EP4090168A1 - Method of producing edible, structured/textured products from one or more, preferably biological, materials or from mixtures of such materials, apparatus for carrying out said method and open- or closed-loop control system for such an apparatus, products produced according to the method of the invention and use of such products - Google Patents

Method of producing edible, structured/textured products from one or more, preferably biological, materials or from mixtures of such materials, apparatus for carrying out said method and open- or closed-loop control system for such an apparatus, products produced according to the method of the invention and use of such products

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EP4090168A1
EP4090168A1 EP20731546.6A EP20731546A EP4090168A1 EP 4090168 A1 EP4090168 A1 EP 4090168A1 EP 20731546 A EP20731546 A EP 20731546A EP 4090168 A1 EP4090168 A1 EP 4090168A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
product
strands
strand
masses
extrusion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20731546.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph DENKEL
Tobias Kistler
Markus VAIHINGER
Florian FORMICA
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Berner Fachhochschule Hochschule Fuer Agrar Forst und Lebensmittel Wissenschaften Abteilung Food Science & Management
Original Assignee
Berner Fachhochschule Hochschule Fuer Agrar Forst und Lebensmittel Wissenschaften Abteilung Food Science & Management
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Filing date
Publication date
Application filed by Berner Fachhochschule Hochschule Fuer Agrar Forst und Lebensmittel Wissenschaften Abteilung Food Science & Management filed Critical Berner Fachhochschule Hochschule Fuer Agrar Forst und Lebensmittel Wissenschaften Abteilung Food Science & Management
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
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    • A23V2200/00Function of food ingredients
    • A23V2200/12Replacer
    • A23V2200/13Protein replacer

Definitions

  • the invention relates to a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
  • the invention also relates to a control or regulation system for such a device as well as products manufactured according to the method according to the invention and the use of such products.
  • a control or regulation system for such a device as well as products manufactured according to the method according to the invention and the use of such products.
  • HMHT high moisture high temperature
  • extrusion cooking processes in which the homogeneous masses used with a relatively high protein concentration are melted in extrusion devices and at high temperatures
  • HMHT high moisture high temperature
  • extrusion cooking can then be cooled in a defined manner.
  • high shear forces are induced (“cooling nozzle”) in order to create a fibrous structure in the conveying direction.
  • the extrudates can then be shredded again, mixed with other substances and reassembled into finished products, for example a burger patty.
  • Impossible Foods (Impossible Foods Inc., 400 Saginaw Drive, Redwood City, CA 94063, United States), in which the extrudate is mixed with fat and other taste-modifying substances in order to simulate a minced meat substitute.
  • the structuring of meat alternatives has been carried out by several companies (for example by the companies Nova Meat (34 Carrer De Gomis, Barcelona, Catalunya, Spain) and Redefine Meat (Pinhas Sapir 7 Ness Ziona, 7414002 Israel) by means of directed application and arrangement as from the 3D Pressure (fused deposition modeling) is proposed, with the aim of applying protein isolate masses by extrusion of thin strands in fibrillar structures in order to obtain a meat-like texture in a separate, upstream step and usually contains some texture-modifying ingredients.
  • the products produced are usually also solidified / hardened in additional steps.
  • Lipton et. al. (2015) describes in a review, among other things, a technique in which the strands, consisting of comminuted, pasty masses, randomly spread around a central direction of movement of the nozzle, creating porous, foam-like structures (also: US 20120241993A1). Mention is made of the possibility of changing textures through the arrangement of the strands, the choice of the degree of porosity and improved frying properties due to a large material surface.
  • the invention is based on the object of creating a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances.
  • the invention is based on the object of providing a suitable device for carrying out the method according to the invention.
  • the invention is also based on the object of creating a control or regulation for such a device.
  • the invention is based on the object of proposing products which have been produced by the process according to the invention.
  • the invention is based on the object of specifying a suitable use for such products according to the invention.
  • Claim 1 describes a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances, the substances or mixtures thereof being sequentially and / or parallel and / or at an angle to one another arranged, motor-driven extruder devices and / or other conveying devices such as pumps or the like are conveyed and the conveyed substances or mixtures thereof are conveyed in at least one of the devices by mixing and / or by shearing and / or by the heating resulting from shearing in the extruder device in question and / or by supplying heat from the outside to the respective extruder device (s) with regard to theological and / or mechanical and / or material properties Shafts is / are changed and the resulting or changed mass (s) and possibly the further mass (s) from further conveying devices via one or more extrusion heads in the form of strands on at least one support designed as a transport device, three-dimensionally targeted and / or chaotically arranged with respect to one another will
  • the object on which the proposed method according to the invention is based is achieved according to claim 2 by a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances, the substances or mixtures thereof being successively replaced by one or more and / or parallel and / or at an angle to one another, each motor-driven extruder devices and / or other conveying devices such as pumps or the like are conveyed and the conveyed substances or mixtures thereof are conveyed in at least one of the devices by mixing and / or by shearing and / or is / are changed in terms of theological and / or mechanical and / or material properties due to the heating that occurs during shearing in the relevant extruder device and / or by the supply of heat from the outside to the respective extruder device (s) and is thus created ene or changed mass (s) and, if applicable, the further mass (s) from further funding Devices via one or more extrusion heads in the form of strands on at least one support designed
  • a great advantage of this process is the combination of mass preparation by mixing, tempering, shearing and thereby setting and / or changing permanent material properties and immediately following, largely free 3D arrangement and thus formation of a structure through the targeted arrangement of unfilled compartments, channels, pores and similar in a process.
  • the advantages of a classic HMHT extrusion are combined with those of the 3D printing / arrangement process.
  • a number of different masses can often be combined with one another, with the feed being carried out either via extruder devices or by further conveying devices.
  • the combination of HMHT extrusion and the arrangement of pasty masses with a given flow limit or solidifying masses allows an enormous range of textures and general sensory perceptions.
  • the masses are prepared in an upstream process and then usually only melted or tempered before they are extruded.
  • pasty masses are usually discharged and arranged, which are often compulsorily solidified in a further step must, for example by boiling or deep-frying or by other solidifying methods such as enzymatic gelation or thermo-reversible solidification.
  • the process presented here through the change in the molecular structure of the masses in the extruder device in the HMHT process with a suitable mass composition (mostly high protein content in the dry mass), already provides sensory-relevant strand structures with high strength and firmness that are no longer necessary in another Step must be solidified by dehydrating methods. This means that binders such as methyl cellulose are no longer absolutely necessary; in extreme cases, a protein concentrate / isolate and water are sufficient as ingredients of a mass.
  • masses with different properties can be combined, for example by processing the masses in separate processes and subsequent merging before application or separate application, in combination with spatially resolved, targeted arrangement which, for example, allows a wide range of possible textures through the interaction of different masses in terms of strength and texture.
  • product compositions are possible that go well beyond existing limits, for example in the production of meat analogues by HMHT extrusion, for example by further increasing the starch content in the product.
  • the products of the proposed method are compared to the prior art significantly less dependent on making compromises with regard to extrusion conditions, as these can be optimized separately for several masses with different properties compared to a mass that contains all the ingredients of the product.
  • the present method also advantageously allows masses to be arranged next to one another which have different rheological and solidification properties.
  • strands with a lower melting temperature can be conveyed using a temperature-controlled pump, a piston or other conveying devices with a comparable effect and act as a binding mass between strands with a higher melting temperature, which advantageously expands the range of possible textures.
  • process temperatures of over 100 ° C can be used when mixing and / or shearing the masses to be applied, for example for the essential, and preferably largely irreversible, modification of the rheological and / or strength and / or mechanical properties of the substances / mixtures of these at consumption temperatures, immediately before the masses are arranged, in particular for masses which are either to be applied at over 100 ° C or which cannot be melted at temperatures below 100 ° C.
  • the rheological properties can be reversible through temperature control, for example the flow properties of the mass / s as a function of temperature, are changed so that a mass / masses with significantly changed viscosity and / or texture and / or mechanical properties can be applied and arranged.
  • a change in the rheological properties can preferably also result from the fact that existing arrangements of polymers are dissolved by melting and / or shearing, for example in the case of proteins at over 100 [° C.], and then the polymers form a newly structured network with permanent when they cool develop stable new rheological and / or mechanical properties (comparable to the physical / chemical changes in the HMHT process), in the case of proteins, for example, with significantly higher strength properties and / or significantly changed elastic properties and / or a different destructuring behavior in the mouth when chewing.
  • the conditions in the extruder device can also be selected in such a way that, through a combination of temperature control, shear and material parameters, such as the pH value, molecules of the same or different types are crosslinked or broken up in order to achieve the rheological properties and / or material properties to change permanently or sustainably.
  • food 3D printing is based on only applying masses, but not producing them or modifying them theologically, for example through temperature and / or shear.
  • strands are also arranged directly to form a product, and different areas with different functionalities can be created in the overall product, for example areas that tend to trigger a feeling of rind in the mouth (for example due to extremely fatty compounds). It is also conceivable to arrange bone structures directly in order to give the product the appearance of a Kottelet, for example. Other areas can, for example, have structures that are more pronounced of connective tissue.
  • expansion flows in the effective direction of gravity are also used to reduce strands with regard to equivalent diameter below the equivalent diameter of the extrusion nozzle.
  • strands with comparable material properties can be produced with smaller diameters than would be possible via direct molding in the extrusion head, for example because the pressure loss would be too high.
  • Smaller strand diameters lead to higher product resolutions, so that, for example, the structures / textures of the products can be produced even more similar to that of cooked meat.
  • the strands can be periodically divided up immediately at the exit of the strand, so that no continuous strand meets the strands that have already been arranged, but rather pieces of strand.
  • extruder devices for conveying masses for example pumps or pneumatically operated pistons or any other conveying devices can be used, for example if further masses do not have to be subjected to the process conditions of the HTHM process.
  • This can be, for example, pasty masses that have a flow limit and are thus sufficiently dimensionally stable, such as okara with a dry mass of, for example, 24 percent by mass or a gel-like starch dispersion. If several extruders or extruder devices are spoken of, this also explicitly refers to the pumps and other conveying devices mentioned above.
  • Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a twin-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 34% is created.
  • the temperature of the extruder device is 130 ° C. at the outlet and cooling takes place to 100 ° C. in the temperature control device of the extrusion head.
  • the strands are arranged parallel to each other in each layer, with the strand direction rotated by 90 ° with each layer and the extrusion nozzle diameter is 3 mm.
  • protein concentrate pea protein isolate with a dry matter (DM) of 12% (w / w)
  • Protein concentrate made from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a twin-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared in such a way that a homogeneous mass with a dry matter of 35% (w / w) arises, at a pH of 6.5.
  • the temperature in the extruder device at the outlet is 130 ° C. and the mass is cooled to 100 ° C. in the temperature control device of the extrusion head.
  • the strands are arranged parallel to one another in each layer, the strand direction being rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the product volume is unfilled, with the pores, cavities and channels being evenly distributed between the strands.
  • the strand arrangement is wetted with a spore suspension concentrate and then subjected to fermentation with Rhizopus oligosporus for 48 hours, so that a burger patty-like textured product is created.
  • Okara with a mean particle diameter of 0.7 mm and a TM of
  • the strands are arranged parallel to one another in each layer, with the strand direction being rotated by 90 ° with each layer, the distance between the extrusion nozzle (s) and the surface of the strands already arranged is on average 3 cm, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the Product volume is unfilled, the pores, cavities, channels are evenly distributed between the strands.
  • the strand arrangement is wetted with a spore suspension of Rhizopus oligosporus and fermented for 48 hours, so that a burger patty / textured product is created.
  • Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 30% (w / w) arises at a pH of 5.0 and an outlet temperature of 130 ° C.
  • the mass is discharged via a constantly rotating extrusion head with a perforated plate with eight holes, each 2.5 mm in diameter.
  • the eight twisted strands that form a superstructure are each arranged in parallel in a layer, The alignment of the superstructure is rotated by 90 ° from layer to layer and the distance between the superstructures is 3 to 5 mm. After wetting with spore suspension with Rhizopus oligosporus, fermentation is carried out for 48 hours in order to obtain a burger patty / textured product.
  • Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a twin-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 32% is created.
  • the temperature of the extruder device is 130 ° C. at the outlet and cooling takes place to 100 ° C. in the temperature control device of the extrusion head.
  • a second conveying device in the form of an Okara gear pump with a dry matter of 24 percent by mass and an average particle size of 600 ⁇ m is provided via a gear pump.
  • the chaotically arranged product body with a height of approx. 35 mm is fermented for 48 hours in order to obtain a burger patty / textured product.
  • temperatures of over 100 ° C. can be used not only during the processing / production of the masses in the extruder device, but also when the masses are arranged in the process space.
  • Advantages result from the fact that (a) by outlet temperatures of over 100 ° C, the viscosity of the masses when exiting the extrusion nozzle under counter pressure can be further reduced in comparison to ambient pressure conditions, without strand expansion due to evaporating water and thus strands with a smaller diameter can generally be produced, which, for example, the texture and the Aroma perception or a downstream fermentation is controlled or co-controlled.
  • Another great advantage is that the degree of merging of the exiting strands with the strands that have already been arranged can be controlled.
  • the sinterability and / or bondability and / or weldability can be controlled so that all or some of the strands are already at their points of contact are materially connected to each other in one piece.
  • the flow properties and the dimensional stability of a strand emerging from an extrusion nozzle and impinging on the strands that have already been arranged are defined and controlled in such a way that, for example, strands are specifically subjected to stretching in the direction of action of gravity, which leads to a reduction in the equivalent strand diameter.
  • the operational bandwidth e.g. dry matter, connection properties of the material
  • the advantage (a) can be coupled with a targeted expansion, so that targeted porosities and associated many other functionalities such as texture, volume-related energy density, interpenetrability, for example for fungi, quantity of the interface through fungi, aroma perception, are set and controlled but at the same time the strands also have higher temperatures when they hit strands that have already been arranged than would be possible without a process room.
  • the growth and the interpenetrability of the strands and thus the texture and / or the aroma development can be controlled via the porosity of the strand.
  • the expansion can also take place by means of compressed gas (such as N2, O2 or CO2) in the product with or without a process space at temperatures above and below 100 ° C or together with evaporating water ensure the expansion.
  • compressed gas such as N2, O2 or CO2
  • the addition of compressed gas enables the degree of expansion to be adjusted independently of the temperature.
  • the evaporation of water can be monitored or controlled immediately after a strand emerges from the extrusion nozzle, so that surface properties such as adhesive rotti and / or sinterability and / or weldability are also controllable.
  • the flow properties and the dimensional stability of a strand emerging from an extrusion nozzle and impinging on the strands already arranged can be defined and can be controlled and thus, in connection with the distance of the extrusion nozzle from the product surface, also the arrangement of the strands to form a product body.
  • the process space temperature By setting the process space temperature, the dimensional stability of the strands and the connection between the strands that have already been arranged and a strand emerging from an extrusion nozzle are controlled in particular.
  • Protein concentrate made from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 34% (w / w) arises.
  • the temperature in the extruder device at the outlet is 130 ° C.
  • the mass is tempered to 115 ° C. in the temperature control device of the extrusion head and then arranged.
  • the strands are in each layer arranged parallel to each other, with the strand direction rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the product volume is unfilled, the pores, cavities, channels being evenly distributed between the strands and the counter pressure in the process chamber 1.8 bar is, the process chamber interior is tempered to 75 ° C and the nozzle outlet temperature is 120 ° C. After cooling down completely to ⁇ 100 ° C, the pressure is reduced to atmospheric pressure and the product is removed. The process results in a burger patty / textured product.
  • Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-shaft extruder device A, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 34% (w / w) and the temperature at the extruder outlet is 130 ° C.
  • Corn starch is mixed with water in a second twin-screw extruder device B, so that a mixture with a dry matter of 30% (w / w) is produced and the extruder outlet temperature of the extruder device B is 100.degree.
  • the strands are arranged parallel to each other in each layer, with the strand direction being rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 2.5 mm in each case and 30% of the product volume is unfilled, with the pores, cavities and channels evenly distributed between the strands are.
  • the arrangement takes place at a back pressure of 1.7 bar, an internal process chamber temperature of 80 ° C and a nozzle outlet temperature of 115 ° C for the extruder device A and 100 ° C for the extruder device B with a ratio of the mass flows from the extruder device A to the extruder device B of 2 to 1 as well as in an arrangement sequence according to the pattern ABAABA and a multiple thereof, which denotes the masses from the extruder devices A and B.
  • the pressure is reduced to atmospheric pressure and the resulting burger patty / textured product is removed.
  • Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-shaft extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 33% is created
  • the temperature in the extruder device at the outlet is 130 ° C and cooling to 110 ° C is carried out by the temperature control device on the extrusion head before the 3D arrangement.
  • the extrusion nozzle moves in parallel paths, with the direction of the paths rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the product volume is unfilled, with the pores, cavities, channels being distributed randomly between the strands, whereby the mean distance between the extrusion nozzle and the product surface is 30 mm and thus the strands randomly from the web of the extrusion nozzles.
  • the arrangement takes place at a counter pressure of 1.3 bar, the internal process chamber temperature is 50 ° C and the nozzle outlet temperature is 110 ° C. After the mass has been completely arranged and cooled to ⁇ 100 ° C, the pressure is reduced to atmospheric pressure. After cooling to 30 ° C., wetting with spore suspension and fermentation with Rhizopus oligosporus takes place, resulting in a fermented burger patty / textured product.
  • Claim 3 describes a method which is characterized in that the pressure release in the process space to ambient pressure takes place after the arrangement of the extruded strands after the targeted setting of the product temperature in the process space.
  • the method is characterized in that the dimensional stability of the individual strand is determined, among other things, by the yield point of the material used for the strand in question and / or by the partial solidification or solidification of the strand in question to maintain the dimensional stability, to at least 20 [% ], more preferably at least 35 [%], more preferably at least 50 [%], more preferably at least 65 [%], more preferably at least 80 [%], most preferably at least 90 [%], in each case based on the entirety of the relevant strands, before and / or is generated after and / or during the application and is defined as the measure for the deviation of predetermined tolerance values of the strand diameter from the target value, defined as 100 minus (quotient of the actual value and the target value) * 100, um ⁇ 80, preferably ⁇ 50, preferably ⁇ 30, more preferably ⁇ 20.
  • the dimensional stability is primarily controlled via the material properties and the process conditions in the arrangement, with solidification of the product by cooling below a critical solidification temperature means even greater stability than when an extruded strand draws its three-dimensional stability primarily from a flow limit, which in particular can at some point give way at least partially when the load increases vertically. Solidification can be indicated not only thermally, but also, for example, through the action of ions.
  • the dimensional stability is measured by comparing the planned string height or the string diameter in the direction of action of the earth Drawing with the actual, i.e. not the strand thickness at the extrusion nozzle outlet, is relevant, but the actually planned one.
  • a planned stretching of a strand before it hits the base or other strands that have already been arranged leads to a planned strand thickness that can be significantly less than the strand thickness at the extrusion die exit.
  • the strand thickness can also change continuously in a planned manner, for example in the event of a strand break.
  • the method according to claim 5 is characterized in that in the case of several motor-driven extruder devices arranged in parallel and / or one behind the other and / or at an angle to one another, the respective masses emerging from the relevant extruder device or conveyor device are composed differently or proportionally.
  • a major advantage of using two or more extruder and / or conveyor devices is that, in the case of at least two different extruder devices, not only different materials / substances or their mixtures are preprocessed separately in the extruder devices and then possibly brought together in flowable form and / or in the form of already partially solidified masses in strand form, but also in that the same substance or the same mixture is preprocessed differently in the respective extruder device or substances or mixtures of substances are arranged with one another those that only need to be conveyed, for example with a pump, because they have already been pretreated, such as an okara mass.
  • a product can consist of a single mass which, however, can be given different properties, for example in terms of texture, through different pretreatments.
  • different masses can be processed in a targeted manner, any adverse interferences that may be present in a single process can also be eliminated, such as the competition for water in the swelling and / or unfolding of polymers.
  • at least one second extruder / conveying device can be used as a pump with a temperature control device in order to convey a mass under pressure, possibly also into a pressurized process space.
  • Claim 6 describes a method with two or more different masses, at least two of these masses are brought together in a mixing element or several sequential mixing elements and the masses are mixed and / or blended and thereby combined to form a single strand, this strand then being replaced by a Extrusion head brought out and arranged specifically three-dimensionally and / or chaotically on a base and / or a transport device.
  • Claim 7 describes a method which is characterized in that the strands are arranged in a fluid.
  • the arrangement of the strands in a presented fluid can be advantageous in particular when this fluid is subsequently solidified, for example by thermal and / or ionic and / or pH-induced and / or enzymatic gelation, in particular when the viscosity of the fluid and / or the arrangement of the strands in the product body does not allow subsequent addition, for example because smaller cavities are not filled due to the viscosity.
  • a strand emerging from the extrusion nozzle is not exposed to the gas phase and thus the surface properties of the strands are not changed, for example by evaporating or evaporating water, which can lead to a local increase in the dry matter, which in turn leads to an early solidification of a superficial layer can affect functional properties such as the bondability and / or connectivity of strands.
  • a fluid can also be suitable for superficially interlinking with the immersing strand and thus ensuring that the strand (s) are actively integrated into a gel when the surrounding fluid is completely solidified (“active filier") .
  • active filier active filier
  • strands can be connected to one another in one piece, which otherwise cannot enter into any connection.
  • Arranging strands in a fluid can also be particularly advantageous if the masses to be arranged at the time of Arrangement have only a low dimensional stability.
  • the arrangement in a fluid reduces the density difference, so that the dimensional stability is given up to sufficient solidification, for example by lowering the product temperature.
  • Claim 8 describes a method which is characterized in that the arranged strands are thermally connected to one another, if necessary after the addition of a fluid, by re-heating or by cooling in a form-fitting manner or by solidifying an added fluid or by solidifying an already before or during the arrangement of the strands submitted fluids or by a fermentation, preferably by a mushroom fermentation, or a combination thereof, at least partially materially or functionally in one piece, the arranged strands possibly simultaneously and / or before and / or subsequently being mechanically compressed and / or rearranged in terms of shape .
  • the strategies described for connecting the strands are advantageous in order to adjust or control the sensor system of the overall product, in particular the texture.
  • the strands arranged to form the product body can already be partially connected to one another at their points of contact, for example glued, and thus materially in one piece or only functionally in one piece, for example due to sterically induced interactions.
  • the texture that has already been set in this way A first texturing can then be further developed in the sense of a second texturing using the strategies described, so that a new overall sensory impression of the overall product is created.
  • This process step can take place in the process room, but does not have to, but can preferably be carried out as a separate process step in a suitable environment outside the process room.
  • protein dispersions of different concentrations come into consideration as fluids.
  • the solidification of the fluids can take place in various ways, for example thermally and / or enzymatically and / or by shifting the pH.
  • starch-containing dispersions are also of high relevance, but also any hydrocolloids or mixtures of the substances mentioned.
  • Such fluids are also suitable if they are rich in fat in order to produce desired textural properties in the overall product.
  • the firmness and / or rheological properties of the surrounding fluids in solidified form can be very different, but usually have a lower firmness and / or bite firmness and / or elasticity than the enclosed product body. They serve primarily as flavor carriers and to modulate the mouthfeel. However, such a fluid can also be, for example, water after a boiling process.
  • the strand (s) arranged three-dimensionally after the extrusion process to form a product body / a starting matrix for a fermentation which completely or partially has channels, pores and / or cavities that are open to the outside.
  • the product cavities can also be filled with excretion products, instead of or together with fungal mycelium and excretion products diffuse into the starting matrix and act there, if necessary, such as enzymes or acids.
  • the fungi or their spores / permanent forms and / or other microorganisms are either added to the starting materials to be extruded or applied to them after the extrusion process, for example by spraying on and / or for example by soaking the product in and / or with a suspension and called mushroom mycelium / or named fungal spores and / or named Mold mycelium and / or said mold spores and / or said bacterial suspension / s.
  • the growth and / or the metabolic activity of the microorganisms / fungi are thermally and / or by gassing with, for example, CO2, N2 or mixtures thereof and / or by changing the fermentation conditions such as the relative humidity and / or temperature and / or by filling the pores, Channels, cavities with a fluid and / or by a high pressure treatment and / or by cooling and / or by freezing and / or by other suitable methods, controlled during or after the fermentation and / or partially or completely terminated.
  • the water content of the starting matrix can be changed during and / or after the fermentation process.
  • the textural properties of the product can be controlled or co-controlled by removing water during and / or after fermentation, as can the growth and / or the metabolic activity of the fungi and / or other microorganisms.
  • the processing properties of the product are also controlled, for example the water absorption capacity during cooking, which is reduced by a superimposed water reduction so that the product loses less firmness during cooking.
  • fungi / fungal spores / molds / mold spores from the genus Rhizopus, for example Rhizopus oligosporus, Rhizopus stolonifer, Rhizopus oryzae, Rhizopus arrhizus and / or from the genus Actinomocur, for example Actinomocur elegans spp.
  • Rhizopus for example Rhizopus oligosporus, Rhizopus stolonifer, Rhizopus oryzae, Rhizopus arrhizus and / or from the genus Actinomocur, for example Actinomocur elegans spp.
  • Penicillium for example Penicillium candidum, Penicillium camemberti, Penicillium roqueforti, Penicillium glaucum, and / or from the genus Geotrichum, for example Geotrichum candidum, and / or from another genus that is suitable for changing the texture and / or sensory properties of the product, and for microbial fermentation or co-fermentation microorganisms from the genus Bacillus, for example Bacillus subtilis spp.
  • Neurospora for example Neurospora intermedia and / or from the genus Lactobacillus, for example Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus reuteri and / or from the genus Lactococcus, for example Lactococcus lactis and / or from the genus Propionibacterium, for example Propionhiacterium or from the genus Zymomonas, for example Zymomonas mobilis and / or from the genus Leuconostoc, for example Leuconostoc mesenteroides and / or from another genus which is suitable for changing the texture and / or sensory properties of the product.
  • Propionibacterium for example Propionhiacterium
  • Zymomonas for example Zymomonas mobilis
  • Leuconostoc for example Leuconostoc mesenteroides and / or from another genus which is suitable for changing the texture and / or sensory properties
  • the fermentation process is adapted to the microorganisms used in each case and is usually carried out at temperatures between 10 and 50 [° C], preferably between 12 and 45 [° C], further preferably between 15 and 35 [° C], further preferably between 15 and 32 [° C], in particular between 18 and 28 [° C], with some fermentations changing the temperature and / or humidity during the fermentation.
  • the dry matter of the fermentation substrates at the beginning of the fermentation is preferably 0.5 to 70 [percent by weight], in a more preferred embodiment 1 to 60 [percent by weight], in an even more preferred embodiment 1.5 to 55 [percent by weight], in an even more preferred embodiment 2 to 50 [percent by weight ], in an even more preferred embodiment 3 to 50 [weight percent], in an even more preferred embodiment 5 to 45 [weight percent], in an even more preferred embodiment 7 to 40 [weight percent], most preferably 15 to 40 [weight percent].
  • the process step mentioned in this claim creates several advantages for the product design.
  • the product bodies can be adjusted after the manufacturing process with regard to strength and texture properties in order to to create different products from one basic product.
  • Another advantage that should be mentioned is that water-reduced products can be functionalized by partial hydration in the solutions / dispersions containing the active substance, in that they absorb these active substances such as aromas or nutritionally valuable compounds during the hydration process.
  • this process step also makes it possible to work with lower dry masses in the extrusion process, which, due to the lower viscosities, makes it much easier to extrude masses through smaller openings, so that the degrees of freedom on the part of the resolution are increased, but the extrusion and arrangement process is also more fail-safe .
  • a product can also be supplied with liquid, for example by boiling it, for example to soften it, also for the purpose of adjusting the texture, or to modify the connection of the strands at their junctures. Extensive removal of liquid, for example by vacuum drying or freeze drying or similar processes, can lead to a product that can be stored over the long term, which can greatly increase the convenience for the consumer. The withdrawal of fluids can also take place if, for example, a fluid has been added to the product body according to claim 8.
  • an extrusion device consists of one or more extruder devices and / or one or more conveying devices, optionally a device for temperature-controlled merging of mass flows and one or more extrusion heads, with an extruder device each consisting of at least a motor-driven extruder screw and an associated temperature-controlled casing and a conveying device consists of a motor-driven conveying unit and a temperature-regulating device, each extruder device or conveying device being assigned no or one extrusion head, such an extrusion head consisting of one or more extrusion nozzles and one or several associated temperature control device (s) and, depending on the process, one or more mixing element (s) to be tempered is / are arranged, with one mixing element having one or more masses / mass flows dynamically and / or statically mixes and / or merges.
  • the variability of the facility is an advantage.
  • extruder devices or conveying devices can be used in order to build up a product from several masses.
  • the masses can be brought together and mixed together to form a new, largely single-phase or two-phase mass.
  • several masses can also be extruded separately and then arranged to form a product body.
  • the number of extrusion nozzles in an extrusion head is also advantageously variable. With certain product questions, several strands of the same mass can be extruded and arranged at the same time.
  • the temperature control, regulation and control of all components allow a tailor-made treatment of the masses.
  • the mass or the formed and thereby solidifying strand is structured in a significantly less fiber-like manner during cooling.
  • This is advantageous insofar as the structuring in the method proposed here is to take place via the three-dimensional arrangement of strands either in the extrusion head by partially mixing masses or on a base, so that additional structuring in the classic way in a cooling nozzle is not or only partially necessary or in some cases can also harm.
  • the lowest possible friction for example during temperature control after conveying from the extruder device and before leaving the extrusion head, also ensures, for example, that existing internal structures created by several intermingled masses are no longer changed, which is advantageous and / or desirable can.
  • a lower pressure loss also allows the masses to be conveyed through smaller extrusion nozzle diameters, which in principle improves the maximum possible resolution of the strand arrangements or even makes it possible in the first place.
  • a temperature control device can be dispensed with if a suitable temperature can be set by exchanging heat with the immediate surroundings.
  • the embodiment according to claim 11 is characterized in that the base on which the relevant strand or strand pieces or mass / masses is / are arranged relative to the extrusion device (s) or the extrusion head (s) assigned to the conveying device (s) is defined by a motor and can be moved in a targeted manner in all spatial directions and can be rotated about the vertical and / or horizontal.
  • This claim defines an essential advantage of the method presented here, because it allows objects of any shape to be built up three-dimensionally and in strands and / or in layers, but also the texture of the products, i.e. their mouthfeel or their destructuring behavior , is significantly influenced and controlled in the mouth during consumption, for example by the arrangement of strands and / or strands of different masses and / or relative arrangements of different masses to one another and / or by the choice of the extrusion nozzle diameter and / or by the arrangement and the volume fraction of cavities and / or cavities and / or capillaries, and / or by the degree of connection between strands and / or by creating spaces for any subsequent fermentation, preferably mushroom fermentation and / or for partial or complete filling with fluid.
  • the relative movements to one another can be, for example, vertical and / or horizontal to one another, but also include rotational movements, especially around the vertical, with respect to the application area.
  • a device which is characterized in that the relevant extruder device (s) and / or conveyor device (s) is / are arranged so as to be movable relative to the base, in such a way that the extruder device (s) and / or conveying devices discharged strands are arranged next to and / or on top of each other and / or as a chaotic pile in predetermined angular assignments and / or that the extrusion device (s) and / or conveying devices move in predetermined angular assignments to the base, while the masses be discharged from the extrusion head.
  • a space between the extrusion nozzle and the middle product surface remains, so that, also in connection with a relative movement of the extrusion nozzle (s) and the base to one another, there are limits to the strand arrangement with indefinite angular allocations (chaotic arrangement, chaotic pile).
  • the arrangement of strands in defined angular assignments advantageously allows the production of a highly defined product and thus the best possible exploitation of the structuring / texturing potential of the method (s) presented due to the highest possible precision.
  • the targeted arrangement in a pile however, for example via an extrusion head with several extrusion nozzles or an extrusion nozzle plate, leads to higher production speeds, which can be economically advantageous, but also leads to a less predetermined texture.
  • the device according to claim 13 is characterized in that the geometric equivalent diameter of the strand / strands emerging from one or more assigned extrusion nozzles / outlet openings of an extrusion head orthogonally to its longitudinal axis is 0.02 to 2 cm, preferably 0.03 to 1.3 cm, more preferably 0.04 to 1 cm, more preferably 0.05 to 0.8 cm, most preferably 0.07 to 0.6 cm.
  • the method presented here aims to produce sensor-relevant structures directly using homogeneous strands.
  • typical strand diameters and / or extrusion nozzle diameters are considerably smaller than the orifices of typical HMHT extrusion processes.
  • the diameter (s) of the extrusion nozzle (s) is / are advantageously adapted to the material properties (for example particle loading in connection with the particle size).
  • Another advantage is that it can be adapted to the subsequent process. For example, a downstream fermentation would be strongly influenced by the strand thickness, since fungi cannot grow into materials indefinitely.
  • the diameter of an extrusion nozzle or a perforated plate has an influence on the texture.
  • a strand that has already been pre-structured in several phases would, for example, be able to be applied with larger diameters, since the pre-structuring is also followed by a second structuring by arranging the strands.
  • mouth openings such as oval, slot-shaped, rectangular, star-shaped cross-sectional openings, for example in order to be able to specifically define the contact area and the adhesion of layers and / or to control or co-control the overall texture.
  • the largest possible specific strand surface is advantageously chosen.
  • a star-shaped mouth opening is selected or a rectangular opening with various notches in order to provide the mushrooms with a larger surface for crosslinking and / or penetration, which affects the strength and / or texture impression.
  • the extruder device (s) in question has the desired rheological properties in terms of flowability and / or pasty state and / or mechanical properties in the Achieve solidified state
  • the temperature in the extruder (s) can advantageously be controlled as a function of the material.
  • starches or starch-dominated masses require low temperatures for gelatinization, proteins or protein-dominated masses
  • masses have to be heated to well above 100 ° C, for example, so that protein liquefy and / or plasticize, i.e. bond with one another in a new configuration.
  • the mass properties are largely determined or co-determined via the temperatures set in the extruder devices.
  • the configuration of the extruder device (s) can advantageously be adapted to the raw materials in order to meet the different requirements with regard to changing the rheological properties in the extruder device through mechanical and thermal energy input. Starches usually gelatinize at temperatures well below 100 ° C, while proteins usually only melt at temperatures above 100 ° C. By controlling the temperature, in addition to the configuration of the screw (s) (for example through the number and arrangement of highly shear elements) of the extruder device (s), the textural properties of the masses making up the products are determined co-determined.
  • the control of the temperatures of the extrusion head (s) and other elements such as mixing elements is of considerable importance, as this controls, for example, the adherence of new masses to be dispensed in the form of strands to strands that have already been dispensed.
  • the mass-specific viscosity can advantageously be controlled, which is of essential importance in the three-dimensional arrangement, especially from the point of view of maintaining the shape.
  • the control of the temperature in the process space which in turn must be matched to the temperature / temperatures of the extrusion nozzle (s) and, if necessary, must be adapted before a product is removed from the process space, is also particularly advantageous.
  • the control or regulation according to the invention is characterized in that one or more extrusion device (s) and / or conveyor devices assigned extrusion nozzle (s) or assigned extrusion head (s) and / or assigned mixing element (s) are motorized during the Extrusion process is driven rotatably controlled around the conveyor axis / are.
  • the rotatability of the elements mentioned proves to be very advantageous.
  • twisted strands can be generated in a controlled manner with a rotating extrusion head, which represents a new approach to structuring / texturing, since in addition to the mechanical strand properties, the mechanical properties of the twisted strand body also come into their own.
  • a subsequent fermentation for example for cross-linking of strands by fungal mycelium, the arrangement of strands twisted into one another leads to a further, additional elastic texture component in the product.
  • a control or regulation is described, which is characterized in that the strands are inoculated with one or more bacterial suspensions and / or one or more spore / mycelial suspensions before fermentation to control the mechanical product properties and / or the texture perception and / or the aroma perception and / or nutritional and / or functional product properties.
  • Claim 17 describes a control or regulation, which is characterized in that the mechanical properties of the product and / or the texture and / or the aroma and / or the nutritional and / or functional properties by pre-fermented substances or masses, in one or more masses contained, controlled or regulated.
  • a control or regulation is described which is characterized in that several extruded strands or masses to be extruded can be fed to the base from extruder devices arranged at an angle to one another.
  • An important parameter is the coordination of the mass flows, both when combining masses, for example in a mixing element, or when the masses are arranged separately as separate strands, since both the targeted arrangement and the proportions of the masses in the overall product are decisive for the texture and the Aroma are.
  • perforated plates are used as outlet openings for extrusion heads or arrangements of several extrusion nozzles next to one another, which are fed from the same mass flow, in order to increase the production speed, especially when the strands are discharged into a pile.
  • perforated plates are used as outlet openings for extrusion heads or arrangements of several extrusion nozzles next to one another, which are fed from the same mass flow, in order to increase the production speed, especially when the strands are discharged into a pile.
  • a mass with different strand thicknesses or cross-sectional areas, in particular to form a pile can advantageously be extruded.
  • the extrusion nozzle (s) and / or extrusion heads are advantageously exchangeable.
  • Claim 19 is characterized in that the texture of the end product by material and / or functional one-piece connection of the respective strands by gluing and / or joining and / or fusing and / or cross-linking by fermentation, in particular by mushroom fermentation, and / or by the indirect connection via a surrounding fluid which has a yield point and / or solidifies after application, for example gelled and / or a largely interlocking interlocking of the strands with one another is controlled or regulated.
  • a solution is described in patent claim 20.
  • This describes a product produced by the method according to the invention, from one or more strands, which are arranged next to and / or on top of one another and optionally partially connected to one another in terms of material and / or function and in the pores and / or cavities and / or channels are arranged and / or that the product bodies consisting of the strands consist of strands of different diameters or transverse dimensions and / or the product body is composed of strands and / or strand pieces of different masses and / or one strand / the strands each consist of different, not completely mixed masses are composed and / or the product body contains bacteria and / or their excretion products and / or fungi / mycelium and / or is surrounded by them, and / or the pores and / or channels and / or cavities are partially or completely covered with a liquid and / or having a yield point and / or a gelled fluid and / or a fluid mixture are filled and / or
  • the structure / texture perception during consumption is also set via the degree of connection and the number of connection points. It is advantageous to find pores and / or cavities and / or cavities, as they not only determine the structure / texture, but also possibly accommodate a growing fungal mycelium, which has the product properties, for example in terms of texture and / or functional properties such as water-binding capacity Preparing and / or the absorption of fluids during preparation changed.
  • An important characteristic of the process is that the arrangement and / or alignment of the strands in the various layers that make up the product body is arbitrary and this freedom is used to create sensory-relevant textures.
  • connection of the strand (s) is an essential characteristic, whereby the connection takes place indirectly or directly, with an indirect connection, for example the connection of loosely arranged strands, through a surrounding gel or positively solidified product body, while a direct connection, for example by sintering, gluing or by a connecting mushroom mycelium or something similar.
  • the connection does not necessarily have to take place immediately after the arrangement after the strand (s) emerge from an extrusion nozzle (s), but can require a second, subsequent process step.
  • Claim 21 is characterized in that the product consists of one or more strands or strand pieces, which are arranged three-dimensionally to each other, depending on the exact arrangement and the volume proportion of pores and / or cavities and / or cavities and / or by the respectively used Masses and / or their mass fraction in the overall product and / or their arrangement in the overall product, and / or theological or mechanical properties of the masses due, for example, to the composition and / or treatment in the extruder, and / or their proportions in the overall product and / or their spatial properties Arrangement in the overall product and / or by the strand / strand piece diameter and / or optionally by removing water and / or by fermentation, preferably a mycelium-forming fungal fermentation, targeted the texture and / or the aroma perception and / or the shape variable over a wide range is set and controlled.
  • the proportion of unfilled cavities and / or channels and / or pores, based on the product body made up of strands, in the total product is 2 to 85 [%, volume proportion], preferably 5 to 85 [%, Volume fraction], preferably 10 to 75 [%, volume fraction], again preferably from 15 to 75 [%, volume fraction], again preferably between 20 and 70 [%, volume fraction], particularly preferably 25 to 60 [%, volume fraction], most preferably 30 to 55 [%, volume fraction].
  • the proportion of unfilled cavities and / or channels and / or pores in the overall product changes depending on Product strategy and is 0 to 85 [%, volume proportion], preferably 0 to 75 [%, volume proportion], preferably 0 to 70 [%, volume proportion], preferably 0 to 60 [%, volume proportion], again preferably 0 to 55 [% , Volume fraction].
  • the product body is understood to mean the entirety of arranged strands, the proportion of voids results as the difference between the volume of the entirety of the arranged strands and the volume of the three-dimensional object spanned by the product body. This can result in a product that also has features as described in claim 8.
  • the cavities / cavities / pores can advantageously be colonized with mycelium-forming fungi, which, due to the cross-linking of the strands caused by the mycelial formation, and / or the mycelium growing into the strands and / or the mycelium growing through the strands, the texture of the overall product is distinctive can change, mostly by improving the strength and / or improving the binding of a fluid and / or by developing more elastic overall product properties that can imitate elastic structures such as connective tissue and / or by changing the texture.
  • fermentation can also be carried out with other microorganisms, alone or in the sense of a co-fermentation, which deposit points of excretion in cavities / cavities / pores such as high-polymer molecules that change the texture of the overall product such as exopolysaccharides or other excreted polymers of the microorganisms.
  • points of excretion in cavities / cavities / pores such as high-polymer molecules that change the texture of the overall product such as exopolysaccharides or other excreted polymers of the microorganisms.
  • structures are created that create a sliding effect for the strands, so that the impression of greasiness arises or is reinforced.
  • the improved water retention also improves the juiciness of the product, especially in the case of products prepared in warm or boiling water.
  • an additional mushroom fermentation after the arrangement of the mass strands proves to be particularly advantageous, since it allows additional texturing of the product, increases the strength and changes the texture, so that targeted control is extremely advantageous.
  • Both fungal fermentations and bacterial fermentations are envisaged for further texturing (for example by crosslinking the arranged strands through the formation of a fungal mycelium between the product strands and / or through the segregation of higher polymer, for example serum-binding compounds such as exo-polysaccharides Lactic acid bacteria) and / or to improve the shelf life (for example by excreting molecules that inhibit or eliminate the growth of other microorganisms or by preferential colonization) and / or to improve the taste (for example by partial proteolysis and / or the formation of sensory advantageous compounds and / or by breaking down sensory undesirable compounds) and / or for changing the nutritional profile (for example by breaking down construction of nutritionally undesirable compounds such as phytic acid and / or through the formation or enrichment of vitamins and /
  • the taste and / or the texture and / or the product functionality such as the fluid binding capacity or absorption capacity and / or the shelf life is determined by the fungus (s) that have grown in the pores, channels and / or cavities and / or by others , microorganisms introduced in the pores, channels, cavities and / or in the starting matrix and / or by the duration and / or the temperature profile of the fermentation process and / or by the adjustment of the water content of the product during and / or after the fermentation and / or by the composition of the biological starting material and / or by the volume fraction of pores, channels, cavities in the starting matrix and / or by the arrangement of the pores, channels, cavities and / or by the quantity of the interface between the entirety of the strands and the entirety of the pores , Channels, cavities and / or through the diameter (s) of the strands and / or through gas exchange with the environment and the like nd / or adjusted and controlled by a process engineering pretreatment which adjusts the rhe
  • a product which is characterized in that the texture is structured and / or meat-like. Due to the advantageous freedom in the arrangement of strands, an internal structure of a product can be created, which has a decisive influence on the texture of the product. If the product has a particularly large number of longer and more unidirectional structures, the sense of texture in the mouth is described as “meat-like”. Overall, the proposed method is highly variable, so that a large number of structured products can be defined and produced in a targeted manner, which consumers do not necessarily have to perceive as "meat-like”. For example, an arrangement that would be chosen for meat-like products can also ensure that the juiciness of a product is improved without it being necessarily meat-like.
