DE3781983T2

DE3781983T2 - Verfahren und vorrichtung zum strangpressen, insbesondere von essbaren massen.

Info

Publication number: DE3781983T2
Application number: DE8787830266T
Authority: DE
Inventors: Pietro Ferrero
Original assignee: Ferrero SpA
Current assignee: Ferrero SpA
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1987-07-09
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2007-07-10
Also published as: ATE81069T1; ES2035104T3; IT8667561A0; US4820470A; AU589794B2; DE3781983D1; AU7590787A; EP0256995A3; GR3005863T3; IT1192834B; CA1272415A; EP0256995B1; EP0256995A2

Description

Diese Erfindung betrifft das Extrudieren von Massen durch ein Extrusionsrohr (Preßform), das ein Auslaßende mit vorgegebenen Diametralabmessungen besitzt, wobei die zu extrudierende Masse in das Rohr gedrückt wird und aus dem Auslaßende des Extrusionsrohrs im extrudierten Zustand im allgemeinen axial relativ zum Extrusionsrohr austritt.
Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt im Axialschnitt vereinfacht eine Extrusionsvorrichtung, die gemäß dem Stand der Technik arbeitet und nach der der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6 formuliert wurde. In diesem Fall ist die Masse, die extrudiert wird, allgemein mit dem Bezugszeichen M versehen. Das Extrusionsrohr oder die Preßform ist mit der Bezugsziffer 1 und sein Auslaßende, das um die Hauptachse 2 des Rohrs 1 gemittet ist, mit der Bezugsziffer 3 versehen.
Die Vorrichtung, mit der der notwendige Druck auf die zu extrudierende Masse M ausgeübt werden kann, um sie in das Extrusionsrohr 1 zu pressen, wird als allgemein bekannt vorausgesetzt. Weiters ist deren Aufbau für sich nicht von Bedeutung, weder für das Verständnis des technischen Problems, auf dem die Erfindung beruht, noch für das Verständnis der Lösung gemäß der Erfindung.
Der Anmelder hat beobachtet, daß dann, wenn ein Extrusionsaufbau, wie ihn Fig. 1 zeigt, dazu verwendet wird, um eine eßbare, teigige Masse, z.B. ein Chemisch von Zucker und Pektin, mit einer ziemlich hohen linearen Extrusionsgeschwindigkeit, z.B. in der Größenordnung von 10 bis 15m/min oder darüber, zu extrudieren, eine Verformung der extrudierten Masse auftritt, wodurch sie sich von der Hauptachse 2 des Extrusionsrohrs 1 wegbewegt, wie dies in Fig. 1 vereinfacht im unteren Teil dargestellt ist.
Dies tritt auch dann auf, wenn die Extrusion vertikal ausgeführt wird, d.h. dann, wenn das Rohr 1 so gehalten wird, daß seine Hauptachse 2 senkrecht liegt. Ohne daß sich der Anmelder in dieser Hinsicht auf eine bestimmte Theorie festlegen möchte, glaubt er Gründe dafür zu haben, daß die Durchbiegung der extrudierten Masse hauptsächlich der Erscheinung ein einer örtlich begrenzten Adhäsion der Außenwände der extrudierten Masse mit dem Rand des Endes 3 des Extrusionsrohrs 1 zuzuschreiben ist.
In jedem Fall verläuft die Biegung der extrudierten Masse so, daß dann, wenn die Masse nachher durch einen Schneidevorgang, der beispielsweise mit einem rotierenden Messer ausgeführt wird, in Stücke geteilt wird, die erhaltenen Stücke im allgemeinen gekrümmt oder sozusagen bohnen- oder bananenförmig ausgebildet sind.
Dieses Problem ist dann besonders schwerwiegend, wenn die von der extrudierten Masse erhaltenen Stücke dazu vorgesehen sind, um nachher der Reihe nach beschichtet zu werden, um Produkte herzustellen, die allgemein als "Dragees" bekannt sind.
