EP0221918B1 - Vorrichtung zum extrudieren von nahrungsmitteln - Google Patents

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EP0221918B1
EP0221918B1 EP86902406A EP86902406A EP0221918B1 EP 0221918 B1 EP0221918 B1 EP 0221918B1 EP 86902406 A EP86902406 A EP 86902406A EP 86902406 A EP86902406 A EP 86902406A EP 0221918 B1 EP0221918 B1 EP 0221918B1
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EP
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nozzle head
blades
nozzle
cutter
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EP86902406A
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Heinz Schaaf
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Schaaf Technologie GmbH
Original Assignee
Heinz Schaaf Nahrungsmittel-Extrusionstechnik
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/227Means for dividing the extruded material into briquets

Definitions

  • the invention relates to a device for extruding food, with an extruder screw for feeding the material to be extruded, with a nozzle head and with a cutting device for treating the extruded material, a cutting blade rotatably mounted on the nozzle head sweeping over the nozzle opening.
  • Extruded foods that emerge from the extruder die head as a rod with any contour are common. After exiting the die, the extrudate is cut to the desired length by means of a cutting device in order to be subsequently packaged and, for example, sold as a snack.
  • the invention is based on the object of creating an extrusion device which can be used to produce an extrudate which is cut into short pieces, at the same time allowing the extrudate to be shaped.
  • At least one other cutting blade rotatably mounted on the nozzle head only sweeps over the nozzle opening on the periphery.
  • the device designed according to the invention it is possible to cut the extrudate into small pieces, it being possible to shape the extrudate at certain points prior to cutting by scratching, so that, for example, figures formed in three dimensions can be produced. It is possible, for example, to carve an extrudate in cross-section as an animal body in the head area and in the leg area in such a way that an animal figure with four separate protruding legs and protruding ears is created after the final expansion of the product.
  • four cross-shaped cutting blades are provided, the gear wheels arranged on the axes of the cutting blades are connected to one another via toothed belts, and a second gear wheel is provided on the axis of a cutting blade, which is connected to a drive motor via a toothed belt.
  • This arrangement ensures a synchronous movement of the cutting blades, so that the extrudate emerging from the nozzle is always cut or cut at the predetermined time.
  • a rotating ring is arranged on the nozzle head and a cutting blade directed radially to the nozzle opening is fastened to the rotating ring.
  • a plurality of cutting blades can also be arranged on the rotary ring distributed over the circumference. With this arrangement it is possible, for example, to cut a rod-shaped extrudate in such a way that a helical shape with one or more passages results.
  • a bearing is preferably arranged between the rotating ring and the nozzle head, and the rotating ring is formed on the outside with a circumferential groove for receiving a drive belt.
  • two counter-rotating screw lines on the outside of a rod-shaped extrudate two counter-rotating rings with cutting blades can preferably be arranged.
  • the cutting blades can be radially and / or axially adjustable relative to the nozzle head, so that in particular the incision depth of the non-cutting blades can be controlled.
  • FIG. 1 shows a front view of a nozzle head 10 of a food extruder.
  • the nozzle head 10 has an annular nozzle 12 which is limited by the inner bore of the plate 14 and the jacket of a mandrel 16.
  • Distributed over the circumference of the outside of the nozzle head 10 are bearing arrangements 18, 20, 24 and 26 for cutting blades 36, 38, 40 and 42 attached to these bearing arrangements on axes of rotation 28, 30, 32 and 34.
  • a gear 44 is arranged on the axis 28, a gear 46 on the axis 30, a gear 48 on the axis 32 and a gear 50 on the axis 34.
  • a toothed belt 52 is guided over the toothed wheels 44, 46, 48 and 50, so that the toothed wheels and thus the axes and the cutting blades attached thereto rotate synchronously.
  • the cutting blades are driven by means of a toothed belt 54, which is arranged between a gear 56 arranged in a rotationally fixed manner on the axis 32 and a drive unit (not shown).
  • each bearing assembly 18, 20, 24 and 26 from two on the outside of the nozzle head 10 attached bearing plates 60, 62, 64, 66.
