fall dreieckige Querschnitte.
Bei der dritten Ausführungsform, von der Fig. 5 ein Detail der Trommel im Querschnitt zeigt, besitzt die Matrize weder eine Einlassleitung noch eine Austrittsleitung für die Füllung und ihre Trommel 5 weist zwei parallele Austrittskanäle 6 für plastifizierte Masse auf, die zur Achse der Trommel parallel sind und sich im gleichen Abstand von dieser befinden, wobei jeder Kanal einen kreisförmigen Querschnitt besitzt.
Bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Anlage einen Extruder 33, der über ein Zweigventil 34 mit zwei Matrizen 1 verbunden ist, Mittel 35, 36, 37 zum Antrieb der Trommel 5 der Matrizen 1, Mittel 48, 49 zum Führen des verdrillten extrudierten Produkts 50 zu einer nicht dargestellten Station zur Aufnahme dieses Produkts und einen Wagen 39, der die Matrizen 1, die Antriebsmittel 35, 36, 37 und die Führungsmittel 48, 49 trägt.
Die Antriebsmittel umfassen einen Motor 35, eine Übertragungswelle 36 und eine Antriebszahnrad 37, das die Drehbewegung auf die miteinander gekoppelten Zahnräder 31 der Trommeln 5 überträgt.
Die Führungsmittel umfassen Rollen 48 und ihre jeweiligen Halter 49.
Fig. 9 zeigt Teilstücke von drei Beispielen a), b) und c) von Produkten, die mit den drei Ausführungsformen der Matrize hergestellt werden können, die in den Fig. 1, 2-4 bzw. 5 dargestellt sind.
Fig. 9a) zeigt ein Teilstück eines einsträngigen verdrillten Produkts, das mit einer Füllung gefüllt ist. Der äußere Teil bzw. die Hülle 51 dieses Produkts hat einen im wesentlichen, jedoch nicht rein ringförmigen Querschnitt, im vorliegenden Fall einen Querschnitt mit Unebenheiten auf seinem Umfang, die auf dem Produkt ein erhabenes verdrilltes Motiv bilden. Der innere Teil bzw. die Füllung 52 dieses Produkts hat einen kreisförmigen Querschnitt.
Fig. 9b) zeigt ein Teilstück eines einsträngigen verdrillten Produkts, das mit einer Füllung gefüllt ist. Der innere Teil 52 dieses Produkts hat einen nicht rein kreisförmigen Querschnitt, im vorliegenden Fall einen dreieckigen Querschnitt, der dem dreieckigen Querschnitt des äußeren Teils 51 des Produkts entspricht.
Fig. 9c) zeigt ein Teilstück eines mehrsträngigen verdrillten Produkts ohne Füllung, das von zwei Strängen 53 mit kreisförmigem Querschnitt gebildet wird.
Im nachstehenden wird zur Veranschaulichung ein Beispiel einer Herstellung beschrieben, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Matrize durchgeführt werden kann.

Beispiel

Mit Hilfe einer Extrusionsanlage, die eine Extrusionsmatrize der in Fig. 1 dargestellten Art aufweist, die mit einem Zweischneckenextruder verbunden ist, stellt man ein einsträngiges, mit einer Füllung gefülltes Produkt gemäß Fig. 9a) her.
Zur Herstellung des äußeren Teils versorgt man den Extruder mit einer Mischung aus 80ºs Maisgrieß und 20%- Wasser. Man plastifiziert und kocht die Mischung im Extruder bei 140ºC unter 120 bar mit einer Drehgeschwindigkeit der Schnecken von 260 U/min. Man extrudiert den plastifizierten Massestrom, der eine Viskosität von 20 000 mPas besitzt, mit einer Austrittsgeschwindigkeit aus der Matrize von 1 m&supmin;¹.
Zur Herstellung des inneren Teils spritzt man in die Matrize eine Marmelade mit einer Temperatur von 45ºC und einer Viskosität von 800 mPas unter einem Druck von 16-25 bar ein.
Man erhält auf diese Weise ein einsträngiges Produkt aus expandiertem Cerealienmaterial, das mit einer Konfitürefüllung gefüllt ist und dessen zylindrische Oberfläche ein verdrilltes erhabenes Motiv aufweist.