  • Another example would be the faster or more intensive action or overall higher binding / absorption of a marinade through the targeted arrangement of cavities / pores / capillaries in the product, whereby liquids can be absorbed much better in the product and also over a significantly larger inner surface, also viewed in absolute terms, larger volumes of a product can be penetrated in the same period of time compared with a product that is free of cavities / pores / capillaries.
  • Claim 23 is characterized in that the product is composed of one or different masses, the strands in parallel in layers and / or in predetermined angular assignments in layers and / or in previous Correct angle assignments are arranged next to one another and / or chaotically to one another and / or in a combination thereof and are connected to one another to form an overall product, for example in the form of a burger patty.
  • the arrangement of strands of two different masses results in the great advantage that a texture effect can be created simply by arranging two masses that can be described theologically differently from one another.
  • the arrangement takes place on predetermined paths, with a new strand being deposited directly on the layer below, but can also take place as a pile, with the extrusion head (s) being moved on predetermined paths, but the strands not directly onto other strands , in sections or completely, but are extruded from a greater height onto the support, which inevitably leads to an irregularity in the product structure to a pile, which is described as acting more randomly, but even with such a method by the sequential and / or a structuring / texturing takes place in parallel with the application of two masses that differ in terms of their properties, this being spatially less sharply predetermined.
  • Claim 24 is characterized in that the mass in question has already been subjected to one or more fermentation (s) for each strand to be produced.
  • a major advantage of the process is the ability to use pre-fermented material.
  • Both fungal fermentations and bacterial fermentations, alone or in combination, for further texturing and / or to improve the shelf life and / or to improve the taste (for example by breaking down undesired sensory-relevant compounds and / or by generating sensory-advantageous compounds) are provided. and / or to change the nutritional profile (for example the breakdown of anti-nutritional compounds and / or the formation or enrichment of vitamins) and / or to change functional product properties and / or to produce growth factors for one / more fermentation / s that the Arrangement of the strand / strands is downstream, preferably at least one mushroom fermentation.
  • an upstream fermentation in conjunction with a heating step which may also take place in an extruder device, on the one hand, as previously described, has an influence on the product, on the other hand, the heating step ensures that the storage period is maintained at least as a result of microbial activity, the products do not change more or significantly less than would be the case without a heating step or fermentation of the arranged product.
  • a controlled upstream structuring already takes place, since mycelial structures can already be found in the material that are of sensorial importance (punctual elasticity).
  • the structures in the starting material are partially destroyed again during chopping, so that a pre-fermented mass, fermented again, contains more elastic-structuring elements and is therefore more meat-like.
  • the compositions of the masses can be changed before the extrusion process.
  • anti-nutritional compounds are fermentatively reduced, such as the concentration of phytic acid and / or sensory-relevant compounds are formed, which are partially removed again by degassing in a subsequent extrusion process or chemically bond to other molecules, which leads to an additional change in the sensory profile.
  • the enzymatic activity of the microorganisms is also to be mentioned as advantageous, which leads to the fact that, for example, proteins are partially split with effects on the sensory system and / or the nutritional value such as digestibility. It can also be advantageous that simple sugars are broken down by fermentation, so that chemical processes in which sugars are involved in the extrusion process can also be controlled or monitored.
  • the antimicrobial compounds formed by the bacteria and / or fungi used and / or their pH-lowering effect are also particularly advantageous by, for example, the formation of lactic acid, which significantly extends the shelf life of the products produced.
  • Higher polymer excretion products of microorganisms for example exopolysaccharides, which significantly change the texture and / or functional properties of the products, for example the water-binding capacity or the water-holding capacity during cooking, are also very advantageous.
  • a particular advantage is the use of pre-fermented substances / mixtures through bacterial or fungal fermentation.
  • the essential advantages are already listed in the explanations of claim 24.
  • the destructuring of the starting material is decisive, which on the one hand should lead to the fact that the material can also be conveyed through small extrusion nozzle diameters so that they do not clog.
  • the material must not be comminuted too much in order to maintain the textural effect of local mycelial accumulations (which mainly causes punctual, connective tissue-like elasticity in the product).
  • Double fungal fermentation can maintain and / or increase the degree of elasticity and firmness in the product.
  • the content of anti-nutritional compounds is further reduced.
  • Claim 25 is characterized in that several parallel extruded strands are twisted into one another in the direction of application / are arranged to rotate around the axis in the direction of conveyance.
  • the particular advantage is that, on the one hand, several strands are extruded from a multi-flow extrusion nozzle at the same time, which saves a considerable amount of time in production, and on the other hand, by twisting several strands with one another in the conveying direction, new strand bundles are created sensory properties are generated, that is, just by twisting the strands, the fibrousness in the product is further improved.
  • a downstream fermentation in addition to a quasi-parallel alignment of the strands and the alignment of these strand bundles next to one another through cavities / cavities / pores of different sizes, additional texture elements in the form of strands that are interconnected to different degrees are created.
  • Claim 26 is characterized in that at least 20 [%], more preferably at least 35 [%], more preferably at least 50 [%], more preferably at least 65 [%], more preferably at least 80 [%], most preferably at least 90 [ %] are dimensionally stable, with dimensional stability being defined as the measure of the deviation of characteristic strand dimensions from the target value, defined as 100 minus (quotient of the actual value and the target value) * 100, around ⁇ 80, preferably ⁇ 50, preferably ⁇ 30, more preferably ⁇ 20.
  • the strands are advantageously arranged during the arrangement process in such a way that the product structures come as close as possible to the planned target dimensions after the strands have solidified in order to be able to realize the planned product properties as completely as possible and to minimize deviations during manufacture from the planned product structure and / or planned procedure.
  • the dimensional stability is defined as a dimensionless quantity.
  • the cross-sectional shape of an extrusion nozzle does not have to correspond to the target dimensions, but rather the dimensions of the arranged strand after its solidification after the arrangement process.
  • Claim 27 is characterized in that it is dimensionally stable when it is prepared, for example when heated in water and / or when seared in fat.
  • the main advantage of the predominant or largely one-piece nature of the products is the preservation of the integrity of the products in important manufacturing processes.
  • products are stable to boil, that is, they do not disintegrate when they are cooked in water at 100.degree.
  • the products disintegrate below the melting temperature of the starch phase also does not.
  • all products are considered to be dimensionally stable, which is very advantageous in preparation. In this way, essential texture features are also achieved. Dimensional stability can also mean that part of the product has liquefied, for example to promote the development of aromas during preparation.
  • Claim 28 describes a use which is characterized in that the product can be used as a burger patty.
  • the use according to claim 29 is characterized in that the product can be used like a cheese-like product.
  • the use according to claim 30 is characterized in that the product can be used like a / as a sausage-like product.
  • the use according to claim 31 is characterized in that the product can be used like a / as a textured and / or meat-like product. Due to the advantageous freedom in the arrangement of strands, an internal structure of a product can be created, which has a decisive influence on the texture of the product. If the product has a particularly large number of longer and more unidirectional structures, the sense of texture in the mouth is described as “meat-like”. Overall, the proposed method is highly variable, so that a large number of structured products can be defined and produced in a targeted manner, which consumers do not necessarily have to perceive as "meat-like”. For example, an arrangement that would be chosen for meat-like products can also ensure that the juiciness of a product is improved without it being necessarily meat-like.
  • Another example would be the faster or more intensive action or overall higher binding / absorption of a marinade through the targeted arrangement of cavities / pores / capillaries in the product, whereby liquids can be absorbed much better in the product and also over a significantly larger inner surface, also viewed in absolute terms, larger volumes of a product can be penetrated in the same period of time compared with a product that is free of cavities / pores / capillaries.
  • the use according to claim 32 is characterized in that the product can be used like a / as a meat-like product.
  • the use according to claim 33 is characterized in that the product can be fried like a / as a nugget.
  • the use according to claim 34 is characterized in that the product can be used as a divisible food product in different flavors for cooking in soups.
  • the products can be used in a wide variety of ways.
  • Meat-like products are of particular advantage according to the invention, but in addition to the products mentioned, the products can also be dessert-like products, spreadable or spread-like products.
  • Fig. 1 A device of the invention in the side view, with a only schematically indicated, motor-driven extruder device with an electric drive motor (not shown), one or two conveyor screw / n, housing, heating or cooling device, base on which the extruded strand or the strand pieces are arranged and / or conveyed, partly broken off, partly in section, and schematic arrangement application guidelines in which the relevant strands can be discharged from the extruder device onto an assigned base;
  • FIG. 2 shows a device of the invention in a side view, with a motor-driven extruder device, only indicated schematically, with an electric drive motor (not shown) that conveys into a process space under normal or overpressure, one or two screw conveyors, housing, heating or cooling device, base on which the extruded strand or the strand pieces are arranged and / or conveyed, partly broken off, partly in section, and also the directions of arrangement for strands as in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a further embodiment in plan view, also partly broken off, partly in section, with two motor-driven extruder devices arranged at an angle with respect to their longitudinal axis, the extruder devices each having a controllable electric motor (not shown), one or two screws and have a housing with heating or cooling device, a base on which the extruded strands or the strand pieces are arranged and / or conveyed, with indicated axes, also shown the directions of arrangement of the extruded strands as in FIG.
  • 1; 4 shows a further embodiment of the invention in plan view, with two motor-driven extruder devices, partly broken off, partly shown in section, which are arranged at an angle to one another and the extruder devices each have a screw, a housing and a screw driven by a controllable electric motor
  • the extruder devices each have a screw, a housing and a screw driven by a controllable electric motor
  • Heating or cooling device and each have an extrusion head, with a base on which the extruded strands or the strand pieces are arranged and / or conveyed, with indicated axes, also shown the directions of arrangement of the extruded strands as in Fig. 1;
  • FIG. 7 shows the illustration of a plurality of extrusion nozzles / extrusion heads connected in parallel with strands emerging from them, the distance between strand exit and strand impingement on existing strands; 8 shows a perforated plate, which is assigned to a partially shown extrusion head, with differently designed openings from which the strands of material can emerge;
  • Fig. 10 shows a random pile of strands
  • FIG. 14 shows the embodiment shown in FIG. 13 in a top view
  • FIG. 15 shows a further embodiment in which the strands are arranged at an angle to one another
  • 17 shows an end view of strands arranged in layers one above the other, which are arranged, as it were, with gaps in relation to one another and each touching one another at their peripheries;
  • FIG. 18 also shows a front view of a further embodiment, the individual strands being arranged with their longitudinal axes parallel to one another, each touching one another at their peripheries and being bordered by an enveloping rectangle in the front view;
  • FIG. 19 shows a perspective view of a product body made from strands, with edible mushroom mycelium being indicated schematically in some of the spaces, pores and / or cavities and / or channels that are not provided with masses;
  • 20 shows one or more strand (s) that have been loosely twisted in the circumferential direction;
  • 21 shows a further embodiment of one or more largely positively twisted / twisted strand / strands;
  • FIG. 22 shows a device of the invention in a side view, with a motor-driven extruder device, only indicated schematically, with an electric drive motor (not shown), one or two screw conveyors, housing, heating and cooling device, base which is designed to be movable relative to the extrusion head and on which the extruded strand or the strand pieces are arranged or discharged, wherein a container is arranged on the mobile base in which there is a liquid into which the strand or the strand pieces are extruded, with schematically indicated arrangement devices of the base with respect to a Extrusion head;
  • 25 shows a partially illustrated extrusion head with an extrusion nozzle and a temperature control device
  • 26 shows different cross-sectional shapes of strands with different cross-sectional shapes and dimensions
  • FIG. 27 shows an extruder device, as well as various indicated elements of an extrusion head, partly in a view, partly in section;
  • FIG. 33 shows a further embodiment of the invention in plan view, with an extruder device shown partly broken off and with a further, motor-driven, partly broken off, partly sectioned conveyor device, such as a pump, the devices being arranged at an angle to one another and the extruder device has a screw (s) driven by a controllable electric motor, a housing and a heating or cooling device and each extruder device is assigned an extrusion head, with a base on which the extruded strands or the strand pieces are arranged and / or conveyed, with indicated axes, with directions of arrangement of the deployed strands similar to that in FIG. 1;
  • the guiding principle of the present invention is the combination of (i) conversion of substances, often powder and one or more liquids, by mixing, temperature control and shearing, preferably under conditions of over 100 ° C in at least one of the extruder devices involved in direct connection with the ( ii) pre- Correct three-dimensional arrangement of the mass / masses and (iii) an at least partially direct (materially one-piece) or partially indirect (functionally one-piece) material-side connection of (iv) at least one mass, preferably several masses pretreated separately from one another in extruder devices, with the overall goal of direct generation and control of product functionalities.
  • Exemplary product functionalities are structures / textures which, for example, are described as being meat-like in a fiber-like design.
  • Products can have a large internal surface due to pores / cavities / channels, for example for marinating processes, and / or a change in the composition of the microflora, usually a reduction in the total number of germs and / or spores.
  • the structuring / texturing of the overall product is decoupled from a shear profile superimposed on cooling, so that product and / or mass compositions can also be selected that are unsuitable for the usual HMHT process.
  • Materials can be connected directly, for example, by joining and / or gluing, indirectly, for example, by downstream heating and / or by fermentation with edible mushrooms, with the product or mass strands interlinking, for example, through invasive mycelial growth.
  • suitable substances are many protein, starch and / or fiber-rich flours made from peeled or unpeeled, from fat-reducing th or full fat seeds, such as from hemp seeds, chickpeas, soybeans, peas, almonds, sunflower seeds, cashew nuts, quinoa seeds or their protein concentrates or protein isolates or starch concentrates or starch isolates or their fat extracts.
  • byproducts for example from protein production or other byproducts in the production of other foods, such as okara as a byproduct of soy milk production or extraction residues from soy protein isolation or concentration.
  • Such residues are usually characterized by the fact that they mainly contain water and / or salt water (according to the Osborne classification) and insoluble proteins that are not usable for many applications in the food industry, for example numerous fiber-rich fractions from separation processes, such as okara , Wheat bran, pomace, spent grains, which can be used either directly or after a process-related preparation such as chopping and / or thermal treatment.
  • protein-containing substances can also be used, for example leaf material, algae, duckweed, insects or other animal raw materials such as milk from the muscle tissue, for example in native form, in the form of powders, concentrates and isolates with different compositions.
  • protein-rich intermediate products such as tofu, toan and paneer can also be used, possibly in concentrated form.
  • many other substances are also preferred, especially in a mixture with precisely such protein and / or carbohydrate-rich substances, such as many plant products or these in comminuted form such as Vegetable purees of any vegetables can be used.
  • the specific usability depends in each case on the intended use of the product and on the embodiment of the invention.
  • protein-rich powders are more suitable as an essential component, while for a second mass, for example as pasty strands integrated into the product, fiber-rich, non-gelled masses such as crushed okara are often ideal.
  • the dry mass of the products can vary widely and is, based on the mass, 5 [%] to 90 [%], preferably 10 [%] to 80 [%], even more preferably 15 [%] to 70 [%].
  • the dry mass based on the mass, is preferably 15 [%] to 50 [%], more preferably 20 [%] to 45 [%].
  • the ranges are so large because the combination of different masses creates very different, average dry masses.
  • the dry mass of at least one of the strands often consists to a considerable extent of proteins, based on the mass, for example, more than 20 [%], more preferably more than 30 [%], more than 40 [%], more preferably more than 50 [%], more preferably more than 60 [%], most preferably over 70 [%].
  • the method claimed here is especially suitable for bulk compositions that are not suitable for the HMHT extrusion structuring process for the production of meat analogues, because they have, for example, a higher content of insoluble fibers and / or carbohydrates and thus the desired structures in the Do not form a cooling nozzle or the elasticity of the structures is insufficient.
  • Such deficits can either be at least partially compensated for and / or overcompensated for, for example, by a downstream fermentation.
  • Okara is mentioned as an example, which is extruded with a dry matter of 25% at 130 ° C, arranged three-dimensionally and then fermented with Rhizopus oligosporus.
  • substances or mixtures which contain substantial proportions of fiber, digestible or non-digestible.
  • compositions of the masses can also consist of the substances mentioned, but then the later elasticity-giving or chewing resistance-causing substances such as protein concentrates or isolates must be proportionally higher be chosen or dominate (for example 31.5% pea protein isolate, 3.5% starch, 66% water). Often a mass is necessary for the creation of aqueous structures with a higher degree of elasticity, the predominant part of which in the dry mass consists of proteins.
  • Powder and water can be mixed, sheared and, in particular, the proteins melted in the extruder device, for example at temperatures of the order of 130.degree.
  • the molten mass is extruded through extrusion nozzles into an environment that allows the molten mass to be extruded through small extrusion nozzle diameters in such a way that the mass emerges as a strand of any cross-sectional shape and, in one embodiment of the invention, directly with extruded strands, for example upon contact and simultaneous and / or subsequent solidification sintered, fused or glued.
  • a compressed air-tight process space allows the discharge of masses with temperatures above 100 ° C and without expansion, whereby the product enthalpy is dissipated to such an extent that the extruded strands remain dimensionally stable, but are not completely solidified, but until the strands emerge on one side suitable shelf, a movable and / or rotatable carriage or other transport device or the like, at least remain plastic.
  • a temperature control device can be provided in order to control the temperature of the mass strands to be extruded in a targeted manner.
  • the surfaces can be coated so that the extruded mass strands experience only low shear forces, with the strands emerging from the extrusion nozzles being applied and arranged in a product matrix analogous to the 3D printing process .
  • the method according to the invention allows strands with a smaller diameter to be produced under overpressure, since the viscosity of the product mass (for example a protein melt) at the time of application via an outlet opening is significantly lower than with a previous solidification at temperatures below 100 ° C, which also occurs at the same time an expansion of the strand in question on exit from the extrusion device is avoided or defined.
  • Smaller diameters of outlet openings allow more fibrous and / or more highly resolved and / or spatially largely free structures to be formed and the formation to be better controlled, since the structures can be aligned in all spatial directions. Because these product or mass strands can still be arranged in a molten state in one embodiment of the invention, the strands can adhere directly to one another.
  • the reference numeral 1 denotes a motor-driven extruder device, which has one or two extrusion screws 2, which - which is not apparent from the drawing - has helical screw elements with positive and negative pitch as well as mixing elements that differ in the longitudinal axis direction May have gradients in order to shear the mass conveyed in the extruder device 1 or the substances composing it and not only convey it in direction X or partially also in direction minus X, but also to mix and / or comminute and / or heat it .
  • the mass 4 emerging from the extruder device is deflected by a deflecting element 3 in the embodiment shown, for example by approximately 90 degrees.
  • the strand with the mold 10 passes through a temperature control device 11, which is maintained by a suitable, not shown control and / or regulating device to a predetermined temperature within predetermined tolerances depending on the material to be processed for the strand 4 and the strand 4 with the mold 10 tempered.
  • the temperature-controlled strand 4 with the mold 10 emerging from an extrusion nozzle is placed in a predetermined configuration 12 on a support 13 designed as a transport device, which can be transported, for example, on rollers or wheels 14 and is movable both horizontally and vertically, and according to predetermined dimensions then transported away on the pad 13.
  • the base 13 can be driven by a motor via its rollers 14 (not shown). It is also possible to move the transport device 13 on rails and to rotate it on a turntable and, if necessary, to raise and lower it, controlled by a motor.
  • the movement arrangements are indicated schematically by arrows in FIG. 1.
  • the illustration is not to scale. All essential mass-carrying elements can be temperature controlled, although the temperature control devices are not always visibly drawn in and / or named.
  • the reduction of the strand dimensions before exit from the extrusion head can take place at different points depending on the embodiment of the invention, in the extreme case in the extrusion head shortly before exit or in the other extreme case immediately after exit from the extruder device.
  • the reference numeral 1 also denotes a motor-driven extruder device which has one or two screws 2, which - which is not apparent from the drawing - also has helical screw elements with positive and negative pitch as well as mixing elements, which in The longitudinal axis direction can have different gradients in order to shear the mass conveyed in the extruder device 1 or the substances composing it and not only to convey in direction X or partially also in direction minus X, but also to mix and / or crush and / or heat.
  • the mass 4 emerging from the extruder device is deflected by a deflecting element 3 in the embodiment shown, for example by approximately 90 degrees.
  • the mass 4 emerging from the extruder device 1 is fed via the extrusion head as a product or mass strand into a process space 5, which is connected to a pressure line 7 opening into the interior 6, in which a pump 8, which is driven by a controllable or regulatable motor 9 is driven, presses a gas into the interior 6 and thereby can set the interior 6, which is sealed off from the external atmosphere, under normal or overpressure in a controlled or regulated manner, so that the strand 4 emerging from the extruder device 1 at temperatures above the evaporation temperature of water, which therefore cannot expand or can expand in a controlled manner, thereby maintaining the shape 10.
  • the strand with the mold 10 also passes through a temperature control device 11, which is maintained by a suitable, not shown control and / or regulating device to a predetermined temperature within predetermined tolerances depending on the material to be processed for the strand 4 and the strand 4 with the form 10 tempered.
  • the temperature-controlled strand 4 with the mold 10 emerging from an extrusion nozzle (not shown) is placed in a predetermined configuration 12 on a support 13 designed as a transport device, which can be transported out of the interior 6 of the process space 5, for example via rollers or wheels 14, and both horizontally and is vertically movable, deposited and then transported away on the base 13 according to predetermined dimensions.
  • the base 13 can be driven by a motor via its rollers 14 (not shown). It is also possible to move the transport device 13 on rails and to rotate it on a turntable.
  • the movement arrangements are indicated schematically by arrows.
  • the process room 5 can be provided with a door, not shown, which can be opened and closed in a compressed air-tight manner, so that the loaded base 13 can be moved out of the process room 5 with the transport device by hand or by motor and an empty base 13 or transport device can be moved into the process room 5 is.
  • Suitable monitoring devices such as a temperature measuring device 90 and a regulating and control unit 89, a temperature measuring device for the cooling device 11, a humidity measuring device 92, a regulating and control unit 91 and also a timer, and at least one pressure relief valve device 96 are assigned to the process space 5 and a pressure measuring device 97 is assigned.
  • An energy supply line for the motor 9 is designated by 25.
  • Suitable control and regulating devices for the motor 9 are also not shown, nor are further process monitoring devices, for example possibly a programmable logic controller and / or a central computer, in which files for different recipes of the mass or product strand are stored, are not shown .
  • a further embodiment is designated.
  • two extruder devices 15 and 16 are arranged with their longitudinal axes at an angle of 90 degrees in the embodiment shown or at an angle that deviates therefrom, for example an acute angle.
  • these extruder devices 15, 16 are motor-driven.
  • the two extruder devices 15 and 16 each convey a strand 17 and 18 into a single-strand extrusion nozzle 19 via a mixing element 32, from where the strand emerging from the single-strand extrusion nozzle 19 then in turn has a Temperature control device (not shown) passes through and is then placed on a support 20 designed as a transport device, which like the transport device 13 is mounted on rollers or wheels and can be motor-driven.
  • the movement arrangements are indicated schematically by arrows. As in the previous embodiment, a process space can also be provided here.
  • the control unit 93 is used to coordinate the extruder devices with one another.
  • the directions of arrangement of the base 20 are indicated by the arrows in FIG. 3.
  • the screws of the extruder devices 15, 16 can also be provided with forward or backward conveying elements that have different helical pitches so that the respective mass flow can not only be conveyed, but also intensively mixed and / or comminuted and / or heated.
  • All essential mass-carrying parts can be temperature controlled, although the temperature control devices are not always visibly drawn in and / or named.
  • the reduction of the strand dimensions before exit from the extrusion head can take place at different points depending on the embodiment of the invention, in the extreme case in the extrusion head shortly before exit or in the other extreme case immediately after exit from the extruder device.
  • the embodiment according to FIG. 4 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 3.
  • the two extruder devices 26 and 27 are also motor-driven and have conveyor screws 28 and 29, which, as in the embodiment according to FIG. 2, have helical conveyor elements with different pitches can, in order not only to convey the mass or product strands, but also to mix and / or heat and / or shear and / or comminute them.
  • the two extruder devices 26 and 27 are arranged at an angle of, for example, 90 degrees with their longitudinal axes or an angle deviating therefrom and convey their mass strands each into a separate extrusion head. While in the embodiment according to FIG. 2 there is a thorough mixing of the masses conveyed by the two extruder devices 15 and 16, in the embodiment according to FIG. 3 the strands can be kept separate until they exit the respective extrusion nozzle 30 and are also placed on a base 31 stored, which is designed as a transport device. The directions of arrangement of the transport device are indicated by arrows in FIG. 4.
  • the transport devices 13, 20 and 31 can be motorized movable relative to these during the discharge of the respective strands from the associated extrusion heads (not shown). It is possible to move the extruder devices, extrusion nozzles or extrusion heads in relation to the respective base 13, 20 or 31 by motor, for example to rotate and / or pivot them, to lift and / or move horizontally as desired, so that a predetermined product body made up of strands can be shaped in the form of a patty or the like, and several strands applied simultaneously can be twisted into one another during application by rotating the base. As in the previous embodiments, a process space can also be provided here.
  • the control unit 93 is used to coordinate the extruder devices with one another.
  • the reference numeral 37 shows a part of a horizontally arranged extrusion head, fed from an extruder device or another conveying device, which has several extrusion nozzles (not shown in detail) or a perforated plate, of which a total of four in the embodiment shown Strands 38 emerge, which combine to form a random pile 39 under the influence of gravity.
  • the strands 38 can be subdivided in a time or volume-determined manner, in particular cut off, after which the pile 39 is transported away intermittently. If necessary, the extrusion head can be rotated 90 degrees so that the strands are conveyed vertically downwards.
  • an extrusion head 40 optionally movable by a motor, fed from an extruder device or another conveying device, with an extrusion nozzle is shown, with several strands 41 being arranged parallel and at a distance from one another.
  • the extrusion head 40 discharges the strand 42 at a right angle to the longitudinal axis of the strands 41.
  • Several such layers of strands 41 and 42 can be arranged above and / or next to one another and complement one another to form a product body, for example a loaf, patty, sausage, schnitzel or the like.
  • the strands can be arranged at any desired angles to one another, the strands also being able to assume any shape other than a straight line and the angles between the strands or strand pieces cannot be the same.
  • extrusion nozzles or extrusion heads 43 are exemplarily arranged parallel and at a distance from one another and at a distance from the surface of already arranged strands and assigned to one or more extruder devices (not shown) and / or other conveying devices, for example pumps or pistons, from which Strands 44 emerge and can be severed in a time or volume-controlled manner, for example.
  • the strands 44 can combine to form a random pile 45 or in some other way to form one Product body, for example to an edible schnitzel, are assembled and accordingly form a jointly handled product body (not shown).
  • the strands can consist of the same or different masses.
  • FIG 8 shows an extrusion nozzle embodied as a perforated plate 46, which is assigned to an extrusion head, shown partially, which is fed by an extruder device or another conveying device, such as a pump or a piston (not shown).
  • the perforated plate 46 has, for example, outlet openings 47 with different diameters, from which strands emerge from the associated extrusion head (not shown).
  • FIG. 9 shows a part of an extrusion head 48, fed either from a non-visible extruder device or from another conveying device, to which extrusion nozzles 49 with the same or different diameters are assigned, from which strands emerge , the design and arrangement of which are shown, inter alia, in FIGS.
  • Downstream in the conveying direction in FIG. 9 is a dividing device designed as a rotating knife 50, which divides the strands.
  • FIG. 10 shows a disordered strand 51, which could also be referred to as a pile, while in FIG. 11 divided strands 52 are shown.
  • FIG. 12 a pile of fragmented strand parts 53 is illustrated.
  • strands 54 are arranged at a distance from one another. Between these strands 54 there are further strands 55, the longitudinal axes of which run at right angles to the strands 54.
  • FIGS. 13 to 18 shows a plan view of the product body resulting from this.
  • the strands 54 and 55 abut one another and are, for example, partially or completely glued or fused or welded to one another at the contact points, they form an edible product body that can be handled together, as in all other embodiments.
  • a fluid that possibly completely or partially fills cavities and / or possibly arranged mushroom mycelium of an edible mushroom cannot be seen in FIGS. 13 to 18.
  • strands 56 are arranged with their longitudinal axes parallel and at a distance from one another, on which further strands 57 are alternately arranged in several layers / layers at an acute angle.
  • the strand layers arranged one above the other together form an edible product body that can be handled in a uniform manner, since at least in one embodiment they are peripherally glued or welded to one another, which also applies to the embodiment according to FIG. 16.
  • numerous strands 58 are arranged above and / or next to one another with their respective longitudinal axes running parallel to one another and touch one another peripherally and form a product body which is irregular in the representation, while in the embodiment in FIG. 18 the strands 59 in several layers are illustrated and are enclosed by an imaginary rectangular envelope.
  • These strands 59 can also be partially or completely glued or sintered or welded to one another.
  • 19 shows an edible product body 60 which consists of several superimposed layers of strands 61, 62, 63, 64 and 65, the individual layers having strands arranged alternately with their longitudinal axes, which in the respective layers have their longitudinal axes parallel and are arranged at a distance from one another, but any other arrangements are also possible, so that irregular arrangements of the unfilled spaces are also possible.
  • an edible mushroom or its mushroom mycelium is shown, which can also fill the remaining spaces in the product body 60 (not shown in detail).
  • the fungal mycelium is connected to the strands and partially grown into them and ensures that the strands are networked to form a one-piece product body.
  • a possibly filling the cavities- of the fluid which is arranged in the product body, for example after fermentation.
  • FIG. 20 shows two strands 63 and 64 which have been twisted together, which also applies to strands 63 and 64 in FIG in Fig. 20, the strands 63 and 64 consisting of identical or different masses.
  • the embodiment according to FIG. 22 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 1, so that the same reference numerals have been used for the same functions.
  • the extruded strand is arranged in a fluid 94 which is located in a container 95.
  • This container is arranged on the base 13, optionally on rollers, so that it can be moved manually or by a motor.
  • These containers 95 with the fluid 94 and the base 13 can also be located in an interior 6 of a process space 15, as was described in connection with the embodiment according to FIG. 2, so that with regard to the function of such a process space in connection with Fig. 2 made statements can be referenced.
  • the extrusion nozzle can always be immersed in the liquid during the discharge of the strands, while in another embodiment, as indicated in FIG and to use the same system.
  • the embodiment according to FIG. 23 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 1, so that the same reference numerals as in the embodiment according to FIG. 1 have been used for parts with the same function.
  • the extruded strand is discharged onto a base 13 which, if necessary, can be moved manually or by motorized rollers on rollers.
  • the strand emerges here in a disordered or chaotic manner, the base 13 being arranged in different directions in one plane and possibly also in a lifting manner, which is indicated schematically by the arrows in FIG. 23. Different distances can arise between the relevant extrusion nozzle and the central surface, wherein the relative movements of the relevant extrusion nozzle to the extruded strands can lead to different strand arrangements.
  • FIG. 24 shows an embodiment of an extrusion head (not shown) with an extrusion nozzle opening 74 from which a strand with the cross section 68 is extruded or conveyed out.
  • 25 shows a partially illustrated extrusion head 75 with an extrusion nozzle 76 and a temperature control device 77, while a strand is denoted by the reference numeral 66.
  • FIG. 26 various cross-sectional shapes of strands 68 and 69 are shown, the limit values of which are denoted by 80 and 81.
  • FIG. 27 shows an extruder device or conveying device (indicated schematically) 82 with an element 83 adjoining the conveying device and an extrusion head 84 with further elements only indicated schematically.
  • 29 shows strands 63 and 64 which are polygonal in cross-section and which are arranged flat one above the other or on one another, for example glued.
  • FIG. 30 shows strands 65, 66 wound up in a beehive-like manner
  • FIG. 31 shows strands 61 or strand pieces offset in a serpentine manner. From FIG. 32, a spirally offset strand 61 can be seen.
  • the embodiment according to FIG. 33 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 4, so that the same reference numerals have been used for the same functions.
  • the second extruder device is replaced by a conveying device 98, which can be, for example, a pump or a compressible piston.
  • a conveying device 98 can be, for example, a pump or a compressible piston.
  • different distances can occur between the relevant extrusion nozzle and the central surface, which leads to different strand arrangements regardless of the relative movements to one another.
  • This embodiment of the invention can also include a process space as described in FIG. 2.
  • Extrusion nozzle opening part of an extrusion head extrusion nozzle temperature control device Extrusion nozzle temperature control device
  • Line for example circular shape
  • diameter corresponds to the actual value
  • Line elliptical shape
  • diameter corresponds to the actual value at the narrowest point of the limit value

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a method for producing edible, structured/textured products from one or more, preferably biological, materials or mixtures of such materials. The invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to the invention, and an open- or closed-loop control system for such an apparatus . The present invention further relates to the products produced by the method according to the invention and the use thereof.

Description

Verfahren zum Herstellen von essbaren, strukturierten/texturierten Produkten aus einem oder mehreren, vorzugsweise biologischen Stoffen oder aus Mischungen derartiger Stoffe, Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Steuerung oder Regelung für eine derartige Einrichtung, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkte sowie die Process for the production of edible, structured / textured products from one or more, preferably biological substances or from mixtures of such substances, device for performing the method according to the invention and control or regulation for such a device, products manufactured according to the method according to the invention as well as the
Verwendung derartiger Produkte Use of such products
Beschreibung description
Gattung genus
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von essbaren, strukturierten/texturierten Produkten aus einem oder mehreren, vorzugsweise biologischen, Stoffen oder aus Mischungen derartiger Stoffe. The invention relates to a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Steuerung oder Regelung für eine derartige Einrichtung sowie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkte und die Verwendung derartiger Produkte. Stand der Technik The invention also relates to a control or regulation system for such a device as well as products manufactured according to the method according to the invention and the use of such products. State of the art
Fleischalternativprodukte sind bekannt. Auch beim Stand der Technik bemüht man sich, eine Textur zu erzeugen, die das Mundgefühl von Fleisch nachahmt. Die Anfänge hierfür reichen bis in das Jahr 1960 zurück. Alternative meat products are known. In the prior art too, efforts are made to produce a texture that mimics the mouthfeel of meat. The beginnings of this go back to 1960.
Die meisten in der Vergangenheit vorgenommenen Entwicklungen konzentrieren sich auf Verfahrensweisen, bei denen die verwendeten, homogenen Massen mit relativ hoher Proteinkonzentration bei hohen Temperaturen (allgemein als High moisture high temperature (HMHT)-Verfahren bekannt, auch als Extrusions cooking bezeichnet) in Extrudervorrichtungen aufgeschmolzen und anschließend definiert gekühlt werden. Bei diesem Abkühlen der Massen werden hohe Scherkräfte induziert („Kühldüse“), um eine faserige Struktur in Förderrichtung zu erzeugen. Dabei ist entscheidend, die Zusammensetzung des Materials so zu wählen, dass faserartige Strukturen erzeugt werden können, was die Zusammensetzung der Massen eher einschränkt und in der Regel hohe Proteingehalte in der Trockenmasse voraussetzt. Die Extrudate können anschließend wieder zerkleinert, mit weiteren Stoffen versetzt und zu fertigen Produkten neu zusammengefügt werden, beispielsweise zu einem Burger-Patty. Neben dem HMHT-Verfahren sind auch Verfahren bekannt, bei denen Trockenextrudate erzeugt werden, die zerkleinert und hydratisiert zu einem fleischähnlichen Produkt zusammengefügt werden. Auch hier erfolgt die Produktausformung unabhängig von der Extrusion. Es ist auch bekannt, Extrudate dadurch weiterzuverarbeiten, dass Additive den Massen hinzugefügt werden und auch eine Nachbearbeitung erfolgt. Als Beispiel ist ein veganes Burger Patty sowie weitere Produkte von „Beyond Meat“ zu nennen (Beyond Meat, 119 Standard St, El Segundo, CA 90245, United States). Ein weiterer Produzent mit einem ähnlichen Verfahren ist die Firma Impossible Foods (Impossible Foods Inc., 400 Saginaw Drive, Redwood City, CA 94063, United States), bei welcher das Extrudat mit Fett und anderen geschmacksmodifizierenden Stoffen versetzt wird, um einen Hackfleischersatz nachzuahmen. Most of the developments made in the past concentrate on processes in which the homogeneous masses used with a relatively high protein concentration are melted in extrusion devices and at high temperatures (commonly known as high moisture high temperature (HMHT) processes, also known as extrusion cooking) can then be cooled in a defined manner. During this cooling of the masses, high shear forces are induced (“cooling nozzle”) in order to create a fibrous structure in the conveying direction. It is crucial to choose the composition of the material in such a way that fiber-like structures can be created, which rather restricts the composition of the masses and usually requires high protein contents in the dry mass. The extrudates can then be shredded again, mixed with other substances and reassembled into finished products, for example a burger patty. In addition to the HMHT process, processes are also known in which dry extrudates are produced, which are comminuted and hydrated to form a meat-like product. Here, too, the product is formed independently of the extrusion. It is also known to further process extrudates in that additives are added to the masses and post-processing also takes place. An example is a vegan burger patty and other products from “Beyond Meat” (Beyond Meat, 119 Standard St, El Segundo, CA 90245, United States). Another producer using a similar process is Impossible Foods (Impossible Foods Inc., 400 Saginaw Drive, Redwood City, CA 94063, United States), in which the extrudate is mixed with fat and other taste-modifying substances in order to simulate a minced meat substitute.
Teilweise kommt es bei der Heißextrusion zur ungewollten Strangexpansion beim Austritt. Hier wurde von der "Central Soya Inc." vorgeschlagen, die Temperatur an der Extruderdüse zu senken, um eine Ausdehnung/Expansion des Extrudats zu verhindern (Patent US 3,950,564 A). In some cases, hot extrusion leads to unwanted strand expansion on exit. Here was the "Central Soya Inc." proposed to lower the temperature at the extruder nozzle in order to prevent expansion / expansion of the extrudate (US Pat. No. 3,950,564 A).
Man hat ebenfalls vorgeschlagen, die Expansion durch Optimierung der Wasserbindung in den Massen und den Temperaturen an der Düse zu beeinflussen. Vorgeschlagen wurde hierbei die Trocknung von Endprodukten zur Einstellung des Endfeuchtegehalts einzusetzen (MX 2014008384 A). Ein Patent des Institute of Food Science and Technology in Peking schlägt die Zugabe von Transglutaminase bei der Herstellung von texturiertem Erdnussprotein vor, um die Menge der Fasern im Endprodukt zu erhöhen (CN 107259066 A). It has also been proposed to influence the expansion by optimizing the water binding in the masses and the temperatures at the nozzle. It was suggested to use the drying of end products to adjust the final moisture content (MX 2014008384 A). A patent from the Institute of Food Science and Technology in Beijing suggests the addition of transglutaminase in the production of textured peanut protein to increase the amount of fiber in the end product (CN 107259066 A).
Eine Kombination von Extrusion und Fermentation zur Herstellung von Fleischalternativen wurde von der Firma Nestle untersucht, wo vorextrudierte Pellets aus 50 % Weizenkleber eingeweicht, gekocht, mit Pilzsporen vermischt, zu Kuchen ausgeformt und fermentiert wurden. Nach der Fermentation wurden die Kuchen gerührt und zerkleinert, um eine hackfleischähnliche Textur zu erhalten (AU 2012350822 B2). A combination of extrusion and fermentation for the production of meat alternatives was investigated by the company Nestle, where pre-extruded pellets made from 50% wheat gluten were soaked, boiled, mixed with fungal spores, shaped into cakes and fermented. After fermentation, the cakes were stirred and chopped to obtain a texture similar to minced meat (AU 2012350822 B2).
Vegane Burger-Pattys werden in der Regel nie so extrudiert, dass ein texturgebender Grundkörper bereits fertig ausgeformt und strukturiert ist, sondern Extrudate nochmals aufgearbeitet, mit weiteren Inhaltsstoffen versetzt und anschließend in weiteren Arbeitsschritten verdichtet und ausgeformt. Vegan burger patties are usually never extruded in such a way that a texturing base body is already fully formed and structured, but extrudates are processed again, with additional ingredients and then compressed and shaped in further work steps.
Die Strukturierung von Fleischalternativen wurde von mehreren Firmen (beispielsweise von den Firmen Nova Meat (34 Carrer De Gomis, Barcelona, Catalunya, Spain) sowie Redefine Meat (Pinhas Sapir 7 Ness Ziona, 7414002 Israel) mittels gerichteter Ausbringung und Anordnung wie aus dem 3D-Druck (Fused deposition mo- deling) vorgeschlagen. Dadurch wird das Ziel verfolgt, Proteinisolat-Massen durch Extrusion dünner Stränge in fibrillären Strukturen auszubringen, um so eine fleischähnliche Textur zu erhalten. In der Regel erfolgt hierbei die Herstellung der Massen in einem separaten, vorgelagerten Schritt und beinhaltet in der Regel einige texturmodifizierende Inhaltsstoffe. Die erzeugten Produkte werden in der Regel auch in zusätzlichen Schritten verfestigt/ausgehärtet. The structuring of meat alternatives has been carried out by several companies (for example by the companies Nova Meat (34 Carrer De Gomis, Barcelona, Catalunya, Spain) and Redefine Meat (Pinhas Sapir 7 Ness Ziona, 7414002 Israel) by means of directed application and arrangement as from the 3D Pressure (fused deposition modeling) is proposed, with the aim of applying protein isolate masses by extrusion of thin strands in fibrillar structures in order to obtain a meat-like texture in a separate, upstream step and usually contains some texture-modifying ingredients. The products produced are usually also solidified / hardened in additional steps.
Lipton et. al. (2015) beschreibt in einer Review unter anderem eine Technik, bei der die Stränge, bestehend aus zerkleinerten, pastösen Massen, sich zufällig um eine mittlere Bewegungsrichtung der Düse ausbreiten und so poröse, schaumartige Strukturen entstehen (auch: US 20120241993A1). Erwähnt wird die Möglichkeit, Texturen zu verändern durch die Anordnung der Stränge, die Wahl des Porositätsgrads sowie eine verbesserte Frittierbarkeit durch eine große Materialoberfläche. Lipton et. al. (2015) describes in a review, among other things, a technique in which the strands, consisting of comminuted, pasty masses, randomly spread around a central direction of movement of the nozzle, creating porous, foam-like structures (also: US 20120241993A1). Mention is made of the possibility of changing textures through the arrangement of the strands, the choice of the degree of porosity and improved frying properties due to a large material surface.
Aufgabe task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von essbaren, strukturierten/texturierten Produkten aus einem oder mehreren, vorzugsweise biologischen, Stoffen oder aus Mischungen derartiger Stoffe, zu schaffen. The invention is based on the object of creating a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances.
Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitzustellen. Furthermore, the invention is based on the object of providing a suitable device for carrying out the method according to the invention.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung oder Regelung für eine derartige Einrichtung zu schaffen. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Produkte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, vorzuschlagen. The invention is also based on the object of creating a control or regulation for such a device. In addition, the invention is based on the object of proposing products which have been produced by the process according to the invention.
Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Verwendung für derartige erfindungsgemäße Produkte zu benennen. Finally, the invention is based on the object of specifying a suitable use for such products according to the invention.
Lösung der Aufgabe betreffend das Verfahren Solution of the problem relating to the procedure
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst. This object is achieved by the features of claims 1 and 2.
