DE19501052C1

DE19501052C1 - Schneckenpresse zur Formung von Weichzuckermassen zu Strängen

Info

Publication number: DE19501052C1
Application number: DE19501052A
Authority: DE
Inventors: Roland Zoller; Claudia Zoller
Original assignee: E Zoller GmbH and Co KG
Current assignee: E Zoller GmbH and Co KG
Priority date: 1995-01-16
Filing date: 1995-01-16
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: FR2729330B3; FR2729330A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zur Formung von Weich zuckermassen zu Strängen mit wenigstens einer Schneckenkammer, wenigstens einer Zuführeinrichtung an der Schneckenkammer, wenigstens einer Abführeinrichtung an der Schneckenkammer, wenigstens einer Schnecke, deren Schneckengänge die Weichzuckermasse von der Zuführeinrichtung zur Abführeinrichtung transportie ren, und einem Schneckenantrieb.

Um Zuckermassen zu Endprodukten - beispielsweise Bonbons oder Kaugummi - verarbeiten zu können, ist es erforderlich, die Masse zu einem Strang zu pressen. Dies wird derzeit dadurch erreicht, daß die Zuckermassen durch herkömmliche Ex truder schneckengepreßt werden. Hierbei wird die zu extrudierende Masse meist drucklos durch einen Eingabetrichter in die Schneckenkammer eingeführt, durch die rotierenden Extruderschnecken im Schneckengehäuse transportiert und dabei derart verdichtet, daß ein Druck entsteht, der geeignet ist, die Masse mit der gewünschten Geschwindigkeit aus den im Düsenkopf eingebauten Profildüsen herauszupressen.

Die zu verarbeitenden Zuckermassen, die normalerweise ein spezifisches Gewicht von 1,4 kg/dm³ aufweisen, werden vor Einleiten in die Schneckenpresse derart be lüftet, daß ihr spezifisches Gewicht auf 0,4 bis 1,2 kg/dm³ abgesenkt wird. Diese Masse, die nach dem Belüften meist noch eine Temperatur von 80 bis 120°C hat, kann vor der Verarbeitung in der Schneckenpresse entweder auf 40°C bis 60°C auf Kühltischen, Kühlwalzen oder Kühlbändern abgekühlt werden oder in die Schneckenpresse direkt nach dem Belüften mit 80°C bis 120°C zugeführt und wäh rend des Extrudierprozesses abgekühlt werden.

Das erste Verfahren weist den Nachteil auf, daß es zum einen einen zusätzlichen Ar beitsschritt umfaßt und zum anderen die Masse beim Abkühlen der Luftsauerstoffat mosphäre ausgesetzt ist, so daß ein erheblicher Anteil der in die Zuckermasse zuvor eingebrachten Luft entweichen kann. Außerdem ist die abgekühlte Masse bei Zufüh rung in den Extruder bereits so starr, daß sie nur sehr schwer extrudiert werden kann, wobei während des Extrudierens durch die Kompression der Masse ein weite rer Luftanteil austritt, so daß mit diesem Verfahren das spezifische Gewicht der ex trudierten Stränge über 1,18 kg/dm³ liegt.

Beim zweiten Verfahren kann die Masse zwar in einem geschlossenen System dem Extruder zugeführt werden, unterhalb des über der Schnecke angebrachten Zuführ trichters wird die Masse jedoch derart geknetet, daß die Luft in Lufteinschlüsse sepa rieren kann, die mit der Masse zur Extruderdüse transportiert werden und nach dem Austritt der Masse aus der Schneckenpresse zerplatzen. Auch bei diesem Verfahren kann ein spezifisches Gewicht der extrudierten Stränge, das unterhalb von 1,15 kg/dm³ liegt, nicht erreicht werden.

Mit der DE-OS 24 61 543 ist eine Vorrichtung zur Entkristallisierung von Zucker materialien zwecks Herstellung von Confiserie- und Zuckerwaren bekanntge worden. Dabei handelt es sich um einen gleichläufigen Doppelextruder mit käm menden Schnecken, der zur Herstellung von Strängen mit einem niederen spe zifischen Gewicht jedoch nicht geeignet ist.