Claims

1. Extrusionsmatrize (1) mit einem feststehenden massiven Körper (2), in dem mindestens ein Einlasskanal für eine plastifizierte Materialmasse, insbesondere eine Nahrungsmittelmasse, und eine Kammer (4) vorgesehen sind, die eine rotierende Trommel (5) enthält, in der mindestens ein Austrittskanal (6) und eine rotationssymmetrische Verteilungskammer (7) vorgesehen sind, die stromauf mit dem Einlasskanal (3) und stromab mit dem Austrittskanal (6) in Verbindung ist, wobei eine Außenfläche (8, 9) der Trommel über ein Axial- und Radialwälzlager (10, 11) mit einer entsprechenden Fläche (12, 13) der Kammer (4) zusammenwirkt, wobei der Einlasskanal (3) mit der Verteilungskammer (7) über eine rotationssymmetrische Verteilungsvorkammer (14) verbunden ist, die in dem Körper (2) stromauf in der Verlängerung der Verteilungskammer angeordnet ist, wobei an der Verbindungsstelle zwischen der Verteilungskammer und der Verteilungsvorkammer ringförmige, rotierende Dichtungsmittel (15) vorgesehen sind, die einen flachen Dichtring (16) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt umfassen, der in einer ringförmigen Nut mit im wesentlichen entsprechendem Querschnitt vorgesehen ist, wobei eine stromauf gelegene ebene Seite (17) der Nut in der Wand der Verteilungsvorkammer (14) und eine stromab gelegene ebene Seite (18) der Nut in der Wand der Verteilungskammer (7) vorgesehen ist, und der Dichtring (16) eine zylindrische Außenfläche (19) und eine konkave Innenfläche (20) aufweist.

2. Matrize nach Anspruch 1, bei der der Dichtring (16) eine umgekehrte halbtorische Innenfläche (20) aufweist.

3. Matrize nach Anspruch 1, bei der eine zylindrische Aussenfläche der Nut von einem mit der Wand der Verteilungskammer (7) fest verbundenen ringförmigen Anschlagswulst (21) gebildet ist und eine zylindrische Innenfläche der Nut von einem mit der Wand der Verteilungsvorkammer (14) fest verbundenen ringförmigen Schutzwulst (22) gebildet ist, wobei zwischen einem stromab gelegenen Ende (25) dieses Schutzwulstes und der stromab gelegenen ebenen Seite (18) der Nut ein ringförmiger Spalt (24) gelassen ist.

4. Matrize nach Anspruch 1, bei der Befestigungszapfen (23) vorgesehen sind, die den Dichtring (16) durchqueren und mit der Wand der Verteilungskammer (7) fest verbunden sind, und der Dichtring aus Polytetrafluorethylen hergestellt ist, das mit einem Pulver aus rostfreiem Stahl armiert ist.

5. Matrize nach Anspruch 1, bei der der Körper (2) außerdem mindestens eine Einlassleitung (26) für eine Füllung, insbesondere eine Nahrungsmittelfüllung, aufweist, die mit mindestens einer die Trommel (5) durchquerenden Austrittsleitung (27) für die Füllung verbunden ist.

6. Matrize nach den Ansprüche 1 und 5, bei der der Einlasskanal (3) für die plastifizierte Masse sich in dem Körper (2) in Querrichtung erstreckt und seitlich in die Vorkammer (14) mündet, wobei die Einlassleitung (26) für die Füllung sich axial in dem Körper (2) erstreckt und in die Verteilungsvorkammer (14) und die Verteilungskammer (7) hinein in Form eines koaxialen, mit dem Körper fest verbundenen Rohrs (28) verlängert ist.

7. Matrize nach Anspruch 6, bei der Austrittsleitung (27) für die Füllung axial verläuft und einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und der Austrittskanal (6) für die plastifizierte Masse den Austrittskanal (27) umgibt und einen nicht rein ringförmigen Querschnitt besitzt.

8. Matrize nach Anspruch 1, bei der die Trommel (5) mehrere Austrittskanäle (6) aufweist, die bezüglich ihrer Achse symmetrisch angeordnet sind.

9. Matrize nach Anspruch 6, bei der die Austrittsleitung (27) von einem mit der Trommel (5) fest verbundenen rotierenden Rohr (42) abgegrenzt ist, das mit dem die Einlassleitung (26) verlängernden koaxialen Rohr (28) über eine Drehverbindung (29) verbunden ist.

10. Matrize nach Anspruch 1, bei der die Trommel (5) einen stromab gelegenen Teil (30) aufweist, der sich außerhalb des Körpers (2) erstreckt und ein Zahnrad (31) aufweist, das mit diesem stromab gelegenen Teil fest verbunden ist.

11. Matrize nach Anspruch 10, bei der der stromab gelegene Teil (30) der Trommel einen abnehmbaren Einsatz (32) aufweist, in dem der bzw. die Austrittskanäle (6) für die plastifizierte Masse und/oder der bzw. die Austrittsleitungen (27) für die Füllung vorgesehen sind.

12. Extrusionsanlage, die einen Extruder oder eine Presse (33), die über ein Zweigventil (34) mit mindestens einer Matrize (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verbunden ist, Einrichtungen (35) zum Antrieb der Trommel (5) der Matrize und Mittel (37) zum Führen des verdrillten extrudierten Produkts zu einer Station zur Aufnahme dieses Produkts umfasst.

13. Anlage nach Anspruch 12, die mindestens einen Wagen (39) aufweist, der mindestens eine Matrize (1), die Mittel (35) zum Antrieb der Trommel (5) und die Führungsmittel (37) trägt.