Patentanspruch 1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von essbaren, strukturierten/texturierten Produkten aus einem oder mehreren, vorzugsweise biologischen, Stoffen oder aus Mischungen derartiger Stoffe, wobei die Stoffe oder Mischungen daraus durch eine oder mehrere nacheinander und/oder parallel und/oder im Winkel zueinander angeordnete, jeweils motorisch angetriebene Extrudervorrichtungen und/oder sonstige Fördervorrichtungen wie Pumpe oder dergleichen gefördert werden und dabei in mindestens einer der Vorrichtungen die geförderten Stoffe oder Mischungen daraus durch Mischen und/oder durch Scherung und/oder durch die beim Scheren in der betreffenden Extrudervorrichtung entstehende Erwärmung und/oder durch Zuführung von Wärme von außen zu der/den jeweiligen Extrudervorrich- tung/en hinsichtlich Theologischer und/oder mechanischer und/oder Materialeigen- schäften verändert wird/werden und so entstandene oder veränderte Masse/n sowie gegebenenfalls die weitere/n Masse/n aus weiteren Fördervorrichtungen über einen oder mehrere Extrusionsköpfe in Form von Strängen auf mindestens einer als Transportvorrichtung ausgebildeten Unterlage, dreidimensional gezielt und/oder chaotisch zueinander angeordnet wird/werden, wobei die Stränge mindestens einer Masse nach ihrer Anordnung auf der Unterlage zu einem Produktkörper formstabil oder weitgehend formstabil angeordnet werden. Claim 1 describes a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances, the substances or mixtures thereof being sequentially and / or parallel and / or at an angle to one another arranged, motor-driven extruder devices and / or other conveying devices such as pumps or the like are conveyed and the conveyed substances or mixtures thereof are conveyed in at least one of the devices by mixing and / or by shearing and / or by the heating resulting from shearing in the extruder device in question and / or by supplying heat from the outside to the respective extruder device (s) with regard to theological and / or mechanical and / or material properties Shafts is / are changed and the resulting or changed mass (s) and possibly the further mass (s) from further conveying devices via one or more extrusion heads in the form of strands on at least one support designed as a transport device, three-dimensionally targeted and / or chaotically arranged with respect to one another will / will, the strands of at least one mass being arranged in a dimensionally stable or largely dimensionally stable manner according to their arrangement on the base to form a product body.
Die dem angestrebten erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Aufgabe wird nach Patentanspruch 2 durch ein Verfahren zum Herstellen von essbaren, strukturierten/texturierten Produkten aus einem oder mehreren, vorzugsweise biologischen, Stoffen oder aus Mischungen derartiger Stoffe gelöst, wobei die Stoffe oder Mischungen daraus durch eine oder mehrere nacheinander und/oder parallel und/oder im Winkel zueinander angeordnete, jeweils motorisch angetriebene Extrudervorrichtungen und/oder sonstige Fördervorrichtungen wie Pumpe oder dergleichen gefördert werden und dabei in mindestens einer der Vorrichtungen die geförderten Stoffe oder Mischungen daraus durch Mischen und/oder durch Scherung und/oder durch die beim Scheren in der betreffenden Extrudervorrichtung entstehende Erwärmung und/oder durch Zuführung von Wärme von außen zu der/den jeweiligen Extrudervorrichtung/en hinsichtlich Theologischer und/oder mechanischer und/oder Materialeigenschaften verändert wird/werden und so entstandene oder veränderte Masse/n sowie gegebenenfalls die weitere/n Masse/n aus weiteren Förder- Vorrichtungen über einen oder mehrere Extrusionsköpfe in Form von Strängen auf mindestens einer als Transportvorrichtung ausgebildeten Unterlage, dreidimensional gezielt und/oder chaotisch zueinander angeordnet wird/werden, wobei die Stränge mindestens einer Masse nach ihrer Anordnung auf der Unterlage zu einem Produktkörper formstabil oder weitgehend formstabil angeordnet werden, wobei der/die Strang/Stränge in einem abschließbaren und druckmitteldichten Prozessraum aus der/den betreffenden Extrusionsdüse/-n ausgebracht wird, wobei die Innentemperatur und/oder die Innenraumfeuchte und/oder der Innenraumdruck im Prozessraum zur Erzielung einer weitgehenden Formstabilität der betreffenden Stränge unter Beachtung von vorgegebenen Toleranzwerten und/oder zur Einstellung der Oberflächeneigenschaften der Stränge und/oder zur Kontrolle der Strangexpansion bei Austrittstemperaturen aus dem Extrusionskopf von 100 [°C] oder mehr gesteuert oder geregelt werden, wobei Temperaturen im Prozessraum (5) zwischen 1 [°C] und 135 [°C] betragen, bevorzugt zwischen 20 [°C] und 120 [°C], bevorzugter zwischen 25 [°C] und 115 [°C], noch bevorzugter zwischen 30 [°C] und 105 [°C], am bevorzugtesten zwischen 35 [°C] und 99 [°C], der Druck im Prozessraum zwischen 0.1 [bar] und 50 [bar], bevorzugter zwischen 0.5 [bar] und 20 [bar], bevorzugter zwischen 0.9 [bar] und 10 [bar], bevorzugter zwischen 1 [bar] und 6 [bar], am bevorzugtesten zwischen 1 [bar] und 5 [bar] beträgt, die Luftfeuchte im Prozessraum bevorzugt zwischen 10 [% rel.] und 100 [% rel.], bevorzugter zwischen 50 [% rel.] und 100 [% rel.], am bevorzugtesten zwischen 80 [% rel.] und 100 [% rel.] beträgt und die Strangexpansion, angegeben als Overrun, zwischen 0 [Vol-%] und 300 [Vol-%], vorzugsweise 0 [Vol- %] und 200 [Vol-%], noch bevorzugter 0 [Vol-%] und 100 [Vol-%], eingestellt wird. The object on which the proposed method according to the invention is based is achieved according to claim 2 by a method for producing edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances, the substances or mixtures thereof being successively replaced by one or more and / or parallel and / or at an angle to one another, each motor-driven extruder devices and / or other conveying devices such as pumps or the like are conveyed and the conveyed substances or mixtures thereof are conveyed in at least one of the devices by mixing and / or by shearing and / or is / are changed in terms of theological and / or mechanical and / or material properties due to the heating that occurs during shearing in the relevant extruder device and / or by the supply of heat from the outside to the respective extruder device (s) and is thus created ene or changed mass (s) and, if applicable, the further mass (s) from further funding Devices via one or more extrusion heads in the form of strands on at least one support designed as a transport device, three-dimensionally targeted and / or chaotically arranged to one another, the strands of at least one mass after their arrangement on the support to form a product body in a dimensionally stable or largely dimensionally stable manner The strand (s) is / are discharged from the extrusion nozzle (s) in question in a lockable and pressure medium-tight process space, the internal temperature and / or the interior humidity and / or the interior pressure in the process space in order to achieve extensive dimensional stability of the strands concerned taking into account specified tolerance values and / or to adjust the surface properties of the strands and / or to control the strand expansion at exit temperatures from the extrusion head of 100 [° C] or more, with temperatures in the process space (5) between 1 [° C] and 135 [° C], preferably between 20 [° C] and 120 [° C], more preferably between 25 [° C] and 115 [° C], even more preferably between 30 [ ° C] and 105 [° C], most preferably between 35 [° C] and 99 [° C], the pressure in the process space between 0.1 [bar] and 50 [bar], more preferably between 0.5 [bar] and 20 [bar ], more preferably between 0.9 [bar] and 10 [bar], more preferably between 1 [bar] and 6 [bar], most preferably between 1 [bar] and 5 [bar], the humidity in the process space is preferably between 10 [% rel .] and 100 [% rel.], more preferably between 50 [% rel.] and 100 [% rel.], most preferably between 80 [% rel.] and 100 [% rel.] and the strand expansion, indicated as overrun, between 0 [vol-%] and 300 [vol-%], preferably 0 [vol-%] and 200 [vol-%], even more preferably 0 [vol-%] and 100 [vol-%], is set.
Einige Vorteile Some advantages
Ein großer Vorteil dieses Verfahrens ist die Kombination aus Massenzubereitung durch Mischen, Temperieren, Scheren sowie dadurch Einstellung und/oder Veränderung dauerhafter Materialeigenschaften und unmittelbar anschließender, weitgehend freier 3D-Anordnung und damit Ausbildung einer Struktur durch gezielte Anordnung von ungefüllten Kompartimenten, Kanälen, Poren und ähnlichem in einem Prozess. Zusammengefasst werden die Vorteile einer klassischen HMHT-Extrusion mit denen des 3D-Druck/-Anordnungsprozesses verbunden. Es können oft mehrere verschiedene Massen miteinander kombiniert werden, wobei die Zuführung entweder über Extrudervorrichtungen oder durch weitere Fördereinrichtungen vorgenommen werden kann. Die Kombination aus HMHT-Extrusion und Anordnung von pastösen Massen mit gegebener Fließgrenze oder verfestigenden Massen erlaubt eine enorme Bandbreite an Texturen und allgemeinen sensorischen Wahrnehmungen. A great advantage of this process is the combination of mass preparation by mixing, tempering, shearing and thereby setting and / or changing permanent material properties and immediately following, largely free 3D arrangement and thus formation of a structure through the targeted arrangement of unfilled compartments, channels, pores and similar in a process. In summary, the advantages of a classic HMHT extrusion are combined with those of the 3D printing / arrangement process. A number of different masses can often be combined with one another, with the feed being carried out either via extruder devices or by further conveying devices. The combination of HMHT extrusion and the arrangement of pasty masses with a given flow limit or solidifying masses allows an enormous range of textures and general sensory perceptions.
Bei herkömmlichen 3D-Druckprozessen werden die Massen in einem vorgelagerten Prozess zubereitet und dann in der Regel nur aufgeschmolzen oder temperiert, bevor sie extrudiert werden. Dadurch werden in der Regel pastöse Massen ausgetragen und angeordnet, die oft zwingend in einem weiteren Schritt verfestigt werden müssen, beispielsweise durch Kochen oder Frittieren oder durch andere verfestigende Methoden wie enzymatische Gelierung oder thermoreversible Verfestigung. Im Gegensatz liefert der hier vorgestellte Prozess durch die Veränderung der molekularen Struktur der Massen in der Extrudervorrichtung beim HMHT-Prozess bei geeigneter Massenzusammensetzung (meist hohe Proteinanteile in der Trockenmasse) bereits sensorisch relevante Strangstrukturen mit hoher Festigkeit und Bissfestigkeit, die nicht mehr zwingend in einem weiteren Schritt durch wasserentziehende Methoden verfestigt werden müssen. Damit sind ebenfalls nicht mehr zwingend Bindemittel wie Methylcellulose notwendig, im Extremfall reicht ein Proteinkonzentrat/-isolate und Wasser als Inhaltsstoffe einer Masse aus. In conventional 3D printing processes, the masses are prepared in an upstream process and then usually only melted or tempered before they are extruded. As a result, pasty masses are usually discharged and arranged, which are often compulsorily solidified in a further step must, for example by boiling or deep-frying or by other solidifying methods such as enzymatic gelation or thermo-reversible solidification. In contrast, the process presented here, through the change in the molecular structure of the masses in the extruder device in the HMHT process with a suitable mass composition (mostly high protein content in the dry mass), already provides sensory-relevant strand structures with high strength and firmness that are no longer necessary in another Step must be solidified by dehydrating methods. This means that binders such as methyl cellulose are no longer absolutely necessary; in extreme cases, a protein concentrate / isolate and water are sufficient as ingredients of a mass.
Darüber hinaus können beim hier vorgeschlagenen Verfahren auch, mit Vorteil vor allem für die Textureinstellung, Massen mit verschiedenen Eigenschaften kombiniert werden, beispielsweise durch die Verarbeitung der Massen in separaten Prozessen und anschließender Zusammenführung vor Ausbringung oder getrennter Ausbringung, in Kombination mit räumlich aufgelöster, gezielter Anordnung, was beispielsweise eine große Breite an möglichen Texturen erlaubt durch das Zusammenspiel unterschiedlicher Massen hinsichtlich Festigkeit und Textur. Darüber hinaus sind Produktzusammensetzungen möglich, die über bestehende Grenzen beispielsweise bei der Herstellung von Fleischanalogen per HMHT-Extrusion deutlich hinausgehen, beispielsweise durch weitergehende Erhöhung des Stärkegehalts im Produkt. Die Produkte des vorgeschlagenen Verfahrens sind im Vergleich zum Stand der Technik deutlich weniger darauf angewiesen, Kompromisse einzugehen hinsichtlich Extrusionsbedingungen, da diese separat optimiert werden können auf mehrere Massen mit unterschiedlichen Eigenschaften im Vergleich zu einer Masse, die alle Inhaltsstoffe des Produkts enthält. In addition, with the method proposed here, with advantage especially for the texture setting, masses with different properties can be combined, for example by processing the masses in separate processes and subsequent merging before application or separate application, in combination with spatially resolved, targeted arrangement which, for example, allows a wide range of possible textures through the interaction of different masses in terms of strength and texture. In addition, product compositions are possible that go well beyond existing limits, for example in the production of meat analogues by HMHT extrusion, for example by further increasing the starch content in the product. The products of the proposed method are compared to the prior art significantly less dependent on making compromises with regard to extrusion conditions, as these can be optimized separately for several masses with different properties compared to a mass that contains all the ingredients of the product.
Das hier vorliegende Verfahren erlaubt zudem vorteilhafterweise, Massen nebeneinander anzuordnen, die unterschiedliche rheologische und Erstarrungseigenschaften haben. So können beispielsweise Stränge mit niedrigerer Schmelztemperatur, beispielsweise über eine temperierte Pumpe, einen Kolben oder durch andere Fördereinrichtungen mit vergleichbarer Wirkung gefördert werden und als bindende Masse zwischen Strängen mit höherer Schmelztemperatur fungieren, was die Bandbreite an möglichen Texturen vorteilhafterweise erweitert. The present method also advantageously allows masses to be arranged next to one another which have different rheological and solidification properties. For example, strands with a lower melting temperature can be conveyed using a temperature-controlled pump, a piston or other conveying devices with a comparable effect and act as a binding mass between strands with a higher melting temperature, which advantageously expands the range of possible textures.
Ein weiterer großer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist, dass Prozesstemperaturen von über 100°C genutzt werden können beim Mischen und/oder Scheren der auszubringenden Massen, beispielsweise zur wesentlichen, und bevorzugt weitgehend irreversiblen, Modifizierung der rheologischen und/oder der Festigkeitsund/oder mechanischen Eigenschaften der Stoffe/Mischungen dieser bei Verzehrtemperaturen, unmittelbar bevor die Massen angeordnet werden, insbesondere für Massen die entweder bei über 100°C ausgebracht werden sollen oder die sich bei Temperaturen unter 100°C nicht aufschmelzen lassen. Beispielsweise können durch Temperierung die rheologischen Eigenschaften reversibel, beispielsweise die Fließ- eigenschaften der Masse/n als Funktion der Temperatur, so verändert werden, dass eine Masse/Massen mit wesentlich veränderter Viskosität und/oder Textur- und/oder mechanischen Eigenschaften ausgebracht und angeordnet werden kann/können. Darüber hinaus kann eine Veränderung der rheologischen Eigenschaften bevorzugt auch daraus resultieren, dass bestehende Anordnungen von Polymeren durch Aufschmelzen und/oder Scheren aufgelöst werden, beispielsweise bei Proteinen bei über 100 [°C], und anschließend die Polymere beim Abkühlen ein neu strukturiertes Netzwerk mit dauerhaft stabilen neuen rheologischen und/oder mechanischen Eigenschaften ausbilden (vergleichbar mit den physikalischen/chemischen Veränderungen beim HMHT-Prozess), im Falle der Proteine beispielsweise mit deutlich höheren Festigkeitseigenschaften und/oder deutlich veränderten Elastizitätseigenschaften und/oder einem anderen Destrukturierungsverhalten im Mund beim Kauen. Darüber hinaus können die Bedingungen in der Extrudervorrichtung auch so gewählt werden, dass durch eine Kombination aus Temperatursteuerung, Scherung und Materialparametern, wie beispielsweise dem pH-Wert, Moleküle gleicher oder anderer Gattung miteinander vernetzt oder zerteilt werden, um die rheologischen Eigenschaften und/oder Materialeigenschaften dauerhaft bzw. nachhaltig zu verändern. Im Gegensatz dazu beruht der Lebensmittel-3D-Druck darauf, Massen nur auszubringen, nicht aber herzustellen oder Theologisch, beispielsweise durch Temperatur und/oder Scherung, zu modifizieren. Im Gegensatz zum HMHT-Extrusionsverfahren werden Stränge auch direkt zu einem Produkt angeordnet, zudem können im Gesamtprodukt verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Funktionalitäten angelegt werden, so zum Beispiel Bereiche, die im Mund eher ein Gefühl einer Schwarte auslösen (zum Beispiel durch extrem fettreiche Massen). Zudem ist denkbar, direkt auch Knochenstrukturen anzuordnen, um dem Produkt visuell beispielweise das Aussehen eines Kottelets zu verleihen. Andere Bereiche wiederum können beispielsweise Strukturen aufweisen, die eher an Bindegewebe erinnern. Another great advantage of the proposed method is that process temperatures of over 100 ° C can be used when mixing and / or shearing the masses to be applied, for example for the essential, and preferably largely irreversible, modification of the rheological and / or strength and / or mechanical properties of the substances / mixtures of these at consumption temperatures, immediately before the masses are arranged, in particular for masses which are either to be applied at over 100 ° C or which cannot be melted at temperatures below 100 ° C. For example, the rheological properties can be reversible through temperature control, for example the flow properties of the mass / s as a function of temperature, are changed so that a mass / masses with significantly changed viscosity and / or texture and / or mechanical properties can be applied and arranged. In addition, a change in the rheological properties can preferably also result from the fact that existing arrangements of polymers are dissolved by melting and / or shearing, for example in the case of proteins at over 100 [° C.], and then the polymers form a newly structured network with permanent when they cool develop stable new rheological and / or mechanical properties (comparable to the physical / chemical changes in the HMHT process), in the case of proteins, for example, with significantly higher strength properties and / or significantly changed elastic properties and / or a different destructuring behavior in the mouth when chewing. In addition, the conditions in the extruder device can also be selected in such a way that, through a combination of temperature control, shear and material parameters, such as the pH value, molecules of the same or different types are crosslinked or broken up in order to achieve the rheological properties and / or material properties to change permanently or sustainably. In contrast, food 3D printing is based on only applying masses, but not producing them or modifying them theologically, for example through temperature and / or shear. In contrast to the HMHT extrusion process, strands are also arranged directly to form a product, and different areas with different functionalities can be created in the overall product, for example areas that tend to trigger a feeling of rind in the mouth (for example due to extremely fatty compounds). It is also conceivable to arrange bone structures directly in order to give the product the appearance of a Kottelet, for example. Other areas can, for example, have structures that are more reminiscent of connective tissue.
Durch geeignete Wahl der Zusammensetzung und Trockenmasse sowie geeignetem Processing in der Extrudervorrichtung werden auch Dehnströmungen in Wirkrichtung der Schwerkraft genutzt, um Stränge hinsichtlich äquivalenten Durchmessers unter den äquivalenten Durchmesser der Extrusionsdüse zu reduzieren. So können Stränge mit vergleichbaren Materialeigenschaften mit kleineren Durchmessern hergestellt werden, als dies über die direkte Ausformung im Extrusionskopf möglich wäre, beispielsweise weil der Druckverlust zu hoch wäre. Geringere Strangdurchmesser führen zu höheren Produktauflösungen, so dass beispielsweise die Strukturen/Texturen der Produkte noch ähnlicher zu der von gegartem Fleisch zu erzeugen sind. Through a suitable choice of the composition and dry matter as well as suitable processing in the extruder device, expansion flows in the effective direction of gravity are also used to reduce strands with regard to equivalent diameter below the equivalent diameter of the extrusion nozzle. In this way, strands with comparable material properties can be produced with smaller diameters than would be possible via direct molding in the extrusion head, for example because the pressure loss would be too high. Smaller strand diameters lead to higher product resolutions, so that, for example, the structures / textures of the products can be produced even more similar to that of cooked meat.
Je nach Produktionsstrategie können unmittelbar beim Strangaustritt die Stränge periodisch zerteilt werden, so dass kein kontinuierlicher Strang auf die bereits angeordneten Stränge trifft, sondern Strangstücke. Im Falle von Produktkörpern bestehend aus mehr als einer Masse können neben Extrudervorrichtungen zur Förderung von Massen beispielweise auch Pumpen oder pneumatisch betriebene Kolben oder andere beliebige Fördereinrichtungen verwendet werden, beispielsweise dann, wenn weitere Massen nicht den Prozessbedingungen des HTHM-Verfahrens unterworfen werden müssen. Dabei kann es sich beispielsweise um pastöse Massen handeln, die eine Fließgrenze aufweisen und so ausreichend formstabil sind wie beispielsweise Okara mit einer Trockenmasse von beispielsweise 24 Massenprozent oder eine gelartige Stärkedispersion. Wird von mehreren Extrudern oder Extrudervorrichtungen gesprochen, so sind damit explizit auch oben genannte Pumpen und andere Fördereinrichtungen gemeint. Depending on the production strategy, the strands can be periodically divided up immediately at the exit of the strand, so that no continuous strand meets the strands that have already been arranged, but rather pieces of strand. In the case of product bodies consisting of more than one mass, in addition to extruder devices for conveying masses, for example pumps or pneumatically operated pistons or any other conveying devices can be used, for example if further masses do not have to be subjected to the process conditions of the HTHM process. This can be, for example, pasty masses that have a flow limit and are thus sufficiently dimensionally stable, such as okara with a dry mass of, for example, 24 percent by mass or a gel-like starch dispersion. If several extruders or extruder devices are spoken of, this also explicitly refers to the pumps and other conveying devices mentioned above.
Weitere Vorteile sind beispielsweise: Further advantages are for example:
Proteinkonzentrat aus Erbse und Maisstärke wird als Pulver im Verhältnis 90 Anteile zu 10 Anteilen (Massenanteilen) miteinander gemischt, einer Doppel- wellen-Extrudervorrichtung zugeführt und dort mit Wasser vermischt und geschert, so dass eine homogene Masse mit einer Trockenmasse von 34% entsteht. Die Temperatur der Extrudervorrichtung beträgt am Austritt 130°C und die Kühlung erfolgt auf 100°C in der Temperiervorrichtung des Extrusionskopfs. Die Stränge werden in jeder Schicht parallel zueinander angeordnet, wobei mit jeder Schicht die Strang richtung um 90° gedreht ist und der Extrusionsdüsen- durchmesser 3 mm beträgt. 20% unausgefülltes Volumen sind gleichmäßig zwischen den Strängen verteilt, die Anordnung wird anschließend mit Proteinkonzentrat (Erbsenproteinisolat mit einer Trockenmasse (TM) von 12% (w/w)) aufgefüllt und Verfestigung durch Erhitzen auf 95°C für 5 min, so dass ein Burger Patty/texturiertes Produkt entsteht. Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a twin-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 34% is created. The temperature of the extruder device is 130 ° C. at the outlet and cooling takes place to 100 ° C. in the temperature control device of the extrusion head. The strands are arranged parallel to each other in each layer, with the strand direction rotated by 90 ° with each layer and the extrusion nozzle diameter is 3 mm. 20% unfulfilled volume is evenly distributed between the strands, the arrangement is then filled with protein concentrate (pea protein isolate with a dry matter (DM) of 12% (w / w)) and solidified by heating to 95 ° C for 5 min, so that a Burger patty / textured product is created.
Proteinkonzentrat aus Erbse und Maisstärke wird als Pulver im Verhältnis 90 Anteile zu 10 Anteilen (Massenanteilen) miteinander gemischt, einer Doppel- wellen-Extrudervorrichtung zugeführt und dort so mit Wasser vermischt und geschert, dass eine homogene Masse mit einer Trockenmasse von 35% (w/w) entsteht, bei einem pH von 6.5. Die Temperatur in der Extrudervorrichtung am Austritt beträgt 130°C und die Kühlung der Masse erfolgt auf 100°C in der Temperiervorrichtung des Extrusionskopfs. Die Stränge werden in jeder Schicht parallel zueinander angeordnet, wobei mit jeder Schicht die Strangrichtung um 90° gedreht ist, der Extrusionsdüsendurchmesser 3 mm beträgt und 30% des Produktvolumens ist unausgefüllt, wobei die Poren, Kavitäten, Kanäle gleichmäßig zwischen den Strängen verteilt sind. Die Stranganordnung wird benetzt mit einem Sporensuspensionskonzentrat und anschließend einer Fermentation mit Rhizopus oligosporus für 48h unterzogen, so dass ein Burger Patty-artiges texturiertes Produkt entsteht. Okara mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0.7 mm und einer TM vonProtein concentrate made from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a twin-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared in such a way that a homogeneous mass with a dry matter of 35% (w / w) arises, at a pH of 6.5. The temperature in the extruder device at the outlet is 130 ° C. and the mass is cooled to 100 ° C. in the temperature control device of the extrusion head. The strands are arranged parallel to one another in each layer, the strand direction being rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the product volume is unfilled, with the pores, cavities and channels being evenly distributed between the strands. The strand arrangement is wetted with a spore suspension concentrate and then subjected to fermentation with Rhizopus oligosporus for 48 hours, so that a burger patty-like textured product is created. Okara with a mean particle diameter of 0.7 mm and a TM of
26% (w/w) wird mit einem pH von 7.0 einer Doppelwellen-Extrudervorrichtung zugeführt und die Temperatur am Austritt beträgt 125°C. Nach der Kühlung auf 100°C in einer Temperiervorrichtung erfolgt die dreidimensionale Anordnung. Die Stränge werden in jeder Schicht parallel zueinander angeordnet, wobei mit jeder Schicht die Strang richtung um 90° gedreht ist, die Distanz zwischen Extrusionsdüse/-n und Oberfläche bereits angeordneter Stränge im Durchschnitt 3 cm beträgt, der Extrusionsdüsendurchmesser 3 mm beträgt und 30% des Produktvolumens unausgefüllt ist, wobei die Poren, Kavitäten, Kanäle gleichmäßig zwischen den Strängen verteilt sind. Die Stranganordnung wird mit einer Sporensuspension von Rhizopus oligosporus benetzt und für 48h fermentiert, so dass ein Burger-Patty/ein texturiertes Produkt entsteht. 26% (w / w) is fed to a twin-screw extruder device with a pH of 7.0 and the temperature at the outlet is 125 ° C. After cooling to 100 ° C in a temperature control device, the three-dimensional arrangement takes place. The strands are arranged parallel to one another in each layer, with the strand direction being rotated by 90 ° with each layer, the distance between the extrusion nozzle (s) and the surface of the strands already arranged is on average 3 cm, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the Product volume is unfilled, the pores, cavities, channels are evenly distributed between the strands. The strand arrangement is wetted with a spore suspension of Rhizopus oligosporus and fermented for 48 hours, so that a burger patty / textured product is created.
Proteinkonzentrat aus Erbse und Maisstärke wird als Pulver im Verhältnis 90 Anteile zu 10 Anteilen (Massenanteilen) miteinander gemischt, einer Doppel- wellen-Extrudervorrichtung zugeführt und dort mit Wasser vermischt und geschert, so dass eine homogene Masse mit einer Trockenmasse von 30% (w/w) entsteht bei einem pH von 5.0 und einer Austrittstemperatur von 130°C. Nach Temperierung auf 100°C im Extrusionskopf erfolgt die Austragung der Masse über einen konstant rotierenden Extrusionskopf mit Lochplatte mit acht Löchern von je 2,5 mm Durchmesser. Die acht ineinander verdrehten und eine Superstruktur bildenden Stränge werden jeweils in einer Schicht parallel angeordnet, wobei die Ausrichtung der Superstruktur von Schicht zu Schicht um 90° gedreht ist und der Abstand zwischen den Superstrukturen 3 bis 5 mm beträgt. Nach Benetzung mit Sporensuspension mit Rhizopus oligosporus wird für 48h fermentiert, um ein Burger-Patty/texturiertes Produkt zu erhalten. Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 30% (w / w) arises at a pH of 5.0 and an outlet temperature of 130 ° C. After heating to 100 ° C. in the extrusion head, the mass is discharged via a constantly rotating extrusion head with a perforated plate with eight holes, each 2.5 mm in diameter. The eight twisted strands that form a superstructure are each arranged in parallel in a layer, The alignment of the superstructure is rotated by 90 ° from layer to layer and the distance between the superstructures is 3 to 5 mm. After wetting with spore suspension with Rhizopus oligosporus, fermentation is carried out for 48 hours in order to obtain a burger patty / textured product.
Proteinkonzentrat aus Erbse und Maisstärke wird als Pulver im Verhältnis 90 Anteile zu 10 Anteilen (Massenanteilen) miteinander gemischt, einer Doppel- wellen-Extrudervorrichtung zugeführt und dort mit Wasser vermischt und geschert, so dass eine homogene Masse mit einer Trockenmasse von 32% entsteht. Die Temperatur der Extrudervorrichtung beträgt am Austritt 130°C und die Kühlung erfolgt auf 100°C in der Temperiervorrichtung des Extrusionskopfs. Über eine Zahnradpumpe wird eine zweite Fördervorrichtung in Form einer Zahnradpumpe Okara mit einer Trockenmasse von 24 Massenprozent und einer mittleren Partikelgröße von 600 um bereitgestellt. Gleichzeitig werden in einer parallelen Extrusionsdüsenanordnung von je 4 Extrusionsdüsen alternierend nebeneinander Stränge mit beiden Massen extrudiert, wobei die Distanz zwischen Extrusionsdüsenöffnung und Unterlage 50 mm beträgt und die Distanz zwischen den Düsenöffnungen 4 mm. Unterlage und Extrusionsköpfe bewegen sich relativ zueinander in parallelen Bahnen in jeder Schicht, wobei mit jeder Schicht die Bewegungsrichtung um 90° gedreht ist und der Extrusionsdüsendurchmesser 3 mm für die Protein-/Stärkemischung beträgt und 1.8 mm für die Okara-Masse. Pro Volumeneinheit in jeder Schicht wird 50% des Volumens insgesamt durch Masse ausgefüllt, wobei das Volumenverhältnis der Förderung beider Fördereinrichtungen eins zu eins beträgt. Nach einer Benetzung mit einer Sporensuspension, zum Beispiel mit Rhizopus oligosporus, wird der chaotisch angeordnete Produktkörper mit einer Höhe von ca. 35 mm für 48h fermentiert, um ein Burger-Patty/texturiertes Produkt zu erhalten. Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a twin-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 32% is created. The temperature of the extruder device is 130 ° C. at the outlet and cooling takes place to 100 ° C. in the temperature control device of the extrusion head. A second conveying device in the form of an Okara gear pump with a dry matter of 24 percent by mass and an average particle size of 600 μm is provided via a gear pump. At the same time, in a parallel extrusion nozzle arrangement of 4 extrusion nozzles each, strands with both masses are extruded alternately next to each other, the distance between the extrusion nozzle opening and the base being 50 mm and the distance between the nozzle openings being 4 mm. Base and extrusion heads move relative to each other in parallel paths in each layer, with the direction of movement being rotated by 90 ° with each layer and the extrusion nozzle diameter being 3 mm for the protein / starch mixture and 1.8 mm for the okara mass. Per volume unit in each layer becomes 50% of the volume overall filled by mass, the volume ratio of the funding of both delivery devices being one to one. After wetting with a spore suspension, for example with Rhizopus oligosporus, the chaotically arranged product body with a height of approx. 35 mm is fermented for 48 hours in order to obtain a burger patty / textured product.
Interessanterweise lassen sich auch verschiedene klassische Extrusionsverfahren kombinieren, ggf. in Verbindung mit einem Prozessraum, so beispielweise das bereits genannt HMHT-Verfahren mit einer „Low Moisture Extrusion“ (LM), einem Verfahren, welches beispielsweise zur Herstellung von gepufften, stärkebasierten Produkten mit vergleichsweise hoher Trockenmasse und niedrigem Wassergehalt eingesetzt wird. Dadurch können überraschende Eigenschaften erzielt werden, vor allem, weil unterschiedlich zusammengesetzte und extrudierte Massen in verschiedenen Strängen wiederum zumindest einen teilweisen Austausch von Wasser durchführen und sich somit die rheologischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Massen im Produkt vorteilhaft verändern/steuern lassen und damit auch die Gesamttextu r/-struktur des Produkts. Interestingly, various classic extrusion processes can also be combined, possibly in connection with a process room, for example the HMHT process mentioned above with a "Low Moisture Extrusion" (LM), a process which, for example, is used to manufacture puffed, starch-based products with comparatively high dry matter and low water content is used. This allows surprising properties to be achieved, especially because differently composed and extruded masses in different strands in turn carry out at least a partial exchange of water and thus the rheological and / or mechanical properties of the masses in the product can advantageously be changed / controlled and thus also the Overall texture / structure of the product.
Ein erheblicher Vorteil besteht darin, dass nicht nur während der Verarbeitung/Herstellung der Massen in der Extrudervorrichtung Temperaturen von über 100°C genutzt werden können, sondern auch bei der Anordnung der Massen im Prozessraum. Vorteile ergeben sich dahingehend, dass (a) durch Austrittstemperaturen von über 100°C die Viskosität der Massen beim Austritt aus der Extrusionsdüse unter Gegendruck weiter erniedrigt werden können im Vergleich zu Umgebungsdruckbedingungen, ohne dass es zu einer Strangexpansion durch verdampfendes Wasser kommt und somit grundsätzlich Stränge mit geringerem Durchmesser erzeugt werden können, wodurch beispielsweise die Textur und die Aromawahrnehmung oder auch eine nachgelagerte Fermentation gesteuert oder mitgesteuert wird. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass der Grad der Verschmelzung der austretenden Stränge mit bereits angeordneten Strängen gesteuert werden kann. Durch Abstimmung der Temperatur im Prozessraum mit der Temperatur des austretenden Strangs, mit dem Druck im Prozessraum und mit der Luftfeuchte kann die Versinterbarkeit und/oder Verklebbar- keit und/oder Verschweißbarkeit gesteuert werden, so dass bereits alle oder ein Teil der Stränge an ihren Berührungspunkten materiell einstückig miteinander verbunden werden. Ebenso werden die Fließeigenschaften sowie die Formstabilität eines aus einer Extrusionsdüse austretenden und auf die bereits angeordneten Stränge auftreffenden Strangs derart definiert und gesteuert, dass beispielsweise auch Stränge gezielt in Wirkungsrichtung der Schwerkraft einer Dehnung unterworfen sind, was zu einer Reduktion des äquivalenten Strangdurchmessers führt. In einer Ausführung führt dies beispielsweise dazu, dass Stränge sich dehnen und periodisch abreißen und anschließend auf der Produktoberfläche angeordnet sind. Im Gegensatz zu Anspruch 1, in dem die Strangdehnung ebenfalls beschrieben ist, kann in Kombination mit dem Prozessraum die operationeile Bandbreite (zum Beispiel Trockenmasse, Verbindungseigenschaften des Materials) deutlich erweitert werden. Zudem kann (b) der Vorteil (a) mit einer gezielten Expansion gekoppelt werden, so dass gezielte Porositäten und damit verbunden auch viele weitere Funktionalitäten wie beispielsweise Textur, volumenbezogene Energiedichte, Interpenetrierbarkeit beispielsweise für Pilze, Quantität der Grenzfläche durch Pilze, Aromawahrnehmung eingestellt und gesteuert werden können, aber gleichzeitig die Stränge zusätzlich beim Auftreffen auf bereits angeordnete Stränge noch höhere Temperaturen aufweisen, als dies ohne Prozessraum möglich wäre. Insbesondere bei der anschließenden Fermentation mit Pilzen kann über die Porosität des Strangs das Wachstum und die Interpenetrierbarkeit der Stränge und damit die Textur und/oder die Aromaausbildung gesteuert werden. A considerable advantage is that temperatures of over 100 ° C. can be used not only during the processing / production of the masses in the extruder device, but also when the masses are arranged in the process space. Advantages result from the fact that (a) by outlet temperatures of over 100 ° C, the viscosity of the masses when exiting the extrusion nozzle under counter pressure can be further reduced in comparison to ambient pressure conditions, without strand expansion due to evaporating water and thus strands with a smaller diameter can generally be produced, which, for example, the texture and the Aroma perception or a downstream fermentation is controlled or co-controlled. Another great advantage is that the degree of merging of the exiting strands with the strands that have already been arranged can be controlled. By coordinating the temperature in the process room with the temperature of the exiting strand, with the pressure in the process room and with the air humidity, the sinterability and / or bondability and / or weldability can be controlled so that all or some of the strands are already at their points of contact are materially connected to each other in one piece. Likewise, the flow properties and the dimensional stability of a strand emerging from an extrusion nozzle and impinging on the strands that have already been arranged are defined and controlled in such a way that, for example, strands are specifically subjected to stretching in the direction of action of gravity, which leads to a reduction in the equivalent strand diameter. In one embodiment, this leads, for example, to the fact that strands stretch and periodically tear off and are then arranged on the product surface. In contrast to claim 1, in which the strand elongation is also described, the operational bandwidth (e.g. dry matter, connection properties of the material) can be significantly expanded in combination with the process space. In addition, (b) the advantage (a) can be coupled with a targeted expansion, so that targeted porosities and associated many other functionalities such as texture, volume-related energy density, interpenetrability, for example for fungi, quantity of the interface through fungi, aroma perception, are set and controlled but at the same time the strands also have higher temperatures when they hit strands that have already been arranged than would be possible without a process room. In particular during the subsequent fermentation with mushrooms, the growth and the interpenetrability of the strands and thus the texture and / or the aroma development can be controlled via the porosity of the strand.
Selbstverständlich kann die Expansion auch durch komprimiertes Gas (wie beispielsweise N2, O2 oder CO2) im Produkt mit oder ohne Prozessraum bei Temperaturen über und unter 100°C erfolgen oder zusammen mit verdampfendem Wasser für die Expansion sorgen. Der Zusatz von komprimiertem Gas ermöglicht die Einstellung des Ausmaßes der Expansion unabhängig von der Temperatur. Of course, the expansion can also take place by means of compressed gas (such as N2, O2 or CO2) in the product with or without a process space at temperatures above and below 100 ° C or together with evaporating water ensure the expansion. The addition of compressed gas enables the degree of expansion to be adjusted independently of the temperature.
Durch die Kontrolle, Steuerung und Regelung der Luftfeuchte kann (c) das Verdampfen von Wasser unmittelbar nach dem Austritt eines Strangs aus der Extrusionsdüse kontrolliert oder mit kontrolliert werden, so dass Oberflächeneigenschaften wie Kleb- rigkeit und/oder Versinterbarkeit und/oder Verschweißbarkeit ebenfalls steuerbar sind. By monitoring, controlling and regulating the air humidity, (c) the evaporation of water can be monitored or controlled immediately after a strand emerges from the extrusion nozzle, so that surface properties such as adhesive rigkeit and / or sinterability and / or weldability are also controllable.
Durch die Kontrolle, Steuerung und Regelung der Temperatur im Prozessraum, in Kombination zu sehen mit den Temperaturen der austretenden Masse/-n, können (d) die Fließeigenschaften sowie die Formstabilität eines aus einer Extrusionsdüse austretenden und auf die bereits angeordneten Stränge auftreffenden Strangs definiert und gesteuert werden und somit, in Verbindung mit der Distanz der Extrusionsdüse von der Produktoberfläche, auch die Anordnung der Stränge zu einem Produktkörper. Über die Einstellung der Prozessraumtemperatur wird vor allem die Formstabilität der Stränge und die Verbindung bereits angeordneter mit einem aus einer Extrusionsdüse austretenden Strang gesteuert. By monitoring, controlling and regulating the temperature in the process room, seen in combination with the temperatures of the emerging mass (s), (d) the flow properties and the dimensional stability of a strand emerging from an extrusion nozzle and impinging on the strands already arranged can be defined and can be controlled and thus, in connection with the distance of the extrusion nozzle from the product surface, also the arrangement of the strands to form a product body. By setting the process space temperature, the dimensional stability of the strands and the connection between the strands that have already been arranged and a strand emerging from an extrusion nozzle are controlled in particular.
Weitere Vorteile sind beispielsweise: Further advantages are for example:
Proteinkonzentrat aus Erbse und Maisstärke wird als Pulver im Verhältnis 90 Anteile zu 10 Anteilen (Massenanteilen) miteinander gemischt, einer Doppel- wellen-Extrudervorrichtung zugeführt und dort mit Wasser vermischt und geschert, so dass eine homogene Masse mit einer Trockenmasse von 34% (w/w) entsteht. Die Temperatur in der Extrudervorrichtung am Austritt beträgt 130°C, die Masse wird auf 115°C in der Temperiervorrichtung des Extrusionskopfs temperiert und anschließend angeordnet. Die Stränge werden in jeder Schicht parallel zueinander angeordnet, wobei mit jeder Schicht die Strangrichtung um 90° gedreht ist, der Extrusionsdüsendurchmesser 3 mm beträgt und 30% des Produktvolumens unausgefüllt ist, wobei die Poren, Kavitäten, Kanäle gleichmäßig zwischen den Strängen verteilt sind und der Gegendruck in der Prozesskammer 1.8 bar beträgt, wobei der Prozesskammerinnenraum auf 75°C temperiert ist und die Düsenaustrittstemperatur 120°C beträgt. Nach vollständigem Abkühlen auf <100°C erfolgt die Druckreduktion auf Atmosphärendruck und Produktentnahme. Der Prozess führt zu einem Burger-Patty/texturierten Produkt. Protein concentrate made from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-screw extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 34% (w / w) arises. The temperature in the extruder device at the outlet is 130 ° C., the mass is tempered to 115 ° C. in the temperature control device of the extrusion head and then arranged. The strands are in each layer arranged parallel to each other, with the strand direction rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the product volume is unfilled, the pores, cavities, channels being evenly distributed between the strands and the counter pressure in the process chamber 1.8 bar is, the process chamber interior is tempered to 75 ° C and the nozzle outlet temperature is 120 ° C. After cooling down completely to <100 ° C, the pressure is reduced to atmospheric pressure and the product is removed. The process results in a burger patty / textured product.
Proteinkonzentrat aus Erbse und Maisstärke wird als Pulver im Verhältnis 90 Anteile zu 10 Anteilen (Massenanteilen) miteinander gemischt, einer Doppel- wellen-Extrudervorrichtung A zugeführt und dort mit Wasser vermischt und geschert, so dass eine homogene Masse mit einer Trockenmasse von 34% (w/w) entsteht und die Temperatur am Extruderaustritt 130°C beträgt. In einer zweiten Doppelwellenextrudervorrichtung B wird Maisstärke mit Wasser vermischt, so dass eine Mischung mit einer Trockenmasse von 30% (w/w) entsteht und die Extruderaustrittstemperatur 100°C der Extrudervorrichtung B beträgt. Die Stränge werden in jeder Schicht parallel zueinander angeordnet, wobei mit jeder Schicht die Strang richtung um 90° gedreht ist, der Extrusionsdüsendurchmesser jeweils 2.5 mm beträgt und 30% des Produktvolumens unausgefüllt ist, wobei die Poren, Kavitäten, Kanäle gleichmäßig zwischen den Strängen verteilt sind. Die Anordnung erfolgt bei einem Gegendruck von 1.7 bar, einer Prozess- kammerinnentemperatur von 80°C und einer Düsenaustrittstemperatur von 115°C für die Extrudervorrichtung A und 100°C für die Extrudervorrichtung B bei einem Verhältnis der Massenströme aus der Extrudervorrichtung A zur Extrudervorrichtung B von 2 zu 1 sowie in einer Anordnungsabfolge nach dem Muster ABAABA und ein Vielfaches davon, wobei damit die Massen aus den Extrudervorrichtungen A und B bezeichnet sind. Nach vollständigem Abkühlen auf <100°C erfolgt eine Druckreduktion auf Atmosphärendruck und Produktentnahme des dadurch entstandenen Burger-Pattys/texturierten Produkts. Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-shaft extruder device A, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 34% (w / w) and the temperature at the extruder outlet is 130 ° C. Corn starch is mixed with water in a second twin-screw extruder device B, so that a mixture with a dry matter of 30% (w / w) is produced and the extruder outlet temperature of the extruder device B is 100.degree. The strands are arranged parallel to each other in each layer, with the strand direction being rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 2.5 mm in each case and 30% of the product volume is unfilled, with the pores, cavities and channels evenly distributed between the strands are. The arrangement takes place at a back pressure of 1.7 bar, an internal process chamber temperature of 80 ° C and a nozzle outlet temperature of 115 ° C for the extruder device A and 100 ° C for the extruder device B with a ratio of the mass flows from the extruder device A to the extruder device B of 2 to 1 as well as in an arrangement sequence according to the pattern ABAABA and a multiple thereof, which denotes the masses from the extruder devices A and B. After complete cooling to <100 ° C, the pressure is reduced to atmospheric pressure and the resulting burger patty / textured product is removed.