Beispielsweise weist das vom Anmelder unter der Warenbezeichnung "TIC- TAC" vertriebene beschichtete Produkt einen Mittelteil auf, der aus einer Mischung von Zucker und Pektin hergestellt wird und eine zylindrische Form mit einer Länge von etwa 9mm und einem Durchmesser von etwa 2mm besitzt. Bisher mußte ein Formverfahren verwendet werden, um diese Mittelteile herzustellen, da es - aus den oben angeführten Gründen - nicht möglich war, ein Extrusionsverfahren und einen nachfolgenden Schneidevorgang zu verwenden.
Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zum Extrudieren von Massen und besonders eßbaren Massen durch ein Extrusionsrohr zu liefern, bei dem die oben erwähnten Probleme nicht auftreten, besonders im Hinblick auf die Möglichkeit, daß man im extrudierten Zustand eine Masse erhält, die sich am Auslaß des Extrusionsrohrs nicht biegt und damit in im wesentlichen zylindrische Stücke geteilt werden kann.
Erfindungsgemäß wird dieser Gegenstand mit Hilfe eines Verfahrens erreicht, das jene Merkmale besitzt, die im Anspruch 1 dargelegt sind.
Vorzugsweise bewegt sich die ringförmige Strömung in die gleiche Richtung wie die extrudierte Masse, wobei sie in einem Bereich erzeugt wird, der für einen bestimmten Abstand vom Auslaßende des Extrusionsrohrs in axialer Richtung zum Extrusionsrohr verläuft, wobei dann die extrudierte Masse in einem Schneidevorgang in Stücke geteilt wird, der innerhalb dieses Bereichs ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zum Extrudieren von eßbaren Massen, die im Anspruch 6 angeführt ist.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines nichteinschränkenden Beispiels und im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
Fig. 1 den stand der Technik, wobei sie bereits oben beschrieben wurde; und
Fig. 2 gleichfalls im Axialschnitt vereinfacht eine Vorrichtung, um das Extrusionsverfahren der Erfindung auszuführen.
In Fig. 2 wurden die gleichen Bezugsziffern 1 bis 3 verwendet, um Teile zu bezeichnen, die den bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Teilen entsprechen, d.h. das Extrusionsrohr, seine Hauptachse und seine Auslaßöffnung.
Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird nunmehr auf ein Extrusionsrohr 1 Bezug genommen, das so wie sein Auslaßende 3 einen vollständig kreisförmigen Querschnitt mit einem vorgegebenen Durchmesser besitzt.
Beispielsweise im Zusammenhang mit dem in der Einleitung der Beschreibung erwähnten Produkt kann die Öffnung 3 einen Durchmesser von etwa 2mm besitzen.
Ein rohrförmiger oder buchsenförmiger Körper, der mit der Bezugsziffer 4 versehen ist, besitzt eine zylindrische Durchgangsöffnung 5 mit einem etwas größeren Durchmesser als die Öffnung 3.
Der Körper 4 wird am Auslaß 3 des Extrusionsrohrs 1 angebracht, wobei er mit dessen Hauptachse 2 ausgerichtet ist.
Die Öffnung 5 des Körpers 4 bildet damit einen Rohrkanal, der als Verlängerung des Extrusionsrohrs 1 von dessen Auslaßende 3 und axial relativ zum Extrusionsrohr 1 verläuft.
Dieser Hilfs- oder Zusatz-Rohrkanal besitzt einen im allgemeinen größeren Durchmesser als der vorgegebene Durchmesser des Auslaßendes 3 des Extrusionsrohrs 1. Im Betrieb bildet damit die Wand des Hohlraums 5 einen ringförmigen Trennbereich rund um die Außenfläche der extrudierten Masse M, die aus dem Rohr 1 austritt.