Schneckenpressen nach dem Stand der Technik weisen eine Schneckenkammer, eine oder mehrere darin angeordneten Schnecken, einen auf die Schneckenkammer auf gesetzten Einfülltrichter, der im Bereich der Schnecke in die Schneckenkammer mün det, sowie eine vor dem freien Schneckenende angeordnete Auslaßöffnung mit Düse auf. Eine Stauscheibe schließt die Schnecke am andere Schneckenende ab. Die Schnecken werden mit einem Motor angetrieben, der auf eine Welle wirkt, auf der die Schnecke aufgesetzt ist. Die zu verarbeitende Masse wird dem Extruder über den Einfülltrichter zugeführt und durch die Schnecke zur vor dem freien Schneckenende angeordneten Auslaßöffnung gefördert. Innerhalb der Schneckenkammer baut sich dabei zwischen der Auslaßöffnung und der Abschlußscheibe ein ansteigender Druck auf, der dazu führt, daß Massenstränge aus der Düse herausgetrieben werden. Der ansteigende Druck hat aber auch zur Folge, daß die der Masse zugegebene Luft in Lufteinschlüsse separieren und entweder über den Trichter oder die Düse zusam men mit der Masse entweichen kann, so daß der aus der Düse herausgepreßte Mas sestrang ein spezifisches Gewicht von mehr als 1,15 kg/dm³ aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneckenpresse der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, in einem geschlossenen Verarbeitungspro zeß aus der Zuckermasse Stränge mit einem spezifischen Gewicht von 0,8 bis 1,2 kg/dm³ und einer Austrittstemperatur von 40°C bis 60°C herzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zuführeinrichtung dem Schneckenende gegenüberliegt, die Abführeinrichtung im Schneckenbereich der Schneckenkammer angeordnet ist, die Schnecke ein erstes Schneckenelement und ein zweites Schneckenelement aufweist, deren jeweiligen Schneckengänge ge gensinnig gewunden sind und die Stoßstelle des ersten Schneckenelementes und des zweiten Schneckenelementes im Bereich der Abführeinrichtung liegt.

Durch die Vertauschung der Anordnung der Zuführ- und Abführeinrichtung an der Schneckenpresse gegenüber dem Stand der Technik, dreht sich die Schnecke nahezu ohne Kraftanwendung in die der Schneckenpresse zugeführte Weichzuckermasse hinein und fördert diese zur Abführöffnung. Die vorher belüftete Zuckermasse wird somit über die Zuführeinrichtung in die Zuführöffnung eingeleitet und von der Schnecke in die Schneckenkammer eingezogen, wobei keine Luft entweichen und sich auch kein zur Austreibung der in die Masse eingebrachten Luft ausreichender Druck innerhalb der Schneckenpresse aufbauen kann.

Um die Schneckenpresse universell einsetzen zu können, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Abführeinrichtung als auswechselbares Anschluß stück ausgebildet, welches in Richtung zum Schneckenantrieb unter einem Winkel zwischen 30 und 90 Winkelgraden zur Schneckenlängsachse steht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt die Stoßstelle zwischen dem ersten Schneckenelement und dem zweiten Schneckenelement der Abführeinrich tung gegenüber, was beispielsweise die Zuführung von Weichzuckermassen von beiden Schneckenenden her ermöglicht.

Zur Unterstützung der homogenen Durchmischung der zu verarbeitenden Masse ist zweckmäßiger Weise vorgesehen, daß die Schneckengänge des ersten und/oder zweiten Schneckenelementes verschiedene, dem Prozeß angepaßte Steigungen besit zen.

Die lösbare Befestigung der Schneckenelemente auf einer Schneckenwelle erleichtert vorteilhafterweise das Austauschen der Schneckenelemente bei geändertem Prozeß ablauf in der Schneckenpresse.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schneckenpresse Be standteil eines geschlossenen Systems zur Herstellung und Verarbeitung von Weich zuckermassen. In einer derartigen Anlage ist mit Vorteil vorgesehen, daß die Zuführ einrichtung eine Rohrleitung ist, die beispielsweise von der Belüftungseinrichtung der Anlage kommend in die Schneckenpresse mündet.

