DE69925287T2

DE69925287T2 - Verfahren zur herstellung eines ungekochten und extrudierten teigbandes

Info

Publication number: DE69925287T2
Application number: DE69925287T
Authority: DE
Inventors: Denis Cluet; Patrick Rocher
Original assignee: Lu France SAS
Current assignee: Generale Biscuit SAS
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2019-09-04
Also published as: AR020487A1; AU5520899A; FR2783403B1; EP1115291A1; DE69925287D1; FR2783403A1; ATE295082T1; EP1115291B1; WO2000016635A1; ES2241311T3; PT1115291E; EP1115291B8

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus rohem, geknetetem und extrudiertem Teig auf der Basis von Weizenmehl, der insbesondere zur Herstellung von trockenen Keksen bzw. trockenen Biskuits und "Crackern" bestimmt ist.
Ein klassisches industrielles Verfahren zur Herstellung trockener Kekse bzw. trockener Biskuits verwendet eine Knetmaschine zum Kneten des rohen Teigs und Walzstraßen, um zunächst durch Vorwalzen (oder "pre-sheeting") ein dickes Band zu erhalten, das durch sukzessive Walzstufen in ein Band aus rohem Teig übergeführt wird.
Diese klassische Technik der Bandherstellung setzt voraus, dass der Teig im Verlauf seiner Druckverformung nicht zu sehr an den Walzen haftet.
Die Rezepturen für den zu walzenden Teig müssen demnach dieser Beschränkung des Anhaftens an Walzwerkzeugen Rechnung tragen, was eine Beschränkung für die Kreativität und die Innovation auf dem Gebiet trockener Kekse und Cracker darstellt: Zusammensetzungen, die einen zu sehr klebenden Teig ergeben, könnten mit den klassischen Walzverfahren nicht in industrieller Art in Kekse überführt werden.
Aus der Patentanmeldung PCT WO 91/14371 (PROCTER and GAMBLE) kennt man z.B. ein Verfahren, das eine Technik zur Herstellung eines Bandes aus rohem Teig darstellt, der durch Extrudieren in der Kälte erhalten wird; allerdings wird dieses Extrudieren nach einem Verkneten nach einer Ruhezeit von 1 Stunde oder mehr und getrennt davon durchgeführt.
Die Patente US 4,938,127 , US 4,949,628 , US 4,957,042 und US 4,960,043 (NABISCO) beschreiben ein Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Teigs, der wenigstens teilweise gekocht bzw. gebraten bzw. gebacken ist, und dieses Verfahren führt zwei aufeinander folgende Stufen des Mischens – Extrudierens durch.
Vor dem Mischen, das von der thermischen Behandlung begleitet ist, werden die trockenen Ingredienzien und das Öl kräftig vermischt und einer thermischen Behandlung unterzogen, dann extrudiert und das so erhaltene Extrudat wird wiederum in die zweite Stufe eingeführt, wo es mit dem Zucker und dem Wasser vermischt wird und wiederum in der Wärme bei relativ niedrigem Druck unter Bildung einzelner Teigstücke oder "Cookies", die wenigstens teilweise gebacken sind und eine bröckelige Textur ("crumb-like") haben, extrudiert wird, die dann durch Mikrowellen gebacken bzw. gekocht werden.
Bei dieser Technik hat das kräftige Vermischen, das von einer thermischen Behandlung begleitet ist, die Aufgabe, die Phasentrennung des Öls zu minimieren, die während des Extrudierens, das mit einem partiellen Backen verbunden ist, auftreten kann.
Die Patente US 4,957,041 , US 4,979,434 und US 4,984,514 (NABISCO) beschreiben ein Verfahren zur Herstellung eines extrudierten, teilweise gebackenen Teigs in einem Extruder, der eine Zone des Inkontaktbringens, eine Zone des Mischens und der thermischen Behandlung, eine Zone des schnellen Transports und eine Zone des Vermischens – Extrudierens umfasst. Wenn ein kräftiges Vermischen, das mit einer thermischen Behandlung verbunden ist, einmal durchgeführt wurde, gibt man den Kristallzucker sowie die Ergänzung an Wasser in die Transportzone und dann wird das Ganze erneut einem Mischen vor Extrudieren bzw. Extrusion unterzogen. Dieses Verfahren ähnelt demnach dem, das in den anderen vorstehend genannten NABISCO-Patenten beschrieben wurde, außer dass es eine Maschine verwendet, die "in Linie" angeordnet ist.
In allen Fällen beinhalten die von NABISCO beschriebenen Verfahren ein erstes Vermischen oder Kneten, das mit einer thermischen Behandlung verbunden ist, um das Problem der Abtrennung des Öls zu kontrollieren, danach die Zugabe des Restes des Wassers und des Kristallzuckers, um die Knusprigkeit (le croquant) des fertigen Kekses zu kontrollieren, und schließlich ein zweites Vermischen oder Kneten vor dem abschließenden Extrudieren.
Folglich erlauben die von NABISCO beschriebenen Verfahren, ein partielles Backen eines knusprigen Keks ("crumb-like") durch zwei Arbeitsgänge des Mischens in Folge zu erreichen, wovon der erste mit einer thermischen Behandlung verbunden ist und wobei auf den zweiten oder die zweiten ein Extrudieren bzw. eine Extrusion folgt, wobei die Extrusion, die auf den zweiten Mischarbeitsgang folgt, die Funktion hat, bei niedrigem Druck das gewünschte partielle Backen zu erreichen.