Proteinkonzentrat aus Erbse und Maisstärke wird als Pulver im Verhältnis 90 Anteile zu 10 Anteilen (Massenanteilen) miteinander gemischt, einer Doppel- wellen-Extrudervorrichtung zugeführt und dort mit Wasser vermischt und geschert, so dass eine homogene Masse mit einer Trockenmasse von 33% entsteht, die Temperatur in der Extrudervorrichtung am Austritt 130°C beträgt und eine Kühlung auf 110°C durch die Temperierungsvorrichtung am Extrusionskopf vor der 3D-Anordnung erfolgt. Die Extrusionsdüse bewegt sich in parallelen Bahnen, wobei mit jeder Schicht die Richtung der Bahnen um 90° gedreht ist, der Extrusionsdüsendurchmesser 3 mm beträgt und 30% des Produktvolumens unausgefüllt ist, wobei die Poren, Kavitäten, Kanäle zufällig zwischen den Strängen verteilt sind, wobei der mittlere Abstand zwischen Extrusionsdüse und Produktoberfläche 30 mm beträgt und damit die Stränge zufällig von der Bahn der Extrusionsdüsen abweichen. Die Anordnung erfolgt bei einem Gegendruck von 1.3 bar, die Prozesskammerinnentemperatur beträgt 50°C und die Düsenaustrittstemperatur 110°C. Nach vollständiger Anordnung der Masse und Abkühlen auf <100°C erfolgt eine Druckreduktion auf Atmosphärendruck. Nach Abkühlen auf 30°C erfolgt ein Benetzen mit Sporensuspension und Fermentation mit Rhizopus oligosporus, woraus ein fermentierter Burger-Patty/texturiertes Produkt resultiert. Protein concentrate from pea and corn starch is mixed as a powder in a ratio of 90 parts to 10 parts (parts by mass), fed to a double-shaft extruder device, where it is mixed with water and sheared, so that a homogeneous mass with a dry matter of 33% is created The temperature in the extruder device at the outlet is 130 ° C and cooling to 110 ° C is carried out by the temperature control device on the extrusion head before the 3D arrangement. The extrusion nozzle moves in parallel paths, with the direction of the paths rotated by 90 ° with each layer, the extrusion nozzle diameter is 3 mm and 30% of the product volume is unfilled, with the pores, cavities, channels being distributed randomly between the strands, whereby the mean distance between the extrusion nozzle and the product surface is 30 mm and thus the strands randomly from the web of the extrusion nozzles. The arrangement takes place at a counter pressure of 1.3 bar, the internal process chamber temperature is 50 ° C and the nozzle outlet temperature is 110 ° C. After the mass has been completely arranged and cooled to <100 ° C, the pressure is reduced to atmospheric pressure. After cooling to 30 ° C., wetting with spore suspension and fermentation with Rhizopus oligosporus takes place, resulting in a fermented burger patty / textured product.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen Further inventive developments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 3 bis 9 beschrieben. Further inventive configurations are described in claims 3 to 9.
Patentanspruch 3 beschreibt ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Druckentspannung im Prozessraum auf Umgebungsdruck nach der Anordnung der extrudierten Stränge nach der gezielten Einstellung der Produkttemperatur im Prozessraum erfolgt. Claim 3 describes a method which is characterized in that the pressure release in the process space to ambient pressure takes place after the arrangement of the extruded strands after the targeted setting of the product temperature in the process space.
Durch die Einstellung der Produkttemperatur vor Druckreduktion auf Umgebungsdruck wird der Grad der Strangexpansion eingestellt und unkontrollierte Expansion vermieden. Gemäß Patentanspruch 4 ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Formstabilität des einzelnen Strangs unter anderem durch die Fließgrenze des eingesetzten Materials für den betreffenden Strang bestimmt wird und/oder durch die Teilverfestigung oder Verfestigung des betreffenden Strangs zur Einhaltung der Formstabilität, zu mindestens 20 [%], bevorzugter mindestens 35 [%], bevorzugter mindestens 50 [%], bevorzugter mindestens 65 [%], bevorzugter mindestens 80 [%], am bevorzugtesten mindestens 90 [%], jeweils bezogen auf die Gesamtheit der maßgebenden Stränge, vor und/oder nach und/oder während des Ausbringens erzeugt wird und definiert ist als das Maß für die Abweichung von vorbestimmten Toleranzwerten der Strangdurchmesser vom Soll-Wert, definiert als 100 minus (Quotient des IST-Werts und des SOLL-Werts)*100, um < 80, vorzugsweise < 50, bevorzugt < 30, bevorzugter < 20. By setting the product temperature to ambient pressure before the pressure is reduced, the degree of strand expansion is set and uncontrolled expansion is avoided. According to patent claim 4, the method is characterized in that the dimensional stability of the individual strand is determined, among other things, by the yield point of the material used for the strand in question and / or by the partial solidification or solidification of the strand in question to maintain the dimensional stability, to at least 20 [% ], more preferably at least 35 [%], more preferably at least 50 [%], more preferably at least 65 [%], more preferably at least 80 [%], most preferably at least 90 [%], in each case based on the entirety of the relevant strands, before and / or is generated after and / or during the application and is defined as the measure for the deviation of predetermined tolerance values of the strand diameter from the target value, defined as 100 minus (quotient of the actual value and the target value) * 100, um < 80, preferably <50, preferably <30, more preferably <20.
Vorteilhafterweise wird die Formstabilität vor allem über die Materialeigenschaften und die Prozessbedingungen bei der Anordnung gesteuert, wobei eine Verfestigung des Produkts durch Abkühlen unter eine kritische Verfestigungstemperatur eine noch höhere Stabilität bedeutet als wenn ein ausgebrachter Strang seine dreidimensionale Stabilität vor allem aus einer Fließgrenze zieht, die insbesondere bei vertikal zuneh mender Belastung irgendwann zumindest teilweise nachgeben kann. Eine Verfestigung kann nicht nur thermisch, sondern auch beispielweise durch das Wirken von Ionen indiziert werden. Die Bemessung der Formstabilität erfolgt durch Vergleich der geplanten Stranghöhe oder des Strangdurchmessers in Wirkungsrichtung der Erdan- Ziehung mit der/dem tatsächlichen, das heißt nicht die Strangdicke am Extrusionsdüsenaustritt ist relevant, sondern die effektiv geplante. Beispielsweise führt eine geplante Dehnung eines Strangs vor dem Auftreffen auf die Unterlage oder andere bereits angeordnete Stränge zu einer geplanten Strangdicke, die deutlich unter der Strangdicke beim Extrusionsdüsenaustritt liegen kann. Ebenso kann sich die Strangdicke geplant kontinuierlich verändern, beispielsweise bei einem Strangabriss. Advantageously, the dimensional stability is primarily controlled via the material properties and the process conditions in the arrangement, with solidification of the product by cooling below a critical solidification temperature means even greater stability than when an extruded strand draws its three-dimensional stability primarily from a flow limit, which in particular can at some point give way at least partially when the load increases vertically. Solidification can be indicated not only thermally, but also, for example, through the action of ions. The dimensional stability is measured by comparing the planned string height or the string diameter in the direction of action of the earth Drawing with the actual, i.e. not the strand thickness at the extrusion nozzle outlet, is relevant, but the actually planned one. For example, a planned stretching of a strand before it hits the base or other strands that have already been arranged leads to a planned strand thickness that can be significantly less than the strand thickness at the extrusion die exit. The strand thickness can also change continuously in a planned manner, for example in the event of a strand break.
Das Verfahren nach Patentanspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von mehreren parallel und/oder hintereinander und/oder im Winkel zueinander angeordneten, motorisch angetriebenen Extrudervorrichtungen die jeweiligen aus der betreffenden Extrudervorrichtung bzw. Fördervorrichtung austretenden Massen unterschiedlich oder anteilsmäßig zusammengesetzt werden. The method according to claim 5 is characterized in that in the case of several motor-driven extruder devices arranged in parallel and / or one behind the other and / or at an angle to one another, the respective masses emerging from the relevant extruder device or conveyor device are composed differently or proportionally.
Ein wesentlicher Vorteil in der Nutzung von zwei oder mehr Extruder- und/oder Fördervorrichtungen liegt darin, dass, im Falle von mindestens zwei verschiedenen Extrudereinrichtungen, nicht nur unterschiedliche Materialien/Stoffe oder deren Mischungen getrennt in den Extrudervorrichtungen vorverarbeitet und dann gegebenenfalls zusammengeführt werden, in fließfähiger Form und/oder in Form von bereits teilverfestigten Massen in Strangform, sondern auch darin, dass der gleiche Stoff oder die gleiche Mischung unterschiedlich in der jeweiligen Extrudervorrichtung vorverarbeitet wird oder auch Stoffe oder Stoffmischungen miteinander angeordnet wer- den, die lediglich gefördert werden müssen, zum Beispiel mit einer Pumpe, da sie bereits vorbehandelt wurden wie beispielsweise eine Okara-Masse. A major advantage of using two or more extruder and / or conveyor devices is that, in the case of at least two different extruder devices, not only different materials / substances or their mixtures are preprocessed separately in the extruder devices and then possibly brought together in flowable form and / or in the form of already partially solidified masses in strand form, but also in that the same substance or the same mixture is preprocessed differently in the respective extruder device or substances or mixtures of substances are arranged with one another those that only need to be conveyed, for example with a pump, because they have already been pretreated, such as an okara mass.
So kann ein Produkt aus einer einzigen Masse bestehen, die aber durch unterschiedliche Vorbehandlungen unterschiedliche Eigenschaften, beispielsweise auf die Textur bezogen, erhalten kann. Zudem können verschiedene Massen zielgerichtet prozessiert werden, gegebenenfalls vorhandene nachteilige Interferenzen in einem einzigen Prozess können so ebenfalls beseitigt werden, wie beispielsweise die Konkurrenz um Wasser beim Quellen und/oder Auffalten von Polymeren. Des Weiteren kann mindestens eine zweite Extruder-/Fördervorrichtung als Pumpe mit Temperiervorrichtung verwendet werden, um eine Masse mit Druck, ggf. auch in einen unter Druck stehenden Prozessraum, zu fördern. For example, a product can consist of a single mass which, however, can be given different properties, for example in terms of texture, through different pretreatments. In addition, different masses can be processed in a targeted manner, any adverse interferences that may be present in a single process can also be eliminated, such as the competition for water in the swelling and / or unfolding of polymers. Furthermore, at least one second extruder / conveying device can be used as a pump with a temperature control device in order to convey a mass under pressure, possibly also into a pressurized process space.
Patentanspruch 6 beschreibt ein Verfahren mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Massen, wobei mindestens zwei dieser Massen in einem Mischelement oder mehreren sequentiellen Mischelementen zusammengeführt werden und die Massen miteinander gemischt und/oder vermengt und dadurch zu einem einzelnen Strang zusammengefügt werden, wobei dieser Strang anschließend durch einen Extrusionskopf ausgebracht und auf einer Unterlage und/oder einer Transportvorrichtung gezielt dreidimensional und/oder chaotisch angeordnet werden. Patentanspruch 7 beschreibt ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stränge in einem Fluid angeordnet werden. Claim 6 describes a method with two or more different masses, at least two of these masses are brought together in a mixing element or several sequential mixing elements and the masses are mixed and / or blended and thereby combined to form a single strand, this strand then being replaced by a Extrusion head brought out and arranged specifically three-dimensionally and / or chaotically on a base and / or a transport device. Claim 7 describes a method which is characterized in that the strands are arranged in a fluid.
Die Anordnung der Stränge in ein vorgelegtes Fluid kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn dieses Fluid anschließend verfestigt wird, beispielsweise durch thermische und/oder ionische und/oder pH-induzierte und/oder enzymatische Gelierung, insbesondere dann, wenn die Viskosität des Fluid und/oder die Anordnung der Stränge im Produktkörper ein nachträgliches Hinzufügen nicht erlauben, beispielsweise weil aufgrund der Viskosität kleinere Kavitäten nicht gefüllt werden. Ebenso vorteilhaft kann sein, dass ein aus der Extrusionsdüse austretender Strang nicht der Gasphase ausgesetzt ist und sich somit die Oberflächeneigenschaften der Stränge nicht verändern, beispielsweise durch verdampfendes oder verdunstendes Wasser, was zu einer lokalen Erhöhung der Trockenmasse führen kann, was wiederum eine frühzeitige Verfestigung einer oberflächlichen Schicht bewirken kann mit Auswirkung auf funktionelle Eigenschaften wie beispielsweise die Verklebbarkeit und/oder Verbindbarkeit von Strängen. Darüber hinaus kann ein solches Fluid auch geeignet sein, sich unmittelbar mit dem eintauchenden Strang oberflächlich zu vernetzen und somit bei einer vollständigen Verfestigung des umgebenden Fluid dafür zu sorgen, dass der Strang/die Stränge aktiv in ein Gel eingebunden werden („active filier“). Ebenso können Stränge einstückig miteinander verbunden werden, die ansonsten keinerlei Verbindung eingehen können. Ein Anordnen von Strängen in ein Fluid kann auch dann besonders vorteilhaft sein, wenn die anzuordnenden Massen zum Zeitpunkt der Anordnung eine nur geringe Formstabilität aufweisen. Die Anordnung in einem Fluid reduziert die Dichtedifferenz, so dass die Formstabilität bis zur ausreichenden Verfestigung, beispielsweise durch Absenkung der Produkttemperatur, gegeben ist. The arrangement of the strands in a presented fluid can be advantageous in particular when this fluid is subsequently solidified, for example by thermal and / or ionic and / or pH-induced and / or enzymatic gelation, in particular when the viscosity of the fluid and / or the arrangement of the strands in the product body does not allow subsequent addition, for example because smaller cavities are not filled due to the viscosity. It can also be advantageous that a strand emerging from the extrusion nozzle is not exposed to the gas phase and thus the surface properties of the strands are not changed, for example by evaporating or evaporating water, which can lead to a local increase in the dry matter, which in turn leads to an early solidification of a superficial layer can affect functional properties such as the bondability and / or connectivity of strands. In addition, such a fluid can also be suitable for superficially interlinking with the immersing strand and thus ensuring that the strand (s) are actively integrated into a gel when the surrounding fluid is completely solidified ("active filier") . Likewise, strands can be connected to one another in one piece, which otherwise cannot enter into any connection. Arranging strands in a fluid can also be particularly advantageous if the masses to be arranged at the time of Arrangement have only a low dimensional stability. The arrangement in a fluid reduces the density difference, so that the dimensional stability is given up to sufficient solidification, for example by lowering the product temperature.
Patentanspruch 8 beschreibt ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die angeordneten Stränge miteinander thermisch, ggf. nach Zusatz eines Fluids, durch erneutes Erhitzen oder durch Abkühlen formschlüssig oder durch Verfestigung eines hinzugefügten Fluids oder durch Verfestigung eines bereits vor oder während der Anordnung der Stränge vorgelegten Fluids oder durch eine Fermentation, bevorzugt durch eine Pilzfermentation, oder durch eine Kombination daraus, mindestens teilweise materialmäßig oder funktionell einstückig verbunden werden, wobei ggf. die angeordneten Stränge gleichzeitig und/oder zuvor und/oder anschließend mechanisch verdichtet und/oder formmäßig umgeordnet werden. Claim 8 describes a method which is characterized in that the arranged strands are thermally connected to one another, if necessary after the addition of a fluid, by re-heating or by cooling in a form-fitting manner or by solidifying an added fluid or by solidifying an already before or during the arrangement of the strands submitted fluids or by a fermentation, preferably by a mushroom fermentation, or a combination thereof, at least partially materially or functionally in one piece, the arranged strands possibly simultaneously and / or before and / or subsequently being mechanically compressed and / or rearranged in terms of shape .
Die beschriebenen Strategien zur Verbindung der Stränge, direkt durch beispielsweise Verschmelzen oder indirekt durch beispielsweise Einbettung in ein Gel, sind vorteilhaft, um die Sensorik des Gesamtprodukts, insbesondere die Textur, einzustellen bzw. zu steuern. Je nach Prozessführung, insbesondere bei Verwendung der Druck kammer, können die zum Produktkörper angeordneten Stränge bereits teilweise an ihren Berührungsstellen miteinander verbunden, beispielsweise verklebt, und damit materialmäßig einstückig sein oder aber nur funktionell einstückig, beispielweise durch sterisch bedingte Interaktionen. Die dadurch bereits eingestellte Textur im Sin- ne einer ersten Texturierung kann dann im Sinne einer zweiten Texturierung durch die beschriebenen Strategien weiterentwickelt werden, so dass ein neuer sensorischer Gesamteindruck des Gesamtprodukts entsteht. Dieser Prozessschritt kann im Prozessraum erfolgen, muss aber nicht, sondern kann bevorzugt als separater Prozessschritt in einer geeigneten Umgebung außerhalb des Prozessraums ausgeführt werden. Als Fluide kommen beispielsweise Proteindispersionen unterschiedlicher Konzentrationen in Betracht. Die Verfestigung der Fluide kann auf vielfältige Weisen erfolgen, beispielsweise thermisch und/oder enzymatisch und/oder über pH- Verschiebung. Daneben sind auch vor allem primär stärkehaltige Dispersionen von hoher Relevanz, aber auch beliebige Hydrokolloide oder Mischungen aus genannten Stoffen. Geeignet sind solche Fluide auch, wenn sie fettreich sind, um erwünschte Textureigenschaften des Gesamtprodukts hervorzurufen. Die Festigkeit und/oder Theologischen Eigenschaften der umgebende Fluide in verfestigter Form können höchst unterschiedlich sein, weisen aber in der Regel eine geringere Festigkeit und/oder Bissfestigkeit und/oder Elastizität als der eingeschlossene Produktkörper auf. Sie dienen vor allem als Geschmacksträger und zur Modulation des Mundgefühls. Ein solches Fluid kann aber auch nach einem Kochvorgang beispielsweise Wasser sein. The strategies described for connecting the strands, for example, directly by fusing them or indirectly, for example by embedding them in a gel, are advantageous in order to adjust or control the sensor system of the overall product, in particular the texture. Depending on the process control, especially when using the pressure chamber, the strands arranged to form the product body can already be partially connected to one another at their points of contact, for example glued, and thus materially in one piece or only functionally in one piece, for example due to sterically induced interactions. The texture that has already been set in this way A first texturing can then be further developed in the sense of a second texturing using the strategies described, so that a new overall sensory impression of the overall product is created. This process step can take place in the process room, but does not have to, but can preferably be carried out as a separate process step in a suitable environment outside the process room. For example, protein dispersions of different concentrations come into consideration as fluids. The solidification of the fluids can take place in various ways, for example thermally and / or enzymatically and / or by shifting the pH. In addition, primarily starch-containing dispersions are also of high relevance, but also any hydrocolloids or mixtures of the substances mentioned. Such fluids are also suitable if they are rich in fat in order to produce desired textural properties in the overall product. The firmness and / or rheological properties of the surrounding fluids in solidified form can be very different, but usually have a lower firmness and / or bite firmness and / or elasticity than the enclosed product body. They serve primarily as flavor carriers and to modulate the mouthfeel. However, such a fluid can also be, for example, water after a boiling process.
Der/die nach dem Extrudiervorgang dreidimensional zu einem Produktkörper/einer Ausgangsmatrix für eine Fermentation angeordnete/n Strang/Stränge, der/die ganz oder teilweise nach außen offene Kanäle, Poren und/oder Hohlräume aufweist/auf- weisen können zusätzlich fermentiert werden, beispielsweise indem in oder zwischen den Kanälen, Hohlräumen und/oder Kavitäten ein oder mehrere Pilz/Pilze und/oder weitere fermentierende Mikroorganismen, beispielsweise Bakterien oder Milchsäurebakterien, wachsen, die vor, während oder nach dem Extrusionsvorgang und/oder Anordnungsvorgang in oder auf die Ausgangsmatrix in Form der vegetativen oder Dauerform ein- bzw. aufgebracht werden und sich besagter/besagte Pilz/Pilze mit der Ausgangsmatrix vernetzt/vernetzen und/oder in diese einwachsen während die besagte Ausgangsmatrix einem Fermentationsverfahren oder Co-Fermentationsver- fahren unterzogen wird und durch das Vernetzen und/oder Einwachsen des Pilzes/ der Pilze die Textur und/oder die Festigkeit und/oder die Sensorik und/oder die Ernährungsphysiologie und/oder die Haltbarkeit des Produkts maßgeblich geprägt und/ oder mitgeprägt und/oder gesteuert wird. Je nach eingesetztem/eingesetzten Mikroorganismen/Pilzen können die Produkthohlräume auch mit Ausscheidungsprodukten gefüllt werden, statt oder zusammen mit Pilzmyzel sowie Ausscheidungsprodukte in die Ausgangsmatrix diffundieren und dort ggf. wirken wie beispielsweise Enzyme oder Säuren. The strand (s) arranged three-dimensionally after the extrusion process to form a product body / a starting matrix for a fermentation, which completely or partially has channels, pores and / or cavities that are open to the outside. can also be fermented, for example by one or more fungi / fungi and / or other fermenting microorganisms, for example bacteria or lactic acid bacteria, growing in or between the channels, cavities and / or cavities that grow before, during or after the extrusion process and / or Arrangement process in or on the starting matrix in the form of the vegetative or permanent form and said / said fungus / fungi are crosslinked / crosslinked with the starting matrix and / or grow into it while said starting matrix is a fermentation process or co-fermentation process is subjected and the texture and / or the firmness and / or the sensory and / or the nutritional physiology and / or the shelf life of the product is significantly shaped and / or co-shaped and / or controlled by the cross-linking and / or growing in of the fungus (s) . Depending on the microorganisms / fungi used, the product cavities can also be filled with excretion products, instead of or together with fungal mycelium and excretion products diffuse into the starting matrix and act there, if necessary, such as enzymes or acids.
Die Pilze bzw. deren Sporen/Dauerformen und/oder andere Mikroorganismen werden entweder den zu extrudierenden Ausgangsstoffen zugemischt oder auf diese nach dem Extrusionsvorgang aufgetragen, beispielsweise durch Aufsprühen und/oder beispielsweise durch das Tränken des Produkts in und/oder mit einer Suspension genannten Pilzmyzels und/oder genannter Pilzsporen und/oder genannten Schimmelpilzmyzel und/oder genannter Schimmelpilzsporen und/oder genannter Bakteriensuspension/en. The fungi or their spores / permanent forms and / or other microorganisms are either added to the starting materials to be extruded or applied to them after the extrusion process, for example by spraying on and / or for example by soaking the product in and / or with a suspension and called mushroom mycelium / or named fungal spores and / or named Mold mycelium and / or said mold spores and / or said bacterial suspension / s.
Das Wachstum und/oder die metabolische Aktivität der Mikroorganismen/Pilze werden thermisch und/oder durch Begasen mit beispielsweise CO2, N2 oder Mischungen daraus und/oder durch Veränderung der Fermentationsbedingungen wie die relative Luftfeuchte und/oder Temperatur und/oder durch Auffüllen der Poren, Kanäle, Hohlräume mit einem Fluid und/oder durch eine Hochdruckbehandlung und/oder durch Kühlen und/oder durch Gefrieren und/oder durch andere geeignete Methoden, während oder nach der Fermentation gesteuert und/oder teilweise oder vollständig beendet. The growth and / or the metabolic activity of the microorganisms / fungi are thermally and / or by gassing with, for example, CO2, N2 or mixtures thereof and / or by changing the fermentation conditions such as the relative humidity and / or temperature and / or by filling the pores, Channels, cavities with a fluid and / or by a high pressure treatment and / or by cooling and / or by freezing and / or by other suitable methods, controlled during or after the fermentation and / or partially or completely terminated.
Der Wassergehalt der Ausgangsmatrix kann während und/oder nach dem Fermentationsvorgang verändert werden. Die Textureigenschaften des Produkts können durch Wasserentzug während und/oder nach der Fermentation gesteuert oder mitgesteuert werden, ebenso das Wachstum und/oder die metabolische Aktivität der Pilze und/oder anderer Mikroorganismen. Je nach Massenzusammensetzung/en werden auch die Verarbeitungseigenschaften des Produkts gesteuert, beispielsweise die Wasseraufnahmefähigkeit beim Kochen, die durch eine überlagerte Wasserreduktion reduziert wird, so dass das Produkt beim Kochen weniger Festigkeit verliert. Für die Fermentation und/oder Co-Fermentation, vor oder nach der Verarbeitung über Extrusionsverfahren, werden eingesetzt beispielsweise Pilze/Pilzsporen/ Schimmelpilze/Schimmelpilzsporen aus der Gattung Rhizopus, beispielsweise Rhi- zopus oligosporus, Rhizopus stolonifer, Rhizopus oryzae, Rhizopus arrhizus und/oder aus der Gattung Actinomocur, beispielsweise Actinomocur elegans spp. meitauza und/oder aus der Gattung Aspergillus, beispielsweise Aspergillus oryzae und/oder aus der Gattung Penicillium, beispielsweise Penicillium candidum, Penicilli- um camemberti, Penicillium roqueforti, Penicillium glaucum, und/oder aus der Gattung Geotrichum, beispielsweise Geotrichum candidum, und/oder aus einer anderen Gattung, die geeignet ist, die Textur und/oder Sensorik des Produkts zu verändern, sowie für die mikrobielle Fermentation oder Co-Fermentation Mikroorganismen aus der Gattung Bacillus, beispielsweise Bacillus subtilis spp. natto und/oder aus der Gattung Neurospora, beispielsweise Neurospora intermedia und/oder aus der Gattung Lactobacillus, beispielsweise Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus reuteri und/oder aus der Gattung Lactococcus, beispielsweise Lactococcus lactis und/oder aus der Gattung Propionibacterium, beispielsweise Propionibacterium freudenreichhii und/oder aus der Gattung Zymomonas, beispielsweise Zymomonas mobilis und/oder aus der Gattung Leuconostoc, beispielsweise Leuconostoc mesenteroides und/oder aus einer anderen Gattung, die geeignet ist, die Textur und/oder Sensorik des Produkts zu verändern. Der Fermentationsvorgang ist angepasst an die jeweils eingesetzten Mikroorganismen und wird in der Regel bei Temperaturen zwischen 10 und 50 [°C] durchgeführt, bevorzugt zwischen 12 und 45 [°C], weiterhin bevorzugt zwischen 15 und 35 [°C], weiterhin bevorzugt zwischen 15 und 32 [°C], insbesondere zwischen 18 und 28 [°C], wobei bei einigen Fermentationen die Temperatur und/oder Luftfeuchte während der Fermentation verändert wird. The water content of the starting matrix can be changed during and / or after the fermentation process. The textural properties of the product can be controlled or co-controlled by removing water during and / or after fermentation, as can the growth and / or the metabolic activity of the fungi and / or other microorganisms. Depending on the composition (s) of the mass, the processing properties of the product are also controlled, for example the water absorption capacity during cooking, which is reduced by a superimposed water reduction so that the product loses less firmness during cooking. For fermentation and / or co-fermentation, before or after processing via extrusion processes, for example fungi / fungal spores / molds / mold spores from the genus Rhizopus, for example Rhizopus oligosporus, Rhizopus stolonifer, Rhizopus oryzae, Rhizopus arrhizus and / or from the genus Actinomocur, for example Actinomocur elegans spp. meitauza and / or from the genus Aspergillus, for example Aspergillus oryzae and / or from the genus Penicillium, for example Penicillium candidum, Penicillium camemberti, Penicillium roqueforti, Penicillium glaucum, and / or from the genus Geotrichum, for example Geotrichum candidum, and / or from another genus that is suitable for changing the texture and / or sensory properties of the product, and for microbial fermentation or co-fermentation microorganisms from the genus Bacillus, for example Bacillus subtilis spp. natto and / or from the genus Neurospora, for example Neurospora intermedia and / or from the genus Lactobacillus, for example Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus reuteri and / or from the genus Lactococcus, for example Lactococcus lactis and / or from the genus Propionibacterium, for example Propionhiacterium or from the genus Zymomonas, for example Zymomonas mobilis and / or from the genus Leuconostoc, for example Leuconostoc mesenteroides and / or from another genus which is suitable for changing the texture and / or sensory properties of the product. The fermentation process is adapted to the microorganisms used in each case and is usually carried out at temperatures between 10 and 50 [° C], preferably between 12 and 45 [° C], further preferably between 15 and 35 [° C], further preferably between 15 and 32 [° C], in particular between 18 and 28 [° C], with some fermentations changing the temperature and / or humidity during the fermentation.
Die Trockenmasse der Fermentationssubstrate beträgt bei Beginn der Fermentation bevorzugt 0.5 bis 70 [Gewichtsprozent], in einer bevorzugteren Ausführung 1 bis 60 [Gewichtsprozent], in einer noch bevorzugteren Ausführung 1.5 bis 55 [Gewichtsprozent], in einer noch bevorzugteren Ausführung 2 bis 50 [Gewichtsprozent], in einer noch bevorzugteren Ausführung 3 bis 50 [Gewichtsprozent], in einer noch bevorzugteren Ausführung 5 bis 45 [Gewichtsprozent], in einer noch bevorzugteren Ausführung 7 bis 40 [Gewichtsprozent], am bevorzugtesten 15 bis 40 [Gewichtsprozent]. The dry matter of the fermentation substrates at the beginning of the fermentation is preferably 0.5 to 70 [percent by weight], in a more preferred embodiment 1 to 60 [percent by weight], in an even more preferred embodiment 1.5 to 55 [percent by weight], in an even more preferred embodiment 2 to 50 [percent by weight ], in an even more preferred embodiment 3 to 50 [weight percent], in an even more preferred embodiment 5 to 45 [weight percent], in an even more preferred embodiment 7 to 40 [weight percent], most preferably 15 to 40 [weight percent].
Eine weitere vorteilhafte Verfahrensweise beschreibt Patentanspruch 9. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass den aus den Strängen hergestellten Produkten Feuchtigkeit zugesetzt oder entzogen wird. A further advantageous procedure is described in claim 9. This process is characterized in that moisture is added to or removed from the products made from the strands.
Der in diesem Anspruch genannte Verfahrensschritt schafft mehrere Vorteile für die Produktgestaltung. Die Produktkörper können nach dem Herstellungsprozess hinsichtlich Festigkeit und Textureigenschaften nachträglich eingestellt werden, um un- terschiedliche Produkte aus einem Grundprodukt zu erzeugen. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, dass wasserreduzierte Produkte durch teilweises Hydratisieren im Wirkstoff enthaltenden Lösungen/Dispersionen funktionalisiert werden können, indem sie diese Wirkstoffe wie beispielsweise Aromen oder ernährungsphysiologisch wertvolle Verbindungen beim Hydratationsvorgang aufnehmen. Darüber hinaus erlaubt dieser Verfahrensschritt auch, im Extrusionsprozess mit niedrigeren Trockenmassen zu arbeiten, was es aufgrund niedrigerer Viskositäten deutlich erleichtert, Massen durch kleinere Öffnungen zu extrudieren, so dass die Freiheitsgrade auf Seiten der Auflösung erhöht werden, aber auch der Extrusions- und Anordnungsprozess ausfallsicherer wird. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn man ein teilweise getrocknetes und somit wasserreduziertes Produkt für einen begrenzten Zeitraum bis zu einer Gleichgewichtsverteilung des verbliebenen Wassers im Produkt lagert, um ein neues Gleichgewicht bezogen auf die Verteilung des Wassers anzustreben, sofern die Trocknungsprozesse rasch abgelaufen sind und eher für einen oberflächlichen Wasserentzug gesorgt haben. Umgekehrt kann einem Produkt auch Flüssigkeit zugeführt werden, beispielsweise durch Kochen, um es beispielsweise zu erweichen, ebenfalls im Sinne einer Textureinstellung, oder um die Verbindung der Stränge an ihren Verbindungsstellen zu modifizieren. Ein weitgehender Entzug von Flüssigkeit, beispielsweise durch Vakuumtrocknen oder Gefriertrocknen oder ähnliche Verfahren, kann zu einem dauerhaft lagerfähigen Produkt führen, was die Convenience für den Konsumenten stark erhöhen kann. Der Entzug von Flüssigkeit kann auch dann erfolgen, wenn dem Produktkörper gemäß Anspruch 8 beispielweise ein Fluid zugesetzt wurde. The process step mentioned in this claim creates several advantages for the product design. The product bodies can be adjusted after the manufacturing process with regard to strength and texture properties in order to to create different products from one basic product. Another advantage that should be mentioned is that water-reduced products can be functionalized by partial hydration in the solutions / dispersions containing the active substance, in that they absorb these active substances such as aromas or nutritionally valuable compounds during the hydration process. In addition, this process step also makes it possible to work with lower dry masses in the extrusion process, which, due to the lower viscosities, makes it much easier to extrude masses through smaller openings, so that the degrees of freedom on the part of the resolution are increased, but the extrusion and arrangement process is also more fail-safe . It can also be advantageous to store a partially dried and thus water-reduced product for a limited period of time until the remaining water in the product is equilibrated, in order to strive for a new equilibrium based on the distribution of the water, provided that the drying processes are rapid and earlier have provided for a superficial dehydration. Conversely, a product can also be supplied with liquid, for example by boiling it, for example to soften it, also for the purpose of adjusting the texture, or to modify the connection of the strands at their junctures. Extensive removal of liquid, for example by vacuum drying or freeze drying or similar processes, can lead to a product that can be stored over the long term, which can greatly increase the convenience for the consumer. The withdrawal of fluids can also take place if, for example, a fluid has been added to the product body according to claim 8.
Lösung der Aufgabe betreffend eine Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens Solution to the problem relating to a device for carrying out the method according to the invention
Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 10 dadurch gelöst, dass eine Extrusionsvorrichtung aus einer oder mehreren Extrudervorrichtung/-en und/oder einer oder mehreren Fördervorrichtungen, gegebenenfalls einer Vorrichtung zum temperierten Zusammenführen von Masseströmen und einem oder mehreren Extrusionsköpfen, besteht, wobei eine Extrudervorrichtung jeweils aus mindestens einer motorisch angetriebenen Extruderschnecke sowie einer zugeordneten temperierten Ummantelung besteht und eine Fördervorrichtung aus einer motorisch angetriebenen Fördereinheit und einer Temperierungsvorrichtung besteht, wobei jeder Extrudervorrichtung bzw. Fördervorrichtung kein oder ein Extrusionskopf zugeordnet ist, wobei ein solcher Extrusionskopf aus einer oder mehreren Extrusionsdüse/-n sowie einer oder mehreren zugeordneten Temperiervorrichtung/en besteht und abhängig vom Prozess ein oder mehrere zu temperierende/s Mischelement/e angeordnet ist/sind, wobei ein Mischelement ein oder mehr Massen/Massenströme dynamisch und/oder statisch mischt und/oder ineinanderfügt. Einige Vorteile According to patent claim 10, this object is achieved in that an extrusion device consists of one or more extruder devices and / or one or more conveying devices, optionally a device for temperature-controlled merging of mass flows and one or more extrusion heads, with an extruder device each consisting of at least a motor-driven extruder screw and an associated temperature-controlled casing and a conveying device consists of a motor-driven conveying unit and a temperature-regulating device, each extruder device or conveying device being assigned no or one extrusion head, such an extrusion head consisting of one or more extrusion nozzles and one or several associated temperature control device (s) and, depending on the process, one or more mixing element (s) to be tempered is / are arranged, with one mixing element having one or more masses / mass flows dynamically and / or statically mixes and / or merges. Some advantages
Von Vorteil ist die Variabilität der Einrichtung. So kann eine, aber auch mehrere Extrudervorrichtungen oder Fördervorrichtungen eingesetzt werden, um ein Produkt aus mehreren Massen aufzubauen. Die Massen können dabei zusammengeführt werden und durch Mischung zu einer neuen, weitestgehend einphasigen, oder zwei- phasigen Masse zusammengefügt werden. Ebenfalls können mehrere Massen aber auch getrennt extrudiert und dann zu einem Produktkörper angeordnet werden. Ebenfalls vorteilhaft variabel ist die Anzahl an Extrusionsdüsen in einem Extrusionskopf. So lassen sich bei bestimmten Produktfragestellungen auch mehrere Stränge der gleichen Masse gleichzeitig extrudieren und anordnen. Die Temperaturkontrolle, Regelung und Steuerung bei allen Komponenten erlauben eine maßgeschneiderte Behandlung der Massen. The variability of the facility is an advantage. One, but also several extruder devices or conveying devices can be used in order to build up a product from several masses. The masses can be brought together and mixed together to form a new, largely single-phase or two-phase mass. Likewise, several masses can also be extruded separately and then arranged to form a product body. The number of extrusion nozzles in an extrusion head is also advantageously variable. With certain product questions, several strands of the same mass can be extruded and arranged at the same time. The temperature control, regulation and control of all components allow a tailor-made treatment of the masses.
Als sehr vorteilhaft erweist sich je nach Zielsetzung des Gesamtprozesses einige oder alle produktführenden Oberflächen außerhalb der Extrudervorrichtung so zu funktionalisieren, in der Regel durch ein Coating, beispielweise mit einer oder unterschiedlichen, reibungsmindernden, abriebfesten Schicht/en, beispielsweise aus PTFE oder einer keramischen Schicht oder einer Kunststoffschicht mit Teflon- Einlagerungen, so dass die Reibung des Produkts bei der Förderung reduziert ist. Das hat zwei wesentliche Konsequenzen: Der Schergradient wird bei der Förderung stark reduziert, was zu einer Reduktion des Druckverlusts im System führt und/oder zur Reduktion des Scherfelds in der geförderten Masse, da diese dann stärker mit einem pfropfförmigen Profil strömt. Daraus ergibt sich auch, dass die Masse bzw. der ausgebildete und sich dabei verfestigende Strang bei der Kühlung deutlich weniger faserartig strukturiert wird. Dies ist insofern vorteilhaft, da die Strukturierung im hier vorgeschlagenen Verfahren über die dreidimensionale Anordnung von Strängen entweder im Extrusionskopf durch partielles Vermischen von Massen oder auf einer Unterlage erfolgen soll, so dass eine zusätzliche Strukturierung nach klassischer Art in einer Kühldüse nicht oder nur partiell notwendig ist oder teilweise auch schaden kann. Eine möglichst geringe Reibung, beispielsweise bei der Temperierung nach der Förderung aus der Extrudervorrichtung und vor Verlassen des Extrusionskopfs, sorgt beispielsweise auch dafür, dass bestehende, durch mehrere ineinander vermengte Massen erzeugte, innere Strukturen nicht mehr verändert werden, was vorteilhaft und/oder erwünscht sein kann. Zudem erlaubt ein geringerer Druckverlust auch die Förderung der Massen durch kleinere Extrusionsdüsendurchmesser, was grundsätzlich die maximal mögliche Auflösung der Stranganordnungen verbessert oder überhaupt erst ermöglicht. Teilweise kann auf eine Temperiervorrichtung verzichtet werden, wenn durch Wärmetausch mit der unmittelbaren Umgebung eine geeignete Temperatur eingestellt werden kann. Weitere erfinderische Ausführungsformen Depending on the objective of the overall process, it has proven to be very advantageous to functionalize some or all of the product-carrying surfaces outside the extruder device, usually by means of a coating, for example with one or different, friction-reducing, abrasion-resistant layer (s), for example made of PTFE or a ceramic layer or a plastic layer with Teflon inclusions, so that the friction of the product is reduced during conveyance. This has two main consequences: The shear gradient is greatly reduced during delivery, which leads to a reduction in the pressure loss in the system and / or to reduce the shear field in the conveyed mass, as this then flows more strongly with a plug-shaped profile. It also results from this that the mass or the formed and thereby solidifying strand is structured in a significantly less fiber-like manner during cooling. This is advantageous insofar as the structuring in the method proposed here is to take place via the three-dimensional arrangement of strands either in the extrusion head by partially mixing masses or on a base, so that additional structuring in the classic way in a cooling nozzle is not or only partially necessary or in some cases can also harm. The lowest possible friction, for example during temperature control after conveying from the extruder device and before leaving the extrusion head, also ensures, for example, that existing internal structures created by several intermingled masses are no longer changed, which is advantageous and / or desirable can. In addition, a lower pressure loss also allows the masses to be conveyed through smaller extrusion nozzle diameters, which in principle improves the maximum possible resolution of the strand arrangements or even makes it possible in the first place. In some cases, a temperature control device can be dispensed with if a suitable temperature can be set by exchanging heat with the immediate surroundings. Further inventive embodiments
Weitere erfinderische Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Patentansprüchen 11 bis 13 beschrieben. Further inventive embodiments of a device according to the invention are described in claims 11 to 13.
Die Ausführungsform nach Patentanspruch 11 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage, auf der der betreffende Strang oder Strangstücke oder Masse/Massen angeordnet ist/sind, zu der/den Extrusionsvorrichtung/Extrusionsvorrichtungen bzw. der/den Fördervorrichtung/-en zugeordneten Extrusionskopf/köpfen relativ motorisch definiert und zielgerichtet in allen Raumrichtungen zueinander beweglich sowie um die Vertikale und/oder Horizontale drehbar angeordnet ist. The embodiment according to claim 11 is characterized in that the base on which the relevant strand or strand pieces or mass / masses is / are arranged relative to the extrusion device (s) or the extrusion head (s) assigned to the conveying device (s) is defined by a motor and can be moved in a targeted manner in all spatial directions and can be rotated about the vertical and / or horizontal.
Dieser Anspruch definiert einen wesentlichen Vorteil des hier vorgestellten Verfahrens, weil er erlaubt, dass zum einen beliebig geformte Objekte dreidimensional und strangweise und/oder schichtweise aufgebaut werden, zum anderen aber auch die Textur der Produkte, das heißt deren Mundgefühl bzw. deren Destrukturierungsver- halten, im Mund beim Verzehren maßgeblich beeinflusst und gesteuert wird, beispielsweise durch die Anordnung von Strängen und/oder von Strängen verschiedener Massen und/oder von relativen Anordnungen verschiedener Massen zueinander und/oder durch die Wahl der Extrusionsdüsendurchmesser und/oder durch die Anordnung und der Volumenanteil von Kavitäten und/oder Hohlräumen und/oder Kapillaren, und/oder durch den Grad der Verbundenheit zwischen Strängen und/oder durch die Schaffung von Räumen für eine gegebenenfalls folgende Fermentation, vorzugsweise Pilzfermentation und/oder zur teilweisen oder vollständigen Verfüllung mit Fluid. Die relativen Bewegungen zueinander können beispielsweise vertikal und/oder horizontal zueinander sein, aber auch Rotationsbewegungen vor allem um die Vertikale, bezogen auf die Auftragungsfläche, umfassen. This claim defines an essential advantage of the method presented here, because it allows objects of any shape to be built up three-dimensionally and in strands and / or in layers, but also the texture of the products, i.e. their mouthfeel or their destructuring behavior , is significantly influenced and controlled in the mouth during consumption, for example by the arrangement of strands and / or strands of different masses and / or relative arrangements of different masses to one another and / or by the choice of the extrusion nozzle diameter and / or by the arrangement and the volume fraction of cavities and / or cavities and / or capillaries, and / or by the degree of connection between strands and / or by creating spaces for any subsequent fermentation, preferably mushroom fermentation and / or for partial or complete filling with fluid. The relative movements to one another can be, for example, vertical and / or horizontal to one another, but also include rotational movements, especially around the vertical, with respect to the application area.