Um zu verhindern, daß Weichzuckermassen sich am Übergang von der Rohrleitung zur Schneckenpresse aufstauen, besitzt die Rohrleitung vorteilhafterweise die gleiche lichte Weite wie die Schneckenkammer an der Flanschverbindung.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abführ einrichtung wenigstens eine Strangformdüse besitzt, um die Weichzuckermassen zu einem bearbeitbaren Strang zu formen.

Um die mit einer Temperatur von 80° bis 120°C der Schneckenpresse zugeführte Weichzuckermasse während des Extrudierprozesses auf eine Austrittstemperatur von 40°C bis 60°C kühlen zu können, weist die Schneckenpresse in einer vorteilhaf ten Ausgestaltung Kühleinrichtungen zum Kühlen der Weichzuckermasse auf, die beispielsweise an den Wänden der Schneckenkammer und/oder im Inneren der Schnecke angeordnet sein können.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schneckenpresse in vereinfachter Darstellung, in einem Längs schnitt;

Fig. 2 einen Schneckenantrieb in vereinfachter Darstellung, in einem Längsschnitt;

Fig. 3 zwei hintereinandergeschaltete Schneckenpressen in vereinfachter Darstellung, im Längsschnitt;

Fig. 4 zwei parallelgeschaltete Schneckenpressen in vereinfachter Darstel lung, in Draufsicht;

Fig. 5 eine Schneckenpresse mit zwei nebeneinanderliegenden Schnecken, die im gleichen Schneckengehäuse angeordnet sind, in vereinfachter Darstellung, im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneckenpresse. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß entgegen den herkömmlichen Vorrichtungen die Zu führöffnung 1 für die Einleitung beispielsweise der belüfteten Zuckermasse aus der als Rohrleitung ausgebildeten Zuführeinrichtung 2 in die Schneckenkammer 3 dem freien Schneckenende 4 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Rohrleitung weist den im wesentlichen gleichen Querschnitt wie die Zuführöffnung 1 auf. Die in der Schneckenkammer 3 liegende Schnecke 5 ist im vorliegendem Ausführungsbeispiel rechtsgängig ausgeführt und wird zur Förderung der Zuckermasse von der Zuführ öffnung 1 zur Abführöffnung 6 im Uhrzeigersinn gedreht. Bei einer linksgängigen Schnecke erfolgt eine Drehung entsprechend entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Schnecke wird also bei Verwendung desselben Schneckenganges in der erfindungs gemäßen Schneckenpresse gerade entgegengesetzt zur Richtung konventioneller Ex truder (siehe z. B. E. Harms, Kautschukextruder, Krausskopf-Verlag, Mainz, 1974) gedreht. Die Abführöffnung 6 zum Abführen der in der Schneckenkammer 3 verar beiteten Masse ist an der Unterseite der Schneckenkammer 3 im Schneckenbereich 7 angeordnet. Die an die Abführöffnung 6 anschließende Abführeinrichtung 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von 90° zur Schnecken längsachse 9 angeordnet und verjüngt sich von der Abführöffnung 6 weg in Rich tung der Strangformdüsen 10. Es kann aber auch vorgesehen sein, die Abführein richtung 8 als Anschlußstück auszubilden, das in Richtung des Schneckenantriebes unter einem Winkel (α), der zwischen 30 und 90 Winkelgraden liegt, zur Schnecken längsachse 9 steht. Die Schnecke 5 selbst ist zweiteilig ausgebildet und weist ein er stes Schneckenelement 11 und ein zweites Schneckenelement 12 auf, deren jeweili gen Schneckengänge 13 und 14 gegensinnig gewunden sind. In dem Ausführungs beispiel ist das erste Schneckenelement 11 von der Zuführöffnung 1 her rechtsgängig und das zweite Schneckenelement 12 linksgängig ausgeführt. Die Stoßstelle 15 des ersten und des zweiten Schneckenelementes 11 und 12 liegt im Bereich der Abführ einrichtung 8. Durch diese Ausbildung und Anordnung der Schnecke 5 wird die von der Zuführöffnung 1 her geförderte Masse in die Abführeinrichtung 8 geleitet und ein Weitertransport der Masse über die Abführöffnung 6 hinaus in Richtung zu ih rem Antrieb unterbunden. Die Expansion der Zuckermassen nach Verlassen der Strangformdüse 10 verhindert ein Herausdrängen der in die Masse vor Einleitung in die Schneckenpresse eingebrachten Luft, so daß Massenstränge mit einem bislang nicht erreichten sehr niedrigen spezifischen Gewicht von 0,8 kg/dm³ bis zu 1,2 kg/dm³ die Strangformdüsen 10 verlassen.