Die derzeit bekannten Verfahren des Mischens – Extrudierens beinhalten demnach nach der Art der vorstehend genannten Verfahren ein zumindest partielles Backens des Teigs. Dies ist bei den Patenten der Vereinigten Staaten US 5,417,992 (CORNELL RESEARCH FOUNDATION), US 4,786,514 (WERNER und PFLEIDERER), US 4,590,081 (IKEGAI TEKKO) und US 5,429,835 (WENGER) der Fall.
Aus dem US-Patent 5,487,605 (ISMAR) ist auch bekannt, die Ingredienzien derart zu vermischen, dass ihre Qualitäten beibehalten werden, allerdings impliziert dies die Abwesenheit von Druck. Dieses Verfahren ist demnach mit einem Extrudiervorgang nicht kompatibel.
Das US-Patent 5,268,187 (QUINLAN) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Teigbandes durch Backextrudieren (bzw. Kochextrudieren, "cuisson-extrusion"), wobei das Extrudierverfahren ein vorhergehendes Verkneten und ein Extrudieren mit Hilfe von drei rotierenden Walzen verwendet. Das erhaltene Band ist nicht roh.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, das geeignet ist, das klassische Verfahren des Walzens, das oben beschrieben wurde, zu ersetzen, wobei die Grundidee der Erfindung darin besteht, das Verkneten des Teigs und sein Extrudieren in Form eines rohen und dünnen Teigbandes in einer einzigen Apparatur durchzuführen.
Die Dicke des Bandes soll z.B. zwischen 0,3 mm und 3 mm, sogar 5 mm, eingestellt werden und seine Breite soll Werte derselben Größenordnung wie die Breite der gewalzten Bänder, die nach dem klassischen Verfahren erhalten werden, erreichen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung auch ein Verfahren, das es ermöglicht, direkt am Ausgang des Extruders ein Band oder mehrere Bänder, dessen/deren Dicke nach Wunsch gewählt wird, und insbesondere ein dünnes Band zu erhalten, das für die Produktion von Keksen geeignet ist, ohne dass eine spätere Stufe des Walzens benötigt wird. Dies erlaubt es, die Anlagen beträchtlich zu vereinfachen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Bänder aus rohem Teig zu erhalten, die eine Dicke aufweisen können, die z.B. zwischen 0,3 mm und 5 mm gewählt ist.
Der erhaltene Teig weist Eigenschaften auf, die es ermöglichen, ihn wie ein klassisches rohes Teigband zum Erhalt von Produkten wie trockenen Keksen, Keksen auf der Basis von Sandkuchenteig, Keksen mit geringem Fettgehalt, Crackern usw. zu verwenden.
Die Kalibrierung des Bandes wird durch Extrudieren durch eine Düse erreicht, seine Klebeeigenschaften sind demnach für die späteren Herstellungsstufen weniger beschränkt; man kann daher ein kalibriertes rohes Band mit neuer Rezeptur erhalten, insbesondere mit Rezepturen, die extrem klebrige Teige erzeugen. Die Zusammensetzung für Kuchen und Kekse, die man daraus herstellen kann, sind innovativ und weisen einen gewissen Wettbewerbsvorteil auf.
Die Scherkraft bzw. Scherung ist für jedes Modul des Knetmittels, als der Mittelwert der Geschwindigkeiten der Verformung des Teigs zwischen jedem Teil des Rotors und Stators des Knetmittels nach der folgenden Formel definiert: γi = Vi/hi worin V die lineare Geschwindigkeit ist, die durch jedes Element des Rotors entwickelt wird, (v = n·pi·D),
n = die Rotationsgeschwindigkeit in Radian/Sekunde ist,
D = der Abstand von der Rotationsachse ist,
pi = 3,14
und worin h der Abstand zwischen dem betrachteten Punkt des Rotors und dem betrachteten Punkt des Stators ist.
Die entsprechenden Punkte des Stators und Rotors werden auf der Senkrechten der Strömungslinien des Teigs genommen.
Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus rohem, geknetetem und extrudiertem Teig auf der Basis von Weizenmehl, insbesondere mit einem Ausstoß von 100 bis 3500 kg/h rohem Teig, der fähig ist, durch Backen im Ofen aufzugehen, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

– Kneten einer Mischung des rohen Teigs auf der Basis von Weizenmehl in einer Knetzone eines Mischextruders mit einer Scherung zwischen 10 s^–1 und 150 s^–1 bei einer Temperatur zwischen 10 und 45°C;
– Unter-Druck-setzen der gekneteten Mischung in einer Einspeisungszone für die Düse des Mischextruders mit einem Druck zwischen 1 und 350 bar, insbesondere zwischen 1 und 70 bar oder auch zwischen 10 und 350 bar und insbesondere zwischen 50 und 350 bar, wobei die Scherung in der Einspeisungszone der Düse zwischen 10 und 150 s^–1 und vorzugsweise zwischen 10 und 60 s^–1 liegt;
– ein Extrudieren der gekneteten und unter Druck gesetzten Mischung durch eine Düse, die durch die Einspeisungszone der Düse gespeist wird.

Das Mittel zum kontinuierlichen Kneten und zum Unter-Druck-setzen kann vorteilhafterweise ein Mischer mit zwei gleichsinnig rotierenden Schnecken, die in einer Ummantelung enthalten sind, sein, wobei das Gesamte im allgemeinen Doppelschneckenextruder genannt wird.
Beispielsweise können die Geräte ZPM von Werner & Pfleiderer oder BC von Clextral oder jedes andere ähnliche Gerät so angepasst werden, dass sie mit Schneckenmodulen ausgestattet sind, die in passender Reihenfolge angeordnet sind, um die für die Vorgänge des Mischens, Knetens, Unter-Druck-setzens unter den für die vorliegende Erfindung spezifischen Bedingungen zu gewährleisten.