Eine Quelle eines Druckfluids speist zumindest eine Versorgungsleitung 6, die sich in diesen Ringbereich öffnet, vorzugsweise neben dem Auslaßende 3 des Rohrs 1, wobei die Druckquelle beispielsweise eine Pumpeneinheit 7 enthält, die Luft (möglicherweise gereinigt und entfeuchtet) in die Röhre 5 mit einem relativen Druck im Bereich von 0,5 bis 1,5 Atmosphären und vorzugsweise etwa 1 Atmosphäre zuführt.
Durch den Betrieb der Pumpeneinheit 7 strömt Druckluft in den ringförmigen Trennbereich zwischen der Innenwand des Hohlraums 5 und der Masse M, die im extrudierten Zustand aus dem Extrusionsrohr 1 austritt.
Eine ringförmige Fluidströmung (Luft oder Gas) wird dadurch rund um das Auslaßende 3 des Extrusionsrohrs 1 erzeugt, wobei sie trachtet, aus dem Ringbereich am offenen Ende 5a des Hohlraums 5 gegenüber dem Auslaßende 3 des Extrusionsrohrs 1 auszutreten.
Die ringförmige Fluidströmung, die auf diese Weise erzeugt wird, ist um die Hauptachse 2 gemittet, wodurch sie sich axial zum Extrusionsrohr 1 in die gleiche Richtung wie die extrudierte Masse bewegt, die aus dem Auslaßende 3 des Extrusionsrohrs 1 austritt.
Die Aufgabe dieser ringförmigen Fluidströmung, die die Masse im extrudierten Zustand umgibt, besteht im wesentlichen darin, die Masse zu stabilisieren, um sie an einer Biegung zu hindern, wie dies vereinfacht in Fig. 1 im Zusammenhang mit dem Stand der Technik gezeigt wurde.
Anders ausgedrückt: die Strömung, die innerhalb des Hohlraums 5 errichtet wird (gebildet aus Luft, die ähnlich der extrudierten Masse auf einer Temperatur liegt, die im wesentlichen gleich der Umgebungstemperatur ist), bildet eine Art Rohrführung, die die extrudierte Masse umgibt und sie gerade hält, ohne daß jedoch wieder irgendeine körperliche Berührung mit der Wand des Hohlraums 5 erfolgt.
Obwohl man die besten Extrusionsergebnisse bei einem vertikalen Betrieb erhält, d.h. dann, wenn die Hauptachse 2, die dem Extrusionsrohr 1 und dem Hilfs-Rohrkanal 4 gemeinsam ist, vertikal gehalten wird, ist die Führung der extrudierten Masse durch die ringförmige Druckluftströmung auch dann wirkungsvoll, wenn das Verfahren so ausgeführt wird, daß die Achse 2 zur Senkrechten geneigt ist.
Ein Schneideelement ist allgemein mit der Bezugsziffer 8 versehen, wobei es beispielsweise aus einem Drehmesser besteht, dessen Klinge 9 auf die extrudierte Masse M wirkt, um sie am Auslaßende 5a des Hohlraums 5 in Stücke zu schneiden.
Der Anmelder konnte tatsächlich beobachten, daß man die qualitativ besseren Ergebnisse dann erhält, wenn der Schneidevorgang innerhalb jenes Bereichs ausgeführt wird, in dem die ringförmige Stabilisierungsströmung wirkt.
Die Wirkung dieser Strömung ist in einem Bereich ersichtlich, der in einem bestimmten Abstand vom Auslaßende 3 des Extrusionsrohrs 1 axial relativ zum Extrusionsrohr 1 verläuft. Die Wirkung nimmt allmählich mit einem zunehmenden Abstand vom Auslaßende 5a ab, in dem die ringförmige Strömung wirkt. Es wird daher bevorzugt, daß unmittelbar neben (und praktisch in Übereinstimmung mit) dem Auslaßende gearbeitet wird, d.h. innerhalb jenes Bereichs, in dem die ringförmige Fluidströmung wirkt.
Obwohl bei der Betrachtung die Verwendung einer Gasströmung bevorzugt wird, sei darauf hingewiesen, daß man funktionell gleichartige Ergebnisse erhalten kann, wenn im Hohlraum 5 eine Flüssigkeitsströmung (beispielsweise ein Nahrungsmittel-Schmierstoff) erzeugt wird, die unter Druck durch das Rohr 5 zugeführt wird.