In Patentanspruch 12 ist eine Einrichtung beschrieben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die betreffende Extrudervorrichtung/-en und/oder Fördervorrichtung/-en zur Unterlage relativ beweglich angeordnet ist/sind, derart, dass die aus der/den betreffenden Extrudervorrichtung/-en und/oder Fördervorrichtungen ausgetragenen Stränge in vorbestimmten Winkelzuordnungen neben- und/oder übereinander und/oder als chaotisches Haufwerk angeordnet sind und/oder dass die Extrusions- vorrichtung/-en und/oder Fördervorrichtungen sich in vorbestimmten Winkelzuordnungen zur Unterlage bewegt/bewegen, während die Massen aus dem Extrusionskopf ausgetragen werden. In claim 12, a device is described which is characterized in that the relevant extruder device (s) and / or conveyor device (s) is / are arranged so as to be movable relative to the base, in such a way that the extruder device (s) and / or conveying devices discharged strands are arranged next to and / or on top of each other and / or as a chaotic pile in predetermined angular assignments and / or that the extrusion device (s) and / or conveying devices move in predetermined angular assignments to the base, while the masses be discharged from the extrusion head.
Sowohl über eine definierte und zielgerichtete Anordnung von Strängen im Hinblick auf die Ausprägung einer erwünschen Textur, als auch durch Kombination aus einer Bewegung einer/mehrerer Extrusionsdüse/-n in vorbestimmten Winkelzuordnungen relativ zur Unterlage in Verbindung mit einer unmittelbaren Anordnung eines/mehrerer austretenden/austretender Massenstrangs/-stränge direkt auf die bereits bestehende Anordnung eines Strangs/mehrerer Stränge, wird sichergestellt, dass der Raum zwischen Extrusionsdüse/-düsen und bereits bestehender Anordnung von Strängen der obersten Schicht in der Regel vollständig mit dem neu auszubringenden Massenstrang gefüllt wird. Durch die definierte Anordnung von Strängen, beispielsweise durch Bewegung des/der Extrusionsdüse/-n in vorbestimmten Winkelzuordnungen, zu zufälligen Haufwerken können erwünschte Texturen erzeugt werden, wobei das Haufwerk dadurch erzeugt wird, dass die/die aus der/den Extru- sionsdüse/-düsen austretende/n Massenstrang/Massenstränge mit einer solchen Distanz zwischen den Extrusionsdüsen und der obersten Schicht bereits angeordneter Stränge austritt/austreten, dass der Raum zwischen Extrusionsdüsenaustritt und bestehender Produktoberfläche nicht komplett vom neu austretenden Strang gefüllt wird, also ein Raum zwischen Extrusionsdüse und mittlerer Produktoberfläche verbleibt, so dass es, auch in Verbindung mit einer relativen Bewegung der Extrusions- düse/-n und der Unterlage zueinander, in Grenzen zur Stranganordnung mit unbestimmten Winkelzuordnungen kommt (chaotische Anordnung, chaotisches Haufwerk). Die Anordnung von Strängen in definierten Winkelzuordnungen erlaubt vorteilhafterweise die Herstellung eines hochdefinierten Produkts und somit die bestmögliche Ausschöpfung des Strukturierungs-/Texturierungspotentials des/der vorgestellten Verfahren/s aufgrund der höchstmöglichen Präzision. Die gezielte Anordnung zu einem Haufwerk hingegen, beispielsweise über einen Extrusionskopf mit mehreren Extrusionsdüsen oder einer Extrusionsdüsenplatte, führt zu höheren Produktionsgeschwindigkeiten, was ökonomisch vorteilhaft sein kann, aber auch zu einer weniger vorbestimmten Textur führt. Ebenfalls mit Vorteil werden beide Prinzipien miteinander verbunden, beispielsweise durch die Ausbringung von Massen/einer Masse in mehrere Schichten mit definierten Winkelzuordnungen, einer Schicht bestehend aus einem zufälligen Haufwerk, gefolgt wieder von mehreren Schichten mit definierten Winkelzuordnungen, so dass das Produkt als sandwichartig aufgebaut beschrieben werden kann. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Oberfläche von Produkten besondere Eigenschaften erfordern, beispielsweise aus Gründen der Gesamttextursteuerung und/oder der Steuerung der Produkteigenschaften beim Anbraten und/oder aus Gründen höherer Produktionsgeschwindigkeit und/oder dem Produkthandling nach dem Zubereiten. Both through a defined and targeted arrangement of strands with regard to the development of a desired texture, as well as through a combination of a movement of one or more extrusion nozzle (s) in predetermined angular assignments relative to the base in connection with a direct arrangement of one or more exiting / exiting ones Mass strand (s) directly on the already existing arrangement of a strand (s), it is ensured that the space between the extrusion nozzle / nozzles and the existing arrangement of strands of the top layer is usually completely filled with the new mass strand to be applied. Through the defined arrangement of strands, for example by moving the extrusion nozzle (s) in predetermined angular assignments, to form random piles, desired textures can be generated, the pile being generated by the fact that the extrusion nozzle (s) mass strand (s) emerging from the nozzle exit with such a distance between the extrusion nozzles and the top layer of strands already arranged that the space between the extrusion nozzle outlet and the existing product surface is not completely filled by the newly emerging strand, i.e. a space between the extrusion nozzle and the middle product surface remains, so that, also in connection with a relative movement of the extrusion nozzle (s) and the base to one another, there are limits to the strand arrangement with indefinite angular allocations (chaotic arrangement, chaotic pile). The arrangement of strands in defined angular assignments advantageously allows the production of a highly defined product and thus the best possible exploitation of the structuring / texturing potential of the method (s) presented due to the highest possible precision. The targeted arrangement in a pile, however, for example via an extrusion head with several extrusion nozzles or an extrusion nozzle plate, leads to higher production speeds, which can be economically advantageous, but also leads to a less predetermined texture. It is also advantageous to combine both principles, for example by applying masses / a mass in several layers with defined angle assignments, one layer consisting of a random pile, followed again by several layers with defined angle assignments, so that the product is described as having a sandwich-like structure can be. This is particularly advantageous when the surface of products requires special properties, for example for reasons of overall texture control and / or control of the product properties during searing and / or for reasons of higher production speed and / or product handling after preparation.
Die Einrichtung nach Patentanspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Äquivalenzdurchmesser des jeweils aus einer oder mehreren zugeordneten Extrusionsdüsen/Austrittsöffnungen eines Extrusionskopfes austretenden Strang/Stränge orthogonal zu seiner/ihrer Längsachse 0,02 bis 2 cm, bevorzugt 0,03 bis 1.3 cm, bevorzugter 0,04 bis 1 cm, bevorzugter 0,05 bis 0.8 cm, am bevorzugtesten 0,07 bis 0.6 cm, beträgt. The device according to claim 13 is characterized in that the geometric equivalent diameter of the strand / strands emerging from one or more assigned extrusion nozzles / outlet openings of an extrusion head orthogonally to its longitudinal axis is 0.02 to 2 cm, preferably 0.03 to 1.3 cm, more preferably 0.04 to 1 cm, more preferably 0.05 to 0.8 cm, most preferably 0.07 to 0.6 cm.
Das hier vorgestellte Verfahren zielt darauf, direkt über homogene Stränge sensorisch relevante Strukturen herzustellen. Insofern sind typische Strangdurchmesser und/oder Extrusionsdüsendurchmesser erheblich kleiner, als dies die Mündungsöffnungen typischer HMHT-Extrusionsprozesse sind. Vorteilhafterweise wird der Durchmesser/die Durchmesser der Extrusionsdüse/- düsen an die Materialeigenschaften (zum Beispiel Partikelbeladung in Verbindung mit der Partikelgröße) angepasst. Darüber hinaus liegt der Vorteil auch in der An- passbarkeit an den nachfolgenden Prozess. Beispielweise würde eine nachgelagerte Fermentation stark beeinflusst werden von der Strangdicke, da Pilze nicht unbegrenzt tief in Materialien einwachsen können. Darüber hinaus hat der Durchmesser einer Extrusionsdüse oder einer Lochplatte Einfluss auf die Textur. Ein bereits mehrphasig vorstrukturierter Strang würde beispielsweise mit größeren Durchmessern ausgebracht werden können, da der Vorstrukturierung zusätzlich eine zweite Strukturierung durch Anordnung der Stränge folgt. The method presented here aims to produce sensor-relevant structures directly using homogeneous strands. In this respect, typical strand diameters and / or extrusion nozzle diameters are considerably smaller than the orifices of typical HMHT extrusion processes. The diameter (s) of the extrusion nozzle (s) is / are advantageously adapted to the material properties (for example particle loading in connection with the particle size). Another advantage is that it can be adapted to the subsequent process. For example, a downstream fermentation would be strongly influenced by the strand thickness, since fungi cannot grow into materials indefinitely. In addition, the diameter of an extrusion nozzle or a perforated plate has an influence on the texture. A strand that has already been pre-structured in several phases would, for example, be able to be applied with larger diameters, since the pre-structuring is also followed by a second structuring by arranging the strands.
Je nach Produktkonzept kann es vorteilhaft sein, unterschiedliche Mündungsöffnungen einzusetzen wie ovale, schlitzförmige, rechteckige, sternförmige Querschnittsöffnungen, beispielsweise um die Kontaktfläche und die Haftung von Schichten gezielt definieren zu können und/oder die Gesamttextur zu steuern oder mitzusteuern. Im Falle einer Extrusion mit Pilzen wird vorteilhafterweise eine möglichst große spezifische Strangoberfläche gewählt. Beispielsweise wird eine sternförmige Mündungsöff nung angezeigt gewählt oder eine rechteckige Öffnung mit verschiedenen Einkerbungen, um den Pilzen eine größere Oberfläche für die Vernetzung und/oder Penetration zur Verfügung zu stellen, was sich auf Festigkeit und/oder Textureindruck auswirkt. Lösung der Aufgabe betreffend die erfindungsgemäße Steuerung oder Regelung Depending on the product concept, it can be advantageous to use different mouth openings such as oval, slot-shaped, rectangular, star-shaped cross-sectional openings, for example in order to be able to specifically define the contact area and the adhesion of layers and / or to control or co-control the overall texture. In the case of an extrusion with mushrooms, the largest possible specific strand surface is advantageously chosen. For example, a star-shaped mouth opening is selected or a rectangular opening with various notches in order to provide the mushrooms with a larger surface for crosslinking and / or penetration, which affects the strength and / or texture impression. Solution to the problem relating to the control or regulation according to the invention
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 14 gelöst. This object is achieved by the features of claim 14.
Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass die von der/den betreffenden Extrudervor- richtung/-en geförderte/-n und/oder veränderte/-n Masse/-n die gewünschten Theologischen Eigenschaften hinsichtlich Fließfähigkeit und/oder pastösem Zustand und/oder mechanischen Eigenschaften im verfestigten Zustand erreichen, wobei die Extrudervorrichtung/-en, in der/den die zu extrudierenden Massen gefördert, gemischt, geschert und transportiert wird/werden, durch Dissipation von Scherenergie und/oder Zuführung von Wärme über Heizelemente abgestimmt auf die zu erzielenden Eigenschaften auf mindestens 70°C, bevorzugt auf mindestens 80°C, weiterhin bevorzugt auf mindestens 90°C, nochmals bevorzugt auf mindestens 100°C, insbesondere auf mindestens 110°C, vorzugsweise mindestens 120°C, vorzugsweise mindestens 130°C, am bevorzugtesten auf mindestens 140°C, erhitzbar ist. This is characterized in that the / -n and / or changed mass (s) conveyed by the extruder device (s) in question has the desired rheological properties in terms of flowability and / or pasty state and / or mechanical properties in the Achieve solidified state, the extruder device (s) in which the masses to be extruded are conveyed, mixed, sheared and transported through dissipation of shear energy and / or supply of heat via heating elements tailored to the properties to be achieved at least 70 ° C, preferably to at least 80 ° C, further preferably to at least 90 ° C, again preferably to at least 100 ° C, in particular to at least 110 ° C, preferably at least 120 ° C, preferably at least 130 ° C, most preferably at least 140 ° C, can be heated.
Einige Vorteile Some advantages
Vorteilhafterweise kann die Temperatur im Extruder/in den Extrudern materialabhängig gesteuert werden. So bedürfen Stärken bzw. stärkedominierte Massen beispielsweise geringer Temperaturen zum Verkleistern, Proteine bzw. proteindominierte Massen müssen beispielsweise hingegen auf deutlich über 100°C erhitzt werden, damit Protein verflüssigen und/oder plastifizieren, das heißt in neuer Konfiguration sich miteinander verbinden. Über die in den Extrudervorrichtungen eingestellten Temperaturen werden maßgeblich die Masseneigenschaften bestimmt oder mitbestimmt. The temperature in the extruder (s) can advantageously be controlled as a function of the material. For example, starches or starch-dominated masses require low temperatures for gelatinization, proteins or protein-dominated masses On the other hand, masses have to be heated to well above 100 ° C, for example, so that protein liquefy and / or plasticize, i.e. bond with one another in a new configuration. The mass properties are largely determined or co-determined via the temperatures set in the extruder devices.
Ein weiterer großer Vorteil ist die Anpassung/Steuerung der Temperatur im Prozessraum, die so gewählt wird, dass zwar die ausgebrachten Stränge ihre Form erhalten, aber auch gleichzeitig an den Berührungsflächen mit neuen Strängen eine Verbindung mit diesen erfolgt, wobei die Wahl der Temperaturen dabei von den Materialeigenschaften und/oder erwünschten Produkteigenschaften abhängig und auf die Austrittstemperatur der Massen aus der Extrusionsdüse abgestimmt ist. Another great advantage is the adjustment / control of the temperature in the process room, which is selected so that the strands that are brought out receive their shape, but at the same time a connection with them takes place at the contact surfaces with new strands, whereby the choice of temperatures depends on the material properties and / or desired product properties and is matched to the exit temperature of the masses from the extrusion nozzle.
Die Konfiguration der Extrudervorrichtung/en kann vorteilhafterweise den Rohstoffen angepasst werden, um den unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich Veränderung der Theologischen Eigenschaften in der Extrudervorrichtung durch einen mechanischen und thermischen Energieeintrag gerecht zu werden. So verkleistern Stärken meist bereits bei Temperaturen von deutlich unter 100°C, während Proteine in der Regel erst bei Temperaturen über 100°C schmelzen. Durch die Steuerung der Temperatur, neben der Konfiguration der Schnecke/Schnecken (beispielsweise durch Anzahl und Anordnung von stark scherenden Elementen) der Extrudervorrichtung/en, werden die Textureigenschaften der die Produkte aufbauenden Massen mitbestimmt. Neben der Verarbeitung der Massen in der/den Extrudervorrichtung/en ist die Steuerung der Temperaturen des/der Extrusionsköpfe sowie weiterer Elemente wie Mischelementen von erheblicher Bedeutung, da dadurch beispielsweise das Anhaften von neu auszubringenden Massen in Form von Strängen auf bereits ausgebrachte Stränge gesteuert wird. Zudem kann vorteilhafterweise die massenspezifische Viskosität gesteuert werden, was bei der dreidimensionalen Anordnung vor allem unter dem Gesichtspunkt der Formerhaltung von wesentlicher Bedeutung ist. Ebenfalls besonders vorteilhaft ist die Steuerung der Temperatur im Prozessraum, die wiederum abgestimmt sein muss auf die Temperatur/Temperaturen der Extrusi- onsdüse/-n und gegebenenfalls vor einer Produktentnahme aus dem Prozessraum angepasst werden muss. The configuration of the extruder device (s) can advantageously be adapted to the raw materials in order to meet the different requirements with regard to changing the rheological properties in the extruder device through mechanical and thermal energy input. Starches usually gelatinize at temperatures well below 100 ° C, while proteins usually only melt at temperatures above 100 ° C. By controlling the temperature, in addition to the configuration of the screw (s) (for example through the number and arrangement of highly shear elements) of the extruder device (s), the textural properties of the masses making up the products are determined co-determined. In addition to the processing of the masses in the extruder device (s), the control of the temperatures of the extrusion head (s) and other elements such as mixing elements is of considerable importance, as this controls, for example, the adherence of new masses to be dispensed in the form of strands to strands that have already been dispensed. In addition, the mass-specific viscosity can advantageously be controlled, which is of essential importance in the three-dimensional arrangement, especially from the point of view of maintaining the shape. The control of the temperature in the process space, which in turn must be matched to the temperature / temperatures of the extrusion nozzle (s) and, if necessary, must be adapted before a product is removed from the process space, is also particularly advantageous.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen Further inventive developments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 15 bis 19 beschrieben. Further inventive refinements are described in claims 15 to 19.
Gemäß Patentanspruch 15 ist die erfindungsgemäße Steuerung oder Regelung dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehreren Extrudervorrichtung/en und/oder Fördervorrichtungen zugeordnete Extrusionsdüse/-düsen oder zugeordnete/r Extru- sionskopf/-köpfe und/oder zugeordnete/s Mischelement/e motorisch während des Extrusionsvorganges um die Förderachse rotierbar gesteuert angetrieben ist/sind. Sehr vorteilhaft stellt sich die Rotierbarkeit der genannten Elemente heraus. Beispielsweise können mit einem rotierenden Extrusionskopf ineinander verdrehte Stränge gesteuert erzeugt werden, was einen neuen Ansatz der Strukturierung/Texturierung darstellt, da damit neben den mechanischen Strangeigenschaften auch die mechanischen Eigenschaften des gedrehten Strangkörpers übergeordnet zur Geltung kommen. Insbesondere bei einer nachfolgenden Fermentation, beispielsweise zur Vernetzung von Strängen durch Pilzmyzel, führt die Anordnung ineinander verdrehter Stränge zu einer weiteren, zusätzlichen elastischen Texturkomponente im Produkt. According to patent claim 15, the control or regulation according to the invention is characterized in that one or more extrusion device (s) and / or conveyor devices assigned extrusion nozzle (s) or assigned extrusion head (s) and / or assigned mixing element (s) are motorized during the Extrusion process is driven rotatably controlled around the conveyor axis / are. The rotatability of the elements mentioned proves to be very advantageous. For example, twisted strands can be generated in a controlled manner with a rotating extrusion head, which represents a new approach to structuring / texturing, since in addition to the mechanical strand properties, the mechanical properties of the twisted strand body also come into their own. Particularly in a subsequent fermentation, for example for cross-linking of strands by fungal mycelium, the arrangement of strands twisted into one another leads to a further, additional elastic texture component in the product.
In Patentanspruch 16 ist eine Steuerung oder Regelung beschrieben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stränge mit einer/mehreren Bakteriensuspension/en und/oder einer oder mehreren Sporen-/Myzelsuspension/en vor einer Fermentation beimpft werden zur Steuerung der mechanischen Produkteigenschaften und/oder der Texturwahrnehmung und/oder der Aromawahrnehmung und/oder ernährungsphysiologischen und/oder funktioneller Produkteigenschaften. In claim 16, a control or regulation is described, which is characterized in that the strands are inoculated with one or more bacterial suspensions and / or one or more spore / mycelial suspensions before fermentation to control the mechanical product properties and / or the texture perception and / or the aroma perception and / or nutritional and / or functional product properties.
Über eine Fermentation, vor allem eine Pilzfermentation, können funktionell miteinander verbundene Stränge fest miteinander verbunden werden, was die Gesamttextu reigenschaften deutlich verändert, beispielweise einen deutlich veränderten Bisswiderstand. Zudem können ernährungsphysiologisch nachteilige Verbindungen, wie beispielsweise Phytinsäure oder Flatulenzen verursachende Zucker, abgebaut werden, durch eine Pilzfermentation und/oder eine bakterielle Fermentation und/oder andere geeignete Fermentationen. Durch Fermentation lassen sich aber auch unerwünschte Aromen abbauen und erwünscht Aromen induzieren, beispielsweise kann ein typischer Sojageschmack bei der Fermentation von Okara reduziert und im Gegenzug sogar eine vorteilhafte Umami-artige Geschmacksnote eingestellt werden. Ebenfalls vorteilhaft sind veränderte Funktionalitäten, beispielsweise das Fluid- Bindungsvermögens, welches zum Beispiel durch die verbesserte kapillare Bindung in Pilzmyzel verbessert wird. Via fermentation, especially mushroom fermentation, functionally interconnected strands can be firmly connected to one another, which significantly changes the overall textural properties, for example a significantly changed bite resistance. In addition, nutritionally disadvantageous compounds, such as, for example, phytic acid or sugars causing flatulence, are broken down by a fungal fermentation and / or a bacterial fermentation and / or other suitable fermentations. Fermentation can also break down unwanted aromas and induce desired aromas, for example a typical soy taste can be reduced during the fermentation of okara and, in return, an advantageous umami-like taste note can be set. Modified functionalities are also advantageous, for example the fluid binding capacity, which is improved, for example, by the improved capillary binding in fungal mycelium.
Patentanspruch 17 beschreibt eine Steuerung oder Regelung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die mechanischen Eigenschaften des Produktes und/oder der Textur und/oder des Aromas und/oder der ernährungsphysiologischen und/oder funktionellen Eigenschaften durch vorfermentierte Stoffe oder Massen, in einer oder mehreren Massen enthalten, gesteuert oder geregelt werden. Claim 17 describes a control or regulation, which is characterized in that the mechanical properties of the product and / or the texture and / or the aroma and / or the nutritional and / or functional properties by pre-fermented substances or masses, in one or more masses contained, controlled or regulated.
In Patentanspruch 18 ist eine Steuerung oder Regelung beschrieben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mehrere extrudierte Stränge oder zu extrudierende Massen aus im Winkel zueinander angeordneten Extrudervorrichtungen der Unterlage zuführbar sind. Ein wichtiger Parameter ist die Abstimmung der Massenströme, sowohl bei der Zusammenführung von Massen zum Beispiel in einem Mischelement oder bei der getrennten Anordnung der Massen als separate Stränge, da sowohl die gezielte Anordnung als auch die Anteile der Massen am Gesamtprodukt entscheidend für die Textur und das Aroma sind. In claim 18 a control or regulation is described which is characterized in that several extruded strands or masses to be extruded can be fed to the base from extruder devices arranged at an angle to one another. An important parameter is the coordination of the mass flows, both when combining masses, for example in a mixing element, or when the masses are arranged separately as separate strands, since both the targeted arrangement and the proportions of the masses in the overall product are decisive for the texture and the Aroma are.
Vorteilhafterweise werden Lochplatte als Austrittsöffnungen für Extrusionsköpfe oder Anordnungen von mehreren Extrusionsdüsen nebeneinander, die aus dem gleichen Massenstrom gespeist werden, eingesetzt, um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, vor allem bei der Ausbringung der Stränge zu einem Haufwerk. Ebenso kann vorteilhafterweise durch die Anordnung unterschiedlicher Düsendurchmesser auf einer Lochplatte oder in einer Anordnung mehrerer Extrusionsdüsen nebeneinander eine Masse mit unterschiedlichen Strangdicken oder Querschnittsflächen, insbesondere zu einem Haufwerk, extrudiert werden. Mit Vorteil sind die Extrusions- düse/-n und/oder Extrusionsköpfe auswechselbar. Advantageously, perforated plates are used as outlet openings for extrusion heads or arrangements of several extrusion nozzles next to one another, which are fed from the same mass flow, in order to increase the production speed, especially when the strands are discharged into a pile. Likewise, by arranging different nozzle diameters on a perforated plate or in an arrangement of several extrusion nozzles next to one another, a mass with different strand thicknesses or cross-sectional areas, in particular to form a pile, can advantageously be extruded. The extrusion nozzle (s) and / or extrusion heads are advantageously exchangeable.
Patentanspruch 19 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Textur des Endproduktes durch materialmäßige und/oder funktionsmäßige einstückige Verbindung der jeweiligen Stränge durch Verkleben und/oder Vereintem und/oder Verschmelzen und/oder Vernetzen durch Fermentation, insbesondere durch Pilzfermentation, und/oder durch die indirekte Verbindung über ein umgebendes Fluid, welches eine Fließgrenze aufweist und/oder nach dem Aufbringen verfestigt, beispielsweise geliert und/oder eine weitgehend formschlüssige Verschränkung der Stränge miteinander gesteuert oder geregelt wird. Claim 19 is characterized in that the texture of the end product by material and / or functional one-piece connection of the respective strands by gluing and / or joining and / or fusing and / or cross-linking by fermentation, in particular by mushroom fermentation, and / or by the indirect connection via a surrounding fluid which has a yield point and / or solidifies after application, for example gelled and / or a largely interlocking interlocking of the strands with one another is controlled or regulated.
Lösung der Aufgabe betreffend das Produkt Solution of the problem related to the product
Eine Lösung beschreibt Patentanspruch 20. Dieser beschreibt ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Produkt, aus einem oder mehreren Strängen, die neben und/oder übereinander angeordnet und ggf. teilweise miteinander materialmäßig und/oder funktionell einstückig verbunden sind und in den Poren und/oder Kavitäten und/oder Kanälen angeordnet sind und/oder dass die aus den Strängen bestehenden Produktkörper aus Strängen unterschiedlichen Durchmessers oder Querabmessungen bestehen und/oder der Produktkörper aus Strängen und/oder Strangstücken verschiedener Massen zusammengesetzt und/oder ein Strang/die Stränge jeweils aus verschiedenen, nicht vollständig vermischten Massen zusammengesetzt sind und/oder der Produktkörper Bakterien und/oder deren Ausscheidungsprodukte und/oder Pilze/Pilzmyzel beinhaltet und/oder davon umgeben ist, und/oder die Poren und/oder Kanäle und/oder Kavitäten teilweise oder vollständig mit einem flüssigen und/oder eine Fließgrenze aufweisendem und/oder einem gelierten, Fluid und/oder einer Fluidmischung, gefüllt sind und/oder in den Poren und/oder Kanälen und/oder Kavitäten Pilzmyzel und/oder Bakterien und/oder mikrobielle Ausscheidungsprodukte angeordnet sind. Einige Vorteile A solution is described in patent claim 20. This describes a product produced by the method according to the invention, from one or more strands, which are arranged next to and / or on top of one another and optionally partially connected to one another in terms of material and / or function and in the pores and / or cavities and / or channels are arranged and / or that the product bodies consisting of the strands consist of strands of different diameters or transverse dimensions and / or the product body is composed of strands and / or strand pieces of different masses and / or one strand / the strands each consist of different, not completely mixed masses are composed and / or the product body contains bacteria and / or their excretion products and / or fungi / mycelium and / or is surrounded by them, and / or the pores and / or channels and / or cavities are partially or completely covered with a liquid and / or having a yield point and / or a gelled fluid and / or a fluid mixture are filled and / or are arranged in the pores and / or channels and / or cavities fungal mycelium and / or bacteria and / or microbial waste products. Some advantages
Über den Grad der Verbindung wie auch die Anzahl an Verbindungspunkten wird das Struktur-/Texturempfinden beim Verzehr mit eingestellt. Von Vorteil findet man Poren und/oder Hohlräume und/oder Kavitäten, da diese nicht nur die Struktur/Textur (mit) bestimmen, sondern auch gegebenenfalls ein wachsendes Pilzmyzel beherbergen, welches die Produkteigenschaften beispielsweise hinsichtlich Textur und/oder funktioneller Eigenschaften wie dem Wasserbindungsvermögen beim Zubereiten und/oder der Aufnahme von Fluiden beim Zubereiten verändert. Wichtiges Charakteristikum des Verfahrens ist, dass die Anordnung und/oder Ausrichtung der Stränge in den verschiedenen Schichten, die den Produktkörper aufbauen, beliebig ist und diese Freiheit dazu genutzt wird, um sensorisch relevante Texturen zu erzeugen. Die Verbindung des Strangs/der Stränge ist ein wesentliches Kennzeichen, wobei die Verbindung mittelbar oder unmittelbar erfolgt, wobei eine mittelbare Verbindung, beispielsweise die Verbindung von lose aufeinander angeordneten Strängen, durch ein umgebendes Gel oder formschlüssig verfestigte Produktkörper beschreibt, während eine unmittelbar Verbindung, beispielsweise durch Versintern, Verkleben oder durch ein verbindendes Pilzmyzel oder Vergleichbarem gegeben ist. Die Verbindung muss nicht zwingend unmittelbar nach der Anordnung nach Austritt des Strangs/der Stränge aus einer Extrusionsdüse/n erfolgen, sondern kann einen zweiten, nachfolgenden Prozessschritt bedingen. Weitere erfinderische Ausgestaltungen The structure / texture perception during consumption is also set via the degree of connection and the number of connection points. It is advantageous to find pores and / or cavities and / or cavities, as they not only determine the structure / texture, but also possibly accommodate a growing fungal mycelium, which has the product properties, for example in terms of texture and / or functional properties such as water-binding capacity Preparing and / or the absorption of fluids during preparation changed. An important characteristic of the process is that the arrangement and / or alignment of the strands in the various layers that make up the product body is arbitrary and this freedom is used to create sensory-relevant textures. The connection of the strand (s) is an essential characteristic, whereby the connection takes place indirectly or directly, with an indirect connection, for example the connection of loosely arranged strands, through a surrounding gel or positively solidified product body, while a direct connection, for example by sintering, gluing or by a connecting mushroom mycelium or something similar. The connection does not necessarily have to take place immediately after the arrangement after the strand (s) emerge from an extrusion nozzle (s), but can require a second, subsequent process step. Further inventive developments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 21 bis 27 beschrieben. Further inventive configurations are described in claims 21 to 27.
Patentanspruch 21 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus einem oder mehreren Strängen oder Strangstücken besteht, die dreidimensional zueinander angeordnet sind, wobei bedingt durch die genaue Anordnung sowie den Volumenanteil von Poren und/oder Hohlräumen und/oder Kavitäten und/oder durch die jeweils verwendeten Massen und/oder deren Massenanteil am Gesamtprodukt und/oder deren Anordnung im Gesamtprodukt, und/oder Theologischen oder mechanischen Eigenschaften der Massen bedingt beispielsweise durch die Zusammensetzung und/oder Behandlung im Extruder, und/oder durch deren Anteile im Gesamtprodukt und/oder deren räumlicher Anordnung im Gesamtprodukt und/oder durch die Strang-/Strang- stückdurchmesser und/oder gegebenenfalls durch Entzug von Wasser und/oder durch Fermentation, vorzugsweise eine myzelbildende Pilzfermentation, zielgerichtet die Textur und/oder die Aromawahrnehmung und/oder die Form in weiten Bereichen variabel eingestellt und gesteuert ist. Claim 21 is characterized in that the product consists of one or more strands or strand pieces, which are arranged three-dimensionally to each other, depending on the exact arrangement and the volume proportion of pores and / or cavities and / or cavities and / or by the respectively used Masses and / or their mass fraction in the overall product and / or their arrangement in the overall product, and / or theological or mechanical properties of the masses due, for example, to the composition and / or treatment in the extruder, and / or their proportions in the overall product and / or their spatial properties Arrangement in the overall product and / or by the strand / strand piece diameter and / or optionally by removing water and / or by fermentation, preferably a mycelium-forming fungal fermentation, targeted the texture and / or the aroma perception and / or the shape variable over a wide range is set and controlled.
Je nach Produkt und Zielsetzung beträgt der Anteil der ungefüllten Hohlräume und/oder Kanäle und/oder Poren, bezogen auf den aus Strängen aufgebauten Produktkörper, am Gesamtprodukt 2 bis 85 [%, Volumenanteil], bevorzugt 5 bis 85 [%, Volumenanteil], bevorzugt 10 bis 75 [%, Volumenanteil], nochmals bevorzugt von 15 bis 75 [%, Volumenanteil], nochmals bevorzugt zwischen 20 und 70 [%, Volumenanteil], insbesondere bevorzugt 25 bis 60 [%, Volumenanteil], am bevorzugtesten 30 bis 55 [%, Volumenanteil]. Nach Hinzufügung ggf. eines weiteren Fluids und/oder nach einer Fermentation und/oder Zubereiten, zum Beispiel durch Garen in Wasser und/oder einer Kombination daraus, verändert sich der Anteil an ungefüllten Hohlräumen und/oder Kanälen und/oder Poren im Gesamtprodukt je nach Produktstrategie und beträgt 0 bis 85 [%, Volumenanteil], bevorzugt 0 bis 75 [%, Volumenanteil], bevorzugt 0 bis 70 [%, Volumenanteil], bevorzugt 0 bis 60 [%, Volumenanteil], nochmals bevorzugt von 0 bis 55 [%, Volumenanteil]. Als Produktkörper wird verstanden die Gesamtheit an angeordneten Strängen, der Anteil an Hohlräumen resultiert als Differenz zwischen dem Volumen der Gesamtheit der angeordneten Stränge und dem Volumen des durch den Produktkörper aufgespannten, dreidimensionalen Objekts. Hierdurch kann ein Produkt entstehen, das auch Merkmale aufweist, wie sie in Patentanspruch 8 beschrieben sind. Depending on the product and the objective, the proportion of unfilled cavities and / or channels and / or pores, based on the product body made up of strands, in the total product is 2 to 85 [%, volume proportion], preferably 5 to 85 [%, Volume fraction], preferably 10 to 75 [%, volume fraction], again preferably from 15 to 75 [%, volume fraction], again preferably between 20 and 70 [%, volume fraction], particularly preferably 25 to 60 [%, volume fraction], most preferably 30 to 55 [%, volume fraction]. After adding, if necessary, a further fluid and / or after fermentation and / or preparation, for example by cooking in water and / or a combination thereof, the proportion of unfilled cavities and / or channels and / or pores in the overall product changes depending on Product strategy and is 0 to 85 [%, volume proportion], preferably 0 to 75 [%, volume proportion], preferably 0 to 70 [%, volume proportion], preferably 0 to 60 [%, volume proportion], again preferably 0 to 55 [% , Volume fraction]. The product body is understood to mean the entirety of arranged strands, the proportion of voids results as the difference between the volume of the entirety of the arranged strands and the volume of the three-dimensional object spanned by the product body. This can result in a product that also has features as described in claim 8.
Die weitgehend freie Möglichkeit der Anordnung der Stränge und/oder Massen zueinander liefert mit hohem Vorteil die Basis für große Variabilität und/oder die Steuerung an einstellbaren Texturwahrnehmungen, da sich die im Anspruch genannten Parameter nicht widersprechen, sondern ergänzen und damit alleine aus der Kombinatorik heraus unzählige Möglichkeiten und Kombinationen für Textureinstellungen ergeben. Dahinter steckt auch die Möglichkeit, in Zukunft Produkte hinsichtlich be- stimmter Eigenschaften individuell zuschneiden zu können, beispielsweise indem man den Anteil an ungefüllten Räumen verändert oder die Zusammensetzung des Produkts allgemein. Zudem kann bei unterschiedlichen mechanischen und Theologischen Eigenschaften von unterschiedlichen Massen beim Verzehrvorgang das Produkt jeweils angepasst werden, um vergleichbare Produkteigenschaften erzielen zu können. Ebenfalls vorteilhaft können innerhalb eines Produkt Bereiche mit unterschiedlichen sensorischen Eindrücken geschaffen sein, beispielsweise durch unterschiedlichen Anteil an Poren und/oder Hohlräumen und/oder Kavitäten oder durch unterschiedliche Massen-Zusammensetzung. The largely free possibility of arranging the strands and / or masses to one another provides the basis for great variability and / or the control of adjustable texture perceptions, since the parameters mentioned in the claim do not contradict each other, but complement each other and thus solely from the combinatorics countless possibilities and combinations for texture settings result. Behind this there is also the possibility in the future of products with regard to to be able to individually tailor certain properties, for example by changing the proportion of unfilled rooms or the composition of the product in general. In addition, with different mechanical and rheological properties of different masses during the consumption process, the product can be adapted in each case in order to be able to achieve comparable product properties. Regions with different sensory impressions can likewise advantageously be created within a product, for example through different proportions of pores and / or cavities and / or cavities or through different mass compositions.
Die Kavitäten/Hohlräume/Poren können vorteilhafterweise mit myzelbildenden Pilzen besiedelt werden, welche aufgrund der durch die Myzelbildung verursachten Vernetzung der Stränge miteinander und/oder durch das Einwachsen des Myzels in die Stränge und/oder durch Durchwachsen der Stränge mit Myzel die Textur des Gesamtprodukts markant verändern können, meist durch eine Verbesserung der Festigkeit und/oder einer Verbesserung der Bindung eines Fluids und/oder durch die Ausbildung elastischerer Gesamtprodukteigenschaften, die beispielsweise elastische Strukturen wie Bindegewebe imitieren können und/oder durch eine Veränderung der Textur. Darüber hinaus kann auch mit anderen Mikroorganismen, alleine oder im Sinne einer Co-Fermentation, fermentiert werden, die in Kavitäten/Hohlräume/Poren Ausscheidungspunkte ablagern wie beispielsweise hochpolymere Moleküle, die die Textur des Gesamtprodukts verändern wie beispielsweise Exopolysaccharide oder sonstige ausgeschiedene Polymere der Mikroorganismen. Insbesondere im Fall hochgradig wasserbindender Polymere werden Strukturen erzeugt, die für die Stränge einen Gleiteffekt erzeugen, so dass der Eindruck von Fetthaltigkeit entsteht oder verstärkt wird. Zudem wird durch die verbesserte Wasserbindung auch die Saftigkeit des Produkts verbessert, insbesondere auch bei im warmen oder kochenden Wasser zubereiteten Produkten. The cavities / cavities / pores can advantageously be colonized with mycelium-forming fungi, which, due to the cross-linking of the strands caused by the mycelial formation, and / or the mycelium growing into the strands and / or the mycelium growing through the strands, the texture of the overall product is distinctive can change, mostly by improving the strength and / or improving the binding of a fluid and / or by developing more elastic overall product properties that can imitate elastic structures such as connective tissue and / or by changing the texture. In addition, fermentation can also be carried out with other microorganisms, alone or in the sense of a co-fermentation, which deposit points of excretion in cavities / cavities / pores such as high-polymer molecules that change the texture of the overall product such as exopolysaccharides or other excreted polymers of the microorganisms. Particularly in the case of highly water-binding polymers, structures are created that create a sliding effect for the strands, so that the impression of greasiness arises or is reinforced. In addition, the improved water retention also improves the juiciness of the product, especially in the case of products prepared in warm or boiling water.
Insbesondere eine zusätzliche Pilzfermentation nach Anordnung der Massestränge erweist sich als besonders vorteilhaft, da sie eine zusätzliche Texturierung des Produkts erlaubt, die Festigkeit erhöht und die Textur verändert, so dass eine gezielte Steuerung äußerst vorteilhaft ist. Vorgesehen sind sowohl Pilzfermentationen als auch bakterielle Fermentationen, alleine oder in Kombination, zur weitergehenden Texturierung (beispielsweise durch eine Vernetzung der angeordneten Stränge durch die Bildung eines Pilzmyzels zwischen den Produktsträngen und/oder durch die Segregation von höherpolymeren, beispielsweise serumbindenden Verbindungen wie Exo-Polysaccharide durch Milchsäurebakterien) und/oder zur Verbesserung der Haltbarkeit (beispielsweise durch die Ausscheidung von Molekülen, die das Wachstum anderer Mikroorganismen hemmen oder eliminieren oder durch eine bevorzugte Besiedelung) und/oder zur Verbesserung des Geschmacks (beispielsweise durch partielle Proteolyse und/oder die Bildung von sensorisch vorteilhaften Verbindungen und/oder durch den Abbau sensorisch unerwünschter Verbindungen) und/oder zur Veränderung des ernährungsphysiologischen Profils (beispielsweise durch den Ab- bau ernährungsphysiologisch unerwünschter Verbindungen wie Phytinsäure und/oder durch die Bildung oder Anreicherung von Vitaminen und/oder anderen physiologische relevanten Verbindungen). In particular, an additional mushroom fermentation after the arrangement of the mass strands proves to be particularly advantageous, since it allows additional texturing of the product, increases the strength and changes the texture, so that targeted control is extremely advantageous. Both fungal fermentations and bacterial fermentations, alone or in combination, are envisaged for further texturing (for example by crosslinking the arranged strands through the formation of a fungal mycelium between the product strands and / or through the segregation of higher polymer, for example serum-binding compounds such as exo-polysaccharides Lactic acid bacteria) and / or to improve the shelf life (for example by excreting molecules that inhibit or eliminate the growth of other microorganisms or by preferential colonization) and / or to improve the taste (for example by partial proteolysis and / or the formation of sensory advantageous compounds and / or by breaking down sensory undesirable compounds) and / or for changing the nutritional profile (for example by breaking down construction of nutritionally undesirable compounds such as phytic acid and / or through the formation or enrichment of vitamins and / or other physiologically relevant compounds).
Bei verzehrbaren Produkten wird der Geschmack und/oder die Textur und/oder die Produktfunktionalität wie das Fluidbindungsvermögen oder -aufnahmevermögen und/oder die Haltbarkeit über den/die in den Poren, Kanälen und/oder Hohlräumen gewachsenen Pilz/gewachsene Pilze und/oder durch weitere, in den Poren, Kanälen, Hohlräumen und/oder in der Ausgangsmatrix eingebrachte Mikroorganismen und/oder durch die Dauer und/oder den Temperaturverlauf des Fermentationsvorgangs und/oder durch die Einstellung des Wassergehalts des Produkts während und/oder nach der Fermentation und/oder durch die Zusammensetzung des biologischen Ausgangstoffs und/oder durch den Volumenanteil an Poren, Kanälen, Hohlräumen in der Ausgangsmatrix und/oder durch die Anordnung der Poren, Kanäle, Hohlräume und/oder durch die Quantität der Grenzfläche zwischen der Gesamtheit der Stränge und der Gesamtheit der Poren, Kanäle, Hohlräume und/oder durch den/die Durchmesser der Stränge und/oder durch Gasaustausch mit der Umgebung und/oder durch eine die Rheologie des Ausgangsstoffs einstellende prozesstechnische Vorbehandlung eingestellt und gesteuert. In the case of edible products, the taste and / or the texture and / or the product functionality such as the fluid binding capacity or absorption capacity and / or the shelf life is determined by the fungus (s) that have grown in the pores, channels and / or cavities and / or by others , microorganisms introduced in the pores, channels, cavities and / or in the starting matrix and / or by the duration and / or the temperature profile of the fermentation process and / or by the adjustment of the water content of the product during and / or after the fermentation and / or by the composition of the biological starting material and / or by the volume fraction of pores, channels, cavities in the starting matrix and / or by the arrangement of the pores, channels, cavities and / or by the quantity of the interface between the entirety of the strands and the entirety of the pores , Channels, cavities and / or through the diameter (s) of the strands and / or through gas exchange with the environment and the like nd / or adjusted and controlled by a process engineering pretreatment which adjusts the rheology of the starting material.