Die Temperatur des Bandes aus rohem Teig liegt am Ausgang der Extrudierdüse vorzugsweise zwischen 15°C und 45°C und vorzugsweise zwischen 18°C und 30°C. Dies kann durch Kühlen der Ummantelungen und/oder der Achsen des Extruders mit einem umgewälzten Kältefluid zwischen –10°C und –5°C, um so einen maximalen Wärmeaustausch zwischen dem Teig und dem Fluid zu erhalten, erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es insbesondere, die Investitionskosten für eine Produktionslinie deutlich zu reduzieren, denn das Kneten und das Extrudieren des rohen Teigs sind kontinuierlich in derselben Vorrichtung, dem Mischextruder, mit beispielsweise einer dynamischen Dosierung der Ingredienzien durchführbar. Es erlaubt auch, Feinheiten des Bandes zu erreichen, die man durch klassisches Walzen eines rohen Bandes wegen des Klebens des Teigs an den Walzen nicht erreichen kann. Diese Feinheit des Bandes, die es erlaubt, jedes spätere Walzen zu vermeiden, ermöglicht es auch, durch Übereinanderlegen von Bändern aus rohem Teig, mehrschichtige Kekse mit Anordnung einer Füllung zwischen den Bändern, wobei diese gegebenenfalls eine Viskosität hat, die zu der der Bänder aus rohem Teig unterschiedlich ist, herzustellen.
Das Kneten weist vorteilhafterweise eine Dauer in der Größenordnung von 50 s bis 600 s und vorzugsweise in der Größenordnung von 150 s auf. Die Knetzone kann vorteilhafterweise exzentrische Nocken und/oder gegenlaufende konjugierte Schnecken umfassen.
Die Dauer der Passage des Teigs durch die Einspeisungszone der Düse liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 10 bis 120 s. Diese Einspeisungszone der Düse kann vorteilhafterweise gekoppelte Schneckenelemente des Typs mit begrenzter Scherung oder vorzugsweise auch eine Zahnradpumpe aufweisen.
Die spezifische mechanische Energie, die in dem Teig in Wärme umgewandelt wird, liegt zwischen 10 J/g und 50 J/g und insbesondere zwischen 20 und 50 J/g. Dies ermöglicht es insbesondere, die Erwärmung der behandelten Teige zu kontrollieren, indem die Wärme durch Abkühlung der Ummantelung und/oder der Schnecke derart kompensiert wird, dass die Temperatur des Teigs 45°C nicht übersteigt, was es möglich macht, dass die Backpulver, ins besondere Ammoniumbicarbonat, nicht vor Eintritt in den Backofen dissoziiert. Es wird daran erinnert, dass die spezifische mechanische Energie die Summe der mechanischen Energien ist, die der behandelten Teigmasse zugeführt werden: Knetenergie, Druckanwendung, Ladungsverlust in der Düse.
Es ist vorteilhaft vor dem Kneten folgendes vorzusehen: kontinuierliche Dosierung der verschiedenen Bestandteile des Teigs: Mehle oder Pulvergemische, Flüssigkeiten (Sirupe, geschmolzene oder plastifizierte Fettmaterialien, Wasser, Aromen), Rückführung von Abfällen und/oder einen Transport der Ingredienzien in eine Transportzone des Mischextruders, danach Einführen der Ingredienzien in den Mischextruder bis zur Mischzone mit einer Scherung, die z.B. zwischen 10 s^–1 bis 50 s^–1 und vorzugsweise zwischen 20 s^–1 und 50 s^–1 sein kann.
Die Dauer der Passage der Ingredienzien durch die Transportzone liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 10 s bis 30 s und vorzugsweise in der Größenordnung von 15 s.
Das Verfahren kann vorteilhafterweise ein Unter-Druck-setzen in einer Zone des Unter-Druck-setzens umfassen, welche sich zwischen der Knetzone und der Einspeisungszone für die Düse befindet, und zwar derart, dass der gemischte Teig in der Knetzone unter einem Druck, beispielsweise zwischen 5 bar und 70 bar, gehalten wird. Die Zone des Unter-Druck-setzens kann gegenlaufende Schnecken umfassen, die teilweise so abgeschnitten sind, dass sie eine Leckage in stromabwärtiger Richtung, d.h. zur Einspeisungszone der Düse, sicherstellen.
Das Verfahren umfasst vorzugsweise eine Kühlung der Schnecken und/oder der Ummantelungen auf eine Innentemperatur der Ummantelungen und/oder der Schnecken, die vorteilhafterweise zwischen –5°C und +5°C liegt. Dies ermöglicht es, wenigstens einen Teil der Wärme durch Scherung des Teigs abzuführen und somit Scherwerte zu verwenden, die deutlich erhöht sind, und zwar entweder indem man die Dauer insbesondere des Knetens und/oder des Extrudierens erhöht. Die Kühlung wird mit Hilfe von kaltem Wasser oder einer Kühlflüssigkeit und vorzugsweise im Gegenstrom zur Passage des Teigs durchgeführt.
Das Kühlen wird vorteilhafterweise wenigstens in der Mitte der Länge der Zone des Knetens und der Einspeisung in die Düse gewährleistet, und im Fall der Kühlung der Ummantelungen wird es vorzugsweise für jede Ummantelung getrennt durchgeführt.
Nach einer ersten Variante führt das Verfahren eine gleichzeitige Mischung aller Ingredienzien stromaufwärts der Knetzone durch.