Claims

1. Verfahren zum Extrudieren einer Masse (M) durch ein Extrusionsrohr (1) einer Preßform, wobei das Extrusionsrohr ein Auslaßende (3) besitzt, das um die Hauptachse (2) des Extrusionsrohrs (1) gemittet ist, um eine zylindrisch geformte, extrudierte Masse zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß dazu, um eine Biegung der extrudierten Masse zu verhindern, ein Rohrkanal (4) vorgesehen ist, wobei der Rohrkanal (4) als Verlängerung des Extrusionsrohrs (1) von dessen Auslaßende (3) axial relativ zum Extrusionsrohr (1) verläuft, wobei der Rohrkanal (4) die Form eines Innenzylinders mit einem Durchmesser besitzt, der größer als der Durchmesser des Auslaßendes (3) ist, um einen ringförmigen Trennbereich rund um die Zylinderfläche der extrudierten Masse zu bilden, wobei der Rohrkanal (4) eine Leitung (6) besitzt, die sich in den ringförmigen Trennbereich öffnet, wobei die Leitung (5) mit einer Druckfluid-Quelle (7) verbunden ist, wobei die extrudierte Masse innerhalb des Trennbereichs ausschließlich von der erzeugten ringförmigen Strömung des Fluids geführt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Erzeugung der ringförmigen Fluidströmung in einem Bereich (5) aufweist, der über einen bestimmten Abstand vom Auslaßende (3) des Extrusionsrohrs (1) axial relativ zum Extrusionsrohr (1) verläuft, sowie die Teilung der exzrudierten Masse in Stücke (8, 9) mit einem Schneidevorgang aufweist, der innerhalb (5a)des Bereichs ausgeführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Fluidströmung in der gleichen Richtung wie die Bewegungsrichtung der extrudierten Masse (M) erzeugt wird, die aus dem Auslaßende (3) austritt.

4. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidströmung aus einer Gasströmung(5a) besteht.

5. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrusionsrohr (1) im Betrieb im wesentlichen vertikal ausgerichet ist.

6. Vorrichtung zum Extrudieren einer Masse (M) durch ein Extrusionsrohr (1) einer Preßform, wobei das Extrusionsrohr ein Auslaßende (3) besitzt, das um die Hauptachse (2) des Extrusionsrohrs (1) gemittet ist, um eine zylindrisch geformte extrudierte Masse zu bilden,

dadurch gekennzeichnet daß dazu, um eine Biegung der extrudierten Masse zu verhindern, ein Rohrkanal (4) vorgesehen ist, wobei der Rohrkanal (4) als Verlängerung des Extrusionsrohrs (1) von dessen Auslaßende (3) axial relativ zum Extrusionsrohr (1) verläuft, wobei der Rohrkanal (4) die Form eines Innenzylinders mit einem Durchmesser besitzt, der größer als der Durchmesser des Auslaßendes (3) ist, um einen ringförmigen Trennbereich rund um die Zylinderfläche der extrudierten Masse zu bilden, wobei der Rohrkanal (4) eine Leitung (6) besitzt, die sich in den ringförmigen Trennbereich öffnet, wobei die Leitung (6) mit einer Druckfluid-Quelle (7) verbunden ist, wobei die extrudierte Masse innerhalb des Trennbereichs ausschließlich von der erzeugten ringförmigen Strömung des Fluids geführt wird.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (6) hauptsächlich neben dem Auslaßende (3) des Extrusionsrohrs (1) angeordnet ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidquelle eine Druckgasquelle (7) enthält.

9. Vorrichtung gemaß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle (7) ein Gas mit einem relativen Druck erzeugt, der im wesentlichen innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 1,5 Atmosphären liegt.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle (7) Gas mit einem relativen Druck erzeugt, der im wesentlichen eine Atmosphäre beträgt.

11. Vorrichtung gemäß jedem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkanal (4) ein Einlaßende, das am Auslaßende (3) des Extrusionsrohrs (1) angebracht ist, sowie ein Auslaßende (5a) besitzt, und daß eine Schneidevorrichtung (8, 9) vorgesehen ist, um die extrudierte Masse (M), die aus dem Auslaßende (3) des Extrusionsrohrs (1) austritt, in Stücke zu teilen, und daß die Schneidevorrichtung (8, 9) in Übereinstimmung mit dem Auslaßende(5a) des Rohrkanals (4) wirkt.