  • the axis 28 is mounted in the end shield 20 via a roller bearing 68 and in the end shield 62 via a roller bearing 70.
  • a corresponding bearing of the axes is formed in the other bearing arrangements.
  • the front end of an extruder screw 72 is indicated, with the aid of which the material to be extruded is pressed out of the die head.
  • Fig. 1 From Fig. 1 it can be seen that the cutting blade 36 is guided over the entire nozzle opening 12, so that when the cutting blade passes the opening, the extruder strand emerging is cut off.
  • the cutting blades 38, 40 and 42 are shorter, so that when the blade 38 is pivoted by 90 °, the blade 40 by 180 ° and the blade 42 by 270 ° in the clockwise direction, only the extrudate emerging from the nozzle opening is cut on the outside.
  • a desired surface shaping of the extrudate can then take place.
  • FIG. 3 shows a top view of a nozzle head 80 with an annular nozzle 82, in the center of which a mandrel 84 is arranged.
  • a rotating ring 88 is arranged via a roller bearing 90.
  • Two cutting blades 92, 94 are arranged on the front of the rotary ring 88.
  • pins 96, 98 are fastened to the rotary ring 88, on which tabs 100, 102 are provided, in which the shafts 104 and 106 of the blades 92 and 94 are clamped.
  • the blades 92 and 94 can be radially displaced in their distance from the nozzle opening 82.
  • the shafts 96 and 98 can be adjusted axially on the rotary ring 88, so that the distance between the blades 92 and 94 from the nozzle opening 82 can be adjusted.
  • the rotating ring 88 is formed on its outer circumference with a diverging, U-shaped circumferential groove 113, in which a drive belt 114 engages.
  • This drive belt 114 is guided to a drive unit, not shown, via which the rotary ring 88 is set in rotation.

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacturing And Processing Devices For Dough (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsmitteln, mit einer Extruderschnecke zur Zuführung des zu extrudierenden Materials, mit einem Düsenkopf und mit einer Schneideinrichtung zur Behandlung des extrudierten Materials, wobei eine an dem Düsenkopf drehbar gelagerte Schneidklinge die Düsenöffnung überstreicht.
  • Extrudierte Nahrungsmittel, die als Stange mit irgendeiner Kontur aus dem Düsenkopf des Extruders austreten, sind weit verbreitet. Nach dem Austritt aus der Düse wird das Extrudat in der gewünschten Länge mitels einer Schneidvorrichtung abgeschnitten, um anschließend verpackt und beispielsweise als Snack in den Handel gebracht zu werden.
  • Eine Vorrichtung zur Herstellung derartiger extrudierter und geschnittener Nahrungsmittel ist aus der US-A-4 240 779 bekannt. Dort wird ein Strang aus einem Teig extrudiert und von Messern, die an dem Düsenkopf rotieren, in Abhängigkeit von der Extrusionsgeschwindigkeit und der Rotationsgeschwindigkeit der Messer in mehr oder weniger lange Stücke geschnitten.
  • Aus der US-A-3 387 069 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher ein extrudierter Schlauch aus thermoplastischem Kunststoffmaterial durch Einritzen an der Innenfläche und an der Außenfläche mit gewindegängeartigen Mustern versehen wird.
  • Der Erfindung liegt die" Aufgabe zugrunde, eine Extrudiervorrichtung zu schaffen, mit welcher ein Extrudat herstellbar ist, das in kurze Stücke geschnitten wird, wobei gleichzeitig eine Formgestaltung des Extrudates möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine weitere an dem Düsenkopf drehbar gelagerte Schneidklinge die Düsenöffnung nur an der Peripherie überstreicht.
  • Mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung ist es möglich, das Extrudat in kleine Stücke zu schneiden, wobei vor dem Abschneiden durch Einritzen an bestimmten Stellen eine Formgestaltung des Extrudates möglich ist, so daß beispielsweise in drei Dimensionen ausgebildete Figuren hergestellt werden können. So ist es möglich, beispielsweise ein im Querschnitt als Tierkörper ausgebildetes Extrudat derart im Kopfbereich und im Beinbereich einzuritzen, daß nach dem endgültigen Expandieren des Produktes eine Tierfigur mit vier getrennten abstehenden Beinen und abstehenden Ohren geschaffen wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind vier kreuzförmig angeordnete Schneidklingen vorgesehen, die an den Achsen der Schneidklingen angeordneten Zahnräder sind über Zahnriemen miteinander verbunden und an der Achse einer Schneidklinge ist ein zweites Zahnrad vorgesehen, welches über einen Zahnriemen mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Durch diese Anordnung wird eine synchrone Bewegung der Schneidklingen gewährleistet, so daß das aus der Düse austretende Extrudat immer im vorbestimmten Zeitpunkt eingeschnitten bzw. abgeschnitten wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem Düsenkopf ein Drehring angeordnet und an dem Drehring ist eine radial zur Düsenöffnung gerichtete Schneidklinge befestigt. Dabei können auch mehrere Schneidklingen über den Umfang verteilt an dem Drehring angeordnet sein. Mit dieser Anordnung ist es beispielsweise möglich, ein stangenförmiges Extrudat derart einzuschneiden, daß sich eine schraubenförmige Gestalt mit ein oder mehreren Gängen ergibt.
  • Zwischen dem Drehring und dem Düsenkopf ist vorzugsweise ein Lager angeordnet und der Drehring ist an der Außenseite mit einer Umfangsnut zur Aufnahme eines Treibriemens ausgebildet.
  • Zur Ausbildung beispielsweise zweier gegenläufiger Schraubenlinien an der Außenseite eines stangenförmigen Extrudates können vorzugsweise zwei gegenläufige Drehringe mit Schneidklingen angeordnet sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung können die Schneidklingen radial und/oder axial einstellbar zum Düsenkopf vorgesehen sein, so daß insbesondere die Einschnittiefe der nichtdurchschneidenden Klingen gesteuert werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachstehenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt :
    • Fig. 1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Schneideinrichtung,
    • Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 11-11 von Fig.1,
    • Fig. 3 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform einer Schneideinrichtung und
    • Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV von Fig. 3.
  • Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht auf einen Düsenkopf 10 eines Nahrungsmittelextruders. Der Düsenkopf 10 weist eine ringförmige Düse 12 auf, die durch die Innenbohrung der Platte 14 und den Mantel eines Dornes 16 begrenzt wird. Über den Umfang der Außenseite der Düsenkopfes 10 verteilt sind Lageranordnungen 18, 20, 24 und 26 für an diesen Lageranordnungen an Drehachsen 28, 30, 32 und 34 befestigte Schneidklingen 36, 38, 40 und 42 angeordnet. An der Achse 28 ist ein Zahnrad 44, an der Achse 30 ein Zahnrad 46, an der Achse 32 ein Zahnrad 48 und an der Achse 34 ein Zahnrad 50 drehfest angeordnet. Über die Sahnräder 44, 46, 48 und 50 ist ein Zahnriemen 52 geführt, so daß die Zahnräder und damit die Achsen und die daran befestigten Schneidklingen synchron umlaufen. Der Antrieb der Schneidklingen erfolgt über einen Zahnriemen 54, der zwischen einem auf der Achse 32 drehfest angeordneten Zahnrad 56 und einem nicht dargestellten Antriebsaggregat angeordnet ist.
  • Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß jede Lageranordnung 18, 20, 24 und 26 aus zwei an der Außenseite des Düsenkopfes 10 befestigten Lagerschildern 60, 62, 64, 66 besteht. Die Achse 28 ist in dem Lagerschild 20 über ein Wälzlager 68 und in dem Lagerschild 62 über ein Wälzlager 70 gelagert. Eine entsprechende Lagerung der Achsen ist in den anderen Lageranordnungen ausgebildet. In Fig. 2 ist das vordere Ende einer Extruderschnecke 72 angedeutet, mit deren Hilfe das zu extrudierende Material aus dem Düsenkopf gepreßt wird.
  • Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Schneidklinge 36 über die ganze Düsenöffnung 12 geführt ist, so daß bei einem Vorbeigang dieser Schneidklinge an der Öffnung der austretende Extruderstrang abgeschnitten wird. Die Schneidklingen 38, 40 und 42 sind kürzer, so daß bei einem Verschwenken der Klinge 38 um 90°, der Klinge 40 umd 180° und der Klinge 42 um 270° in Uhrzeigerrichtung lediglich das aus der Düsenöffnung austretende Extrudat an der Außenseite angeschnitten wird. Infolge der beim Austreten des Extrudates auftretenden Expansion kann dann eine gewünschte Oberflächenformung des Extrudates erfolgen.
  • Fig. 3 zeigt eine Draufsicht aus einen Düsenkopf 80 mit einer ringförmigen Düse 82, in deren Mitte ein Dorn 84 angeordnet ist. An der Außenseite 86 des Düsenkopfes 80 ist ein Drehring 88 über ein Wälzlager 90 angeordnet. An der Vorderseite des Drehringes 88 sind zwei Schneidklingen 92, 94 angeordnet. Dazu sind an dem Drehring 88 Zapfen 96, 98 befestigt, an welchen Laschen 100, 102 vorgesehen sind, in welchen der Schaft 104 bzw. 106 der Klinge 92 bzw. 94 eingespannt sind. Nach Lösen von Schrauben 108 bzw. 110 können die Klingen 92 bzw. 94 in ihrem Abstand zu der Düsenöffnung 82 radial verschoben werden. Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, können die Schäfte 96 bzw. 98 axial an dem Drehring 88 eingestellt werden, so daß der Abstand der Klingen 92 und 94 zu der Düsenöffnung 82 einstellbar ist. Aus
  • Fig.4 ist andeutungsweise das vordere Ende einer Extruderschnecke 112 zu sehen. An dem Drehring 88 sind zwei Klingen angeordnet, jedoch wäre es möglich, mehrere Klingen vorzusehen. Ebenfalls wäre es möglich, einen zweiten Drehring an der Außenseite des Düsenkopfes anzuordnen und diesen Drehring entgegengesetzt zu dem Drehring 88 anzutreiben, so daß durch Anschneiden der Außenseite des extrudierten Stranges gegenläufige Gewindegänge ausgebildet werden können.
  • Der Drehring 88 ist an seinem Außenumfang mit einer divergierenden, U-förmigen Umfangsnut 113 ausgebildet, in welcher ein Treibriemen 114 eingreift. Dieser Treibriemen 114 ist zu einer nicht dargestellten Antriebseinheit geführt, über welche der Drehring 88 in Drehung versetzt wird.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsmitteln, mit einer Extruderschnecke (72, 112) zur Zuführung des zu extrudierenden Materials, mit einem Düsenkopf (10, 80) und mit einer Schneideinrichtung zur Behandlung des extrudierten Materials, wobei eine an dem Düsenkopf (10, 80) drehbar gelagerte Schneidklinge (36, 92) die Düsenöffnung überstreicht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere an dem Düsenkopf (10) drehbar gelagerte Schneidklinge (38, 40, 42, 94) die Düsenöffnung (12, 82) nur an der Peripherie überstreicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier kreuzförmig angeordnete Schneidklingen (36, 38, 40, 42) vorgesehen sind, daß die Zahnräder (44, 46, 48, 50) über einen Zahnriemen (52) miteinander verbunden sind und daß an der Achse (32) einer Schneidklinge (40) ein zweites, über einen Zahnriemen (54) von einem Antriebsaggregat angetriebenes Zahnrad (56) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Düsenkopf (80) ein Drehring (88) angeordnet ist und daß mehrere Schneidklingen (92, 94) über den Umfang verteilt an dem Drehring (88) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenläufige Drehringe mit Schneidklingen angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklingen (36, 38, 40, 42) radial und/oder axial einstellbar zum Düsenkopf (10) sind.
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