NL192728C

NL192728C - Extrusie-inrichting.

Info

Publication number: NL192728C
Application number: NL8003831A
Authority: NL
Original assignee: Buehler Ag Geb
Priority date: 1979-07-19
Filing date: 1980-07-02
Publication date: 1998-01-06
Also published as: US4381184A; JPS5618534A; DE2943820C2; NL8003831A; IT1132177B; ES8105924A1; JPS615699B2; DE2943820A1; BR8004484A; GB2053788A; CH643183A5; FR2461575A1; FR2461575B1; NL192728B; IT8023310A0; ES493406A0; GB2053788B

Description

1 192728

Extrusie-inrichting

De uitvinding heeft betrekking op een extrusie-inrichting voor het vervaardigen van porties van een materiaal, zoals een geëxpandeerd zetmeelproduct of een gestructureerd proteïne product, welke inrichting 5 is voorzien van een buisvormig huis met een inlaat- en een uitlaat-uiteinde en waarin een bewerkings- en transportworm roteerbaar is gemonteerd, waarbij het huis aan zijn inlaat-uiteinde is voorzien van een producttoevoer en aan zijn uitlaat-uiteinde van een productafvoer in de vorm van een concentrisch met het huis geplaatste mondstukkop met ten minste één mondstuk in de nabijheid waarvan een roteerbaar orgaan is geplaatst om een door het mondstuk te extruderen materiaalstroom in afzonderlijke porties te scheiden.

10 Een dergelijke extrusie-inrichting is bekend uit de Duitse openbaarmaking 1.122. 462. Het roteerbare orgaan bestaat hierbij uit een buiten voor het kopvlak van de mondstukkop, die een aantal mondstukken heeft, draaibaar opgesteld mes. De mondstukken hebben een vaste grootte. De rotatiesnelheid van het mes is mede bepalend voor de wijze waarop de uit de mondstukken komende productstroom in afzonderlijke delen wordt gescheiden. De onderbreker is in feite een los, afzonderlijk element, dat nauwkeurig ten 15 opzichte van het huis moet worden opgesteld en uitgelijnd en daarenboven een afzonderlijke aandrijfmotor vereist.

Met de uitvinding wordt een extrusie-inrichting van de in de aanhef omschreven soort beoogd, waarbij de bovengenoemde nadelen zijn ondervangen.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, doordat het roteerbare orgaan gevormd is als een 20 onderbreker die binnen de buisvormig uitgevoerde mondstukkop rotatie-vast verbonden met de worm, tussen de worm en elk mondstuk van de mondstukkop is geplaatst en in de omtrek ervan ten minste een uitsparing met aan weerszijden van de uitsparing een aansluitend met de binnenwand van de mondstukkop samenwerkend afdichtvlak omvat voor het intermitterend door elk mondstuk persen en afsluiting van een deelstroom product, waarbij de mondstukkop ten minste één sleuf omvat, die zich in axiale richting van de 25 mondstukkop uitstrekt, waarbij zich in elke sleuf een in axiale richting verplaatsbare en vastzetbare spie bevindt, waarbij de afstand van de spie tot het einde van de sleuf de axiale doorsnede van het mondstuk bepaalt en instelbaar is om deze doorsnede te kunnen variëren. Door het in het inwendige plaatsen en het rotatie-vast koppelen met de worm is het een onderbreker vormende roteerbare orgaan geïntegreerd in de extrusie-inrichting. Opstel- en uitlijnhandelingen kunnen derhalve achterwege blijven, terwijl bovendien een 30 optimaal snijdende samenwerking tussen onderbreker en mondstukkop is bewerkstelligd door het langs elkaar laten glijden van die elementen, waardoor steeds een scherpe, nauwkeurig bepaalde snede gewaarborgd is, hetgeen bij een afzonderlijk opgestelde onderbreker niet verzekerd is. Door het rotatie-vast koppelen van onderbreker en worm is de mogelijke variatie in onderverdeling van de productstroom zoals dat het geval is bij een afzonderlijk aandrijf baar orgaan komen te vervallen. Dit nu is bij de uitvinding 35 ondervangen door de voorgestelde instelmiddelen voor de doorsnede van een mondstuk, zodat onder behoud van alle voordelen de nadelen van de bekende extrusie-inrichting zijn ondervangen.

Een nauwkeurig instelbare, doch tevens gezien het toepassingsgebied uiterst robuuste instelconstructie voor de mondstukdoorlaat is overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding te verkrijgen, als de spie is bevestigd aan een zuiger die door een schroefverbinding axiaal in de mondstukkop verplaats-40 baar en vastzetbaar is.