In Fig. 2 ist beispielhaft die Antriebseinrichtung der erfindungsgemäßen Schneckenpresse dargestellt. Die innerhalb der Schneckenkammer 3 angeordnete Schnecke 5 ist lösbar auf einer Schneckenwelle 16 befestigt, die von einem Antriebs motor 17 angetrieben wird. Die Schneckenkammer 3 ist gegenüber dem Motorbe triebsraum 18 durch eine Wand 19 abgetrennt, die eine Wandöffnung 20 aufweist, durch welche die Schneckenwelle 16 in den Motorbetriebsraum 18 geführt wird. Bei der erfindungsgemäßen Schneckenpresse ist die Kupplung 21, welche die Schneckenwelle 16 mit dem Antriebsmotor 17 verbindet, hinter der Wand 19 ange ordnet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schneckengänge 13 und 14 der Schneckenelemente 11, 12 stetig sich verändernde Steigungen aufweisen. Hierdurch wird bekanntermaßen eine homogene Durchmi schung der Masse unterstützt.

Die Ausbildung der Schnecke 5 der Schneckenpresse mit einem ersten und einem zweiten Schneckenelement 11 und 12, die gegensinnig gewundene Schneckengänge aufweisen, ermöglicht auch den Bau von Mehrfachschneckenpressen bzw. Mehr fachstrangpreßvorrichtungen wie beispielhaft in Fig. 3 dargestellt. Solche Mehr fachstrangpreßvorrichtungen oder auch Co-Extruder ermöglichen es, durch Zufüh rung von Masse sowohl vom linksseitigen als auch rechtsseitigen Schneckenende 22, 23 her, zwei Stränge aus unterschiedlichen Massen im Bereich der Abführeinrich tung 8 zu mischen und gemeinsam aus den Strangformdüsen 10 herauszupressen. Dies ist insbesondere bei der Herstellung beispielsweise von Bonbons, die einen Kern aus einer ersten Masse und eine Umhüllung aus einer zweiten Masse besitzen, von Vorteil. Die Zuführung der Massen geschieht wie beim ersten Ausführungsbei spiel durch Rohrleitungen, die einen ersten senkrecht und einen zweiten koaxial zur Schneckenwelle 16 verlaufenden Abschnitt 24 und 25 aufweisen, und im wesentli chen denselben Querschnitt wie die Zuführöffnungen 1 zu den Schneckenkammern 3 besitzen. Durch die Anordnung der Schnecken auf einer Schneckenwelle 16, die von einem gemeinsamen Motor 17 angetrieben wird, ist es möglich, mehrere der er findungsgemäßen Schneckenkammern 3 hintereinanderzuschalten.

Anstatt mehrere Schneckenkammern 3 hintereinanderzuschalten, ist es auch denk bar, Schneckenkammern 3, wie in Fig. 4 dargestellt, parallelzuschalten und mit ei ner gemeinsamen Zuführeinrichtung 2 zu versehen.

In der in Fig. 5 dargestellten weiteren Ausführungsform sind die parallelgeschalte ten Schnecken 5 nebeneinanderliegend in derselben Schneckenkammer 3 angeord net.