Nach einer zweiten Variante führt das Verfahren vor dem Kneten in einer ersten Stufe ein Vormischen von pulverförmigen Ingredienzien und wenigstens einer flüssigen und/oder geschmolzenen Fettmasse, danach Zusatz von Wasser in einer zweiten Stufe, durch. Diese Variante ermöglicht es, die Rheologie des Teigs und die Textur der Endprodukte zu modifizieren.
Nach einer dritten Variante, die insbesondere für einen rohen Teig für Kekse, die einen geringen Fettgehalt haben, zweckdienlich ist, führt es vor dem Kneten in einer ersten Stufe ein Vormischen von pulverförmigen Ingredienzien mit Wasser und gegebenenfalls wenigstens einem Sirup und in einer zweiten Stufe den Zusatz wenigstens einer flüssigen und/oder geschmolzenen Fettmasse durch.
Das Verfahren kann für einen rohen Teig für Kekse bzw. Biskuits die folgende Gewichtszusammensetzung umfassen:

– 40% bis 70% Weizenmehl,
– 0% bis 20% Fettmasse,
– 0% bis 30% und vorzugsweise 14% bis 20% Zucker, in fester Form oder in Form wenigstens eines Sirups,
– 2% bis 30% zugesetztes Wasser, hierin enthalten der Wassergehalt des Sirups (der Sirupe), der/die gegebenenfalls vorliegt/vorliegen,
– wenigstens einen Bestandteil zum Aufgehen (BCA 0% bis 1% und/oder BCS mit Säure: 0% bis 2%),
– 0% bis 8% native Stärke,
– 0% bis 2% Salz,
– 0% bis 5% Mahlgut von recycelten Keksen bzw. Biskuits,
– 0% bis 1% wenigstens eines Emulgiermittels, z.B. Sojalecithin,
– 0% bis 0,5% wenigstens eines Säureregulators (Calciumhydrogenphosphat, Calciumpyrophosphat usw.),
– 0% bis 5% Milchpulver,
– 0% bis 40% andere Proteine (Eier, Pflanzenproteine, Tierproteine),
– gegebenenfalls andere Additive wie Aromastoffe, Reduktionsmittel und/oder Enzyme.

Der Bestandteil zum Aufgehen (Treibmittel) kann 0,2% bis 0,4% Ammoniumbicarbonat und/oder Natriumbicarbonat umfassen.
Die Erfindung betrifft auch einen Mischextruder, z.B. einen Extruder, der eine kontinuierliche Knetvorrichtung bildet, zur Durchführung des obigen Verfahrens, umfassend: eine Knetzone mit einer Scherung zwischen 10 s^–1 und 150 s^–1 und eine Einspeisungszone für die Düse, wobei diese einen Schlitz aufweist, dessen Weite e über die Gesamtbreite des Schlitzes regulierbar ist, um eine rechteckige Düse mit einem Druck zwischen 1 und 350 bar zu speisen, wobei die Scherung in der Einspeisungszone der Düse zwischen 10 s^–1 und 150 s^–1 und vorzugsweise zwischen 10 s^–1 und 60 s^–1 liegt.
Entsprechend den Teigarten, der gewünschten Dicke des extrudierten Bands aus Teig und seiner Laufgeschwindigkeit kann der zum Extrudieren notwendige Druck in der Düse beachtliche Werte (50 bis 350 bar) erreichen.
Das Unter-Druck-setzen zur Einspeisung in die Düse wird vorteilhafterweise mit einer Zahnradpumpe verwirklicht, welche durch die Knetzone mit einem Druck von 0,5 bis 20 bar und vorzugsweise von 2 bar gespeist wird und die den Teig gleichmäßig in die Düse der Zone zurückdrängt, was den zum Auslaufen des Teigs in der Extrudierdüse notwendigen Druck schafft. Dieser Druck kann zwischen 10 und 350 bar und insbesondere zwischen 50 und 350 liegen.
Dieser Pumpentyp ermöglicht es demnach, insbesondere die spezifische mechanische Energie des Unter-Druck-setzens des Teils zu begrenzen und demnach die Erwärmung des rohen Teigs auf ein Minimum zu beschränken. Sie erlaubt es auch, den am Ende der Knetzone erforderlichen Druck zu reduzieren und somit die Erwärmung wie auch die Scherung zu begrenzen, die stromaufwärts der Düse zum Unter-Druck-setzen des gekneteten Teigs auf den Teig angewendet wird, wobei diese in der Größenordnung von 10 bis 60 s^–1 liegen kann.
Sie erlaubt es auch, Drücke in der Größenordnung von 350 bar bei Temperaturen, die mit den Kalibrierungsanwendungen des Bandes aus rohem Biskuitteig kompatibel sind (20°C bis 45°C), auf die Extrudierdüse zu erzielen.
Die auf den Teig einwirkenden Scherungen variieren während seines Durchgangs in der Zahnradpumpe von 10 bis 60 s^–1, und zwar entsprechend den Rotationsgeschwindigkeiten der Zahnradpumpe.
Die rechteckige Düse, die eine regulierbare Durchgangshöhe e aufweist, wobei die Höhe die Abmessung ist, die im Sinn der Dicke des extrudierten Teigbandes genommen wird, wird in ihrer Mitte durch die Einspeisungszone der Düse des Extruders gespeist, welche z.B. aus einer Zahnradpumpe besteht und die vorteilhafterweise eine Druckverteilungskammer aufweist, die stromaufwärts der rechteckigen Düse zum Durchgehen des Teigs angeordnet ist und die z.B. einen feinen Schlitz mit variabler Länge aufweist, wobei diese Länge in der Mitte größer als an seinen Rändern ist, um den Extrudatstrom zu verteilen, damit ein homogenes extrudiertes Band mit konstanter Dicke erhalten wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke des rechteckigen Schlitzes mit Hilfe einer flexiblen Lippe, deren Position durch ein Stellorgan bestimmt wird. Die Regulierung kann durch Kopplung mit einem Dickemessgerät für den Teig automatisiert werden.
