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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Lebensmittelprodukten mittels Kochextrusion sowie die dadurch erhaltenen Produkte.
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Viele Lebensmittel, insbesondere Snacks und Cerealien, werden heutzutage durch Kochextrusion hergestellt. Dabei können die Produkte die unterschiedlichsten Formen annehmen wie ”Loops”, ”Kissen”, ”Chips”, ”Flips” bis hin zu dreidimensionalen Formen (Krokodile, Krebse, ”Dinos” usw.). Selbst ein- oder sogar mehrfach eingefärbte Produkte lassen sich mittels dieser Kochextrusionstechnologie herstellen.
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Bei der Kochextrusion wird ein Lebensmittelteig, der Wasser und/oder andere verdampfbare Flüssigkeiten enthält, in einem Extruder komprimiert, erhitzt und aufgeschmolzen/plastifiziert.
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Sind in dem Teig ausreichend Elastizität ausbildende Bestandteile enthalten (z. B. Stärke und/oder Proteine), so bildet sich ein homogener elastischer Teig aus, welcher sich – je nach eingestellter Temperatur – am Düsenende durch verdampfendes Wasser, verdampfende andere Flüssigkeiten oder entspannende Gase, welche sich beim Extrusionsprozess gebildet haben, aufbläht/expandiert, um dann zu einem porösen Produkt zu erstarren.
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Extrudierte Stränge können dabei verschiedene Formen aufweisen und entweder direkt an der Düsenöffnung in Stücke geschnitten werden oder aber als Strang z. B. weiterverarbeitet, geformt, erhitzt, expandiert, gefüllt, eingefärbt, gepresst und geschnitten werden.
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Je nach Prozessbedingungen, insbesondere je nach eingestellter Temperatur an der Düse, expandiert der Teig bereits am Ausgang der Düse bis zum fertigen Volumen des Endproduktes, oder aber die Expansion wird nach weiteren Verfahrensschritten (Trocknen, Befeuchten, Kühlen, Konditionieren) später durch Anwendung von Unterdruck, Hitze (Mikrowelle, Heißluft, heißer Sand, Frittierbad) hervorgerufen.
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Die Kochextrusion weist gegenüber anderen, traditionellen Verfahren (z. B. übliche Verfahren zur Herstellung von Cornflakes, Kartoffelchips aus nativen Kartoffeln, Tortilla-Chips, Asiatische Reiscracker, Waffeln etc.) erhebliche wirtschaftliche Vorteile auf, da gewöhnlich weniger Wasser verwendet wird, der Energieverbrauch erheblich geringer ist und durch das kontinuierliche Verfahren große Durchsatzleistungen möglich sind. Das Extrusionsverfahren ist zudem flexibler und erfordert niedrigere Investitionskosten.
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Als Nachteil gegenüber konventionellen Produkten wird jedoch vielfach eine veränderte Organoleptik und Textur der durch Kochextrusion hergestellten Produkte festgestellt. Es war bisher beispielsweise nicht möglich, sehr dünne, keksige oder splittrige Produkte mittels Kochextrusion herzustellen, da technisch bedingt auch bei sehr engen, bereits verstopfungsgefährdeten Düsenschlitzen nach der Expansion recht dicke Produktwandstärken erhalten wurden. Nur wenn der Teig bei der Extrusion stark expandiert, erhält man dabei von der Textur her genießbare, einigermaßen softe Produkte (die sich aber stark von beispielsweise Cornflakes, Kartoffelchips etc. unterscheiden). Vermindert man die Expansion, um akzeptable Wandstärken zu erhalten, wird die Textur ungenießbar hart.
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Bedingt durch physikalische Gesetzmäßigkeiten wird ein durch eine Düse gepresster Strang immer dicker als der Düsenschlitz. Diese Dickenzunahme ist umso größer, je elastischer der extrudierte Teig ist. Diese Art von Dickenzunahme passiert auch, wenn sich die Dichte des Teiges beim Austritt aus der Düse nicht ändert.