Um die Masse, die der erfindungsgemäßen Schneckenpresse mit einer Temperatur von 80°C bis 120°C zugeführt wird, auf 45°C bis 60°C an den Strangformdüsen 10 abzukühlen, damit die austretenden Stränge formstabil sind, sowie die während des Prozeßablaufes in der Schneckenkammer 3 erzeugte Wärme abzuführen, können bei allen erfindungsgemäßen Schneckenpressen Kühleinrichtungen 26 an den Außen wänden der Schneckenkammer 3 vorgesehen sein. Eine weitere Verbesserung der Kühlung wird erreicht, wenn die Schneckenwelle 16 als Hohlwelle ausgebildet ist, in deren Innerem Kühlschlangen 27 verlaufen.

Mit der erfindungsgemäßen Schneckenpresse ist erstmals die Herstellung von Weichzuckermassensträngen mit einem spezifischen Gewicht von 0,4 bis 1,2 kg/dm³ und einer Austrittstemperatur von 45°C bis 60°C möglich.

Bezugszeichenliste

1 Zuführöffnung
2 Zuführeinrichtung
3 Schneckenkammer
4 Schneckenende
5 Schnecke
6 Abführöffnung
7 Schneckenbereich
8 Abführeinrichtung
9 Schneckenlängsachse
10 Strangformdüse
α Winkel
11 erstes Schneckenelement
12 zweites Schneckenelement
13 Schneckengang des ersten Schneckenelementes
14 Schneckengang des zweiten Schneckenelementes
15 Stoßstelle
16 Schneckenwelle
17 Antriebsmotor
18 Motorbetriebsraum
19 Wand zwischen Motorbetriebsraum und Schneckenkammer
20 Wandöffnung
21 Kupplung
22 linksseitiges Schneckenende
23 rechtsseitiges Schneckenende
24 senkrechter Rohrabschnitt
25 koaxialer Rohrabschnitt
26 Kühleinrichtung
27 Kühlschlangen

Claims

1. Schneckenpresse zur Formung von Weichzuckermassen zu Strängen mit

- wenigstens einer Schneckenkammer,
- wenigstens einer Zuführeinrichtung an der Schneckenkammer,
- wenigstens einer Abführeinrichtung an der Schneckenkammer,
- wenigstens einer Schnecke, deren Schneckengänge die Weichzuckermassen von der Zuführeinrichtung zur Abführeinrichtung transportieren, und
- wenigstens einem Schneckenantrieb

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Zuführeinrichtung (2) liegt dem Schneckenende (4) gegenüber,
- die Abführeinrichtung (8) ist im Schneckenbereich (7) der Schneckenkammer (3) angeordnet,
- die Schnecke (5) weist ein erstes Schneckenelement (11) und ein zweites Schneckenelement (12) auf, deren jeweiligen Schneckengänge (13 und 14) gegen sinnig gewunden sind, und
- die Stoßstelle (15) des ersten Schneckenelementes (11) und des zweiten Schneckenelementes (12) liegt im Bereich der Abführeinrichtung (8)
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführeinrichtung (8) als Anschlußstück ausgebildet ist, welches in Richtung zum Schneckenantrieb unter einem Winkel (α) zwischen 30 und 90 Winkelgraden zur Schneckenlängsachse (9) steht.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstelle (15) zwischen dem ersten Schneckenelement (11) und dem zweiten Schneckenelement (12) der Abführeinrichtung (8) gegenüberliegt.

4. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schneckengänge (13) des ersten Schneckenelementes (11) ver schiedene Steigungen aufweisen.

5. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schneckengänge (14) des zweiten Schneckenelementes (12) verschiedene Steigungen besitzen.

6. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schnecke (5) eine Schneckenwelle (16) aufweist, auf welcher das erste Schneckenelement (11) und das zweite Schneckenelement (12) lösbar befe stigt sind.

7. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zuführeinrichtung (2) eine Rohrleitung ist.

8. Schneckenpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung die gleiche lichte Weite wie die Schneckenkammer (3) aufweist.

9. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abführeinrichtung (8) wenigstens eine Strangformdüse (10) besitzt.

10. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß Kühleinrichtungen (26) zum Kühlen der Weichzuckermasse vor gesehen sind.

11. Schneckenpresse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kühleinrichtungen (26) an den Wänden der Schneckenkammer (3) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß Kühleinrichtungen (26) im Innern der Schnecke (5) vorgesehen sind.