Bij een dergelijke constructie zijn op bijzonder voordeelbiedende wijze drukvariaties in het proces op te vangen en te compenseren als een veerorgaan is aangebracht tussen de zuiger en de schroefverbinding. Het bedoelde effect wordt daarbij verkregen door de veer een op de dwarsdoorsnede van het mondstuk afgestemde karakteristiek te geven, dat wil zeggen afgestemd op een gewenste, gemiddelde, door het 45 product in de extrusie-inrichting op het mondstuk uitgeoefende werkdruk, een en ander zodanig dat variaties van de werkdruk corresponderende verplaatsingen van de zuiger met de spie teweeg brengen en daarbij de mondstuk-dwarsdoorsnede zodanig wijzigen, dat een ten minste ongeveer constante persdruk behouden blijft. Daarbij is de extrusie-inrichting op relatief eenvoudige wijze aan te passen aan verschillende omstandigheden, zoals verschillende bedrijfsdrukken bij verschillende producten, als het veerorgaan bestaat 50 uit een aantal gestapelde schotelveren.

Als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de spie is voorzien van een zich radiaal uitstrekkende boring, is het mogelijk tijdens een aanloop- of opwarmingsfase van de extrusie-inrichting de door de spie-constructie bepaalde mondstukken te gebruiken en bij het volledig op temperatuur zijn, die mondstukken door verschuiving van de spie-constructie af te sluiten, zodat alleen product door de 55 radiale boring wordt uitgestoten, hetgeen zijn voordelen kan hebben bij het extruderen van product in gecompliceerde vormen.

Een zelfreinigende werking bij het kopse uiteinde van de behuizing wordt verkregen, als overeenkomstig 192728 2 een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding een naar de zuiger gekeerd eindvlak van het roteerbare orgaan ten minste één rand omvat, die uitsteekt in de richting van de zuiger en product uit de ruimte tussen de zuiger en het roteerbare orgaan kan verwijderen.

5 Onder verwijzing naar in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeelden zal de extrusie-inrichting volgens de uitvinding thans nader worden besproken. Daarbij toont: figuur 1 in doorsnede een extrusie-inrichting volgens de uitvinding aan de mondstukkopzijde; figuur 2 een afgesneden aanzicht in doorsnede volgens de lijn ll-ll in figuur 1; figuur 3 een aanzicht volgens figuur 1 van een uitvoeringsvoorbeeld met zelf-corrigerende bedrijfsdruk 10 voor de mondstukken; figuur 4 een perspectivisch aanzicht van het roteerbare sluis-orgaan volgens figuur 3 met twee in de kopvlakken daarvan gevormde tanden; figuur 5 een aanzicht in doorsnede volgens de lijn V-V in figuur 1; figuur 6 een aanzicht volgens figuur 5 van een ander uitvoeringsvoorbeeld; en 15 figuur 7 een aanzicht volgens figuur 5 van een verder uitvoeringsvoorbeeld.

De inrichting volgens de figuren 1, 2 en 5 bevat een worm 1, die in een als een buis uitgevoerd huis 2 om de draaias 3 roteerbaar is aangebracht. Een buisvormige mondstukkop 4 sluit op het buisvormige huis 2 aan en is hiermee eendelig uitgevoerd. Een roteerbaar orgaan 5 is aan het zich aan de mondstukkopzijde 20 bevindende einde van de worm 1 bevestigd door middel van een schroefverbinding 6 en tezamen hiermee roteerbaar. In een cilindrisch deel van de mondstukkop 4 zijn mondstukken 8 gevormd, waarvan de ingangen 9 uitgaan van de cilindrische binnen-wand 7 van de mondstukkop 4.

In de buisvormige mondstukkop 4 zijn sleuven 15 aangebracht, die zich vanaf het van de worm 1 afgekeerde einde van de mondstukkop 4 in axiale richting uitstrekken.

25 In elk van de sleuven 15, waarvan er in de figuren 1 en 2 slechts één zichtbaar is, is een spie 16 in axiale richting van de mondstukkop 4 verplaatsbaar aangebracht en kan op afstand van het zich aan de wormzijde bevindende eindvlak 24 van de sleuven 15 worden vastgehouden. Hiertoe zijn de spieën 16 aan de omtrek bevestigd van een in de mondstukkop 4 door zijn cilindrische binnenwand 7 in axiale richting rechtlijnige geleide zuiger 17. Deze is voorzien van een zuigerstang 18, die in een richting van de worm af 30 buitenwaarts reikt en een geleiding heeft in axiale richting in een boring 19 van een in de mondstukkop door middel van een trapeziumschroefdraadverbinding 21 geschroefde schroefdraadring 20.