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Findet dann auch noch eine Expansion des Teigs durch Wasserverdampfung und/oder Verdampfung anderer verdampfbarer Flüssigkeiten oder die Bildung von Gasen statt, verringert sich also die Dichte des Teiges beim Austritt aus der Düse, so ist die Dickenzunahme des extrudierten Stranges gegenüber dem Düsenschlitz umso größer.
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Dieses unterschiedliche Teigverhalten bei variierenden Extrusions- und Weiterbehandlungsbedingungen kann anhand eines konventionellen Pastateigs erläutert werden:
- – Ein konventioneller Pasta-/Nudelteig, bei dem durch relativ niedrige Temperaturen die Stärke des Rohstoffes nicht verkleistert, das Protein nicht denaturiert, weist eine vergleichsweise geringe Elastizität auf. Dennoch erhält man beispielsweise bei der Extrusion aus einem 1 mm Düsenschlitz Teigstränge, welche 1.3 bis 1.7 mm dick sind.
- – Wird ein Teig gleicher Zusammensetzung bei höheren Temperaturen (~ 97°C) gekocht und extrudiert (Kochextrusion), so verkleistert die im Rohstoff enthaltene Stärke, wodurch der Teig sehr elastische Eigenschaften erhält. Bei einem 1 mm Düsenschlitz erhält man nun Teigstränge von 1.6 bis 2.7 mm Dicke.
- – Werden diese kochextrudierten, jedoch nicht durch düsennahe Wasserverdampfung oder Expansion anderer Gase zusätzlich expandierten Teigstränge nach der Extrusion beispielsweise durch Heißluft oder Frittieren zusätzlich zum Expandieren/Puffen gebracht, so vergrößert sich die Strangdicke noch weiter auf 5 bis 9 mm.
- – Wird ein Pasta-ähnlicher Teig durch Kochextrusion bei hohen Temperaturen (~ 170°C) extrudiert, so expandiert der Strang an der Düse durch Wasserverdampfung von 1 mm Düsenschlitz auf 3 bis 6 mm Dicke.
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Verzehrbare kochextrudierte Fertigprodukte mit einer Wanddicke von 3 bis 10 mm sind zwar sehr häufig anzutreffen, besitzen aber üblicherweise den Charakter von gepufften Produkten, sind häufig soff und fluffig, ermangeln der typischen Knusprigkeit, welche die Konsumenten beispielsweise bei Waffeln, Cornflakes, Kartoffel- und Tortilla-Chips finden und schätzen.
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Gerade diese Anpassung und Optimierung von Geschmack und ”Sensorik” stellt hohe Anforderungen an die Kochextrusion und lässt sich in vielen Fällen nur unvollkommen oder überhaupt nicht verwirklichen. Vorhersagen über die Auswirkungen von auch nur geringfügigen technischen Veränderungen sind nahezu unmöglich.
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So besteht nach wie vor ein Bedürfnis nach kochextrudierten, dünnwandigen, expandierten Lebensmittelprodukten wie (Eis-)Waffeln, die vom Geschmack und von der ”Sensorik” her von solchen, die auf herkömmliche Weise hergestellt wurden, nicht zu unterscheiden sind. Das Problem liegt hier insbesondere in der Dünnwandigkeit. Kochextrudierte Produkte sind hinsichtlich ihrer Dicke limitiert (s. o.); diese hängt ab von der Dichte des zu extrudierenden Materials. Erfahrungen haben gezeigt, dass die minimale Dicke eines Extrudats ca.