In Patentanspruch 22 ist ein Produkt beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Textur strukturiert und/oder fleischähnlich ist. Bedingt durch die vorteilhafte Freiheit bei der Anordnung von Strängen kann eine innere Struktur eines Produkts erzeugt werden, die maßgeblich die Textur des Produkts mitbestimmt. Liegen besonders viele längere und eher in eine Richtung angeordnete Strukturen im Produkt vor, so wird das Texturempfinden im Mund mit „fleischähnlich“ beschrieben. Insgesamt ist das vorgeschlagene Verfahren hochgradig variabel, so dass man eine Vielzahl von strukturierten Produkten definiert und zielgerichtet erzeugen kann, die von Konsumenten nicht zwingend als „fleischähnlich“ wahrgenommen werden müssen. Beispielsweise kann eine Anordnung, wie man sie bei fleischähnlichen Produkten wählen würde, auch dafür sorgen, dass die Saftigkeit eines Produkts verbessert wird, ohne dass es zwingend fleischähnlich ist. Ein weiteres Beispiel wäre die schnellere oder intensivere Einwirkung bzw. insgesamt höhere Bindung/Aufnahme einer Marinade durch die gezielte Anordnung von Hohlräumen/Poren/Kapillaren im Produkt, wobei dadurch Flüssigkeiten wesentlich besser im Produkt aufgenommen werden können und zudem über eine deutlich größere innere Oberfläche, auch absolut betrachtet, größere Volumina eines Produkts in gleichem Zeitraum, verglichen mit einem Hohlraum/Poren/Kapillaren-freien Produkt, durchdrungen werden können. In claim 22 a product is described which is characterized in that the texture is structured and / or meat-like. Due to the advantageous freedom in the arrangement of strands, an internal structure of a product can be created, which has a decisive influence on the texture of the product. If the product has a particularly large number of longer and more unidirectional structures, the sense of texture in the mouth is described as “meat-like”. Overall, the proposed method is highly variable, so that a large number of structured products can be defined and produced in a targeted manner, which consumers do not necessarily have to perceive as "meat-like". For example, an arrangement that would be chosen for meat-like products can also ensure that the juiciness of a product is improved without it being necessarily meat-like. Another example would be the faster or more intensive action or overall higher binding / absorption of a marinade through the targeted arrangement of cavities / pores / capillaries in the product, whereby liquids can be absorbed much better in the product and also over a significantly larger inner surface, also viewed in absolute terms, larger volumes of a product can be penetrated in the same period of time compared with a product that is free of cavities / pores / capillaries.
Patentanspruch 23 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus einer oder verschiedenen Massen zusammengesetzt ist, wobei die Stränge parallel schichtweise und/oder in vorbestimmten Winkelzuordnungen schichtweise und/oder in vorbe- stimmten Winkelzuordnungen nebeneinander und/oder chaotisch zueinander und/oder in einer Kombination davon angeordnet und miteinander verbunden sind zu einem Gesamtprodukt, beispielsweise in der Form eines Burger-Pattys. Claim 23 is characterized in that the product is composed of one or different masses, the strands in parallel in layers and / or in predetermined angular assignments in layers and / or in previous Correct angle assignments are arranged next to one another and / or chaotically to one another and / or in a combination thereof and are connected to one another to form an overall product, for example in the form of a burger patty.
Aus der Anordnung von Strängen aus zwei unterschiedlichen Massen ergibt sich der große Vorteil, dass allein durch die Anordnung zweier zueinander Theologisch unterschiedlich zu beschreibenden Massen bereits ein Textureffekt erzeugt werden kann. Die Anordnung erfolgt im Idealfall auf vorbestimmten Bahnen, wobei ein neuer Strang direkt auf der darunterliegenden Schicht abgelegt wird, kann aber auch als Haufwerk erfolgen, wobei der/die Extrusionskopf/-köpfe auf vorbestimmten Wegen bewegt werden, die Stränge aber nicht direkt auf andere Stränge, abschnittsweise oder komplett, abgelegt werden, sondern aus einer größeren Höhe auf die Auflage extrudiert werden, was zwangsläufig zu einer Unregelmäßigkeit im Produktaufbau zu einem Haufwerk führt, welches als eher zufällig wirkend beschrieben wird, wobei aber auch bei einem solchen Verfahren durch die sequentielle und/oder parallele Ausbringung zweier hinsichtlich ihrer Eigenschaften unterschiedlicher Massen eine Strukturierung/Texturierung erfolgt, wobei diese räumlich weniger scharf vorbestimmt ist. Besonders kennzeichnend für das vorgeschlagene Verfahren ist nach diesem Anspruch, dass die ausgebrachten Stränge im fertigen Produkt fest miteinander verbunden sind. Patentanspruch 24 ist dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Masse für den jeweils herzustellenden Strang bereits einer oder mehreren Fermentation/en unterzogen worden ist. The arrangement of strands of two different masses results in the great advantage that a texture effect can be created simply by arranging two masses that can be described theologically differently from one another. Ideally, the arrangement takes place on predetermined paths, with a new strand being deposited directly on the layer below, but can also take place as a pile, with the extrusion head (s) being moved on predetermined paths, but the strands not directly onto other strands , in sections or completely, but are extruded from a greater height onto the support, which inevitably leads to an irregularity in the product structure to a pile, which is described as acting more randomly, but even with such a method by the sequential and / or a structuring / texturing takes place in parallel with the application of two masses that differ in terms of their properties, this being spatially less sharply predetermined. According to this claim, it is particularly characteristic of the proposed method that the strands that are discharged are firmly connected to one another in the finished product. Claim 24 is characterized in that the mass in question has already been subjected to one or more fermentation (s) for each strand to be produced.
Ein großer Vorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit, vorfermentiertes Material zu verwenden. Vorgesehen sind sowohl Pilzfermentationen als auch bakterielle Fermentationen, alleine oder in Kombination, zur weitergehenden Texturierung und/oder zur Verbesserung der Haltbarkeit und/oder zur Verbesserung des Geschmacks (beispielsweise durch Abbau unerwünschter sensorisch relevanter Verbindungen und/oder durch die Erzeugung von sensorisch vorteilhaften Verbindungen) und/oder zur Veränderung des ernährungsphysiologischen Profils (beispielsweise dem Abbau von antinutritiven Verbindungen und/oder der Bildung bzw. Anreicherung von Vitaminen) und/oder zur Veränderungen funktioneller Produkteigenschaften und/oder zur Produktion von Wachstumsfaktoren für eine/mehrere Fermentation/en, die der Anordnung des Strangs/der Stränge nachgelagert ist, vorzugsweise mindestens einer Pilzfermentation. Ebenfalls als Vorteil ist zu sehen, dass eine vorgelagerte Fermentation in Verbindung mit einem Erhitzungsschritt, der gegebenenfalls auch in einer Extrudervorrichtung stattfindet, zum einen wie vorher beschrieben Einfluss auf das Produkt hat, zum anderen aber durch den Erhitzungsschritt sichergestellt wird, dass sich über die Lagerdauer die Produkte zumindest bedingt durch mikrobielle Aktivität nicht mehr oder deutlich weniger verändern als dies ohne Erhitzungsschritt bzw. bei einer Fermentation des angeordneten Produkts der Fall wäre. Im Falle einer vorgelagerten Pilzfermentation erfolgt bereits eine gesteuerte, vorgelagerte Strukturierung, da im Material bereits Myzelstrukturen zu finden sind, die sensorisch von Bedeutung sind (punktuelle Elastizität). Die Strukturen im Ausgangsstoff werden beim Zerkleinern partiell wieder zerstört, so dass eine vorfermentierte Masse nochmals fermentiert mehr elastisch-strukturierende Elemente enthält und damit fleischähnlicher ist. Im Fall einer vorgelagerten Pilzfermentation und/oder bakterieller Fermentation, beispielsweise mit Milchsäurebakterien, können bereits vor dem Extrusionsprozess die Zusammensetzungen von Massen verändert werden. Beispielsweise werden mit geeigneten Stämmen antinutritive Verbindungen fermentativ reduziert wie beispielsweise die Konzentration an Phytinsäure und/oder es bilden sich sensorisch relevante Verbindungen, die in einem nachfolgenden Extrusionsprozess teilweise wieder durch Entgasen entfernt werden oder sich chemisch an andere Moleküle binden, was zu einer zusätzlichen Veränderung des sensorischen Profils führt. Ebenfalls als vorteilhaft ist die enzymatische Aktivität der Mikroorganismen zu nennen, die dazu führt, dass beispielsweise Proteine partiell gespalten werden mit Auswirkungen auf die Sensorik und/oder den ernährungsphysiologischen Wert wie beispielsweise der Verdaubarkeit. Vorteilhaft kann auch sein, dass Einfachzucker fermentativ abgebaut werden, so dass auch chemische Prozesse, in die Zucker involviert sind im Extrusionsprozess, gesteuert oder kontrolliert werden. Besonders vorteilhaft sind auch die von den verwendeten Bakterien und/oder Pilzen gebildeten antimikrobiellen Verbindungen und/oder ihre pH-Wert-senkende Wirkung durch beispielsweise Milchsäurebildung, die die Haltbarkeit der erzeugten Produkte deutlich verlängern. Ebenfalls als sehr vorteilhaft sind höherpolymere Ausscheidungsprodukte von Mikroorganismen zu nennen, beispielsweise von Exopolysaccha- riden, die erheblich die Textur und/oder funktionelle Eigenschaften der Produkte, beispielsweise das Wasserbindungsvermögen oder das Wasserhaltevermögen beim Garen verändern. A major advantage of the process is the ability to use pre-fermented material. Both fungal fermentations and bacterial fermentations, alone or in combination, for further texturing and / or to improve the shelf life and / or to improve the taste (for example by breaking down undesired sensory-relevant compounds and / or by generating sensory-advantageous compounds) are provided. and / or to change the nutritional profile (for example the breakdown of anti-nutritional compounds and / or the formation or enrichment of vitamins) and / or to change functional product properties and / or to produce growth factors for one / more fermentation / s that the Arrangement of the strand / strands is downstream, preferably at least one mushroom fermentation. Another advantage is that an upstream fermentation in conjunction with a heating step, which may also take place in an extruder device, on the one hand, as previously described, has an influence on the product, on the other hand, the heating step ensures that the storage period is maintained at least as a result of microbial activity, the products do not change more or significantly less than would be the case without a heating step or fermentation of the arranged product. In the case of an upstream fungal fermentation, a controlled upstream structuring already takes place, since mycelial structures can already be found in the material that are of sensorial importance (punctual elasticity). The structures in the starting material are partially destroyed again during chopping, so that a pre-fermented mass, fermented again, contains more elastic-structuring elements and is therefore more meat-like. In the case of an upstream fungal fermentation and / or bacterial fermentation, for example with lactic acid bacteria, the compositions of the masses can be changed before the extrusion process. For example, with suitable strains, anti-nutritional compounds are fermentatively reduced, such as the concentration of phytic acid and / or sensory-relevant compounds are formed, which are partially removed again by degassing in a subsequent extrusion process or chemically bond to other molecules, which leads to an additional change in the sensory profile. The enzymatic activity of the microorganisms is also to be mentioned as advantageous, which leads to the fact that, for example, proteins are partially split with effects on the sensory system and / or the nutritional value such as digestibility. It can also be advantageous that simple sugars are broken down by fermentation, so that chemical processes in which sugars are involved in the extrusion process can also be controlled or monitored. The antimicrobial compounds formed by the bacteria and / or fungi used and / or their pH-lowering effect are also particularly advantageous by, for example, the formation of lactic acid, which significantly extends the shelf life of the products produced. Higher polymer excretion products of microorganisms, for example exopolysaccharides, which significantly change the texture and / or functional properties of the products, for example the water-binding capacity or the water-holding capacity during cooking, are also very advantageous.
Ein besonderer Vorteil ist die Verwendung bereits vorfermentierter Stoffe/Mischungen durch eine bakterielle oder Pilzfermentation. Die wesentlichen Vorteile sind bereits in den Erläuterungen zu Anspruch 24 aufgeführt. Im Falle einer vorausgegangenen Pilzfermentation ist die Destrukturierung des Ausgangsmaterials entscheidend, die zum einen dazu führen soll, dass das Material auch durch kleine Extrusionsdüsendurchmesser gefördert werden kann, so dass diese nicht verstopfen. Zum anderen darf das Material auch nicht zu sehr zerkleinert werden, um die Texturwirkung von lokalen Myzelanhäufungen zu erhalten (welche vor allem punktuelle, bindegewebsartige Elastizität im Produkt verursacht). Durch eine doppelte Pilzfermentation kann der Elastizitätsgrad sowie die Festigkeit im Produkt erhalten und/oder erhöht werden. Darüber hinaus wird auch der Gehalt an antinutritiven Verbindungen weiter reduziert. Ein weiterer Vorteil vorfermentierter Stoffe/Mischungen liegt darin, dass diese durch die Extrusion bei hohen Temperaturen mit stark reduzierter Keimzahl vorliegen. Patentanspruch 25 ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, parallel extrudierte Stränge in Ausbringungsrichtung ineinander verdreht/um die Achse in Förderrichtung rotierend angeordnet sind. A particular advantage is the use of pre-fermented substances / mixtures through bacterial or fungal fermentation. The essential advantages are already listed in the explanations of claim 24. In the case of a previous fungal fermentation, the destructuring of the starting material is decisive, which on the one hand should lead to the fact that the material can also be conveyed through small extrusion nozzle diameters so that they do not clog. On the other hand, the material must not be comminuted too much in order to maintain the textural effect of local mycelial accumulations (which mainly causes punctual, connective tissue-like elasticity in the product). Double fungal fermentation can maintain and / or increase the degree of elasticity and firmness in the product. In addition, the content of anti-nutritional compounds is further reduced. Another advantage of pre-fermented substances / mixtures is that they are present with a greatly reduced number of germs due to the extrusion at high temperatures. Claim 25 is characterized in that several parallel extruded strands are twisted into one another in the direction of application / are arranged to rotate around the axis in the direction of conveyance.
Der besondere Vorteil liegt darin, dass zum einen mehrere Stränge aus einer Mehrstromextrusionsdüse gleichzeitig extrudiert werden, was zu einem erheblichen Zeitgewinn in der Produktion führt, zum anderen aber auch darin, dass durch eine Verdrehung mehrerer Stränge untereinander in Förderrichtung zu einem in sich rotierenden Strangbündel neue sensorische Eigenschaften erzeugt werden, das heißt alleine durch die Verdrehung der Stränge wird die Faserigkeit im Produkt nochmals verbessert. Im Falle einer nachgelagerten Fermentation werden so neben einer quasiparallelen Ausrichtung der Stränge sowie der Ausrichtung dieser Strangbündel nebeneinander durch unterschiedlich große Kavitäten/Hohlräume/Poren zusätzliche Texturelemente in Form unterschiedlich stark miteinander verbundener Stränge geschaffen. The particular advantage is that, on the one hand, several strands are extruded from a multi-flow extrusion nozzle at the same time, which saves a considerable amount of time in production, and on the other hand, by twisting several strands with one another in the conveying direction, new strand bundles are created sensory properties are generated, that is, just by twisting the strands, the fibrousness in the product is further improved. In the case of a downstream fermentation, in addition to a quasi-parallel alignment of the strands and the alignment of these strand bundles next to one another through cavities / cavities / pores of different sizes, additional texture elements in the form of strands that are interconnected to different degrees are created.
Patentanspruch 26 ist dadurch gekennzeichnet, dass die ausgebrachten Stränge zu mindestens 20 [%], bevorzugter mindestens 35 [%], bevorzugter mindestens 50 [%], bevorzugter mindestens 65 [%], bevorzugter mindestens 80 [%], am bevorzugtesten mindestens 90 [%] formstabil ausgebildet sind, wobei Formstabilität definiert ist als das Maß für die Abweichung charakteristischer Strangabmessungen vom Soll-Wert, definiert als 100 minus (Quotient des IST-Werts und des SOLL-Werts)*100, um < 80, vorzugsweise < 50, bevorzugt < 30, bevorzugter < 20. Claim 26 is characterized in that at least 20 [%], more preferably at least 35 [%], more preferably at least 50 [%], more preferably at least 65 [%], more preferably at least 80 [%], most preferably at least 90 [ %] are dimensionally stable, with dimensional stability being defined as the measure of the deviation of characteristic strand dimensions from the target value, defined as 100 minus (quotient of the actual value and the target value) * 100, around <80, preferably <50, preferably <30, more preferably <20.
Vorteilhafterweise werden die Stränge beim Anordnungsvorgang so angeordnet, dass die Produktstrukturen nach dem Verfestigen der Stränge den geplanten Zielabmessungen möglichst nahe kommen, um die geplanten Produkteigenschaften auch möglichst vollständig realisieren zu können und Abweichungen bei der Herstellung vom geplanten Produktaufbau und/oder geplanten Vorgehen zu minimieren. Die Formstabilität ist definiert als eine dimensionslose Größe. Die Querschnittsform einer Extrusionsdüse muss dabei nicht den Zielabmessungen entsprechen, sondern die Dimensionen des angeordneten Strangs nach seiner Verfestigung nach dem Anordnungsvorgang. The strands are advantageously arranged during the arrangement process in such a way that the product structures come as close as possible to the planned target dimensions after the strands have solidified in order to be able to realize the planned product properties as completely as possible and to minimize deviations during manufacture from the planned product structure and / or planned procedure. The dimensional stability is defined as a dimensionless quantity. The cross-sectional shape of an extrusion nozzle does not have to correspond to the target dimensions, but rather the dimensions of the arranged strand after its solidification after the arrangement process.
Patentanspruch 27 ist dadurch gekennzeichnet, dass es beim Zubereiten, zum Beispiel Erhitzen in Wasser und/oder beim Anbraten in Fett, formstabil ist. Claim 27 is characterized in that it is dimensionally stable when it is prepared, for example when heated in water and / or when seared in fat.
Es wesentlicher Vorteil der überwiegenden oder weitestgehenden Einstückigkeit der Produkte ist der Erhalt der Integrität der Produkte bei wichtigen Verarbeitungsprozessen. Im Falle von proteindominierten Verbindungsstellen der Produktstränge sind Produkte kochstabil, das heißt sie zerfallen nicht beim Garen in 100°C heißem Wasser, also bei Temperaturen, die in der Regel maximal beim Garen erreicht werden. Im Falle von stärkedominierten Verbindungsstellen zerfallen die Produkte unterhalb der Schmelztemperatur der Stärkephase ebenfalls nicht. Hinsichtlich des Frittierens und Anbratens gelten alle Produkte als formstabil, was sehr vorteilhaft in der Zubereitung ist. Dadurch werden auch wesentliche Texturmerkmale erzielt. Formstabilität kann auch bedeuten, dass ein Teil des Produkts verflüssigt ist, beispielsweise um die Aromabildung beim Zubereiten zu begünstigen. The main advantage of the predominant or largely one-piece nature of the products is the preservation of the integrity of the products in important manufacturing processes. In the case of protein-dominated connection points of the product strands, products are stable to boil, that is, they do not disintegrate when they are cooked in water at 100.degree. In the case of starch-dominated junctions, the products disintegrate below the melting temperature of the starch phase also does not. With regard to deep-frying and searing, all products are considered to be dimensionally stable, which is very advantageous in preparation. In this way, essential texture features are also achieved. Dimensional stability can also mean that part of the product has liquefied, for example to promote the development of aromas during preparation.
Lösung der Aufgabe betreffend die Verwendung Solution of the problem regarding the use
Hierzu beschreiben die Patentansprüche 28 bis 34 erfinderische Lösungen. To this end, patent claims 28 to 34 describe inventive solutions.
Patentanspruch 28 beschreibt eine Verwendung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Produkt wie ein/als Burger-Patty verwendbar ist. Claim 28 describes a use which is characterized in that the product can be used as a burger patty.
Die Verwendung nach Patentanspruch 29 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein käseartiges Erzeugnis verwendbar ist. The use according to claim 29 is characterized in that the product can be used like a cheese-like product.
Die Verwendung nach Patentanspruch 30 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als wurstartiges Erzeugnis verwendbar ist. The use according to claim 30 is characterized in that the product can be used like a / as a sausage-like product.
Die Verwendung nach Patentanspruch 31 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als texturiertes und/oder fleischähnliches Erzeugnis verwendbar ist. Bedingt durch die vorteilhafte Freiheit bei der Anordnung von Strängen kann eine innere Struktur eines Produkts erzeugt werden, die maßgeblich die Textur des Produkts mitbestimmt. Liegen besonders viele längere und eher in eine Richtung angeordnete Strukturen im Produkt vor, so wird das Texturempfinden im Mund mit „fleischähnlich“ beschrieben. Insgesamt ist das vorgeschlagene Verfahren hochgradig variabel, so dass man eine Vielzahl von strukturierten Produkten definiert und zielgerichtet erzeugen kann, die von Konsumenten nicht zwingend als „fleischähnlich“ wahrgenommen werden müssen. Beispielsweise kann eine Anordnung, wie man sie bei fleischähnlichen Produkten wählen würde, auch dafür sorgen, dass die Saftigkeit eines Produkts verbessert wird, ohne dass es zwingend fleischähnlich ist. Ein weiteres Beispiel wäre die schnellere oder intensivere Einwirkung bzw. insgesamt höhere Bindung/Aufnahme einer Marinade durch die gezielte Anordnung von Hohlräumen/Poren/Kapillaren im Produkt, wobei dadurch Flüssigkeiten wesentlich besser im Produkt aufgenommen werden können und zudem über eine deutlich größere innere Oberfläche, auch absolut betrachtet, größere Volumina eines Produkts in gleichem Zeitraum, verglichen mit einem Hohlraum/Poren/Kapillaren-freien Produkt, durchdrungen werden können. The use according to claim 31 is characterized in that the product can be used like a / as a textured and / or meat-like product. Due to the advantageous freedom in the arrangement of strands, an internal structure of a product can be created, which has a decisive influence on the texture of the product. If the product has a particularly large number of longer and more unidirectional structures, the sense of texture in the mouth is described as “meat-like”. Overall, the proposed method is highly variable, so that a large number of structured products can be defined and produced in a targeted manner, which consumers do not necessarily have to perceive as "meat-like". For example, an arrangement that would be chosen for meat-like products can also ensure that the juiciness of a product is improved without it being necessarily meat-like. Another example would be the faster or more intensive action or overall higher binding / absorption of a marinade through the targeted arrangement of cavities / pores / capillaries in the product, whereby liquids can be absorbed much better in the product and also over a significantly larger inner surface, also viewed in absolute terms, larger volumes of a product can be penetrated in the same period of time compared with a product that is free of cavities / pores / capillaries.
Die Verwendung nach Patentanspruch 32 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als fleischartiges Erzeugnis verwendbar ist. Die Verwendung nach Patentanspruch 33 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als Nugget frittierbar ist. The use according to claim 32 is characterized in that the product can be used like a / as a meat-like product. The use according to claim 33 is characterized in that the product can be fried like a / as a nugget.
Die Verwendung nach Patentanspruch 34 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt als zerteilbares Lebensmittelprodukt in unterschiedlichen Geschmacksrichtungen zum Kochen in Suppen verwendbar ist. The use according to claim 34 is characterized in that the product can be used as a divisible food product in different flavors for cooking in soups.
Grundsätzlich sind die Produkte sehr vielfältig verwendbar. Fleischartige Erzeugnisse sind erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, jedoch können die Produkte neben den genannten Erzeugnissen auch dessertartige Erzeugnisse, streichfähige oder brotaufstrichartige Erzeugnisse darstellen. Basically, the products can be used in a wide variety of ways. Meat-like products are of particular advantage according to the invention, but in addition to the products mentioned, the products can also be dessert-like products, spreadable or spread-like products.
In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen: In the drawing, the invention is illustrated - partly schematically - in several exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 Eine Einrichtung der Erfindung in der Seitenansicht, mit einer nur schematisch angedeuteten, motorisch angetriebenen Extrudervorrichtung mit einem nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor, einer oder zwei För- derschnecke/n, Gehäuse, Heiz- oder Kühlvorrichtung, Unterlage, auf der der extrudierte Strang oder die Strangstücke angeordnet und/oder gefördert werden, teils abgebrochen, teils im Schnitt, und schematische Anord- nungsrichtlinien, in denen die betreffenden Stränge aus der Extrudervorrichtung auf eine zugeordnete Unterlage ausbringbar sind; Fig. 1 A device of the invention in the side view, with a only schematically indicated, motor-driven extruder device with an electric drive motor (not shown), one or two conveyor screw / n, housing, heating or cooling device, base on which the extruded strand or the strand pieces are arranged and / or conveyed, partly broken off, partly in section, and schematic arrangement application guidelines in which the relevant strands can be discharged from the extruder device onto an assigned base;
Fig. 2 eine Einrichtung der Erfindung in der Seitenansicht, mit einer nur schematisch angedeuteten, motorisch angetriebenen Extrudervorrichtung mit einem nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor, die in einen unter Normal- oder Überdruck stehenden Prozessraum fördert, einer oder zwei Förderschnecke/n, Gehäuse, Heiz- oder Kühlvorrichtung, Unterlage, auf der der extrudierte Strang oder die Strangstücke angeordnet und/oder gefördert werden, teils abgebrochen, teils im Schnitt, und ebenfalls die Anordnungsrichtungen für Stränge wie bei Fig. 1 ; 2 shows a device of the invention in a side view, with a motor-driven extruder device, only indicated schematically, with an electric drive motor (not shown) that conveys into a process space under normal or overpressure, one or two screw conveyors, housing, heating or cooling device, base on which the extruded strand or the strand pieces are arranged and / or conveyed, partly broken off, partly in section, and also the directions of arrangement for strands as in FIG. 1;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform in der Draufsicht, ebenfalls teils abgebrochen, teils im Schnitt, mit zwei unter einem Winkel hinsichtlich ihrer Längsachse angeordneten, motorisch angetriebenen Extrudervorrichtungen, wobei die Extrudervorrichtungen jeweils einen nicht dargestellten, regelbaren Elektromotor, eine oder zwei Schnecke/n und ein Gehäuse mit Heiz- oder Kühlvorrichtung aufweisen, eine Unterlage, auf der die extrudierten Stränge oder die Strangstücke angeordnet und/oder gefördert werden, mit angedeuteten Achsen, ebenfalls dargestellt die Anordnungsrichtungen der ausgebrachten Stränge wie bei Fig. 1 ; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht, mit zwei motorisch angetriebenen, teils abgebrochen, teils im Schnitt dargestellte Extrudervorrichtungen, die im Winkel zueinander angeordnet sind und die Extrudervorrichtungen je eine durch einen regelbaren Elektromotor angetriebene Schnecke/n, ein Gehäuse und eine Heiz- oder Kühlvorrichtung aufweisen und je einen Extrusionskopf, mit einer Unterlage, auf der die extrudierten Stränge oder die Strangstücke angeordnet und/oder hin gefördert werden, mit angedeuteten Achsen, ebenfalls dargestellt die Anordnungsrichtungen der ausgebrachten Stränge wie bei Fig. 1; 3 shows a further embodiment in plan view, also partly broken off, partly in section, with two motor-driven extruder devices arranged at an angle with respect to their longitudinal axis, the extruder devices each having a controllable electric motor (not shown), one or two screws and have a housing with heating or cooling device, a base on which the extruded strands or the strand pieces are arranged and / or conveyed, with indicated axes, also shown the directions of arrangement of the extruded strands as in FIG. 1; 4 shows a further embodiment of the invention in plan view, with two motor-driven extruder devices, partly broken off, partly shown in section, which are arranged at an angle to one another and the extruder devices each have a screw, a housing and a screw driven by a controllable electric motor Have heating or cooling device and each have an extrusion head, with a base on which the extruded strands or the strand pieces are arranged and / or conveyed, with indicated axes, also shown the directions of arrangement of the extruded strands as in Fig. 1;
Fig. 5 den Austritt mehrerer Produkt- oder Massestränge aus einem Extrusionskopf; 5 shows the exit of several strands of product or mass from an extrusion head;
Fig. 6 das Aufträgen von extrudierten Massesträngen auf eine aus mehreren Produktsträngen bestehende Strangschicht mittels einer Extrusionsdüse/eines Extrusionskopfs, abgebrochen dargestellt; 6 shows the application of extruded mass strands to a strand layer consisting of several product strands by means of an extrusion nozzle / an extrusion head, shown broken away;
Fig. 7 die Darstellung mehrerer parallelgeschalteter Extrusionsdüsen/Extrusionsköpfe mit aus diesen austretenden Strängen, wobei Distanz zwischen Strangaustritt und Strangauftreffen auf bestehende Stränge besteht; Fig. 8 eine Lochplatte, die einem teilweise dargestellten Extrusionskopf zugeordnet ist, mit unterschiedlich gestalteten Öffnungen, aus denen die Massestränge heraustreten können; 7 shows the illustration of a plurality of extrusion nozzles / extrusion heads connected in parallel with strands emerging from them, the distance between strand exit and strand impingement on existing strands; 8 shows a perforated plate, which is assigned to a partially shown extrusion head, with differently designed openings from which the strands of material can emerge;
Fig. 9 ein Extrusionskopf mit unterschiedlichen Extrusionsdüsen und einem in Förderrichtung der extrudierten Stränge nachgeschalteten, motorisch angetriebenen rotierenden Messer zum Zerteilen der austretenden Stränge, teils abgebrochen dargestellt; 9 shows an extrusion head with different extrusion nozzles and a motor-driven rotating knife, connected downstream in the conveying direction of the extruded strands, for dividing the emerging strands, shown partly broken away;
Fig. 10 ein zufälliges Haufwerk aus Strängen; Fig. 10 shows a random pile of strands;
Fig. 11 Strangstücke, zufällig angeordnet; 11 strand pieces, arranged at random;
Fig. 12 zerstückelte Strangstücke; 12 fragmented pieces of rope;
Fig. 13 die Darstellung eines Produktkörpers aus rechtwinklig in verschiedenen13 shows the representation of a product body made from at right angles in different
Ebenen zueinander angeordneten, extrudierten Strängen, in der Seitenansicht dargestellt; Extruded strands arranged on planes relative to one another, shown in the side view;
Fig. 14 die aus Fig. 13 ersichtliche Ausführungsform in der Draufsicht; Fig. 15 eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Stränge im Winkel zueinander angeordnet sind; FIG. 14 shows the embodiment shown in FIG. 13 in a top view; FIG. 15 shows a further embodiment in which the strands are arranged at an angle to one another;
Fig. 16 eine weitere Ausführungsform mit Anordnung von Strängen; 16 shows a further embodiment with an arrangement of strands;
Fig. 17 eine Stirnansicht von schichtweise übereinander angeordneten Strängen, die gewissermaßen auf Lücke zueinander angeordnet sind und sich jeweils an ihren Peripherien berühren; 17 shows an end view of strands arranged in layers one above the other, which are arranged, as it were, with gaps in relation to one another and each touching one another at their peripheries;
Fig. 18 ebenfalls eine Stirnansicht einer weiteren Ausführungsform, wobei die einzelnen Stränge mit ihren Längsachsen parallel zueinander angeordnet sind, sich jeweils an ihren Peripherien berühren und in der Stirnansicht von einem umhüllenden Rechteckt umgrenzt sind; 18 also shows a front view of a further embodiment, the individual strands being arranged with their longitudinal axes parallel to one another, each touching one another at their peripheries and being bordered by an enveloping rectangle in the front view;
Fig. 19 ein aus Strängen hergestellter Produktkörper in perspektivischer Ansicht, wobei in einigen der nicht mit Massen versehenen Zwischenräume, Poren und/oder Kavitäten und/oder Kanälen essbares Pilzmyzel schematisch angedeutet ist; 19 shows a perspective view of a product body made from strands, with edible mushroom mycelium being indicated schematically in some of the spaces, pores and / or cavities and / or channels that are not provided with masses;
Fig. 20 ein oder mehrere Strang/Stränge, der/die in Umfangsrichtung lose verdreht wurde/n; Fig. 21 eine weitere Ausführungsform eines oder mehrerer weitgehend formschlüssig verdrehten/verdrehter Strangs/Stränge; 20 shows one or more strand (s) that have been loosely twisted in the circumferential direction; 21 shows a further embodiment of one or more largely positively twisted / twisted strand / strands;
Fig. 22 eine Einrichtung der Erfindung in der Seitenansicht, mit einer nur schematisch angedeuteten, motorisch angetriebenen Extrudervorrichtung mit einem nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor, einer oder zwei Förderschnecken, Gehäuse, Heiz- und Kühlvorrichtung, Unterlage, die relativ zum Extrusionskopf beweglich ausgebildet ist und auf der der extrudierte Strang oder die Strangstücke angeordnet bzw. ausgetragen werden, wobei auf der fahrbaren Unterlage ein Behältnis angeordnet ist, in dem sich eine Flüssigkeit befindet, in die der Strang oder die Strangstücke extrudiert werden, mit schematisch angedeuteten Anordnungsvorrichtungen der Unterlage in Bezug auf einen Extrusionskopf; 22 shows a device of the invention in a side view, with a motor-driven extruder device, only indicated schematically, with an electric drive motor (not shown), one or two screw conveyors, housing, heating and cooling device, base which is designed to be movable relative to the extrusion head and on which the extruded strand or the strand pieces are arranged or discharged, wherein a container is arranged on the mobile base in which there is a liquid into which the strand or the strand pieces are extruded, with schematically indicated arrangement devices of the base with respect to a Extrusion head;
Fig. 23 abermals eine Einrichtung der Erfindung in der Seitenansicht, mit einer nur schematisch angedeuteten, motorisch angetriebenen Extrudervorrichtung mit einem nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor, einer oder zwei Förderschnecken, Gehäuse, Heiz- und Kühlvorrichtung, einer Unterlage, die relativ zum Extrusionskopf beweglich ausgebildet ist, auf die der extrudierte Strang oder die Strangstücke extrudiert werden, vorliegend als chaotisches Haufwerk dargestellt, gleichfalls mit schematisch angedeuteten Anordnungsvorrichtungen der Unterlage in Bezug auf einen Extrusionskopf; 23 again a device of the invention in a side view, with a motor-driven extruder device, only indicated schematically, with an electric drive motor (not shown), one or two screw conveyors, housing, heating and cooling device, a base which is designed to be movable relative to the extrusion head , onto which the extruded strand or the strand pieces are extruded, in the present case shown as a chaotic heap, likewise with those indicated schematically Devices for arranging the base in relation to an extrusion head;
Fig. 24 eine Ausführungsform einer Extrusionsdüsenöffnung im orthogonalen Querschnitt; 24 shows an embodiment of an extrusion nozzle opening in an orthogonal cross section;
Fig. 25 ein teilweise dargestellter Extrusionskopf mit einer Extrusionsdüse und einer Temperierungsvorrichtung; 25 shows a partially illustrated extrusion head with an extrusion nozzle and a temperature control device;
Fig. 26 verschiedene Querschnittsformen von Strängen mit unterschiedlichen Querschnittsformen und Abmessungen; 26 shows different cross-sectional shapes of strands with different cross-sectional shapes and dimensions;
Fig. 27 eine Extrudervorrichtung, sowie verschiedene, angedeutete Elemente eines Extrusionskopfes, teils in der Ansicht, teils im Schnitt; 27 shows an extruder device, as well as various indicated elements of an extrusion head, partly in a view, partly in section;
Fig. 28 die Querschnittsform durch einen Strang mit unvollständig gemischten, zwei verschiedenen Massen, verteilt über die Länge und den Querschnitt des betreffenden Stranges; 28 shows the cross-sectional shape through a strand with incompletely mixed, two different masses, distributed over the length and the cross-section of the strand in question;
Fig. 29 polygonförmig im Querschnitt gestaltete Stränge, flächig übereinander angeordnet; Fig. 30 bienenkorbartig aufgewickelte Stränge; 29 strands of polygonal cross-section, arranged flat one above the other; 30 strands wound up in a beehive-like manner;
Fig. 31 schlangenförmige, versetzte Stranganordnung; 31 serpentine, staggered strand arrangement;
Fig. 32 spiralförmig, versetzte Stranganordnung und 32 spiral, staggered strand arrangement and
Fig. 33 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht, mit einer teils abgebrochen dargestellten Extrudervorrichtung und mit einer weiteren, motorisch angetriebenen, teils abgebrochenen, teils im Schnitt dargestellten Fördereinrichtung, wie zum Beispiel eine Pumpe, wobei die Vorrichtungen im Winkel zueinander angeordnet sind und die Extrudervorrichtung eine durch einen regelbaren Elektromotor angetriebene Schnecke/n, ein Gehäuse und eine Heiz- oder Kühlvorrichtung aufweist und der betreffenden Extrudervorrichtung je ein Extrusionskopf zugeordnet ist, mit einer Unterlage, auf der die extrudierten Stränge oder die Strangstücke angeordnet und/oder gefördert werden, mit angedeuteten Achsen, mit Anordnungsrichtungen der ausgebrachten Stränge ähnlich wie bei Fig. 1; 33 shows a further embodiment of the invention in plan view, with an extruder device shown partly broken off and with a further, motor-driven, partly broken off, partly sectioned conveyor device, such as a pump, the devices being arranged at an angle to one another and the extruder device has a screw (s) driven by a controllable electric motor, a housing and a heating or cooling device and each extruder device is assigned an extrusion head, with a base on which the extruded strands or the strand pieces are arranged and / or conveyed, with indicated axes, with directions of arrangement of the deployed strands similar to that in FIG. 1;
Leitgedanke der vorliegenden Erfindung ist die Kombination der (i) Umwandlung von Stoffen, oftmals Pulver und eine oder mehrere Flüssigkeiten, durch Mischen, Temperieren und Scheren, bevorzugt unter Bedingungen von über 100°C in mindestens einer der beteiligten Extrudervorrichtungen in direkter Verbindung mit der (ii) vorbe- stimmten dreidimensionalen Anordnung der Masse/Massen und (iii) einer mindestens teilweisen unmittelbaren (materiell einstückig) oder teilweisen mittelbaren (funktionell einstückig) materialseitigen Verbindung von (iv) mindestens einer Masse, bevorzugt mehrerer, getrennt voneinander in Extrudervorrichtungen vorbehandelter Massen, mit dem Gesamtziel der direkten Erzeugung und Steuerung von Produktfunktionalitäten. Beispielhafte Produktfunktionalitäten sind Strukturen/Texturen, die zum Beispiel in faserartiger Ausführung als fleischähnlich beschrieben werden. Produkte können durch Poren/Kavitäten/Kanäle eine große innere Oberfläche, beispielsweise für Marinierungsvorgänge, haben und/oder eine Veränderung hinsichtlich Zusammensetzung der Mikroflora, in der Regel eine Reduktion der Gesamtkeimzahl und/oder Sporenzahl. In einer Ausführung des Verfahrens wird die Strukturie rung/Texturierung des Gesamtprodukts entkoppelt von einem einer Kühlung überlagerten Scherprofil, so dass auch Produkt- und/oder Massenzusammensetzungen gewählt werden können, die für das übliche HMHT-Verfahren ungeeignet sind. Unmittelbar können Materialien beispielsweise über Vereintem und/oder Verkleben verbunden sein, mittelbar beispielsweise über eine nachgelagerte Erhitzung und/oder durch Fermentation mit essbaren Pilzen, wobei die Produkt- oder Massenstränge beispielsweise durch invasives Myzelwachstum miteinander vernetzen. The guiding principle of the present invention is the combination of (i) conversion of substances, often powder and one or more liquids, by mixing, temperature control and shearing, preferably under conditions of over 100 ° C in at least one of the extruder devices involved in direct connection with the ( ii) pre- Correct three-dimensional arrangement of the mass / masses and (iii) an at least partially direct (materially one-piece) or partially indirect (functionally one-piece) material-side connection of (iv) at least one mass, preferably several masses pretreated separately from one another in extruder devices, with the overall goal of direct generation and control of product functionalities. Exemplary product functionalities are structures / textures which, for example, are described as being meat-like in a fiber-like design. Products can have a large internal surface due to pores / cavities / channels, for example for marinating processes, and / or a change in the composition of the microflora, usually a reduction in the total number of germs and / or spores. In one embodiment of the method, the structuring / texturing of the overall product is decoupled from a shear profile superimposed on cooling, so that product and / or mass compositions can also be selected that are unsuitable for the usual HMHT process. Materials can be connected directly, for example, by joining and / or gluing, indirectly, for example, by downstream heating and / or by fermentation with edible mushrooms, with the product or mass strands interlinking, for example, through invasive mycelial growth.
Je nach Produktzielsetzung kommen dazu abgewandelte Prozesse und unterschiedliche Ausgangsstoffe in Frage. Beispiele für geeignete Stoffe sind viele protein-, stärke- und/oder faserreiche Mehle aus geschälten oder ungeschälten, aus fettreduzier- ten oder vollfetten Samen, wie zum Beispiel aus Hanfsamen, Kichererbsen, Sojabohnen, Erbsen, Mandeln, Sonnenblumenkernen, Cashewkernen, Quinoasamen oder deren Proteinkonzentrate oder Proteinisolate oder Stärkekonzentrate oder Stärkeisolate oder deren Fettextrakte. Ebenfalls geeignet sind auch Nebenprodukte, beispielsweise aus der Proteingewinnung oder anderweitig anfallende Nebenprodukte bei der Herstellung von anderen Lebensmitteln, wie beispielsweise Okara als Nebenprodukt der Sojamilch-Herstellung oder Extraktionsrückstände aus der Sojaproteinisolation oder -konzentration. Solche Rückstände sind meist dadurch charakterisiert, dass sie übenwiegend Wasser- und/oder Salzwasser- (gemäß Osborne- Klassifizierung) und unlösliche Proteine enthalten, die für viele Anwendungen der Lebensmittelindustrie nicht zu gebrauchen sind, zum Beispiel zahlreiche faserreiche Fraktionen aus Trennprozessen, wie beispielsweise Okara, Weizenkleie, Trester, Treber, die entweder direkt oder nach einer prozesstechnischen Vorbereitung wie beispielsweise Zerkleinern und/oder thermischem Behandeln verwendet werden können. Depending on the product objective, modified processes and different starting materials come into question. Examples of suitable substances are many protein, starch and / or fiber-rich flours made from peeled or unpeeled, from fat-reducing th or full fat seeds, such as from hemp seeds, chickpeas, soybeans, peas, almonds, sunflower seeds, cashew nuts, quinoa seeds or their protein concentrates or protein isolates or starch concentrates or starch isolates or their fat extracts. Also suitable are byproducts, for example from protein production or other byproducts in the production of other foods, such as okara as a byproduct of soy milk production or extraction residues from soy protein isolation or concentration. Such residues are usually characterized by the fact that they mainly contain water and / or salt water (according to the Osborne classification) and insoluble proteins that are not usable for many applications in the food industry, for example numerous fiber-rich fractions from separation processes, such as okara , Wheat bran, pomace, spent grains, which can be used either directly or after a process-related preparation such as chopping and / or thermal treatment.
Ebenso können viele andere proteinenthaltende Stoffe verwendet werden, beispielsweise Blattmaterial, Algen, Wasserlinsen, Insekten oder andere tierische Rohstoffe wie Milch der Muskelgewebe, beispielsweise in nativer Form, in Form von Pulvern, Konzentraten und Isolaten mit unterschiedlicher Zusammensetzung. Darüber hinaus können auch proteinreiche Zwischenprodukte wie Tofu, Seitan und Paneer verwendet werden, ggf. in konzentrierter Form. Neben den genannten, vorzugsweise protein- und/oder kohlenhydratreichen Stoffen, sind aber auch viele andere Stoffe, insbesondere auch in Mischung bevorzugt mit eben solchen protein- und/oder kohlenhydratreichen Stoffen, wie zum Beispiel viele pflanzliche Erzeugnisse bzw. diese in zerkleinerter Form wie beispielsweise Gemüsepürees jeglicher Gemüse verwendbar. Die konkrete Verwendbarkeit hängt jeweils vom Verwendungszweck des Produkts ab sowie von der Ausführungsform der Erfindung. Für eine HMHT-Extrusion sind eher proteinreiche Pulver als wesentlicher Bestandteil geeignet, während für eine zweite Masse, beispielsweise als pastöse Stränge in das Produkt integriert, oftmals auch faserreiche, nicht gelierte Massen wie zerkleinertes Okara bestens geeignet sind. Many other protein-containing substances can also be used, for example leaf material, algae, duckweed, insects or other animal raw materials such as milk from the muscle tissue, for example in native form, in the form of powders, concentrates and isolates with different compositions. In addition, protein-rich intermediate products such as tofu, seitan and paneer can also be used, possibly in concentrated form. In addition to the above-mentioned, preferably protein and / or carbohydrate-rich substances, many other substances are also preferred, especially in a mixture with precisely such protein and / or carbohydrate-rich substances, such as many plant products or these in comminuted form such as Vegetable purees of any vegetables can be used. The specific usability depends in each case on the intended use of the product and on the embodiment of the invention. For an HMHT extrusion, protein-rich powders are more suitable as an essential component, while for a second mass, for example as pasty strands integrated into the product, fiber-rich, non-gelled masses such as crushed okara are often ideal.