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung klarer werden; diese wird als nicht beschränkend in Verbindung mit der beigefügten 1, die eine bevorzugte Ausführungsform eines Mischextruders gemäß der Erfindung zeigt, mit den 2a bis 2c, die Details des Extrudierkopfs des Mischextruders von 1, im Querschnitt, geschnitten entlang AA und in Draufsicht, zeigen, gegeben wird.
Die pulverförmigen Produkte werden im allgemeinen in dynamischer Weise in einer Dosiervorrichtung, vorzugsweise in einer Massendosiervorrichtung, stromaufwärts des Mischextruders vorgemischt. Gegebenenfalls werden auch die Fettmaterialien in kontinuierlicher Art in flüssigem oder geschmolzenem Zustand miteinander vermischt.
Die dort genannten Scherungen bzw. Scherkräfte werden als Mittelwert der Scherung, die für jede Zone auf den Teig angewendet wird, berechnet (siehe weiter oben), wobei die Scherungen, die auf Leckage basieren und die Scherungen zwischen co-rotierenden Schnecken vernachlässigt werden.
Man berechnet die Scherung im Schneckenkanal als Verformung des Teigs zwischen dem Schneckenansatz und der Extruderummantelung gemäß der Formel: γ = v/h,worin v die lineare Geschwindigkeit ist, die durch den Schneckenansatz entwickelt
wird (v = n·pi·D),
n = die Rotationsgeschwindigkeit in Radian/Sekunde ist,
D = Durchmesser des Schneckenansatzes,
pi = 3,14
und worin h der Abstand zwischen dem Schneckenansatz und der Extruderummantelung ist.
Die in 1 dargestellte Mischextruder-Vorrichtung umfasst eine doppelte Hauptachse 20 mit Schneckensystemen mit Doppelschnecken, die die verschiedenen funktionellen Zonen definieren, hier mit Bezugszeichen 4 bezeichnet, d.h.:

– eine Transportzone 1, die z.B. 25% der Länge L der Doppelachse besetzt und die mit zwei gleichsinnig rotierenden gekoppelten Schnecken ausgestattet ist, die für eine Scherung in der Größenordnung von 10 s^–1 bis 100 s^–1 und vorzugsweise zwischen 20 s^–1 und 50 s^–1 sorgen. Die Transportzeit kann in der Größenordnung von 10 s bis 30 s liegen;
– eine Knetzone 2 (oder Mischzone), die z.B. 40% bis 70% der Länge L der Doppelachse besetzt und die mit exzentrischen Nocken ausgestattet ist, die für eine Scherung in der Größenordnung von 10 s^–1 bis 150 s^–1 sorgen. Die Knetzeit liegt in der Größenordnung von 60 bis 180 s. Der Zusatz von Wasser oder Fettmassen, der gegebenenfalls in einer zweiten Stufe erfolgt, wird am Ende der zweiten Zone durchgeführt;
– eine Zone 3 des Unter-Druck-setzens, die zwei gegenläufige Schnecken aufweist, die teilweise geschnitten sein können, um so einen Abfluss stromabwärts sicherzustellen. Diese Zone des Unter-Druck-setzens erlaubt es, einen ausreichenden Druck in der Knetzone aufrecht zu erhalten, um so sicherzustellen, dass diese gefüllt bleibt. Diese Zone des Unter-Druck-setzens besetzt z.B. 10% der Länge L;
– eine Zone 4 zur Speisung der Extrudierdüse 40, wobei die Zonen 3 und 4 z. B. 25% der Länge L besetzen. Sie erlaubt ein Unter-Druck-setzen zwischen 5 und 70 bar des Teils stromaufwärts der Düse 40, der durch einen Einspeisungskanal 41 gebildet wird, dank der gekoppelten Schneckenelemente mit begrenzter Scherung sicherzustellen.

Eine Zahnradpumpe 70 (2a) kann als Mittel zum Unter-Druck-setzen des Teigs in der Düse verwendet werden, wenn der zum Auslaufen des Teigs notwendige Druck in der Düse 10 bar übersteigt. Sie kann Drücke in der Größenordnung von 350 bar erreichen.
Der notwendige Druck ist eine Funktion, die mit der Viskosität des Teigs ansteigt und die für gegebene Primärmaterialien hauptsächlich von seiner Feuchtigkeit und seinem Gehalt an Fettmaterialien abhängt.
Es ist vorteilhaft, stromaufwärts zum Ausgang der Düse 40 einen Druckverteiler 31, z.B. eine Durchgangsverengung, anzuordnen, die das Aufrechthalten eines Mindestdrucks erlaubt, selbst, wenn das extrudierte Band dick ist. Außerdem ist der Druckverteiler 31 vorzugsweise so angepasst, dass er den Teigstrom über die gesamte Länge des Kanals 43 für die Einspeisung der Extrudierdüse 41 trägt, um ein rohes extrudiertes Teigband 8 mit homogener Dicke zu erhalten. Der Verteiler 31 umfasst zu diesem Zweck, wie es in 2b dargestellt ist, eine Durchgangslänge 1 (genommen im Sinn des Durchgangs des Teigs), die in der Mitte 32 größer als an den Rändern 34 der Düse ist.