beträgt (D
Extr. = Dicke des Extrudats in [mm], ρ
Extr. = Dichte des fertig expandierten Materials in [g/cm
3]). Es ist zwar auch schon gelungen, kochextrudierte Produkte mit dünneren Wandstärken als oben angegeben herzustellen, jedoch nicht als direktes Produkt der Kochextrusion. Zu ihrer Herstellung mussten diese zunächst mit dickerer Wandstärke extrudiert werden, ggf. aufgeschnitten und dann zu den entsprechenden dünnwandigeren Produkten gewalzt werden. Das Walzen von nicht an der Düse expandierten Teigen gestaltet sich als technisch sehr aufwändig, da kochextrudierte Teige üblicherweise extrem klebrig und stark elastisch sind. Außerdem werden beim Walzen von bereits an der Düse expandierten Strängen die entstandenen Poren/Blasen stark komprimiert; die so hergestellten Produkte weisen eine verdichtete Textur auf, die von den meisten Konsumenten als kartonartig empfunden und abgelehnt wird. Ein zusätzlicher Verarbeitungsschritt wie Frittieren wird nötig, um das Produkt genießbar zu machen.
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Es bestand demnach die Aufgabe, solche kochextrudierten, dünnwandigen, expandierten Lebensmittelprodukte zur Verfügung zu stellen, die die genannten Nachteile nicht aufweisen.
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”Dünnwandig” im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Dicke des Fertigprodukts (D
P)
ist (D
p in [mm]; ρ
Extr. in [g/cm
3]); 0.8 ist eine Kennzahl (K) deren Dimension so bemessen ist, dass D
p in [mm] und ρ
Extr. in [g/cm
3] angegeben werden kann.
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”Kochextrudiert” im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass sich ohne weitere technische Maßnahmen spontan eine durch Gasblasen gelockerte, schaumartige Struktur bildet.
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”Expandiert” im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Dichte des Produktes niedriger ist als die des Teiges im Extruder. Dies erfolgt durch die Lockerung des Teiges durch Blasenbildung.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen, expandierten Lebensmittelprodukten, wobei ein Lebensmittelteig in einen mit mindestens einer Schnecke ausgerüsteten Extruder eingebracht wird, der Teig in dem Extruder erhitzt und plastifiziert wird und anschließend aus einem Ringdüsenspalt gepresst wird, wobei der Teig expandiert und der dabei resultierende, kontinuierlich aus dem Ringdüsenspalt austretende Schlauch mit einem Gas aufgeblasen wird, wobei sich die Wandstärke des Schlauchs reduziert und das erhaltene Produkt sodann zum Fertigprodukt konfektioniert wird.
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”Lebensmittelteig” bzw. ”Teig” im Sinne dieser Erfindung bedeutet, eine Mischung aus wasserhaltigen pflanzlichen und/oder tierischen Rohstoffen, die in einem Extruder plastifiziert werden können. Gegebenfalls kann dieser Hilfsstoffe wie Emulgatoren, Farbstoffe, Mineralstoffe etc. enthalten.
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”Extruder” im Sinne dieser Erfindung sind Lebensmittelextruder wie sie beispielsweise vertrieben werden von Schaaf Technologie GmbH, Bad Camberg (DE), American Extrusion Int., South Beloit, Illinois (USA), Clextral, SAS (FR), APV Baker Perkins Ltd. (GB) oder Extrusion Systems Bühler AG (CH).
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”Erhitzt” im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass der Lebensmittelteig durch die im Extruder über die Schnecke übermittelte Energie (Reibung) und ggf. vorhandene zusätzliche Energiequellen auf Temperaturen über den bei vorhandenem Umgebungsdruck geltenden Siedepunkt des Wassers (oder Siedepunkt einer ggf. anderen verwendeten Flüssigkeit) erwärmt wird.
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”Plastifiziert” im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass der Teig aufgrund der im Extruder über die Schnecke übermittelte Energie verdichtet und verflüssigt wird.
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”Ringdüsenspalt” im Sinne dieser Erfindung ist ein einen geschlossenen Ring bildender Düsenspalt. Die äußere Form ist beliebig, solange der Spalt nur in sich selbst übergeht.
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”Konfektioniert” im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass das aus dem Düsenspalt austretende Produkt z. B. durch Schneiden, Einritzen, Färben, Stanzen, Bedrucken o. ä. in eine verkaufsfähige Form gebracht wird.