Die Trockenmasse der Produkte kann sehr unterschiedlich sein und beträgt, bezogen auf die Masse 5 [%] bis 90 [%], bevorzugt 10 [%] bis 80 [%], noch bevorzugter 15 [%] bis 70 [%]. Für fleischähnliche Produkte beträgt die Trockenmasse, bezogen auf die Masse, bevorzugt 15 [%] bis 50 [%], bevorzugter 20 [%] bis 45 [%]. Die Spannen sind deshalb so groß, weil durch die Kombination von unterschiedlichen Massen höchst unterschiedliche, durchschnittliche Trockenmassen eigenstellt werden. Die Trockenmasse mindestens einer der Stränge besteht oft zu einem erheblichen Teil aus Proteinen, bezogen auf die Masse beispielsweise zu über 20 [%], bevorzugter über 30 [%], über 40 [%], bevorzugter über 50 [%], bevorzugter über 60 [%], am bevorzugtesten über 70 [%]. The dry mass of the products can vary widely and is, based on the mass, 5 [%] to 90 [%], preferably 10 [%] to 80 [%], even more preferably 15 [%] to 70 [%]. For meat-like products, the dry mass, based on the mass, is preferably 15 [%] to 50 [%], more preferably 20 [%] to 45 [%]. The ranges are so large because the combination of different masses creates very different, average dry masses. The dry mass of at least one of the strands often consists to a considerable extent of proteins, based on the mass, for example, more than 20 [%], more preferably more than 30 [%], more than 40 [%], more preferably more than 50 [%], more preferably more than 60 [%], most preferably over 70 [%].
Das hier beanspruchte Verfahren eignet sich vor allem auch für Massenzusammensetzungen, die nicht für das HMHT-Extrusionsstrukturierungsverfahren zur Erzeugung von Fleisch-Analogen geeignet sind, weil sie beispielsweise einen höheren Gehalt an unlöslichen Fasern und/oder Kohlenhydraten aufweisen und sich somit die erwünschten Strukturen in der Kühldüse nicht ausbilden oder die Elastizität der Strukturen ungenügend ist. Solche Defizite können beispielsweise durch eine nachgelagerte Fermentation entweder zumindest teilweise kompensiert und/oder überkompensiert werden. Beispielhaft ist Okara genannt, welches mit einer Trockenmasse von 25% bei 130°C extrudiert, dreidimensional angeordnet und anschließend mit Rhizopus oligosporus fermentiert wird. Allgemein bevorzugt im Kontext mit fermentativen Verfahren sind Stoffe oder Mischungen, die wesentliche Anteile an Faser, verdaubar oder nicht-verdaubar, enthalten. The method claimed here is especially suitable for bulk compositions that are not suitable for the HMHT extrusion structuring process for the production of meat analogues, because they have, for example, a higher content of insoluble fibers and / or carbohydrates and thus the desired structures in the Do not form a cooling nozzle or the elasticity of the structures is insufficient. Such deficits can either be at least partially compensated for and / or overcompensated for, for example, by a downstream fermentation. Okara is mentioned as an example, which is extruded with a dry matter of 25% at 130 ° C, arranged three-dimensionally and then fermented with Rhizopus oligosporus. Generally preferred in the context of fermentative processes are substances or mixtures which contain substantial proportions of fiber, digestible or non-digestible.
Soll keine Fermentation nachgelagert durchgeführt werden, so können die Zusammensetzungen der Massen ebenfalls aus den erwähnten Stoffen bestehen, allerdings müssen dann die später elastizitätsgebenden bzw. einen Kauwiderstand verursachenden Stoffe wie beispielsweise Proteinkonzentrate oder -isolate anteilig höher gewählt werden oder dominieren (beispielsweise 31.5% Erbsenproteinisolat, 3.5% Stärke, 66% Wasser). Oftmals ist für die Erzeugung von wässrigen Strukturen mit höherem Elastizitätsgrad eine Masse notwendig, die zu überwiegenden Teilen in der Trockenmasse aus Proteinen besteht. If fermentation is not to be carried out downstream, the compositions of the masses can also consist of the substances mentioned, but then the later elasticity-giving or chewing resistance-causing substances such as protein concentrates or isolates must be proportionally higher be chosen or dominate (for example 31.5% pea protein isolate, 3.5% starch, 66% water). Often a mass is necessary for the creation of aqueous structures with a higher degree of elasticity, the predominant part of which in the dry mass consists of proteins.
Pulver und Wasser können in der Extrudervorrichtung gemischt, geschert und insbesondere die Proteine aufgeschmolzen werden, zum Beispiel bei Temperaturen in der Größenordnung von 130°C. Die geschmolzene Masse wird durch Extrusionsdüsen in eine Umgebung extrudiert, die eine Extrusion der geschmolzenen Masse über kleine Extrusionsdüsendurchmesser derart erlaubt, dass die Masse als Strang von an sich beliebiger Querschnittsform austritt und in einer Ausführungsform der Erfindung bereits mit extrudierten Strängen direkt, zum Beispiel bei Kontakt und gleichzeitigem und/oder nachfolgendem Verfestigen versintert, verschmilzt oder verklebt. Je nach Ausführungsform erlaubt ein druckluftdicht abgeschlossener Prozessraum das Ausbringen von Massen mit Temperaturen über 100°C und ohne Expansion, wobei die Produktenthalpie soweit abgeführt wird, dass die extrudierten Stränge formstabil bleiben, aber nicht vollumfänglich erstarrt sind, sondern bis zum Austreten der Stränge auf eine geeignete Ablage, einen beweglichen und/oder drehbaren Wagen oder ein sonstiges Transportgerät oder dergleichen, zumindest plastisch bleiben. Optional kann eine Temperierungsvorrichtung vorgesehen werden, um die zu extrudierenden Massenstränge zielgerichtet zu temperieren. Zur Reduktion von Reib- und Druckverlusten, insbesondere in kleinen Kanälen, können die Oberflächen beschichtet sein, so dass die extrudierten Massestränge nur geringe Scherkräfte erfahren, wobei die aus den Extrusionsdüsen austretenden Stränge analog zum 3D-Druckver- fahren zu einer Produktmatrix ausgebracht und angeordnet werden. Powder and water can be mixed, sheared and, in particular, the proteins melted in the extruder device, for example at temperatures of the order of 130.degree. The molten mass is extruded through extrusion nozzles into an environment that allows the molten mass to be extruded through small extrusion nozzle diameters in such a way that the mass emerges as a strand of any cross-sectional shape and, in one embodiment of the invention, directly with extruded strands, for example upon contact and simultaneous and / or subsequent solidification sintered, fused or glued. Depending on the embodiment, a compressed air-tight process space allows the discharge of masses with temperatures above 100 ° C and without expansion, whereby the product enthalpy is dissipated to such an extent that the extruded strands remain dimensionally stable, but are not completely solidified, but until the strands emerge on one side suitable shelf, a movable and / or rotatable carriage or other transport device or the like, at least remain plastic. Optionally, a temperature control device can be provided in order to control the temperature of the mass strands to be extruded in a targeted manner. To reduce friction and pressure losses, especially in small channels, the surfaces can be coated so that the extruded mass strands experience only low shear forces, with the strands emerging from the extrusion nozzles being applied and arranged in a product matrix analogous to the 3D printing process .
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es unter Überdruck Stränge mit kleinerem Durchmesser zu erzeugen, da die Viskosität der Produktmasse (beispielweise einer Proteinschmelze) zum Zeitpunkt der Ausbringung über eine Austrittsöffnung wesentlich niedriger ist als bei einer vorherigen Verfestigung bei Temperaturen auf unter 100°C, wodurch auch gleichzeitig eine Expansion des betreffenden Strangs beim Austritt aus der Extrusionsvorrichtung vermieden oder definiert wird. Kleinere Durchmesser von Austrittsöffnungen erlauben es, faserigere und/oder höher aufgelöste und/oder räumlich weitestgehend freie Strukturen zu bilden und die Bildung besser zu steuern, da die Strukturen in alle Raumrichtungen ausgerichtet werden können. Dadurch, dass diese Produkt- oder Massestränge in einer Ausführung der Erfindung noch in einem geschmolzenen Zustand angeordnet werden können, können die Stränge unmittelbar aneinanderhaften. Im Übrigen können mehrere Massephasen, die zum Beispiel über unterschiedliche Extrudervorrichtungen bearbeitet werden, bei, während und/oder nach ihrer 3D-Anordnung, miteinander verbunden werden. Auch ist es möglich, die Produkte bei Bedarf zu schäumen. Die Produkte können größere Mengen nicht-proteinogene Bestandteile haben, da ihre Strukturierung nicht zwingend mehr von einer bestimmten Kühldüse (Kühlung bei gleichzeitiger Scherung) abhängig ist. The method according to the invention allows strands with a smaller diameter to be produced under overpressure, since the viscosity of the product mass (for example a protein melt) at the time of application via an outlet opening is significantly lower than with a previous solidification at temperatures below 100 ° C, which also occurs at the same time an expansion of the strand in question on exit from the extrusion device is avoided or defined. Smaller diameters of outlet openings allow more fibrous and / or more highly resolved and / or spatially largely free structures to be formed and the formation to be better controlled, since the structures can be aligned in all spatial directions. Because these product or mass strands can still be arranged in a molten state in one embodiment of the invention, the strands can adhere directly to one another. Incidentally, several mass phases, which are processed, for example, using different extruder devices, can be connected to one another during and / or after their 3D arrangement. It is also possible to foam the products if necessary. The products can be bigger Have quantities of non-proteinogenic components, as their structure no longer necessarily depends on a specific cooling nozzle (cooling with simultaneous shear).
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine motorisch angetriebene Extrudervorrichtung bezeichnet, die eine oder zwei Extrusionsschnecke/n 2 aufweist, die - was aus der Zeichnung nicht ersichtlich ist - wendelförmige Schneckenelemente mit positiver und negativer Steigung sowie Mischelemente aufweist, die in Längsachsrichtung unterschiedliche Steigungen aufweisen können, um die in der Extrudervorrichtung 1 beförderte Masse bzw. die sie zusammensetzenden Stoffe zu scheren und nicht nur in Richtung X oder partiell auch in Richtung minus X zu fördern, sondern auch zu mischen und/oder zu zerkleinern und/oder zu erwärmen. Die aus der Extrudervorrichtung austretende Masse 4 wird durch ein Umlenkelement 3 bei der dargestellten Ausführungsform um zum Beispiel etwa 90 Grad umgelenkt. Wie man erkennt, tritt bei der Förderung der Masse 4 eine in der Zeichnung ersichtliche Reduzierung in den Querabmessungen, beispielsweise im Durchmesser, ein. Der Strang mit der Form 10 durchläuft eine Temperiervorrichtung 11, die durch eine geeignete, nicht dargestellte Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur innerhalb vorbestimmter Toleranzen je nach zu verarbeitendem Material für den Strang 4 eingehalten wird und den Strang 4 mit der Form 10 temperiert. Der aus einer Extrusionsdüse austretende, temperierte Strang 4 mit der Form 10 wird in vorbestimmter Konfiguration 12 auf einer als Transportvorrichtung ausgebildeten Unterlage 13, die zum Beispiel über Rollen oder Räder 14 transportierbar ist und sowohl horizontal wie auch vertikal beweglich ist, abgelegt und nach vorbestimmten Abmaßen dann auf der Unterlage 13 abtransportiert. Die Unterlage 13 kann über ihre Rollen 14 motorisch angetrieben sein (nicht dargestellt). Es ist auch möglich, die Transportvorrichtung 13 auf Schienen zu bewegen und sie auf einem Drehteller zu drehen und sie gegebenenfalls zu heben und zu senken, motorisch gesteuert. Die Bewegungsanordnungen sind schematisch durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet. Die Abbildung ist nicht maßstabsgetreu. Alle wesentlichen masseführenden Elemente sind temperierbar, wenngleich die Temperierungsvorrichtungen nicht immer sichtbar eingezeichnet und/oder benannt sind. Die Reduzierung der Strangdimensionen vor Austritt aus dem Extrusionskopf kann je nach Ausführung der Erfindung an verschiedenen Stellen erfolgen, im Extremfall im Extrusionskopf kurz vor Austritt oder im anderen Extremfall unmittelbar nach Austritt aus der Extrudervorrichtung. In Fig. 1, the reference numeral 1 denotes a motor-driven extruder device, which has one or two extrusion screws 2, which - which is not apparent from the drawing - has helical screw elements with positive and negative pitch as well as mixing elements that differ in the longitudinal axis direction May have gradients in order to shear the mass conveyed in the extruder device 1 or the substances composing it and not only convey it in direction X or partially also in direction minus X, but also to mix and / or comminute and / or heat it . The mass 4 emerging from the extruder device is deflected by a deflecting element 3 in the embodiment shown, for example by approximately 90 degrees. As can be seen, when the mass 4 is conveyed, there is a reduction in the transverse dimensions, for example in diameter, which can be seen in the drawing. The strand with the mold 10 passes through a temperature control device 11, which is maintained by a suitable, not shown control and / or regulating device to a predetermined temperature within predetermined tolerances depending on the material to be processed for the strand 4 and the strand 4 with the mold 10 tempered. The temperature-controlled strand 4 with the mold 10 emerging from an extrusion nozzle is placed in a predetermined configuration 12 on a support 13 designed as a transport device, which can be transported, for example, on rollers or wheels 14 and is movable both horizontally and vertically, and according to predetermined dimensions then transported away on the pad 13. The base 13 can be driven by a motor via its rollers 14 (not shown). It is also possible to move the transport device 13 on rails and to rotate it on a turntable and, if necessary, to raise and lower it, controlled by a motor. The movement arrangements are indicated schematically by arrows in FIG. 1. The illustration is not to scale. All essential mass-carrying elements can be temperature controlled, although the temperature control devices are not always visibly drawn in and / or named. The reduction of the strand dimensions before exit from the extrusion head can take place at different points depending on the embodiment of the invention, in the extreme case in the extrusion head shortly before exit or in the other extreme case immediately after exit from the extruder device.
In Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 1 ebenfalls eine motorisch angetriebene Extrudervorrichtung bezeichnet, die eine oder zwei Schnecke/n 2 aufweist, die - was aus der Zeichnung nicht ersichtlich ist - gleichfalls wendelförmige Schneckenelemente mit positiver und negativer Steigung sowie Mischelemente aufweist, die in Längsachsrichtung unterschiedliche Steigungen aufweisen können, um die in der Extrudervorrichtung 1 beförderte Masse bzw. die sie zusammensetzenden Stoffe zu scheren und nicht nur in Richtung X oder partiell auch in Richtung minus X zu fördern, sondern auch zu mischen und/oder zu zerkleinern und/oder zu erwärmen. Die aus der Extrudervorrichtung austretende Masse 4 wird durch ein Umlenkelement 3 bei der dargestellten Ausführungsform um zum Beispiel etwa 90 Grad umgelenkt. Wie man erkennt, tritt bei der Förderung der Masse 4 eine in der Zeichnung ersichtliche Reduzierung in den Querabmessungen, beispielsweise im Durchmesser, ein. Die aus der Extrudervorrichtung 1 austretende Masse 4 wird über den Extrusionskopf als Produkt- oder Massestrang in einen Prozessraum 5 geführt, der an eine in den Innenraum 6 mündende Druckleitung 7 angeschlossen ist, in der eine Pumpe 8, die über einen Steuer- oder regelbaren Motor 9 angetrieben wird, ein Gas in den Innenraum 6 drückt und dadurch den gegenüber der äußeren Atmosphäre abgedichteten Innenraum 6 unter Normal- oder Überdruck gesteuert oder geregelt setzen kann, so dass der aus der Extrudervorrichtung 1 mit Temperaturen über der Verdampfungstemperatur von Wasser austretende Strang 4, der somit nicht bzw. kontrolliert expandieren kann, dadurch die Form 10 erhält. Der Strang mit der Form 10 durchläuft ebenfalls eine Temperiervorrichtung 11, die durch eine geeignete, nicht dargestellte Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur innerhalb vorbestimmter Toleranzen je nach zu verarbeitendem Material für den Strang 4 eingehalten wird und den Strang 4 mit der Form 10 temperiert. Der aus einer nicht dargestellten Extrusionsdüse austretende, temperierte Strang 4 mit der Form 10 wird in vorbestimmter Konfiguration 12 auf einer als Transportvorrichtung ausgebildeten Unterlage 13, die zum Beispiel über Rollen oder Räder 14 aus dem Innenraum 6 des Prozessraums 5 heraustransportierbar ist und sowohl horizontal wie auch vertikal beweglich ist, abgelegt und nach vorbestimmten Abmaßen dann auf der Unterlage 13 abtransportiert. Die Unterlage 13 kann über ihre Rollen 14 motorisch angetrieben sein (nicht dargestellt). Es ist auch möglich, die Transportvorrichtung 13 auf Schienen zu bewegen und sie auf einem Drehteller zu drehen. Die Bewegungsanordnungen sind schematisch durch Pfeile angedeutet. In Fig. 2, the reference numeral 1 also denotes a motor-driven extruder device which has one or two screws 2, which - which is not apparent from the drawing - also has helical screw elements with positive and negative pitch as well as mixing elements, which in The longitudinal axis direction can have different gradients in order to shear the mass conveyed in the extruder device 1 or the substances composing it and not only to convey in direction X or partially also in direction minus X, but also to mix and / or crush and / or heat. The mass 4 emerging from the extruder device is deflected by a deflecting element 3 in the embodiment shown, for example by approximately 90 degrees. As can be seen, when the mass 4 is conveyed, there is a reduction in the transverse dimensions, for example in diameter, which can be seen in the drawing. The mass 4 emerging from the extruder device 1 is fed via the extrusion head as a product or mass strand into a process space 5, which is connected to a pressure line 7 opening into the interior 6, in which a pump 8, which is driven by a controllable or regulatable motor 9 is driven, presses a gas into the interior 6 and thereby can set the interior 6, which is sealed off from the external atmosphere, under normal or overpressure in a controlled or regulated manner, so that the strand 4 emerging from the extruder device 1 at temperatures above the evaporation temperature of water, which therefore cannot expand or can expand in a controlled manner, thereby maintaining the shape 10. The strand with the mold 10 also passes through a temperature control device 11, which is maintained by a suitable, not shown control and / or regulating device to a predetermined temperature within predetermined tolerances depending on the material to be processed for the strand 4 and the strand 4 with the form 10 tempered. The temperature-controlled strand 4 with the mold 10 emerging from an extrusion nozzle (not shown) is placed in a predetermined configuration 12 on a support 13 designed as a transport device, which can be transported out of the interior 6 of the process space 5, for example via rollers or wheels 14, and both horizontally and is vertically movable, deposited and then transported away on the base 13 according to predetermined dimensions. The base 13 can be driven by a motor via its rollers 14 (not shown). It is also possible to move the transport device 13 on rails and to rotate it on a turntable. The movement arrangements are indicated schematically by arrows.
Der Prozessraum 5 kann mit einer nicht dargestellten, zu öffnenden und druckluftdicht zu verschließenden Tür versehen sein, so dass die beladene Unterlage 13 mit der Transportvorrichtung von Hand oder motorisch aus dem Prozessraum 5 herausgefahren und eine leere Unterlage 13 bzw. Transportvorrichtung in den Prozessraum 5 einfahrbar ist. Dem Prozessraum 5 sind geeignete, nicht dargestellte Überwachungsgeräte, wie ein Temperaturmessgerät 90 sowie eine Regel- und Steuereinheit 89, ein Temperaturmessgerät für die Kühlvorrichtung 11, ein Luftfeuchtemessgerät 92, eine Regel- und Steuereinheit 91 sowie auch ein Zeitmesser, zugeordnet und mindestens eine Druckablassventilvorrichtung 96 und ein Druckmessgerät 97 zugeordnet. Mit 25 ist eine Energiezuleitung für den Motor 9 bezeichnet. Geeignete Steuer- und Regeleinrichtungen für den Motor 9 sind ebenfalls nicht dargestellt, wie auch weitere Prozessüberwachungseinrichtungen, zum Beispiel gegebenenfalls eine speicherprogrammierbare Steuerung und/oder ein Zentral rech ner, in den Dateien für verschiedene Rezepturen des Masse- oder Produktstrangs abgelegt sind, nicht veranschaulicht sind. The process room 5 can be provided with a door, not shown, which can be opened and closed in a compressed air-tight manner, so that the loaded base 13 can be moved out of the process room 5 with the transport device by hand or by motor and an empty base 13 or transport device can be moved into the process room 5 is. Suitable monitoring devices (not shown), such as a temperature measuring device 90 and a regulating and control unit 89, a temperature measuring device for the cooling device 11, a humidity measuring device 92, a regulating and control unit 91 and also a timer, and at least one pressure relief valve device 96 are assigned to the process space 5 and a pressure measuring device 97 is assigned. An energy supply line for the motor 9 is designated by 25. Suitable control and regulating devices for the motor 9 are also not shown, nor are further process monitoring devices, for example possibly a programmable logic controller and / or a central computer, in which files for different recipes of the mass or product strand are stored, are not shown .
Die Abbildung ist nicht maßstabsgetreu. Alle wesentlichen masseführenden Elemente sind temperierbar, wenngleich die Temperierungsvorrichtungen nicht immer sichtbar eingezeichnet und/oder benannt sind. Die Reduzierung der Strangdimensionen vor Austritt aus dem Extrusionskopf kann je nach Ausführung der Erfindung an verschiedenen Stellen erfolgen, im Extremfall im Extrusionskopf kurz vor Austritt oder im anderen Extremfall unmittelbar nach Austritt aus der Extrudervorrichtung. The illustration is not to scale. All essential mass-carrying elements can be temperature controlled, although the temperature control devices are not always visibly drawn in and / or named. The reduction of the strand dimensions before exit from the extrusion head can take place at different points depending on the embodiment of the invention, in the extreme case in the extrusion head shortly before exit or in the other extreme case immediately after exit from the extruder device.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Extrudervorrichtungen 15 und 16 mit ihren Längsachsen unter einem Winkel von bei der dargestellten Ausführungsform 90 Grad oder unter einem davon abweichenden, zum Beispiel spitzen, Winkel, zueinander angeordnet. Diese Extrudervorrichtungen 15, 16 sind ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 motorisch angetrieben. Die beiden Extrudervorrichtungen 15 und 16 fördern je einen Strang 17 und 18 in eine Einstrangextrusionsdüse 19 über ein Mischelement 32, von wo aus der aus der Einstrangextrusionsdüse 19 austretende Strang dann wiederum eine nicht dargestellte Temperiervorrichtung durchläuft und dann auf einer als Transportvorrichtung ausgebildeten Unterlage 20 abgelegt wird, die wie die Transportvorrichtung 13 auf Rollen oder Räder gelagert ist und motorisch angetrieben sein kann. Die Bewegungsanordnungen sind schematisch durch Pfeile angedeutet. Wie in der vorherigen Ausführungsform kann auch hier ein Prozessraum vorgesehen sein. Die Steuerungseinheit 93 dient der Abstimmung der Extrudervorrichtungen aufeinander. Die Anordnungsrichtungen der Unterlage 20 sind durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet. In Fig. 3, a further embodiment is designated. In this embodiment, two extruder devices 15 and 16 are arranged with their longitudinal axes at an angle of 90 degrees in the embodiment shown or at an angle that deviates therefrom, for example an acute angle. As in the embodiment according to FIG. 1, these extruder devices 15, 16 are motor-driven. The two extruder devices 15 and 16 each convey a strand 17 and 18 into a single-strand extrusion nozzle 19 via a mixing element 32, from where the strand emerging from the single-strand extrusion nozzle 19 then in turn has a Temperature control device (not shown) passes through and is then placed on a support 20 designed as a transport device, which like the transport device 13 is mounted on rollers or wheels and can be motor-driven. The movement arrangements are indicated schematically by arrows. As in the previous embodiment, a process space can also be provided here. The control unit 93 is used to coordinate the extruder devices with one another. The directions of arrangement of the base 20 are indicated by the arrows in FIG. 3.
Die Schnecken der Extrudervorrichtungen 15, 16 können ebenfalls mit Vorwärtsoder Rückwärtsförderelementen versehen sein, die unterschiedliche wendelförmige Steigungen aufweisen, so dass der jeweilige Massestrom nicht nur gefördert, sondern auch intensiv gemischt und/oder zerkleinert und/oder erwärmt werden kann. The screws of the extruder devices 15, 16 can also be provided with forward or backward conveying elements that have different helical pitches so that the respective mass flow can not only be conveyed, but also intensively mixed and / or comminuted and / or heated.
Alle wesentlichen massenführenden Teile sind temperierbar, wenngleich die Temperierungsvorrichtungen nicht immer sichtbar eingezeichnet und/oder benannt sind. Die Reduzierung der Strangdimensionen vor Austritt aus dem Extrusionskopf kann je nach Ausführung der Erfindung an verschiedenen Stellen erfolgen, im Extremfall im Extrusionskopf kurz vor Austritt oder im anderen Extremfall unmittelbar nach Austritt aus der Extrudervorrichtung. Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform nach Fig. 3. Die beiden Extrudervorrichtungen 26 und 27 sind ebenfalls motorisch angetrieben und besitzen Förderschnecken 28 und 29, die ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wendelförmige Förderelemente mit unterschiedlichen Steigungen aufweisen können, um die Masse- oder Produktstränge nicht nur zu fördern, sondern auch zu durchmischen und/oder zu erwärmen und/oder zu scheren und/oder zu zerkleinern. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die beiden Extrudervorrichtungen 26 und 27 unter einem Winkel von zum Beispiel 90 Grad mit ihren Längsachsen oder einem davon abweichenden Winkel zueinander angeordnet und fördern ihre Massestränge jeweils in einen separaten Extrusionskopf. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 2 eine Durchmischung der durch die beiden Extrudervorrichtungen 15 und 16 geförderten Massen erfolgt, können bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die Stränge bis zu ihrem Austritt aus der jeweiligen Extrusionsdüse 30 getrennt gehalten werden und werden ebenfalls auf einer Unterlage 31 abgelegt, die als Transportvorrichtung ausgebildet ist. Die Anordnungsrichtungen der Transportvorrichtung sind durch Pfeile in Fig. 4 angedeutet. All essential mass-carrying parts can be temperature controlled, although the temperature control devices are not always visibly drawn in and / or named. The reduction of the strand dimensions before exit from the extrusion head can take place at different points depending on the embodiment of the invention, in the extreme case in the extrusion head shortly before exit or in the other extreme case immediately after exit from the extruder device. The embodiment according to FIG. 4 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 3. The two extruder devices 26 and 27 are also motor-driven and have conveyor screws 28 and 29, which, as in the embodiment according to FIG. 2, have helical conveyor elements with different pitches can, in order not only to convey the mass or product strands, but also to mix and / or heat and / or shear and / or comminute them. As in the embodiment according to FIG. 2, the two extruder devices 26 and 27 are arranged at an angle of, for example, 90 degrees with their longitudinal axes or an angle deviating therefrom and convey their mass strands each into a separate extrusion head. While in the embodiment according to FIG. 2 there is a thorough mixing of the masses conveyed by the two extruder devices 15 and 16, in the embodiment according to FIG. 3 the strands can be kept separate until they exit the respective extrusion nozzle 30 and are also placed on a base 31 stored, which is designed as a transport device. The directions of arrangement of the transport device are indicated by arrows in FIG. 4.
Die Transportvorrichtungen 13, 20 und 31 können während des Austrags der jeweiligen Stränge aus den zugeordneten Extrusionsköpfen relativ zu diesen motorisch beweglich sein (nicht dargestellt). Es ist möglich, jeweils die Extrudervorrichtungen, Extrusionsdüsen oder Extrusionsköpfe in Bezug auf die jeweilige Unterlage 13, 20 oder 31 motorisch zu bewegen, zum Beispiel sie zu drehen und/oder zu schwenken, zu heben und/oder horizontal beliebig zu verschieben, so dass ein vorbestimmter, aus Strängen aufgebauter Produktkörper in Form eines Pattys oder dergleichen formbar ist sowie auch mehrere gleichzeitig aufgebrachte Stränge während der Ausbringung durch Drehung der Unterlage ineinander verdrehbar sind. Wie in den vorherigen Ausführungsformen kann auch hier ein Prozessraum vorgesehen sein. Die Steuerungseinheit 93 dient der Abstimmung der Extrudervorrichtungen aufeinander. The transport devices 13, 20 and 31 can be motorized movable relative to these during the discharge of the respective strands from the associated extrusion heads (not shown). It is possible to move the extruder devices, extrusion nozzles or extrusion heads in relation to the respective base 13, 20 or 31 by motor, for example to rotate and / or pivot them, to lift and / or move horizontally as desired, so that a predetermined product body made up of strands can be shaped in the form of a patty or the like, and several strands applied simultaneously can be twisted into one another during application by rotating the base. As in the previous embodiments, a process space can also be provided here. The control unit 93 is used to coordinate the extruder devices with one another.
Die Abbildung ist nicht maßstabsgetreu. Alle wesentlichen masseführenden Elemente sind temperierbar, wenngleich die Temperierungsvorrichtungen nicht immer sichtbar eingezeichnet und/oder benannt sind. Die Reduzierung der Strangdimensionen vor Austritt aus dem Extrusionskopf kann je nach Ausführung der Erfindung an verschiedenen Stellen erfolgen, in einem Extremfall im Extrusionskopf kurz vor Austritt oder im anderen Extremfall unmittelbar nach Austritt aus der Extrudervorrichtung. The illustration is not to scale. All essential mass-carrying elements can be temperature controlled, although the temperature control devices are not always visibly drawn in and / or named. The reduction of the strand dimensions before exit from the extrusion head can take place at different points depending on the embodiment of the invention, in an extreme case in the extrusion head shortly before exit or in the other extreme case immediately after exit from the extruder device.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist mit dem Bezugszeichen 37 ein Teil eines horizontal angeordneten Extrusionskopfes, gespeist aus einer Extrudervorrichtung oder einer anderen Fördervorrichtung, dargestellt, der mehrere im Einzelnen nicht dargestellte Extrusionsdüsen oder eine Lochplatte aufweist, aus denen bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt vier Stränge 38 heraustreten, die sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zu einem zufälligen Haufwerk 39 vereinigen. Je nach Bedarf können die Stränge 38 zeit- oder volumenbestimmt unterteilt, insbesondere abgeschnitten, werden, wonach das Haufwerk 39 intermittierend abtransportiert wird. Bei Bedarf kann der Extrusionskopf um 90 Grad gedreht sein, so dass die Förderung der Stränge vertikal abwärts erfolgt. In the embodiment according to FIG. 5, the reference numeral 37 shows a part of a horizontally arranged extrusion head, fed from an extruder device or another conveying device, which has several extrusion nozzles (not shown in detail) or a perforated plate, of which a total of four in the embodiment shown Strands 38 emerge, which combine to form a random pile 39 under the influence of gravity. Depending on requirements, the strands 38 can be subdivided in a time or volume-determined manner, in particular cut off, after which the pile 39 is transported away intermittently. If necessary, the extrusion head can be rotated 90 degrees so that the strands are conveyed vertically downwards.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein gegebenenfalls motorisch beweglicher Extrusionskopf 40, gespeist aus einer Extrudervorrichtung oder einer anderen Fördervorrichtung, mit Extrusionsdüse dargestellt, wobei mehrere Stränge 41 parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Der Extrusionskopf 40 bringt bei der dargestellten Ausführungsform den Strang 42 im rechten Winkel zur Längsachse der Stränge 41 aus. Mehrere solcher Lagen von Strängen 41 und 42 können über und/oder nebeneinander angeordnet sein und sich zu einem Produktkörper, zum Beispiel einem Klops, Patty, Wurst, Schnitzel oder dergleichen, ergänzen. Die Stränge können mit beliebigen Winkeln zueinander angeordnet werden, wobei die Stränge auch jede andere Form als eine Gerade annehmen können und die Winkel zwischen den Strängen oder Strangstücken nicht gleich sein können. In the embodiment according to FIG. 6, an extrusion head 40, optionally movable by a motor, fed from an extruder device or another conveying device, with an extrusion nozzle is shown, with several strands 41 being arranged parallel and at a distance from one another. In the embodiment shown, the extrusion head 40 discharges the strand 42 at a right angle to the longitudinal axis of the strands 41. Several such layers of strands 41 and 42 can be arranged above and / or next to one another and complement one another to form a product body, for example a loaf, patty, sausage, schnitzel or the like. The strands can be arranged at any desired angles to one another, the strands also being able to assume any shape other than a straight line and the angles between the strands or strand pieces cannot be the same.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind exemplarisch vier Extrusionsdüsen oder Extrusionsköpfe 43 parallel und mit Abstand zueinander sowie mit Distanz zur Oberfläche bereits angeordneter Stränge angeordnet und einer oder mehreren nicht dargestellten Extrudervorrichtungen und/oder anderen Fördervorrichtungen, beispielsweise Pumpe oder Kolben, zugeordnet, aus denen Stränge 44 heraustreten und beispielsweise zeit- oder volumengesteuert abgetrennt werden. Die Stränge 44 können sich zu einem zufälligen Haufwerk 45 vereinigen oder in sonstiger Weise zu einem Produktkörper, zum Beispiel zu einem essbaren Schnitzel, zusammengefügt werden und demgemäß einen gemeinsam handzuhabenden Produktkörper bilden (nicht dargestellt). Die Stränge können aus gleichen oder unterschiedlichen Massen bestehen. In the embodiment according to FIG. 7, four extrusion nozzles or extrusion heads 43 are exemplarily arranged parallel and at a distance from one another and at a distance from the surface of already arranged strands and assigned to one or more extruder devices (not shown) and / or other conveying devices, for example pumps or pistons, from which Strands 44 emerge and can be severed in a time or volume-controlled manner, for example. The strands 44 can combine to form a random pile 45 or in some other way to form one Product body, for example to an edible schnitzel, are assembled and accordingly form a jointly handled product body (not shown). The strands can consist of the same or different masses.
Fig. 8 zeigt eine als Lochplatte 46 ausgebildete Extrusionsdüse, die einem teilweise dargestellten Extrusionskopf zugeordnet ist, der von einer Extrudervorrichtung oder einer anderen Fördervorrichtung, wie einer Pumpe oder einem Kolben, gespeist wird (nicht dargestellt). Die Lochplatte 46 weist beispielsweise im Durchmesser unterschiedliche Austrittsöffnungen 47 auf, aus denen Stränge aus dem zugeordneten Extrusionskopf heraustreten (nicht dargestellt). 8 shows an extrusion nozzle embodied as a perforated plate 46, which is assigned to an extrusion head, shown partially, which is fed by an extruder device or another conveying device, such as a pump or a piston (not shown). The perforated plate 46 has, for example, outlet openings 47 with different diameters, from which strands emerge from the associated extrusion head (not shown).
Bei den Darstellungen nach den Fig. 9 bis 18 ist in Fig. 9 ein Teil eines Extrusionskopfs 48, gespeist entweder aus einer nicht sichtbaren Extrudervorrichtung oder einer anderen Fördervorrichtung, dargestellt, dem Extrusionsdüsen 49 mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern zugeordnet sind, aus denen Stränge heraustreten, deren Ausbildung und Anordnung unter anderem in den Fig. 10 bis 18 dargestellt sind. In Förderrichtung nachgeschaltet ist in Fig. 9 eine als rotierendes Messer 50 ausgebildete Zerteilvorrichtung, die die Stränge zerteilt. Diese können dann einzeln oder als Produktkörper, zum Beispiel einer Schnitzelform, wegtransportiert, oder zu einem Produktkörper zusammengefügt werden. Zum Beispiel zeigt Fig. 10 einen ungeordneten Strang 51, den man auch als Haufwerk bezeichnen könnte, während in Fig. 11 zerteilte Stränge 52 dargestellt sind. In Fig. 12 ist ein Haufwerk von zerstückelten Strangteilen 53 veranschaulicht. In the representations according to FIGS. 9 to 18, FIG. 9 shows a part of an extrusion head 48, fed either from a non-visible extruder device or from another conveying device, to which extrusion nozzles 49 with the same or different diameters are assigned, from which strands emerge , the design and arrangement of which are shown, inter alia, in FIGS. Downstream in the conveying direction in FIG. 9 is a dividing device designed as a rotating knife 50, which divides the strands. These can then be transported away individually or as a product body, for example a schnitzel form, or combined to form a product body. For example, FIG. 10 shows a disordered strand 51, which could also be referred to as a pile, while in FIG. 11 divided strands 52 are shown. In FIG. 12, a pile of fragmented strand parts 53 is illustrated.
In Fig. 13 sind Stränge 54 mit Abstand zueinander angeordnet. Zwischen diesen Strängen 54 befinden sich weitere Stränge 55, die mit ihren Längsachsen rechtwinklig zu den Strängen 54 verlaufen. In FIG. 13, strands 54 are arranged at a distance from one another. Between these strands 54 there are further strands 55, the longitudinal axes of which run at right angles to the strands 54.
Fig. 14 zeigt eine Draufsicht auf den sich dadurch ergebenden Produktkörper. Die Stränge 54 und 55 stoßen aneinander an und sind beispielsweise teilweise oder vollständig miteinander an den Kontaktstellen verklebt oder verschmolzen oder verschweißt, sie bilden einen gemeinsam handzuhabenden, essbaren Produktkörper wie bei allen anderen Ausführungsformen. Nicht erkennbar in Fig. 13 bis 18 ist ein Fluid, das möglicherweise Hohlräume ganz oder teilweise ausfüllt, und/oder gegebenenfalls angeordnetes Pilzmyzel eines essbaren Pilzes. 14 shows a plan view of the product body resulting from this. The strands 54 and 55 abut one another and are, for example, partially or completely glued or fused or welded to one another at the contact points, they form an edible product body that can be handled together, as in all other embodiments. A fluid that possibly completely or partially fills cavities and / or possibly arranged mushroom mycelium of an edible mushroom cannot be seen in FIGS. 13 to 18.
In Fig. 15 sind Stränge 56 mit ihren Längsachsen parallel und mit Abstand zueinander angeordnet, auf denen jeweils in mehreren Lagen/Schichten abwechselnd unter einem spitzen Winkel weitere Stränge 57 angeordnet sind. Die übereinander ange ordneten Strangschichten bilden zusammen einen einheitlich handzuhabenden, essbaren Produktkörper, da sie zumindest in einer Ausführungsform peripher miteinander verklebt oder verschweißt sind, was auch für die Ausführungsform nach Fig. 16 gilt. Bei der Ausführungsform in Fig. 17 sind zahlreiche Stränge 58 über- und/oder nebeneinander mit ihren jeweiligen Längsachsen parallel zueinander verlaufend angeordnet und berühren sich peripher und bilden einen in der Darstellung unregelmäßigen Produktkörper, während bei der Ausführungsform in Fig. 18 die Stränge 59 in mehreren Schichten veranschaulicht sind und durch eine gedachte rechteckige Umhüllende eingeschlossen sind. Auch diese Stränge 59 können teilweise oder vollständig miteinander verklebt oder versintert oder verschweißt sein. In FIG. 15, strands 56 are arranged with their longitudinal axes parallel and at a distance from one another, on which further strands 57 are alternately arranged in several layers / layers at an acute angle. The strand layers arranged one above the other together form an edible product body that can be handled in a uniform manner, since at least in one embodiment they are peripherally glued or welded to one another, which also applies to the embodiment according to FIG. 16. In the embodiment in FIG. 17, numerous strands 58 are arranged above and / or next to one another with their respective longitudinal axes running parallel to one another and touch one another peripherally and form a product body which is irregular in the representation, while in the embodiment in FIG. 18 the strands 59 in several layers are illustrated and are enclosed by an imaginary rectangular envelope. These strands 59 can also be partially or completely glued or sintered or welded to one another.
Fig. 19 zeigt einen essbaren Produktkörper 60, der aus mehreren übereinander angeordneten Schichten von Strängen 61, 62, 63, 64 und 65 besteht, wobei die einzelnen Schichten alternierend mit ihren Längsachsen zueinander angeordnete Stränge aufweisen, die in den jeweiligen Schichten mit ihren Längsachsen parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind, aber auch beliebige andere Anordnungen möglich sind, so dass auch unregelmäßige Anordnungen der ungefüllten Räume möglich sind. 19 shows an edible product body 60 which consists of several superimposed layers of strands 61, 62, 63, 64 and 65, the individual layers having strands arranged alternately with their longitudinal axes, which in the respective layers have their longitudinal axes parallel and are arranged at a distance from one another, but any other arrangements are also possible, so that irregular arrangements of the unfilled spaces are also possible.
Bei 62a ist ein essbarer Pilz bzw. sein Pilzmyzel dargestellt, der auch die übrigen Zwischenräume des Produktkörpers 60 ausfüllen kann (in Einzelnen nicht dargestellt). Das Pilzmyzel ist mit den Strängen verbunden und teilweise in sie eingewachsen und sorgt für eine Vernetzung der Stränge zu einem einstückigen Produktkörper. Ebenfalls im Einzelnen nicht dargestellt ist ein möglicherweise die Hohlräume füllen- des Fluid, welches beispielsweise nach einer Fermentation im Produktkörper angeordnet wird. At 62a an edible mushroom or its mushroom mycelium is shown, which can also fill the remaining spaces in the product body 60 (not shown in detail). The fungal mycelium is connected to the strands and partially grown into them and ensures that the strands are networked to form a one-piece product body. Also not shown in detail is a possibly filling the cavities- of the fluid, which is arranged in the product body, for example after fermentation.
Fig. 20 zeigt zwei Stränge 63 und 64, die miteinander verdreht wurden, was auch für die Stränge 63 und 64 in Fig. 21 gilt, wobei die Steigung der durch die Verdrehungen entstandenen Strangteile wie auch die räumliche Nähe der Stränge eine andere ist, als in Fig. 20, wobei die Stränge 63 und 64 aus identischen oder unterschiedlichen Massen bestehen. FIG. 20 shows two strands 63 and 64 which have been twisted together, which also applies to strands 63 and 64 in FIG in Fig. 20, the strands 63 and 64 consisting of identical or different masses.
Die Ausführungsform nach Fig. 22 ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform nach Fig. 1, so dass für gleiche Funktionen gleiche Bezugsziffern verwendet wurden. Der extrudierte Strang wird hierbei in ein Fluid 94 angeordnet, das sich in einem Behälter 95 befindet. Dieser Behälter ist auf der Unterlage 13, gegebenenfalls auf Rollen, manuell oder motorisch beweglich angeordnet. Diese Behälter 95 mit dem Fluid 94 und der Unterlage 13 können sich auch in einem Innenraum 6 eines Prozessraums 15 befinden, wie er im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 2 beschrieben wurde, so dass hinsichtlich der Funktion eines solchen Prozessraums auf die im Zusammenhang mit Fig. 2 gemachten Ausführungen verwiesen werden kann. Zwischen der betreffenden Extrusionsdüse und der mittleren Oberfläche der ausgebrachten Stränge, stellen sich je nach Ausführungsform unterschiedliche Distanzen ein, wobei auch etwaige relative Bewegungen zwischen der Extrusionsdüse und der ausgebrachten Strängen zu unterschiedlichen Stranganordnungen führen kann. Entsprechend kann die Extrusionsdüse in einer Ausführungsform während des Ausbringens der Stränge stets in die Flüssigkeit eintauchen, während bei einer anderen Ausführungsform, wie in Fig. 22 angedeutet, die betreffende Extrusionsdüse sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befinden kann, wobei es möglich ist, beide Ausführungsformen in ein und derselben Anlage zu verwenden. The embodiment according to FIG. 22 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 1, so that the same reference numerals have been used for the same functions. The extruded strand is arranged in a fluid 94 which is located in a container 95. This container is arranged on the base 13, optionally on rollers, so that it can be moved manually or by a motor. These containers 95 with the fluid 94 and the base 13 can also be located in an interior 6 of a process space 15, as was described in connection with the embodiment according to FIG. 2, so that with regard to the function of such a process space in connection with Fig. 2 made statements can be referenced. Depending on the embodiment, different distances are established between the relevant extrusion nozzle and the central surface of the extruded strands, with any relative movements between the extrusion nozzle and the extruded strands also leading to different strand arrangements can. Correspondingly, in one embodiment the extrusion nozzle can always be immersed in the liquid during the discharge of the strands, while in another embodiment, as indicated in FIG and to use the same system.