Stromabwärts zum Kanal 43, der einen bezüglich des Druckverteilers 31 erweiterten Durchgangsabschnitt aufweist, umfasst die Düse 40 einen Schlitz 60, dessen Breite e über die gesamte Länge des Bandes 8 deutlich konstant ist und der mit Hilfe eines mobilen Teils 45 (2a und 2c), das mit Schrauben 50 einstellbar ist, regulierbar ist. Dieses mobile Teil kann flexibel sein, so dass die Dicke des Schlitzes 60 Zone für Zone über die Weite des Schlitzes 60 eingestellt werden kann, der Art, dass die Geschwindigkeiten und die Ausgangsdicken reguliert werden, um ein Band mit einer Dicke und einer Geschwindigkeit am Ausgang zu erhalten, die quer durch den Schlitz 60 konstant ist. Auf diese Weise erhält man nach dem Extrudieren auf dem Förderband 7 ein Band 8 mit konstanter und homogener Dicke.
Der Einspeisungskanal 41 für die Düse 40 kann gekrümmt sein (in 42), und zwar der Art, dass das rohe Teigband senkrecht aus dem vertikalen Abschnitt 44 auf der Ebene des Schlitzes 60, der in der Nähe des Förderbandes 7 herauskommt, herabfällt. Damit können Klebeprobleme des Teigs vermieden werden. In der Praxis ist der Schlitz 60 der Düse 40 in diesem Fall in einem Abstand in der Größenordnung von 2 bis 3 cm vom Förderband 7 positioniert.
Der Druckverteiler präsentiert sich vorzugsweise in Form einer Formungskammer, die einen rechteckigen Schlitz 31 begrenzt, die sich in der Achse des Schlitzes 60 befindet und deren Länge L in der Mitte 32 größer als an ihren Rändern 34 ist. Dieser Druckverteiler wird z.B. (siehe 2a) durch eine feste Überdicke 35, die einen geradlinigen Rand 36 des Schlitzes 31 begrenzt, gebildet, wobei der Rand, der dieser gegenüber liegt, durch eine andere Überdicke 30, die fest oder beweglich ist, die gegebenenfalls durch ein Reglerelement wie Schrauben 39 (2a und 2c) regulierbar ist, gegenüberliegt, was es ermöglicht, die Dicke des rechteckigen Schlitzes 31 zu modifizieren, indem seine mittlere Dicke e_m variiert wird. Diese Technologie ist per se auf dem Gebiet der Düsen für Kunststoffe bekannt.
Die Kühlung der Ummantelungen erfolgt vorzugsweise Zone für Zone (z.B. Eingang E₁ und Ausgang S₁ für die Zone 1, Eingang E₂ und Ausgang S₂ für die Zone 2 und folgende). Die Kühlung der Extruderachsen ist besonders vorteilhaft, denn sie ermöglicht es dort zu kühlen, wo die Scherung erzeugt wird, wobei der von den Schrauben bereitgestellte Schraubeffekt ausgenützt wird.
BEISPIEL 1
Dieses Beispiel entspricht der Herstellung eines Bandes aus rohem, extrudiertem Sandteig mit der folgenden Gewichtszusammensetzung:
Die in Klammern angegebenen Werte entsprechen einer allgemeinen Rezeptur, die zur Herstellung von trockenen Keksen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zweckdienlich ist.
Man führt die trockenen Ingredienzien (in Pulverform) durch einen Trichter in die Einlassöffnung der Transportzone ein. Das Öl und der Glucosesirup werden ebenfalls in der Transportzone zugeführt. Für dieses Beispiel werden das Wasser und der Glucosesirup am Ende der Knetzone zugesetzt. Die Menge an zugesetztem Wasser und das im Glucosesirup enthaltene Wasser sind ausreichend, damit das Wasser in der Beschickungszone für die Extrudierdüse die Mehlpartikel befeuchtet, damit ein Sandkeks erhalten werden kann.
Die Transportzeit beträgt etwa 15 s, die Knetzeit beträgt etwa 100 s und die Durchgangszeit durch die Einspeisungszone für die Düse ist etwa 40 s. Die Temperatur des Bandes aus rohem Teig ist am Ausgang der Düse ungefähr 25°C und seine Dicke ist 0,5 mm bis 3 mm.
BEISPIEL 2
Dieses Beispiel entspricht der Herstellung eines extrudierten Bandes aus rohem Teig für trockene Kekse mit der folgenden Gewichtszusammensetzung:
Die in Klammern angegebenen Werte entsprechen einer allgemeinen Formel, die zur Herstellung von trockenen Keksen durch das Verfahren gemäß der Erfindung zweckdienlich ist.
Man führt die Gesamtheit der Ingredienzien durch dynamische Dosierung in die Transportzone ein. Die Transportzeit beträgt etwa 15 s, die Knetzeit ist etwa 100 s und die Durchgangszeit in der Einspeisungszone für die Düse liegt in der Größenordnung von 40 s bei einem Druck von 130 bar; die Temperatur des extrudierten Bandes aus rohem Teig beträgt am Ausgang der Düse etwa 25°C und seine Dicke beträgt etwa 0,5 mm bis 1,7 mm.
Alternativ führt man in die Transportzone die Gesamtheit der Ingredienzien außer der Fettmasse oder den Fettmassen und dem Zuckersirup ein. Die Fettmasse(n) und der Zuckersirup werden am Ende des Knetens in Richtung des Ausgangs der Knetzone eingeführt.
BEISPIEL 3
Dieses Beispiel entspricht der Herstellung eines extrudierten Bands aus rohem Teig für trockene Kekse mit geringem Gehalt an Fett und mit der folgenden Gewichtszusammensetzung:
Man führt die Gesamtheit der Ingredienzien in die Transportzone oder man führt die Gesamtheit der Ingredienzien außer Öl in die Transportzone ein und man führt das Öl am Ende des Knetens in Richtung des Ausgangs der Knetzone ein.