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Erfindungsgemäß wird der kontinuierlich aus dem Ringdüsenspalt austretende, expandierende Schlauch mit einem Gas aufgeblasen, wobei sich dieser Schlauch dann in radialer Richtung ausdehnt unter gleichzeitiger Reduzierung der Wandstärke des Schlauchs und entsprechender Dehnung der Blasenstruktur.
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Das Aufblasen des Schlauchs kann dabei auf verschiedene Art und Weise erfolgen. So kann der austretende Schlauch beispielsweise nach einer Austrittslänge (L) über einen Dorn gezogen werden, so dass ein ausreichend gasdichter Schlauchabschnitt (mit der Länge (L)) zwischen Ringdüse und Dorn entsteht; über die Ringdüse (bspw. den zentralen Pin) oder den Dorn kann dann ein Gas in den Schlauchabschnitt eingeleitet werden, welches den Schlauch auf den gewünschten Durchmesser – der in etwa auch dem Außendurchmesser des Dorns entspricht – aufdehnt.
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Eine zweite, erfindungsgemäß bevorzugte, Möglichkeit besteht darin, den aufgrund des plötzlichen Druckabfalls am Düsenspalt entstehenden, aus dem expandierenden Teig austretenden Wasserdampf zum Aufblasen des Schlauchs zu nutzen. Dazu ist es lediglich erforderlich, den Schlauch nach einer Austrittslänge (L) ausreichend gasdicht zu verschließen.
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Dies kann in der einfachsten und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch Flachlegen des Schlauchs, beispielsweise durch ein Quetschwalzenpaar, ein(e) oder mehrere Umlenkrolle(n) o. ä. geschehen, beispielsweise aber auch durch den oben bereits erwähnten Dorn, wobei dann aber kein Gas in den entstehenden Schlauchabschnitt eingeleitet wird.
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Die Austrittslänge (L), gemessen zwischen Düsenspalt und ausreichend gasdichtem Abschluss hängt ab von der Austrittsgeschwindigkeit (v) des Schlauchs aus der Düse und ist dabei für beide Ausführungsformen zweckmäßigerweise so bemessen, dass eine ausreichende Zeit (t) verstreichen kann, die es ermöglicht, dass sich das expandierte Material stabilisiert und die Porenstruktur durch die Umlenkrolle oder das Quetschwalzenpaar nicht mehr zerstört oder übermäßig deformiert wird oder der Strang nach der Umlenkrolle nicht wieder in sich zusammenfällt (bzw. ”zurückschnellt”, s. nächster Absatz). Diese Zeit (t) bzw. Länge (L) wird zweckmäßigerweise in Versuchsreihen mit unterschiedlichen Zeiten resp. Längen ermittelt und hängt von verschiedenen Faktoren wie Extrusionstemperatur, Zusammensetzung des Teigs, Feuchtegehalt des Teigs, Ringspaltweite etc. ab.
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Bei sehr nassen und/oder weichen Extrudatsträngen (z. B. bedingt durch nur geringe oder keine Wasserverdampfung beim Düsenaustritt) sollte der Druck im Inneren für eine relativ lange Zeit aufrechterhalten werden, bis sich der Extrudatstrang durch weiteren Feuchteverlust und Materialveränderungen soweit verfestigt hat, dass er nicht durch die ihm eigene Elastizität wieder „zurückschnellt”. In einem solchen Fall kann eine relativ lange Zeit (bis zu 60 Sekunden) erforderlich sein. Durch Wärmezufuhr kann eine Abkühlung des Dampfes im Inneren der Röhre und damit ein Druckabfall durch Kondensation verzögert/verhindert werden.