De zuigerstand 18 is aan zijn van de zuiger 17 af gekeerde einde voorzien van een schroefdraad 22 en van een daar op geschroefde moer 23. Door verdraaiing van de schroefdraadring 20 kan de zuiger 17 geleid door de cilindrische binnenwand 7 worden verschoven en waardoor de spieën 16 in de sleuven 15 35 worden verplaatst om in de gewenste stand gebracht en vastgezet te worden. Hierdoor kunnen de mondstukvorm en -grootte , alsmede de bedrijfsdruk worden beïnvloed.

De uitvoeringsvorm volgens figuur 3 onderscheidt zich van die volgens de figuren 1 en 2 slechts doordat de mondstukkop 4 en de zuigerstang 18 langer zijn uitgevoerd en op de zuigerstang 18 een veerorgaan 25 is aangebracht, bestaande uit op elkaar gestapelde schotelveren tussen zuiger 17 en schroefdraadring 20. 40 Het veerorgaan 25, dat één of een aantal schroefveren zou kunnen bevatten heeft een veerconstante, die zodanig is gekozen, dat de door veranderingen van de bedrijfsdruk teweeg gebrachte verplaatsingen van de zuiger 17 met de spieën 16, van elk mondstuk de vorm en grootte zodanig verandert, dat automatisch een althans nagenoeg constante bedrijfsdruk wordt verkregen. Deze wordt door doelmatig gekozen voor-spanning van de veerorgaan 25 ingesteld en door verandering van die veerconstante ingesteld.

45 Het roteerbare orgaan 5 van deze uitvoeringsvorm is in figuur 4 perspectivisch weergegeven en bevat twee uit het zich aan de zuigerzijde bevindende kopvlak reikende randen 28. Deze zijn zodanig gevormd, dat zij tijdens hun draaibeweging het zich in de ruimte tussen de zuiger 17 en het roteerbare orgaan 5 eventueel bevindende, uitgedroogde materiaal aangrijpen en naar de mondstukken 8 sturen. Het roteerbare orgaan 5 heeft daarbij een zodanige lengte, dat het tevens fungeert als intensief werkzaam schaar- of 50 afsnijelement.

Het roteerbare orgaan 5 bevat langs zijn omtrek een viertal uitsparingen 10, die in axiale richting verlopen en met de, de stroom van het materiaal geleidende ruimte 11 tussen worm 1 en het huis 2 in verbinding staan. Tussen naburige uitsparingen 10 zijn aan de omtrek van het roteerbare orgaan 5 in totaal vier afdichtvlakken 12 aangebracht, die segmenten vormen van een cilindrisch buitenvlak van het roteerbare 55 orgaan 5 en door de cilindrische binnenwand 7 van de mondstukkop 4 afdichtend geleid worden. De afdichtvlakken 12 worden in omtreksrichting elk door twee randen begrensd, die evenwijdig aan de aangrenzende uitsparingen 10 verlopen. De één hiervan is de in de draairichting 13 vóórlopende rand 14,

Claims

1. Extrusie-inrichting voor het vervaardigen van porties van een materiaal, zoals een geëxpandeerd zetmeelproduct of een gestructureerd proteïne product, welke inrichting is voorzien van een buisvormig huis 40 met een inlaat- en een uitlaat-einde en waarin een bewerkings- en transportworm roteerbaar is gemonteerd, waarbij het huis aan zijn inlaat-uiteinde is voorzien van een producttoevoer en aan zijn uitlaat-uiteinde van een productafvoer in de vorm van een concentrisch met het huis geplaatste mondstukkop met ten minste één mondstuk in de nabijheid waarvan een roteerbaar orgaan is geplaatst om een door het mondstuk te extruderen materiaalstroom in afzonderlijke porties te scheiden, met het kenmerk, dat het roteerbare orgaan 45 (5) gevormd is als een onderbreker die binnen de buisvormig uitgevoerde mondstukkop (4) rotatie-vast verbonden met de worm (1), tussen de worm (1) en elk mondstuk (8) van de mondstukkop (4) is geplaatst en in de omtrek ervan ten minste een uitsparing (10) met aan weerszijden van de uitsparing (10) een aansluitend met de binnenwand (7) van de mondstukkop (4) samenwerkend afdichtvlak (12) omvat voor het intermitterend door elk mondstuk (8) persen en afsluiten van een deelstroom product, waarbij de mondstuk-50 kop (4) ten minste één sleuf (15) omvat, die zich in axiale richting van de mondstukkop (4) uitstrekt, waarbij zich in elke sleuf (15) een in axiale richting verplaatsbare en vastzetbare spie (16) bevindt, waarbij de afstand van de spie (16) tot het einde van de sleuf (15) de axiale doorsnede van het mondstuk (8) bepaalt en instelbaar is om deze doorsnede te kunnen variëren.