Die Transportzeit beträgt ungefähr 100 s, die Knetzeit ist etwa 40 s und die Durchgangszeit durch die Einspeisungszone für die Düse liegt in der Größenordnung von 40 s. Der geknetete Teig wird am Ende der Einspeisungszone für die Düse beispielsweise mit einer Zahnradpumpe, Typ MAAG EX 140, mit einem Druck von 300 bar in die Zone der Düse gedrückt; die Temperatur des Bandes beträgt am Extruderausgang etwa 35°C. Die Extrudiergeschwindigkeiten (z.B. 10 bis 40 m/s) sind mit den Transportgeschwindigkeiten der gewalzten Teigbänder in herkömmlichen Geräten zur Keksherstellung kompatibel.
Nach dem Extrudieren und wie in 1 dargestellt ist wird das Band aus rohem Teig durch ein Transportband für spätere Behandlungen wie z.B. Rotationsschneiden, Backen usw., transportiert.
In 1 ist eine Rotationsschneidevorrichtung 9 dargestellt, die entsprechend der Geometrie des Endproduktes zwischen 0 und 40% Verschnitt produzieren kann.
Einer der Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine kontinuierliche Rezyklierung von Schnittabfall zu ermöglichen.
Die Schnittabfälle werden dazu am Beginn der Transportzone mittels Schwerkraft oder am Eingang der Knetzone mit Hilfe einer multilobalen Pumpe, die beispielsweise am Boden eines Siebs zur Aufnahme von Schnittabfall angeordnet ist, wieder eingeführt, wo der nominale Ausstoß über den Ausstoß der Schnittabfälle liegt, um eine gute Kompakti zu ermöglichen, ohne Erwärmung des recycelten rohen Teigs einzuführen, wobei der Ausstoß der multilobalen Pumpe in der Praxis um ein Mehrfaches über dem des Ausstoßes an Schnittabfällen liegt, z.B. 5-fach höher ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, ein isotroperes Produkt zu erhalten, das weniger Beschränkungen aufweist als ein gewalztes Produkt und auch eine bessere elastische Erholung sowie eine bessere Kalibrierung der Dicke des Produktes zeigt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus rohem, geknetetem und extrudiertem Biskuit-Teig (bzw. Teig für Kekse; pâte à biscuit) auf der Basis von Weizenmehl, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – Kneten einer Mischung des rohen Teigs auf der Basis von Weizenmehl in einer Knetzone eines Mischextruders mit einer Scherung zwischen 10 s^–1 und 150 s^–1 bei einer Temperatur zwischen 10 und 45°C; – Unter-Druck-setzen der gekneteten Mischung in einer Einspeisungszone für die Düse des Mischextruders mit einem Druck zwischen 1 und 350 bar, wobei die Scherung in der Einspeisungszone der Düse zwischen 10 und 150 s^–1 und vorzugsweise zwischen 10 und 60 s^–1 liegt; – ein Extrudieren der gekneteten und unter Druck gesetzten Mischung durch eine Düse, die durch die Einspeisungszone der Düse gespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kneten eine Dauer von 50 bis 600 s und vorzugsweise in der Größenordnung von 150 s aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Knetzone exzentrische Nocken umfasst, die gegebenenfalls durch gegenlaufende Schnecken gefüllt gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Passage des Teigs durch die Einspeisungszone der Düse in der Größenordnung von 10 bis 120 s liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisungszone der Düse gekoppelte Schneckenelemente des Typs mit begrenzter Scherung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unter-Druck-setzen durch eine Zahnradpumpe, welche durch die Knetzone gespeist wird, unter einem Druck von 0,5 bis 20 bar und vorzugsweise 2 bar erfolgt, wobei die Pumpe den Teig in die Düse befördert, um einen Ablaufdruck des Teigs in der Extrudierdüse zu erzeugen, der zwischen 10 und 350 bar und insbesondere zwischen 50 und 350 bar liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Bandes am Ende des Extrudierens zwischen 18°C und 45°C liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische mechanische Energie, die in dem Teig in Wärme umgewandelt wird, zwischen 10 J/g und 50 J/g liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es vor dem Kneten einen Transport der Ingredienzien in eine Transportzone des Mischextruders ab Einspeisung der Ingredienzien in den Mischextruder bis zur Knetzone mit einer Scherung zwischen 10 s^–1 bis 50 s^–1 und vorzugsweise zwischen 20 s^–1 und 50 s^–1 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportzone gekoppelte, entgegengesetzt rotierende Schnecken umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Passage der Ingredienzien durch die Transportzone in der Größenordnung von 10 s bis 20 s liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Unter-Druck-setzen in einer Zone des Unter-Druck-setzens umfasst, die sich zwischen der Mischzone und der Extrudierzone befindet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone des Unter-Druck-setzens gegenlaufende Schnecken aufweist, die teilweise geschnitten sind, um so einen Abfluss stromabwärts sicher zu stellen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kühlung der Ummantelungen wenigstens einer Zone und/oder der Achsen des Extruders auf eine Innentemperatur der Ummantelungen und/oder der Schnecken zwischen –15°C und +5°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kühlung von wenigstens zwei Zonen umfasst, die für jede Zone getrennt oder in Serie, insbesondere in Gegenstrom, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Mischung aller Ingredienzien stromaufwärts der Knetzone verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es vor dem Kneten in einer ersten Stufe eine Vormischung von pulverförmigen Ingredienzien und wenigstens einer flüssigen und/oder geschmolzenen Fettmasse, dann in einer zweiten Stufe Zusatz von Wasser verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Kneten in einer ersten Stufe eine Vormischung von pulverförmigen Ingredienzien mit Wasser und gegebenenfalls wenigstens einem Sirup und in einer zweiten Stufe Zusatz von Fettmasse erfolgen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für einen rohen Teig für Kekse bzw. Biskuits die folgende Gewichtszusammensetzung umfasst: – 40% bis 70% Weizenmehl, – 0% bis 20% Fettmasse, – 0% bis 25% und vorzugsweise 14% bis 20% Zucker, in fester Form oder in Form wenigstens eines Sirups, – 2% bis 30% zugefügtes Wasser, hierin enthalten der Wassergehalt des Sirups (der Sirupe), der/die gegebenenfalls vorliegt/vorliegen – wenigstens einen Bestandteil zum Aufgehen, – 0% bis 8% native Stärke, – 0% bis 2% Salz, – 0% bis 5% Mahlgut von recycelten Keksen bzw. Biskuits, – 0% bis 0,1% wenigstens eines Emulgiermittels, z.B. Sojalecithin, – 0% bis 0,5% wenigstens eines Säureregulators (Calciumhydrogenphosphat, Pyrophosphat bzw. Calciumpyrophosphat usw.), – 0% bis 5% Milchpulver – 0% bis 40% andere Proteinquellen (Eier, Pflanzenproteine, Tierproteine), – gegebenenfalls andere Additive wie Aromastoffe, Reduktionsmittel und/oder Enzyme.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil zum Aufgehen 0,2% bis 0,8% Backpulver oder auch 0,2% bis 0,4% Ammoniumbicarbonat und/oder Natriumbicarbonat umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es für einen rohen, extrudierten Mürbteig die folgende Gewichtszusammensetzung umfasst: Trockene Ingredienzien: Weizenmehl 50%–63% Zucker in fester Form 12%–33% Salz in der Größenordnung von 0,3% Natriumbicarbonat 0%–0,4% Ammoniumbicarbonat 0%–0,4% Fett 10%–20% Andere Additive, wie z.B. Aromastoffe 0%–1% Andere Ingredienzien: Zugesetztes Wasser, einschließlich des Wassergehalts des Sirups oder der Sirupe, der/die gegebenenfalls vorliegt/vorliegen, 1%–8% Glukosesirup 0%–4%.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es für ein Band aus rohem, extrudiertem Teig für trockenen Biskuit bzw. trockenen Keks die folgende Gewichtszusammensetzung umfasst: Trockene Ingredienzien: Weizenmehl 55%–70% Zucker in fester Form 17%–22% Salz in der Größenordnung von 0,3% Ammoniumbicarbonat 0,5%–1% Natriumbicarbonat 0%–0,5% Calciumhydrogenphosphat 0,3%–0,5% Vollmilchpulver 0%–4% Sojalecithin 0,1%–0,8% andere Additive wie z.B. Aromastoffe, Säureregulatoren, Enzyme, Reduktionsmittel 0%–1% Andere Ingredienzien: Zugesetztes Wasser, einschließlich des Wassergehalts des Sirups oder der Sirupe, der/die gegebenenfalls vorliegt/vorliegen 9%–20% Fettmasse (Öl) 6,5%–16% Glukosesirup 2%–5%.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es für ein Band aus rohem, extrudiertem Teig für trockene Biskuits bzw. trockene Kekse mit geringem Fettgehalt die folgende Gewichtszusammensetzung umfasst: Trockene Ingredienzien: Weizenmehl 53%–60% Weizenstärke 5%–8% Zucker in fester Form 15%–22% Salz 0,3%–0,6% Ammoniumbicarbonat 0,5%–1% Natriumbicarbonat 0,3%–0,6% Calciumhydrogenphosphat 0,3%–0,7%

Molkepulver 3%–6% andere Additive wie z.B. Aromastoffe, Säureregulatoren, Enzyme, Reduktionsmittel 0%–1% Andere Ingredienzien: Zugesetztes Wasser, einschließlich des Wassergehalts des Sirups oder der Sirupe, der/die gegebenenfalls vorliegt/vorliegen 10%–20% Fettmasse (Öl) 0%–2% Glukosesirup 0%–5% Emulgator 0,5%–1%.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: – eine Knetzone mit einer Scherung zwischen 10 s^–1 und 150 s^–1; – eine Einspeisungszone der Düse, um eine rechteckige Düse bei einem Druck zwischen 1 und 350 bar zu beschicken, wobei diese einen Schlitz (60) aufweist, dessen Weite e über die Gesamtbreite des Schlitzes regulierbar ist, wobei die Scherung in der Einspeisungszone der Düse zwischen 10 s^–1 und 150 s^–1 und vorzugsweise zwischen 10 s^–1 und 60 s^–1 liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisungszone der Düse eine Zahnradpumpe umfasst, die stromabwärts der Knetzone liegt und durch diese mit einem Druck zwischen 0,5 und 20 bar gespeist wird, die auch genau stromaufwärts der Extrudierdüse liegt, welche sie mit dem zu extrudierenden Teig bei dem zum Ablaufen des Teigs in die Düse notwendigen Druck speist, wobei der Druck zwischen 10 und 350 bar und insbesondere zwischen 50 und 350 bar liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Formungskammer umfasst, die stromaufwärts von der rechteckigen Düse angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Formungskammer einen rechteckigen Schlitz (31) umfasst, dessen Länge (L) in der Mitte (32) größer als an seinen Rändern (34) ist.