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Unter einem ”ausreichend gasdichten Abschluss” wird erfindungsgemäß ein solcher verstanden, der ausreicht, um den zur gewünschten radialen Schlauchaufdehnung führenden Druck im Innern des Schlauchabschnitts aufrechtzuerhalten. Hierzu ist es nicht unbedingt notwendig, dass der Schlauchabschnitt gegen den Außendruck hermetisch abgeschlossen ist; ein entsprechender Druck lässt sich auch über einen variablen Spalt, beispielsweise zwischen zwei Quetschwalzen oder dem Außendurchmesser des Dorns und dem Innendurchmesser des Schlauchabschnitts am Beginn des Dorns einstellen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Wandstärken von
in den kochextrudierten Produkten erreichen, wobei D
p in [mm] und ρ
Extr. in [g/cm
3] angegeben wird und K 0.8, bevorzugt 0.5, besonders bevorzugt 0.4, beträgt und die Dimension von K so bemessen ist, dass D
p in [mm] und ρ
Extr. in [g/cm
3] angegeben werden kann.
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Im Anschluss an das erfindungsgemäße Verfahren kann der Schlauch mit reduzierter Wandstärke dann konfektioniert werden. So kann er z. B. aufgeschnitten werden und mit einer fett- oder wasserbasierenden Creme, einer (ggf. aufgeschlagenen) kohlenhydrathaltigen Masse oder einem Feststoff (z. B. Nuss- oder Mandelsplitter) gefüllt werden und ggf. anschließend wieder geschlossen werden. Er kann – mit oder ohne Füllung – zusammengedrückt werden, so dass ein drei- oder -mehrlagiges Produkt entsteht (Laminat); er kann mit den unterschiedlichsten Muster geprägt werden oder ausgestanzt werden.
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Die so erhaltenen sehr dünnwandigen Produkte unterscheiden sich von nach dem Stand der Technik beispielsweise durch Walzen nach dem Extrudieren hergestellten dünnwandigen Produkten dadurch, dass deren Textur nicht komprimiert ist und die Blasen nicht kollabiert/verdichtet sind.
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Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Produkte sind neu. Sie können beschrieben werden als dreidimensionale poröse Produkte, bestehend aus einem temperaturbehandelten Lebensmittelteig und darin eingebetteten Hohlräumen, wobei mindestens 90% aller Hohlräume annähernd einem abgeplatteten (oblate) Rotationsellipsoiden gleichen mit den Halbachsen a1 und a2 (= große Halbachsen) und b (= kleine Halbachse) – siehe 1 –, wobei die Rotation um die kleine Halbachse b erfolgt und wobei das Verhältnis von a1:b und a2:b im Bereich von 1.5:1 bis 20:1 liegt und wobei die Längen a1 und a2 sich um maximal 20% unterscheiden.
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Bevorzugt liegt das Verhältnis von a1:b und a2:b im Bereich von 5:1 bis 15:1, besonders bevorzugt im Bereich von 8:1 bis 12:1. Bevorzugt unterscheiden sich die beiden großen Halbachsen a1 und a2 um maximal 20%, besonders bevorzugt um maximal 5%; ganz besonders bevorzugt sind a1 und a2 annähernd gleich, d. h. sie unterscheiden sich um 0 bis 3%.