2. Extrusie-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de spie (16) is bevestigd aan de zuiger (17) 55 die door een schroefverbinding axiaal in de mondstukkop (4) verplaatsbaar en vastzetbaar is.

3. Extrusie-verbinding volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een veerorgaan (25) is aangebracht tussen de zuiger (17) en de schroefverbinding. 192728 4

3 192728 die bij de mondstukken de feitelijke onderbreking van de stroom van het materiaal bewerkstelligt. Bij aandrijving van de extrusie-inrichting verplaatst zich in de stroom van het materiaal met de worm 1 door de ruimte 11 in een gedwongen beweging tot in uitsparingen van het roteerbare orgaan 5. Elke uitsparing 10 die een hoeveelheid materiaal kan opnemen komt éénmaal per omwenteling in een uitdruk-5 fase bepalende verbinding met elk van de mondstukken 8 van de mondstukkop 4. In deze uitdrukfase is de bedrijfsdruk werkzaam op het materiaal om materiaal door het desbetreffende mondstuk 8 te drukken. De uitgedrukte hoeveelheid materiaal groeit per tijdseenheid in de eerste helft van de fase van nul aan tot een maximum en daalt in de tweede fase van dat maximum weer tot nul. Daarbij zorgt de vóórlopende rand 14 van het opvolgende afdichtvlak 12 bij zijn voorwaartse verplaatsing aan de mondstukingang 9 voor 10 onderbreking van de stroom van het materiaal en het afscheiden van de zojuist door het mondstuk 9 uitgetreden materiaalportie van de stroom van het materiaal. Tijdens de continue draaibeweging van het roteerbare orgaan 5 komen de uitsparingen intermitterend in verbinding met elk van de mondstukken 8 en drukken bij elke ontmoeting telkens een materiaalportie door de mondstukken 8. Elke portie wordt door de vóórlopende rand 14 van het opvolgende afdichtvlak afgescheiden van de stroom van het materiaal. In 15 aansluiting hierop komt een afdichtvlak 12 voor de ingang 9 van het betreffende mondstuk 8 en sluit dit. De werking is intermitterend. Er worden telkens nieuwe porties uitgestoten en achtereenvolgens van de stroom van het materiaal afgescheiden. Het aantal mondstukken 8 alsmede het aantal uitsparingen 10 is in verregaande mate vrij te kiezen. Volgens figuur 6 bevat de mondstukkop 4, een tweetal mondstukken 8 en het roteerbare orgaan 5 drie 20 uitsparingen 10 en drie afdichtvlakken 12. Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 7 bevat de mondstukkop daarentegen slechts één enkel mondstuk 8, waarbij het aantal uitsparingen 10 en afdichtvlakken 12 in het uit een drietal aaneengelaste delen bestaande roteerbare organen 5 elk drie bedraagt. In een spie 16 zelf kan ook nog een radiale opening (boring) aangebracht, zoals in figuur 1 met streeppuntlijnen is aangegeven. Dóór een dergelijke opening kunnen ook gecompliceerde productvormen, 25 bij uitstekende vormbestendigheid geëxtrudeerd worden. Bij het in werking stellen van de inrichting volgens figuur 1 wordt eerst een grote opening van het mondstuk 8 ingesteld. De machine verwarmt zich dan en de opening van het mondstuk 8 wordt geleidelijk kleiner gemaakt door verdraaien van de schroefdraadring 20. Wanneer de machine zijn blijvende temperatuur heeft bereikt, wordt de mondstukingang 9 geheel gesloten en het product nog slechts door de opening in de spie geëxtrudeerd.

30 Wanneer bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 de spie van een dergelijke opening is voorzien, kan worden bereikt, dat eventuele drukpieken, die in de extrusie-inrichting bij gesloten mondstukopening 8 optreden worden afgezwakt, doordat de zuiger 17, tegen de kracht van het veerorgaan 25 in, naar links verplaatst wordt, zodat de spie 16 de mondstukingang 9 weer opent. 35

4. Extrusie-inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het veerorgaan (25) bestaat uit een aantal gestapelde schotelveren.

5. Extrusie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de spie (16) is voorzien van een zich radiaal uitstrekkende boring (31).

6. Extrusie-inrichting volgens de conclusie 2, met het kenmerk, dat een naar de zuiger (17) gekeerd eindvlak (26) van het roteerbare orgaan (5) ten minste één rand (28) omvat, die uitsteekt in de richting van de zuiger (17) en product uit de ruimte (29) tussen de zuiger (17) en het roteerbare orgaan (5) kan verwijderen. Hierbij 2 bladen tekening