Die Ausführungsform nach Fig. 23 ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform nach Fig 1, so dass für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugsziffern wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet wurden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 23 wird der extrudierte Strang auf eine Unterlage 13 ausgetragen, die gegebenenfalls auf Rollen manuell oder motorisch beweglich ist. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 tritt hier der Strang ungeordnet bzw. chaotisch aus, wobei die Unterlage 13 in verschiedenen Richtungen in einer Ebene und gegebenenfalls auch hubbeweglich angeordnet ist, was durch die Pfeile in Fig. 23 schematisch angedeutet ist. Zwischen der betreffenden Extrusionsdüse und der mittleren Oberfläche können sich unterschiedliche Distanzen einstellen, wobei die relativen Bewegungen der betreffenden Extrusionsdüse zu den ausgebrachten Strängen zu unterschiedlichen Stranganordnungen führen kann. The embodiment according to FIG. 23 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 1, so that the same reference numerals as in the embodiment according to FIG. 1 have been used for parts with the same function. In the embodiment according to FIG. 23, the extruded strand is discharged onto a base 13 which, if necessary, can be moved manually or by motorized rollers on rollers. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the strand emerges here in a disordered or chaotic manner, the base 13 being arranged in different directions in one plane and possibly also in a lifting manner, which is indicated schematically by the arrows in FIG. 23. Different distances can arise between the relevant extrusion nozzle and the central surface, wherein the relative movements of the relevant extrusion nozzle to the extruded strands can lead to different strand arrangements.
In Fig. 24 ist eine Ausführungsform eines Extrusionskopfs (nicht dargestellt) mit einer Extrusionsdüsenöffnung 74 dargestellt, aus der ein Strang mit dem Querschnitt 68 extrudiert oder herausgefördert wird. Fig. 25 zeigt einen teilweise dargestellten Extrusionskopf 75 mit einer Extrusionsdüse 76 und einer Temperiervorrichtung 77, während ein Strang mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnet ist. FIG. 24 shows an embodiment of an extrusion head (not shown) with an extrusion nozzle opening 74 from which a strand with the cross section 68 is extruded or conveyed out. 25 shows a partially illustrated extrusion head 75 with an extrusion nozzle 76 and a temperature control device 77, while a strand is denoted by the reference numeral 66.
In Fig. 26 sind verschiedene Querschnittsformen von Strängen 68 und 69 dargestellt, deren Grenzwerte mit 80 und 81 bezeichnet sind. In FIG. 26, various cross-sectional shapes of strands 68 and 69 are shown, the limit values of which are denoted by 80 and 81.
Fig. 27 zeigt eine Extrudervorrichtung oder Fördervorrichtung (schematisch angedeutet) 82 mit einem an die Fördervorrichtung anschließenden Element 83 und einem Extrusionskopf 84 mit weiteren, nur schematisch angedeuteten Elementen. 27 shows an extruder device or conveying device (indicated schematically) 82 with an element 83 adjoining the conveying device and an extrusion head 84 with further elements only indicated schematically.
Fig. 28 ist die Querschnittsform durch einen aus zwei Massen durch unvollständige Mischung entstandenen Strang zu entnehmen, der aus unterschiedlichen Massen 85, 86 und 87 besteht, die unvollständig über den Strangquerschnitt und in Stranglängsrichtung verteilt angeordnet sind. 28 shows the cross-sectional shape through a strand that has been formed from two masses by incomplete mixing and consists of different masses 85, 86 and 87 which are arranged incompletely over the strand cross-section and distributed in the longitudinal direction of the strand.
Fig. 29 zeigt polygonförmig im Querschnitt gestaltete Stränge 63 und 64, die flächig übereinander oder aneinander angeordnet, zum Beispiel verklebt, sind. 29 shows strands 63 and 64 which are polygonal in cross-section and which are arranged flat one above the other or on one another, for example glued.
Aus Fig. 30 sind bienenkorbartig aufgewickelte Stränge 65, 66 zu ersehen, während Fig. 31 schlangenförmig versetzte Stränge 61 oder Strangstücke zeigt. Aus Fig. 32 ist ein spiralförmig versetzter Strang 61 zu erkennen. FIG. 30 shows strands 65, 66 wound up in a beehive-like manner, while FIG. 31 shows strands 61 or strand pieces offset in a serpentine manner. From FIG. 32, a spirally offset strand 61 can be seen.
Die Ausführungsform nach Fig. 33 ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform nach Fig. 4, so dass für gleiche Funktionen gleiche Bezugsziffern verwendet wurden. An die Stelle der zweiten Extrudervorrichtung tritt eine Fördervorrichtung 98, welche beispielsweise eine Pumpe oder ein komprimierbarer Kolben sein kann. Zwischen der betreffenden Extrusionsdüse und der mittleren Oberfläche kann es je nach den Ausführungsformen zu unterschiedlichen Distanzen kommen, was unabhängig von den relativen Bewegungen zueinander zu unterschiedlichen Stranganordnungen führt. Auch diese Ausführungsform der Erfindung kann einen Prozessraum umfassen wie in Fig. 2 beschrieben. The embodiment according to FIG. 33 is constructed similarly to the embodiment according to FIG. 4, so that the same reference numerals have been used for the same functions. The second extruder device is replaced by a conveying device 98, which can be, for example, a pump or a compressible piston. Depending on the embodiments, different distances can occur between the relevant extrusion nozzle and the central surface, which leads to different strand arrangements regardless of the relative movements to one another. This embodiment of the invention can also include a process space as described in FIG. 2.
Die in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The features described in the patent claims and in the description and evident from the drawing can be essential for realizing the invention both individually and in any combination.
Bezugszeichenliste Extrudervorrichtung Extruderschnecke/n Umlenkelement Produkt- oder Massestrang, Strang, Masse Prozessraum Innenraum, Prozessinnenraum Druckleitung Pumpe Motor, Elektromotor Form des Stranges Kühlvorrichtung, Temperiervorrichtung Konfiguration, Anordnung Unterlage, Transportvorrichtung Rollen, Räder, Gleitvorrichtung, Drehvorrichtung Extrudervorrichtung, Vorrichtung „ , Massenzuführung, Masse, Strang Extrusionsdüse LIST OF REFERENCE SYMBOLS Extruder device Extruder screw / n deflection element Product or mass strand, strand, mass process space interior, process interior pressure line pump motor, electric motor shape of strand cooling device, temperature control device configuration, arrangement of base, transport device rollers, wheels, sliding device, rotating device extruder device, device ", mass feed, mass , Strand Extrusion nozzle
Unterlage, Transportvorrichtung Base, transport device
Energiezuleitung Power supply
Extrudervorrichtung Extruder device
Extruderschnecke/n Extruder screw / n
Extrusionsdüse Extrusion nozzle
Unterlage, TransportvorrichtungBase, transport device
Mischelement Mixing element
Massenstrang, MasseMass strand, mass
TemperaturkonditionierungsvorrichtungTemperature conditioning device
Temperatursteuerung Temperature control
Teil eines Extrusionskopfs Part of an extrusion head
Strang, Massenstrang, ProduktstrangStrand, bulk strand, product strand
Haufwerk Heap
Teil eines Extrusionskopfs Strang, Massenstrang, Produktstrang Part of an extrusion head Strand, bulk strand, product strand
Teil eines Extrusionskopfs Part of an extrusion head
Strang, Massenstrang, ProduktstrangStrand, bulk strand, product strand
Haufwerk Heap
Lochplatte Perforated plate
Düse, Extrusionsdüse, Austrittsöffnung Teil eines Extrusionskopfs Düse, Extrusionsdüse, Austritssöffnung Messer, Zerteilungsvorrichtung Strang Nozzle, extrusion nozzle, outlet opening Part of an extrusion head Nozzle, extrusion nozzle, outlet opening knife, dividing device Strand
Strangteile Strand parts
Strang strand
Produktkörper Product body
Strang a Pilz, Pilzmyzel Strang strand a mushroom, mushroom mycelium strand
Strang strand
Extrusionsdüsenöffnung Teil eines Extrusionskopfs Extrusionsdüse Temperiervorrichtung Extrusion nozzle opening part of an extrusion head extrusion nozzle temperature control device
Strang, beispielsweise Kreisform, Durchmesser entspricht IST-Wert Strang, Ellipsenform, Durchmesser entspricht IST-Wert an schmälster Stelle Grenzwert Line, for example circular shape, diameter corresponds to the actual value Line, elliptical shape, diameter corresponds to the actual value at the narrowest point of the limit value
Extrudervorrichtung, Fördervorrichtung Element einer Extrusionsvorrichtung 84 Extrusionskopf Extruder device, conveyor device Element of an extrusion device 84 extrusion head
85 Masse 85 mass
86 86
87 87
88 88
89 Steuer- und Regeleinheit 89 Control and regulation unit
90 Temperaturmessgerät 90 temperature measuring device
91 Regel- und Steuereinheit 91 Regulation and control unit
92 Luftfeuchtmessgerät 92 Humidity meter
93 Steuerungseinheit 93 Control unit
94 Fluid 94 fluid
95 Behälter 95 containers
96 Druckablassventilvorrichtung inklusive Regel- und Steuereinheit96 Pressure relief valve device including regulation and control unit
97 Druckmessgerät 97 Pressure measuring device
98 Fördervorrichtung 98 conveyor
X Förderrichtung X conveying direction
Literaturverzeichnis bibliography
US 3,950,564 A US 2018/0360088 MX 2014008384 A CN 107259066A AU 2012350822 B2 US 20120241993A1 US 3,950,564 A US 2018/0360088 MX 2014008384 A CN 107259066A AU 2012350822 B2 US 20120241993A1
Dick, Arianna; Bhandari, Bhesh; Prakash, Sangeeta (2019): 3D printing of meat. In Meat Science 153, pp. 35-44. DOI: 10.1016/j.meatsci.2019.03.005. Dick, Arianna; Bhandari, Bhesh; Prakash, Sangeeta (2019): 3D printing of meat. In Meat Science 153, pp. 35-44. DOI: 10.1016 / j.meatsci.2019.03.005.
Lipton, Jeffrey I.; Cutler, Meredith; Nigl, Franz; Cohen, Dan; Lipson , Hod (2015): Additive manufacturing for the food industry. Trends in Food Science & TechnologyLipton, Jeffrey I .; Cutler, Meredith; Nigl, Franz; Cohen, Dan; Lipson, Hod (2015): Additive manufacturing for the food industry. Trends in Food Science & Technology
42, pp. 114-123 42, pp. 114-123

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum Herstellen von essbaren, strukturierten/texturierten Produkten aus einem oder mehreren, vorzugsweise biologischen, Stoffen oder aus Mischungen derartiger Stoffe, wobei die Stoffe oder Mischungen daraus durch eine oder mehrere nacheinander und/oder parallel und/oder im Winkel zueinander angeordnete, jeweils motorisch angetriebene Extrudervorrichtungen und/oder sonstige Fördervorrichtungen wie Pumpe oder dergleichen (15, 16 bzw. 26, 27, 98) gefördert werden und dabei in mindestens einer der Vorrichtungen (15, 16 bzw. 26, 27, 98) die geförderten Stoffe oder Mischungen daraus durch Mischen und/oder durch Scherung und/oder durch die beim Scheren in der betreffenden Extrudervorrichtung (1, 15, 16, 26, 27) entstehende Erwärmung und/oder durch Zuführung von Wärme von außen zu der/den jeweiligen Extrudervorrichtung/en (1, 15, 16) hinsichtlich Theologischer und/oder mechanischer und/oder Materialeigenschaften verändert wird/werden und so entstandene oder veränderte Masse/n sowie gegebenenfalls die weitere/n Masse/n aus weiteren Fördervorrichtungen über einen oder mehrere Extrusionsköpfe in Form von Strängen (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) auf mindestens einer als Transportvorrichtung (13) ausgebildeten Unterlage (20), dreidimensional gezielt und/oder chaotisch zueinander angeordnet wird/werden, wobei die Stränge mindestens einer Masse nach ihrer Anordnung auf der Unterlage (13) zu einem Produktkörper formstabil oder weitgehend formstabil angeordnet werden. 1. Process for the production of edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances, the substances or mixtures thereof being represented by one or more consecutively and / or parallel and / or at an angle to one another, each motor-driven extruder devices and / or other conveying devices such as pumps or the like (15, 16 or 26, 27, 98) are conveyed and in at least one of the devices (15, 16 or 26, 27, 98) the conveyed substances or Mixtures thereof by mixing and / or by shearing and / or by the heating resulting from shearing in the relevant extruder device (1, 15, 16, 26, 27) and / or by supplying heat from the outside to the respective extruder device (s) (1, 15, 16) is / are changed with regard to theological and / or mechanical and / or material properties and the resulting or changed mass / s as well if necessary, the further mass (s) from further conveying devices via one or more extrusion heads in the form of strands (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) on at least one as a transport device (13) formed base (20), three-dimensionally targeted and / or chaotically to one another is / are arranged, wherein the Strands of at least one mass are arranged in a dimensionally stable or largely dimensionally stable manner according to their arrangement on the base (13) to form a product body.
2. Verfahren zum Herstellen von essbaren, strukturierten/texturierten Produkten aus einem oder mehreren, vorzugsweise biologischen, Stoffen oder aus Mischungen derartiger Stoffe, wobei die Stoffe oder Mischungen daraus durch eine oder mehrere nacheinander und/oder parallel und/oder im Winkel zueinander angeordnete, jeweils motorisch angetriebene Extrudervorrichtungen und/oder sonstige Fördervorrichtungen wie Pumpe oder dergleichen (15, 16 bzw. 26, 27, 98) gefördert werden und dabei in mindestens einer der Vorrichtungen (15, 16 bzw. 26, 27, 98) die geförderten Stoffe oder Mischungen daraus durch Mischen und/oder durch Scherung und/oder durch die beim Scheren in der betreffenden Extrudervorrichtung (1, 15, 16, 26, 27) entstehende Erwärmung und/oder durch Zuführung von Wärme von außen zu der/den jeweiligen Extrudervorrichtung/en (1, 15, 16) hinsichtlich Theologischer und/oder mechanischer und/oder Materialeigenschaften verändert wird/werden und so entstandene oder veränderte Masse/n sowie gegebenenfalls die weitere/n Masse/n aus weiteren Fördervorrichtungen über einen oder mehrere Extrusionsköpfe in Form von Strängen (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) auf mindestens einer als Transportvorrichtung (13) ausgebildeten Unterlage (20), dreidimensional gezielt und/oder chaotisch zueinander angeordnet wird/werden, wobei die Stränge mindestens einer Masse nach ihrer Anordnung auf der Unterlage (13) zu einem Produktkörper formstabil oder weitgehend formstabil angeordnet werden, wobei der/die Strang/Stränge (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) in einem abschließbaren und druckmitteldichten Prozessraum (6) aus der/den betreffenden Extrusionsdüse/-n ausgebracht wird, wobei die Innentemperatur und/oder die Innenraumfeuchte und/oder der Innenraumdruck im Prozessraum (6) zur Erzielung einer weitgehenden Formstabilität der betreffenden Stränge (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) unter Beachtung von vorgegebenen Toleranzwerten und/oder zur Einstellung der Oberflächeneigenschaften der Stränge und/oder zur Kontrolle der Strangexpansion bei Austritttemperaturen aus dem Extrusionskopf von 100 [°C] oder mehr gesteuert oder geregelt werden, wobei Temperaturen im Prozessraum (5) zwischen 1 [°C] und 135 [°C] betragen, bevorzugt zwischen 20 [°C] und 120 [°C], bevorzugter zwischen 25 [°C] und 115 [°C], noch bevorzugter zwischen 30 [°C] und 105 [°C], am bevorzugtesten zwischen 35 [°C] und 99 [°C], der Druck im Prozessraum zwischen 0.1 [bar] und 50 [bar], bevorzugter zwischen 0.5 [bar] und 20 [bar], bevorzugterzwischen 0.9 [bar] und 10 [bar], bevorzugterzwischen 1 [bar] und 6 [bar], am bevorzugtesten zwischen 1 [bar] und 5 [bar] beträgt, die Luftfeuchte im Prozessraum bevorzugt zwischen 10 [% rel.] und 100 [% rel.], bevorzugter zwischen 50 [% rel.] und 100 [% rel.], am bevorzugtesten zwischen 80 [% rel.] und 100 [% rel.] beträgt und die Strangexpansion, angegeben als Overrun, zwi- sehen 0 [Vol-%] und 300 [Vol-%], vorzugsweise 0 [Vol-%] und 200 [Vol-%], noch bevorzugter 0 [Vol-%] und 100 [Vol-%], eingestellt wird. 2. Process for the production of edible, structured / textured products from one or more, preferably biological, substances or from mixtures of such substances, the substances or mixtures thereof being represented by one or more consecutively and / or parallel and / or at an angle to one another, each motor-driven extruder devices and / or other conveying devices such as pumps or the like (15, 16 or 26, 27, 98) are conveyed and in at least one of the devices (15, 16 or 26, 27, 98) the conveyed substances or Mixtures thereof by mixing and / or by shearing and / or by the heating resulting from shearing in the relevant extruder device (1, 15, 16, 26, 27) and / or by supplying heat from the outside to the respective extruder device (s) (1, 15, 16) is / are changed with regard to theological and / or mechanical and / or material properties and the resulting or changed mass / s as well if necessary, the further mass (s) from further conveying devices via one or more extrusion heads in the form of strands (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) on at least one as a transport device (13) formed base (20), three-dimensionally targeted and / or chaotically to one another is / are arranged, wherein the Strands of at least one mass are arranged dimensionally stable or largely dimensionally stable according to their arrangement on the base (13) to form a product body, the strand (s) (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63 , 64, 65) in a lockable and pressure medium-tight process room (6) from the relevant extrusion nozzle (s), the internal temperature and / or the interior humidity and / or the interior pressure in the process room (6) to achieve extensive dimensional stability of the relevant strands (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) taking into account specified tolerance values and / or to adjust the surface properties of the strands and / or to control the strand expansion at outlet temperatures can be controlled or regulated from the extrusion head of 100 [° C] or more, with temperatures in the process space (5) between 1 [° C] and 135 [° C], preferably between 20 [° C] and 120 [° C] , more preferably between 25 [° C] and 115 [° C ], more preferably between 30 [° C] and 105 [° C], most preferably between 35 [° C] and 99 [° C], the pressure in the process space between 0.1 [bar] and 50 [bar], more preferably between 0.5 [bar] and 20 [bar], more preferably between 0.9 [bar] and 10 [bar], more preferably between 1 [bar] and 6 [bar], most preferably between 1 [bar] and 5 [bar], the air humidity in the process space is preferred between 10 [% rel.] and 100 [% rel.], more preferably between 50 [% rel.] and 100 [% rel.], most preferably between 80 [% rel.] and 100 [% rel.] and the String expansion, indicated as overrun, between see 0 [Vol-%] and 300 [Vol-%], preferably 0 [Vol-%] and 200 [Vol-%], more preferably 0 [Vol-%] and 100 [Vol-%] is set.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentspannung im Prozessraum (6) auf Umgebungsdruck nach der Anordnung der extrudierten Stränge (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) nach der gezielten Einstellung der Produkttemperatur im Prozessraum erfolgt. 3. The method according to claim 2, characterized in that the pressure release in the process space (6) to ambient pressure after the arrangement of the extruded strands (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65 ) takes place after the targeted setting of the product temperature in the process room.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstabilität des einzelnen Strangs (17, 18, 38, 53) unter anderem durch die Fließgrenze des eingesetzten Materials für den betreffenden Strang bestimmt wird und/oder durch die Teilverfestigung oder Verfestigung des betreffenden Strangs zur Einhaltung der Formstabilität, zu mindestens 20 [%], bevorzugter mindestens 35 [%], bevorzugter mindestens 50 [%], bevorzugter mindestens 65 [%], bevorzugter mindestens 80 [%], am bevorzugtesten mindestens 90 [%], jeweils bezogen auf die Gesamtheit der maßgebenden Stränge, vor und/oder nach und/oder während des Ausbringens erzeugt wird und definiert ist als das Maß für die Abweichung von vorbestimmten Toleranzwerten der Strangdurchmesser vom Soll-Wert, definiert als 100 minus (Quotient des IST-Werts und des SOLL-Werts)*100, um < 80, vorzugsweise < 50, bevorzugt < 30, bevorzugter < 20. 4. The method according to claim 1 or one of claims 2 and 3, characterized in that the dimensional stability of the individual strand (17, 18, 38, 53) is determined inter alia by the yield point of the material used for the strand in question and / or by the partial consolidation or consolidation of the strand in question to maintain dimensional stability, to at least 20 [%], more preferably at least 35 [%], more preferably at least 50 [%], more preferably at least 65 [%], more preferably at least 80 [%], most preferably at least 90 [%], in each case based on the entirety of the relevant strands, is generated before and / or after and / or during the application and is defined as the measure for the deviation of predetermined tolerance values of the strand diameter from the target value, defined as 100 minus (Quotient of the actual value and the target value) * 100, around <80, preferably <50, preferably <30, more preferably <20.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von mehreren parallel und/oder hintereinander und/oder im Winkel zueinander angeordneten, motorisch angetriebenen Extrudervorrichtungen (1, 15, 16, 26, 27) und/oder weiteren Fördervorrichtungen die jeweiligen aus der betreffenden Extrudervorrichtung bzw. Fördervorrichtung austretenden Massen unterschiedlich oder anteilsmäßig zusammengesetzt werden. 5. The method according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that in the case of several parallel and / or one behind the other and / or at an angle to one another, motor-driven extruder devices (1, 15, 16, 26, 27) and / or further conveying devices, the respective masses emerging from the relevant extruder device or conveying device are composed differently or proportionally.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Massen (17, 18), wobei mindestens zwei dieser Massen in einem Mischelement oder mehreren sequentiellen Mischele menten zusammengeführt werden und die Massen miteinander gemischt und/oder vermengt und dadurch zu einem einzelnen Strang (32) zusammengefügt werden, wobei dieser Strang anschließend durch einen Extrusionskopf ausgebracht und auf einer Unterlage (13) und/oder einer Transportvorrichtung gezielt dreidimensional und/oder chaotisch angeordnet werden. 6. The method according to claim 1 or one of the subsequent claims with two or more different masses (17, 18), wherein at least two of these masses are brought together in a mixing element or several sequential Mischele elements and the masses are mixed with one another and / or blended and thereby to a single strand (32), this strand then being discharged through an extrusion head and arranged in a targeted manner three-dimensionally and / or chaotically on a base (13) and / or a transport device.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) in einem Fluid angeordnet werden. 7. The method according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the strands (10, 17, 18, 38, 44, 51, 52, 61, 62, 63, 64, 65) are arranged in a fluid.
8. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angeordneten Stränge miteinander thermisch, ggf. nach Zusatz eines Fluids, durch erneutes Erhitzen oder durch Abkühlen formschlüssig oder durch Verfestigung eines hinzugefügten Fluids oder durch Verfestigung eines bereits vor oder während der Anordnung der Stränge vorgelegten Fluids oder durch eine Fermentation, bevorzugt durch eine Pilzfermentation, oder durch eine Kombination daraus, mindestens teilweise materialmäßig oder funktionell einstückig verbunden werden, wobei ggf. die angeordneten Stränge gleichzeitig und/oder zuvor und/oder anschließend mechanisch verdichtet und/oder formmäßig umgeordnet werden. 8. The method according to claim 2 or one of the subsequent claims, characterized in that the arranged strands with each other thermally, possibly after the addition of a fluid, by reheating or by cooling positively or by solidifying an added fluid or by solidifying an already before or during fluids submitted to the arrangement of the strands or by fermentation, preferably by mushroom fermentation, or by a combination thereof, are at least partially materially or functionally connected in one piece, with possibly the arranged strands being mechanically compressed and / or simultaneously and / or beforehand and / or afterwards. or be rearranged in terms of form.
9. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den aus den Strängen hergestellten Produkten Feuchtigkeit zugesetzt oder entzogen wird. 9. The method according to claim 2 or one of the subsequent claims, characterized in that moisture is added to or removed from the products made from the strands.
10. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Extrusionsvorrichtung aus einer oder mehreren Extrudervorrichtung/-en (1, 15, 16 bzw. 26, 27) und/oder einer oder mehreren Fördervorrichtungen, gegebenenfalls einer Vorrichtung zum temperierten Zusammenführen von Masseströmen und einem oder mehreren Extrusionsköpfen, besteht, wobei eine Extrudervorrichtung jeweils aus mindestens einer motorisch angetriebenen Extruderschnecke sowie einer zugeordneten temperierten Ummantelung besteht und eine Fördervorrichtung aus einer motorisch angetriebenen Fördereinheit und einer Temperierungsvorrichtung besteht, wobei jeder Extrudervorrichtung (1, 15, 16 bzw. 26, 27) bzw. Fördervorrichtung kein oder ein Extrusionskopf zugeordnet ist, wobei ein solcher Extrusionskopf aus einer oder mehreren Extrusionsdüse/n sowie einer oder mehreren zugeordneten Temperiervorrichtung/en besteht und abhängig vom Prozess ein oder mehrere zu temperierende/s Mischelement/e angeordnet ist/sind, wobei ein Mischelement ein oder mehr Massen/Massenströme dynamisch und/oder statisch mischt und/oder ineinanderfügt . 10. Device for performing the method according to claim 1 or one of claims 2 to 9, characterized in that an extrusion device from one or more extruder device / s (1, 15, 16 or 26, 27) and / or one or more Conveying devices, optionally a device for temperature-controlled merging of mass flows and one or more extrusion heads, there is, an extruder device each consisting of at least one motor-driven extruder screw as well an assigned temperature-controlled jacket and a conveyor device consists of a motor-driven conveyor unit and a temperature control device, with each extruder device (1, 15, 16 or 26, 27) or conveyor device no or one extrusion head is assigned, such an extrusion head consisting of one or several extrusion nozzle (s) and one or more associated temperature control device (s) and, depending on the process, one or more mixing element (s) to be tempered is / are arranged, with one mixing element dynamically and / or statically mixing and / or one or more masses / mass flows interlocked.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (13), auf der der betreffende Strang (17, 18) oder Strangstücke oder Masse/Massen angeordnet ist/sind, zu der/den Extrusionsvorrichtung/Extrusionsvorrichtungen bzw. der/den Fördervorrichtung/-en zugeordneten Extrusions- kopf/köpfen relativ motorisch definiert und zielgerichtet in allen Raumrichtungen zueinander beweglich sowie um die Vertikale und/oder Horizontale drehbar angeordnet ist. 11. Device according to claim 10, characterized in that the base (13) on which the relevant strand (17, 18) or strand pieces or mass / masses is / are to the extrusion device / devices or the / the Conveyor device (s) assigned extrusion head (s) is defined relatively by a motor and is arranged to be movable relative to one another in a targeted manner in all spatial directions and rotatable about the vertical and / or horizontal.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Extrudervorrichtung/-en (1, 15, 16 bzw. 26, 27) und/oder Fördervor- richtung/-en zur Unterlage (13) relativ beweglich angeordnet ist/sind, derart, dass die aus der/den betreffenden Extrudervorrichtung/-en (1, 15, 16 bzw. 26, 27) und/oder Fördervorrichtungen ausgetragenen Stränge (17, 18) in vorbestimmten Winkelzuordnungen neben- und/oder übereinander und/oder als chaotisches Haufwerk angeordnet sind und/oder dass die Extrusionsvorrichtung/- en und/oder Fördervorrichtungen sich in vorbestimmten Winkelzuordnungen zur Unterlage (13) bewegt/bewegen, während die Massen aus dem Extrusionskopf ausgetragen werden. 12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that the relevant extruder device (s) (1, 15, 16 or 26, 27) and / or conveyor device (s) to the base (13) is / are arranged so as to be relatively movable / are in such a way that the extruder device (s) (1, 15, 16 or 26, 27) and / or conveyor devices discharged strands (17, 18) are arranged next to and / or one above the other and / or as a chaotic pile in predetermined angular assignments and / or that the extrusion device (s) and / or conveyor devices are arranged in predetermined angular assignments to the base ( 13) moves / move while the masses are being discharged from the extrusion head.
13. Einrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Äquivalenzdurchmesser des jeweils aus einer oder mehreren zugeordneten Extrusionsdüsen/Austrittsöffnungen eines Extrusionskopfes (1, 15, 16 bzw. 26, 27) austretenden Strang/Stränge orthogonal zu seiner/ihrer Längsachse 0,02 bis 2 cm, bevorzugt 0,03 bis 1.3 cm, bevorzugter 0,04 bis 1 cm, bevorzugter 0,05 bis 0.8 cm, am bevorzugtesten 0,07 bis 0.6 cm, beträgt. 13. Device according to claim 10 or one of the subsequent claims, characterized in that the geometric equivalent diameter of the strand / strands exiting from one or more associated extrusion nozzles / outlet openings of an extrusion head (1, 15, 16 or 26, 27) is orthogonal to its / its longitudinal axis is 0.02 to 2 cm, preferably 0.03 to 1.3 cm, more preferably 0.04 to 1 cm, more preferably 0.05 to 0.8 cm, most preferably 0.07 to 0.6 cm.
14. Steuerung oder Regelung zum Betreiben einer Einrichtung nach Anspruch 10 oder einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die von der/den betreffenden Extrudervorrichtung/-en (1, 15, 16 bzw. 26, 27) geförder- te/-n und/oder veränderte/-n Masse/-n die gewünschten rheologischen Eigenschaften hinsichtlich Fließfähigkeit und/oder pastösem Zustand und/oder mechanischen Eigenschaften im verfestigten Zustand erreichen, wobei die Extru- dervorrichtung/-en (1, 15, 16 bzw. 26, 27), in der/den die zu extrudierenden Massen gefördert, gemischt, geschert und transportiert wird/werden, durch Dissipation von Scherenergie und/oder Zuführung von Wärme über Heizelemente abgestimmt auf die zu erzielenden Eigenschaften auf mindestens 70°C, bevorzugt auf mindestens 80°C, weiterhin bevorzugt auf mindestens 90°C, nochmals bevorzugt auf mindestens 100°C, insbesondere auf mindestens 110°C, vorzugsweise mindestens 120°C, vorzugsweise mindestens 130°C, am bevorzugtesten auf mindestens 140°C, erhitzbar ist. 14. Open-loop or closed-loop control for operating a device according to claim 10 or one of claims 12 to 13, characterized in that the extruder device / s (1, 15, 16 or 26, 27) conveyed / -n and / or changed mass (s) achieve the desired rheological properties in terms of flowability and / or pasty state and / or mechanical properties in the solidified state, the extruder device (s) (1, 15, 16 or 26, 27) in which the to be extruded Masses are conveyed, mixed, sheared and transported by dissipation of shear energy and / or supply of heat via heating elements, tailored to the properties to be achieved, to at least 70 ° C, preferably to at least 80 ° C, further preferably to at least 90 ° C , again preferably to at least 100 ° C, in particular to at least 110 ° C, preferably at least 120 ° C, preferably at least 130 ° C, most preferably to at least 140 ° C.
15. Steuerung oder Regelung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehreren Extrudervorrichtung/en (1, 15, 16, 26, 27) und/oder Fördervorrichtungen zugeordnete Extrusionsdüse/-düsen oder zugeordnete/r Extrusionskopf/-köpfe und/oder zugeordnete/s Mischelement/e motorisch während des Extrusionsvorganges um die Förderachse rotierbar gesteuert angetrieben ist/sind. 15. Control or regulation according to claim 14, characterized in that one or more extruder device (s) (1, 15, 16, 26, 27) and / or conveyor devices assigned extrusion nozzle (s) or assigned extrusion head (s) and / or assigned mixing element (s) is / are driven by a motor during the extrusion process so that it can rotate about the conveying axis.
16. Steuerung oder Regelung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge mit einer/mehreren Bakteriensuspension/en und/oder ei ner oder mehreren Sporen-/Myzelsuspension/en vor einer Fermentation beimpft werden zur Steuerung der mechanischen Produkteigenschaften und/oder der Texturwahrnehmung und/oder der Aromawahrnehmung und/oder ernährungsphysiologischen und/oder funktioneller Produkteigenschaften. 16. Control or regulation according to claim 14 or 15, characterized in that the strands are inoculated with one / more bacterial suspension / s and / or one or more spore / mycelium suspension / s before fermentation to control the mechanical product properties and / or the texture perception and / or the aroma perception and / or nutritional and / or functional product properties.
17. Steuerung oder Regelung nach Anspruch 14 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Eigenschaften des Produktes und/oder der Textur und/oder des Aromas und/oder der ernährungsphysiologischen und/oder funktionellen Eigenschaften durch vorfermentierte Stoffe oder Massen, in einer oder mehreren Massen enthalten, gesteuert oder geregelt werden. 17. Control or regulation according to claim 14 or one of the subsequent claims, characterized in that the mechanical properties of the product and / or the texture and / or the aroma and / or the nutritional and / or functional properties by pre-fermented substances or masses in one or more masses contained, controlled or regulated.
18. Steuerung oder Regelung nach Anspruch 14 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere extrudierte Stränge oder zu extrudierende Massen aus im Winkel zueinander angeordneten Extrudervorrichtungen (15, 16 bzw. 26, 27) der Unterlage (13) zuführbar sind. 18. Control or regulation according to claim 14 or one of the subsequent claims, characterized in that several extruded strands or masses to be extruded from extruder devices (15, 16 or 26, 27) arranged at an angle to one another can be fed to the base (13).
19. Steuerung oder Regelung nach Anspruch 14 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Textur des Endproduktes durch materialmäßige und/oder funktionsmäßige einstückige Verbindung der jeweiligen Stränge durch Verkleben und/oder Vereintem und/oder Verschmelzen und/oder Vernetzen durch Fermentation, insbesondere durch Pilzfermentation, und/oder durch die indirekte Verbindung über ein umgebendes Fluid, welches eine Fließgrenze aufweist und/oder nach dem Aufbringen verfestigt, beispielsweise geliert und/oder eine weitgehend formschlüssige Verschränkung der Stränge miteinander gesteuert oder geregelt wird. 19. Control or regulation according to claim 14 or one of the subsequent claims, characterized in that the texture of the end product by material and / or functional one-piece connection of the respective strands by gluing and / or combining and / or fusing and / or crosslinking by fermentation, in particular through fungal fermentation and / or through the indirect connection via a surrounding fluid which has a flow limit and / or solidifies after application, for example gelled and / or a largely form-fitting interlocking of the strands with one another is controlled or regulated.
20. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche 2 bis 9 hergestelltes Produkt aus einem oder mehreren Strängen (17, 18), die neben und/oder übereinander angeordnet und ggf. teilweise miteinander materialmäßig und/oder funktionell einstückig verbunden sind und in den Poren und/oder Kavitäten und/oder Kanälen angeordnet sind und/oder dass die aus den Strängen (17, 18) bestehenden Produktkörper aus Strängen unterschiedlichen Durchmessers oder Querabmessungen bestehen und/oder der Produktkörper aus Strängen und/oder Strangstücken verschiedener Massen zusammengesetzt und/oder ein Strang/die Stränge jeweils aus verschiedenen, nicht vollständig vermischten Massen zusammengesetzt sind und/oder der Produktkörper Bakterien und/oder deren Ausscheidungsprodukte und/oder Pilze/Pilzmyzel (62a) beinhaltet und/oder davon umgeben ist, und/oder die Poren und/oder Kanäle und/oder Kavitäten teilweise oder vollständig mit einem flüssigen und/oder eine Fließgrenze aufweisendem und/oder einem gelierten, Fluid und/oder einer Fluidmischung, gefüllt sind und/oder in den Poren und/oder Kanälen und/oder Kavitäten Pilzmyzel (62a) und/oder Bakterien und/oder mikrobielle Ausscheidungsprodukte angeordnet sind. 20. Product made by the method according to claim 1 or one of the subsequent claims 2 to 9 from one or more strands (17, 18) which are arranged next to and / or one above the other and optionally partially connected to one another materially and / or functionally in one piece and are arranged in the pores and / or cavities and / or channels and / or that the product bodies consisting of the strands (17, 18) consist of strands of different diameters or transverse dimensions and / or the product body is composed of strands and / or strand pieces of different masses / or a strand / the strands are each composed of different, incompletely mixed masses and / or the product body contains and / or is surrounded by bacteria and / or their excretion products and / or fungi / mycelium (62a), and / or the pores and / or having channels and / or cavities partially or completely with a liquid and / or a yield point em and / or a gelled fluid and / or a fluid mixture are filled and / or are arranged in the pores and / or channels and / or cavities fungal mycelium (62a) and / or bacteria and / or microbial waste products.
21. Produkt nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus einem oder mehreren Strängen oder Strangstücken besteht, die dreidimensional zueinander angeordnet sind, wobei bedingt durch die genaue Anordnung sowie den Volumenanteil von Poren und/oder Hohlräumen und/oder Kavitäten und/oder durch die jeweils verwendeten Massen und/oder deren Massenanteil am Gesamtprodukt und/oder deren Anordnung im Gesamtprodukt, und/oder rheologischen oder mechanischen Eigenschaften der Massen bedingt beispielsweise durch die Zusammensetzung und/oder Behandlung im Extruder, und/oder durch deren Anteile im Gesamtprodukt und/oder deren räumlicher Anordnung im Gesamtprodukt und/oder durch die Strang-/Strangstückdurch- messer und/oder gegebenenfalls durch Entzug von Wasser und/oder durch Fermentation, vorzugsweise eine myzelbildende Pilzfermentation, zielgerichtet die Textur und/oder die Aromawahrnehmung und/oder die Form in weiten Bereichen variabel eingestellt und gesteuert ist. 21. Product according to claim 20, characterized in that the product consists of one or more strands or strand pieces which are arranged three-dimensionally with respect to one another, whereby due to the exact arrangement and the volume proportion of pores and / or cavities and / or cavities and / or by the masses used in each case and / or their mass fraction in the overall product and / or their arrangement in the overall product, and / or rheological or mechanical properties of the masses due, for example, to the composition and / or treatment in the extruder, and / or their proportions in the overall product and / or their spatial arrangement in the overall product and / or through the strand / strand piece diameter and / or optionally through the removal of water and / or through fermentation, preferably a mycelium-forming fungal fermentation, the texture and / or the aroma perception and / or or the shape is variably set and controlled over a wide range.
22. Produkt nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Textur strukturiert und/oder fleischähnlich ist. 22. Product according to claim 20 or 21, characterized in that the texture is structured and / or meat-like.
23. Produkt nach Anspruch 20 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus einer oder verschiedenen Massen zusammengesetzt ist, wobei die Stränge parallel schichtweise und/oder in vorbestimmten Winkelzuordnungen schichtweise und/oder in vorbestimmten Winkelzuordnungen nebeneinander und/oder chaotisch zueinander und/oder in einer Kombination davon angeordnet und miteinander verbunden sind zu einem Gesamtprodukt, beispielsweise in der Form eines Burger-Pattys. 23. Product according to claim 20 or one of the subsequent claims, characterized in that the product is composed of one or different masses, the strands in parallel in layers and / or in predetermined angle assignments in layers and / or in predetermined angle assignments next to one another and / or chaotically to one another and / or are arranged in a combination thereof and connected to one another to form an overall product, for example in the form of a burger patty.
24. Produkt nach Anspruch 20 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Masse für den jeweils herzustellenden Strang bereits einer oder mehreren Fermentation/en unterzogen worden ist. 24. Product according to claim 20 or one of the subsequent claims, characterized in that the mass in question has already been subjected to one or more fermentation (s) for the strand to be produced in each case.
25. Produkt nach Anspruch 20 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, parallel extrudierte Stränge in Ausbringungsrichtung ineinander verdreht/um die Achse in Förderrichtung rotierend angeordnet sind. 25. Product according to claim 20 or one of the subsequent claims, characterized in that several parallel extruded strands are twisted into one another in the discharge direction / are arranged to rotate around the axis in the conveying direction.
26. Produkt nach Anspruch 20 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgebrachten Stränge zu mindestens 20 [%], bevorzugter mindestens 35 [%], bevorzugter mindestens 50 [%], bevorzugter mindestens 65 [%], bevorzugter mindestens 80 [%], am bevorzugtesten mindestens 90 [%] formstabil ausgebildet sind, wobei Formstabilität definiert ist als das Maß für die Abweichung charakteristischer Strangabmessungen vom Soll-Wert, definiert als 100 minus (Quotient des IST-Werts und des SOLL- Werts)*100, um < 80, vorzugsweise < 50, bevorzugt < 30, bevorzugter < 20. 26. Product according to claim 20 or one of the subsequent claims, characterized in that the strands applied are at least 20 [%], more preferably at least 35 [%], more preferably at least 50 [%], more preferably at least 65 [%], more preferably at least 80 [%], most preferably at least 90 [%] are dimensionally stable, dimensional stability being defined as the measure for the deviation of characteristic strand dimensions from the target value, defined as 100 minus (quotient of the actual value and the target value) * 100 to <80, preferably <50, preferably <30, more preferably <20.
27. Produkt nach Anspruch 20 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es beim Zubereiten, zum Beispiel Erhitzen in Wasser und/oder beim Anbraten in Fett, formstabil ist. 27. Product according to claim 20 or one of the subsequent claims, characterized in that it is dimensionally stable during preparation, for example heating in water and / or when frying in fat.
28. Verwendung eines Produkts nach Anspruch 20 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als Burger- Patty verwendbar ist. 28. Use of a product according to claim 20 or one of the subsequent claims, characterized in that the product can be used like / as a burger patty.
29. Verwendung eines Produkts nach Anspruch 20 oder einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein käseartiges Erzeugnis verwendbar ist. 29. Use of a product according to claim 20 or one of claims 22 to 27, characterized in that the product can be used like a cheese-like product.
30. Verwendung eines Produkts nach Anspruch 20 oder einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als wurstartiges Erzeugnis verwendbar ist. 30. Use of a product according to claim 20 or one of claims 21 to 26, characterized in that the product can be used as a / as a sausage-like product.
31. Verwendung eines Produkts nach Anspruch 20 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als texturiertes und/oder fleischähnliches Erzeugnis verwendbar ist. 31. Use of a product according to claim 20 or one of the subsequent claims, characterized in that the product can be used as a / as a textured and / or meat-like product.
32. Verwendung eines Produkts nach Anspruch 20 oder einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als fleischartiges Erzeugnis verwendbar ist. 32. Use of a product according to claim 20 or one of claims 21 to 26, characterized in that the product can be used as a / as a meat-like product.
33. Verwendung eines Produkts nach Anspruch 20 oder einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt wie ein/als Nugget frittierbar ist. 33. Use of a product according to claim 20 or one of claims 21 to 26, characterized in that the product can be fried like a / as a nugget.
34. Verwendung eines Produkts nach Anspruch 20 oder einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt als zerteilbares Lebensmittelprodukt in unterschiedlichen Geschmacksrichtungen zum Kochen in Suppen verwendbar ist. 34. Use of a product according to claim 20 or one of claims 21 to 26, characterized in that the product can be used as a divisible food product in different flavors for cooking in soups.
EP20731546.6A 2020-01-18 2020-04-17 Method of producing edible, structured/textured products from one or more, preferably biological, materials or from mixtures of such materials, apparatus for carrying out said method and open- or closed-loop control system for such an apparatus, products produced according to the method of the invention and use of such products Withdrawn EP4090168A1 (en)

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