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Bei der Definition des Ausdrucks ”annähernd einem abgeplatteten Rotationsellipsoiden gleichen” ist zu berücksichtigen, dass es sich bei dem Produkt um ein Naturprodukt handelt. Dies bedeutet, dass die Begrenzungslinien der realen Formkörper (der Poren) in der Regel keine kontinuierlichen Linien darstellen, sondern dass die Formkörper eher polyedrischer Natur sind. Die idealisierte rotationsellipsoide Gestalt ist dann die, die der polyedrischen Gestalt am nächsten kommt und das gleiche Volumen aufweist. Zur Bestimmung dieser Porengestalt und zur Transformation der realen Gestalt in die idealisierte Gestalt sowie zur Bestimmung ihrer Dimensionen geht man zweckmäßiger weise so vor, dass man die Porengestalt optisch – z. B. mit einem Mikroskop – einmal an einem Schnitt entlang der Ebene, die durch die Extrusionsachse (a1) und den Umfang (a2) des extrudierten Schlauchs gebildet wird (Schnitt A), und einmal an einem Schnitt entlang der Ebene, die durch die Extrusionsachse (a1) und den Radius (b) des extrudierten Schlauchs gebildet wird (Schnitt B), bestimmt. Die entsprechenden Schnittebenen können dann mittels eines handelsüblichen Grafikprogramms dargestellt (digitalisiert) und ausgewertet werden. Auf den Abbildungen des Schnitts A sind die Poren als Polyeder mit annähernder Kreisform (a1 ≈ a2) oder Ellipsenform (a1 ≠ a2) zu erkennen; in denen des Schnitts B als ”Hohlstäbchen” bzw. Polyeder mit elongierter Ellipsenform (a1 ⊥ b). Ebenfalls mittels handelsüblicher Software lässt sich aus den beiden digitalisierten Abbildungen die Schnittfläche jeder sichtbaren Pore ermitteln und in eine flächengleiche Ellipse umwandeln. Diese Umwandlung geschieht so, dass man von jeder Fläche den maximalen Durchmesser ermittelt, die Hälfte dieses Durchmessers der a1-Achse des Ellipsoiden zuordnet und aus den jeweiligen Flächen die beiden anderen Achsen a2 und b errechnet. Aus zehn (10) vermessenen Poren aus jedem Schnitt (A und B) ermittelt man dann die arithmetischen mittleren Dimensionen der Achsen a1, a2 und b, die bei erfindungsgemäßen Produkten in den oben genannten Bereichen liegen.
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Die Textur/Härte des erfindungsgemäßen porösen, expandierten Produktes wird bestimmt von der Anzahl und Größe der Poren, besonders aber durch die Dicke des die Poren umgebenden Materials, d. h. die Wände zwischen den Poren. Bei einer Dehnung werden diese Wände zwischen den Poren dünner, was zu einer Texturveränderung in Richtung soft, weniger hart führt.
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Da die Kochextrusion das elementare Ziel hat, ursprünglich harte, kompakte Materialien in ihrem Volumen so zu vergrößern, dass ein angenehm rösches, knuspriges Produkt entsteht, kann die Erfindung auch angewendet werden bei Rohstoff-Zusammensetzungen, die kaum expandierfähig sind und ohne oder nach nur axialer Dehnung als zu hart empfunden werden.
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Eine Möglichkeit in der Vergangenheit, dünnwandigere Produkte mit attraktiver Textur herzustellen, bestand darin, dass die Stränge nach dem Düsenaustritt mit einer Geschwindigkeit größer der Austrittsgeschwindigkeit abgezogen wurden. Solche Produkte sind leicht in der Dicke reduziert und weisen eine deutliche Dehnung in der Fließachse auf. Sofern sie durch Wasserdampf oder andere Gase zusätzlich expandiert wurden, zeigen die Poren/Blasen eine deutliche Längsorientierung auf, die, im Unterschied zu gewalzten Produkten, jedoch eine von Konsumenten nicht negativ beurteilte Textur aufweisen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man Produkte, die mit herkömmlichen Verfahren bisher nicht erhältlich waren. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zusätzlich zur möglichen Dehnung in Längsrichtung durch den Innendruck eine radiale Dehnung bewirkt, welche sich positiv auf die Textur des Endprodukts auswirkt; die gestreckten Poren verleihen dem Produkt eine andere Festigkeit, welches ein verbessertes Mundgefühl erzeugt.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, der ebenfalls zu neuen Produkteigenschaften führt, tritt bei der Variante auf, bei der der Schlauch mit einem Gas, z. B. Luft, aufgeblasen wird: Durch das Aufblasen wird Feuchtigkeit aus dem Inneren der Röhre nach außen getrieben. Es erfolgt quasi eine „Innentrocknung”. Die eingeblasene Luft tritt (zum Teil) aus den Poren des Extrudatschlauchs aus. Dabei wird Feuchte aus dem Extrudat entfernt.
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Damit wird verhindert, dass sich eine größere Kondensatmenge im Schlauch bildet, die das Extrudat auf der Innenseite anlösen kann und damit nachteilig verändern kann. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Schlauch zusätzlich mit Füllmassen gefüllt wird. Diese können durch Kondensat erheblich geschädigt werden und so die Produktqualität vermindern.
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Durch Aufwärmen des eingeleiteten Gases kann das Trocknen von innen weiter verstärkt werden.
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Bei einer entsprechend hohen Porosität des Extrudatschlauchs kann die eingeblasene Luft die Form eines echten Gasstroms annehmen, der nicht nur zum Aufbau eines statischen Drucks benutzt werden kann, sondern über den sogar Feststoffe (Nusssplitter, Schokoladensplitter etc.) in das Schlauchinnere befördert werden können.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass breite Extrudat-Teppiche hergestellt werden können, wobei Breiten von 40 cm und mehr erzielt werden können. Die Streifenbreite von Extrudaten nach dem Stand der Technik ist beschränkt, da es schwierig ist, eine Teigmasse im Inneren des Extruders auf einen breiten Schlitz gleichmäßig zu verteilen. Durch das Aufblasen großer Extrudatröhren können sehr gleichmäßige breite Teppiche hergestellt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert:
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Beispiel 1 (Dünnwandprodukt ”Hafer”)
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Es wurde ein Teig mit folgender Rezeptur hergestellt:
| | Gew.-% |
| Maismehl | 16 |
| Reismehl | 19 |
| Hafer | 56 |
| Weizenkleie | 5 |
| Zucker | 3 |
| Salz | 1 |
| Summe | 100 |
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Dieser wurde dann in einem Extruder (Schaaf Technologie GmbH, Bad Camberg, DE) bei den folgenden Bedingungen extrudiert:
Düsenabmessung: 18.3 × 20 mm Schlitzweite: 0.85 mm
Extrusionstemperatur 139°C
| Variante | | Innendurchmesser [mm] | Außendurchmesser [mm] | Wandstärke [mm] | Kennzahl |
| A | Rohr frei expandierend | 19 | 26 | 3.5 | 1.260 |
| B | Rohr gezogen | 14 | 20 | 3 | 1.080 |
| C | Rohr mit Quetschwalze | 21 | 25 | 2 | 0.720 |
| D | Rohr mit Druckluft | 29 | 31.5 | 1.25 | 0.450 |
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Varianten A und B sind Vergleichsbeispiele; Varianten C und D sind erfindungsgemäße Produkte. Bei Produkt C wurde der erhaltene Extrudatschlauch 200 cm nach Verlassen der Düse mit einem Quetschwalzenpaar auf 5 mm zusammengedrückt. Bei Produkt D wurde der aufgeblasene Schlauch längs aufgeschnitten, entfaltet und mit einer Prägemaschine zu ovalen Chips geschnitten/geformt.
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Produkt D hatte die folgenden Eigenschaften:
| Produktdicke | 1.25 mm |
| Dichte | 0.36 g/cm3 |
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Das Extrudat besitzt eine relativ große Dichte und wird als zu hart empfunden, wenn es dicker ist als 2.5 mm. Die besten organoleptischen Eigenschaften besitzt Variante D, sie ist dünn und knusprig.
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Beispiel 2 (Dünnwandprodukt ”Linse”)
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Es wurde ein Teig mit folgender Rezeptur hergestellt:
| | Gew.-% |
| Linsenmehl | 70 |
| Kartoffelmehl | 29 |
| Salz | 1 |
| Summe | 100 |
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Dieser wurde dann in einem Extruder (Schaaf Technologie GmbH, Bad Camberg, DE) bei den folgenden Bedingungen extrudiert:
Düsenabmessung 63.2 × 64.8 mm Schlitzweite 0.8 mm
Extrusionstemperatur 135°C
| Variante | | Innendurchmesser | Außendurchmesser | Wandstärke | Kennzahl |
| E | Rohr frei expandierend | 80 | 89 | 4.5 | 1.504 |
| F | Rohr gezogen | 68 | 74 | 3 | 1.003 |
| G | Rohr mit Quetschwalze | 145 | 149 | 2 | 0.668 |
| H | Rohr mit Druckluft | 290 | 292.4 | 1.2 | 0.401 |
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Varianten E und F sind Vergleichsbeispiele; Varianten G und H sind erfindungsgemäße Produkte. Bei Produkt G wurde der erhaltene Extrudatschlauch 300 cm nach Verlassen der Düse mit einem Quetschwalzenpaar auf 4 mm zusammengedrückt. Bei Produkt H wurde der aufgeblasene Schlauch längs aufgeschnitten, entfaltet und mit einer Prägemaschine in dreieckige Stücke geschnitten.
- E
- ergibt dickwandige, sehr harte Produkte,
- F
- ergibt leicht verringerte Dicke, ist jedoch immer noch wesentlich zu hart,
- G
- ergibt bereits Produkte mit guten, knusprigen Eigenschaften,
- H
- ist sehr dünnwandig mit hervorragendem Biss/Knusprigkeit
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Während bei F (Stand der Technik) die maximale Teppichbreite zur Weiterverarbeitung lediglich 214 mm ergibt, erhält man bei H eine Teppichbreite von über 900 mm Breite.
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Produkt H hatte die folgenden Eigenschaften:
| Produktdicke | 1.2 mm |
| Dichte | 0.33 g/cm3 |
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Beispiel 3 (Dünnwandprodukt ”Schoko”)
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Es wurde ein Teig mit folgender Rezeptur hergestellt:
| | Gew.-% |
| Reismehl | 30 |
| Zucker | 30 |
| Weizenmehl | 25 |
| Weizenkleie fein gemahlen | 5 |
| Kakao | 6 |
| Vollfett Milchpulver | 3 |
| Salz | 1 |
| Summe | 100 |
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Dieser wurde dann in einem Extruder (Schaaf Technologie GmbH, Bad Camberg, DE) bei den folgenden Bedingungen extrudiert:
Düsenabmessung 7.0 × 8.7 mm Schlitzweite 0.85 mm
Extrusionstemperatur 159°C
| Variante | | Innendurchmesser | Außendurchmesser | Wandstärke | Kennzahl |
| I | Rohr frei expandierend | 10 | 16 | 3 | 0.990 |
| J | Rohr gezogen | 8 | 13 | 2.5 | 0.825 |
| K | Rohr mit Quetschwalze | 17 | 21.2 | 2.1 | 0.693 |
| L | Rohr mit Druckluft | 19 | 22.6 | 1.8 | 0.594 |
| Produktdicke/Lage | 0.184 | cm |
| Dichte | 0.33 | g/cm3 |
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Varianten I und J sind Vergleichsbeispiele; Varianten K und L sind erfindungsgemäße Produkte. Bei Produkt K wurde der erhaltene Extrudatschlauch 350 cm nach Verlassen der Düse mit einem Quetschwalzenpaar auf 4 mm zusammengedrückt. Bei Produkt L wurde der aufgeblasene Schlauch längs aufgeschnitten, entfaltet, flachgelegt und dann paarweise jeweils zwei Streifen übereinander in einer Prägemaschine zu dreieckigen Tüten geformt/geschnitten.
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Beispiel 4 (DünnwandProdukt ”Schoko” coextrudiert)
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Düse, Rezeptur und Extrusionsbedingungen wie in vorherigem Beispiel. Die Schokolade wurde jedoch in das geschlossene Rohr zusammen mit der Druckluft eingeblasen. Die Quetschwalze wurde etwa 12 m entfernt von der Düse angeordnet. Bei einer Fließgeschwindigkeit von 0.4 m/s ergibt sich eine Zeit von 30 Sekunden.
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Bedingt durch die Porosität der Röhre kann eine relativ große Luftmenge eingeblasen werden. Die Luft entfernt die bei der Expansion entstehende Feuchtigkeit und verhindert Kondensatbildung an der kälteren Schokolade. Die Qualität der erhaltenen Produkte ist herausragend besser als vergleichbare Produkte, die nach dem Stand der Technik hergestellt wurden.
