NO314384B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av et n¶ringsmiddel ved ekstrudering samt innretning for utförelse av fremgangsmåten - Google Patents

Description

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for fremstilling av et næringsmiddel ved ekstrudering og en innretning for utførelse av fremgangsmåten.

EP0169126 (CLEXTRAL) beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av et kompositt næringsmiddel ved anvendelse av en ekstruder som har flere suksessive soner, i hvilken ekstruder en strøm av næringsmiddelstoff forlater en første sone innbefattende en dobbeltskrueenhet og spaltes i flere uavhengige strømmer i en andre sone innbefattende to enkeltskrueenheter, de to uavhengige strømmene undergår forskjellige bearbeidelses-operasjoner, spesielt distinkte kolorasjoner, i denne andre sonen og som blir rekombinert i en tredje sone innbefattende en dyse for å danne et enkeltkompositt-produkt, spesielt et produkt inneholdende to forskjellige fargede og/eller smaksatte ko-ekstruderte deler.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å foreslå en fremgangsmåte og en innretning som omfatter en spesielt effektiv og/eller allsidig anvendelse av en dobbeltskrueekstruder, som tillater fremstillingen av ett eller flere næringsmidler, spesielt et kompositt-næringsmiddel inneholdende flere deler med forskjellige sammensetninger, teksturer og/eller farger.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig en fremgangsmåte for fremstilling av et næringsmiddel ved ekstrudering, hvorved et første næringsmiddelstoff som skal bearbeides innføres i en første del av en dobbeltskrueekstruder, et andre næringsmiddelstoff som skal bearbeides innføres i en andre del av dobbeitskrueekstruderen, kjennetegnet ved at den andre delen er separert fra den første ved hjelp av en dynamisk separasjonsinnretning, disse materialene bearbeides separat, hvert i sin seksjon av ekstruderen, de to oppnådde massene ekstruderes, idet de føres gjennom minsten dyse, og det ekstruderte produktet eller produktene kuttes.

Videre tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en innretning for utførelse av den ovenfor omtalte fremgangsmåten, omfattende en dobbeltskrueekstruder separert i to adskilte seksjoner ved hjelp av en dynamisk separasjonsinnretning, en mateåpning for den første seksjonen, en mateåpning for den andre seksjonen, minst én ekstrudeirngsdyse og minst én kutteinnretning.

En slik prosess og en slik innretning tillater en spesielt effektiv og/eller allsidig anvendelse av en dobbeltskrueekstruder, som gjør det mulig å fremstille ett eller flere næringsmidler, spesielt et kompositt-næringsmiddel inneholdende flere deler med forskjellige sammensetninger, teksturer og/eller farger.

I foreliggende beskrivelse dekker uttrykket "næringsmiddelstoff alle komponentene innført sammen eller separat, ved samme tidspunkt eller etter hverandre, i den ene av de seksjonene av ekstruderen og bearbeidet delvis i det minste i en del av denne seksjonen.

For å utføre foreliggende fremgangsmåte er det mulig å å starte med næringsmiddel-stoffer hvorfra det ved ekstrudering er mulig å fremstille det videst mulige området av næringsmidler, såsom for eksempel frokostcerealier, barnecerealier, snacks, griljerings-belegg, konfekt, pasta eller produkter for husdyr.

Komponentene og deres respektive andeler kan velges, og disse stoffene kan deretter bearbeides i ekstruderen under betingelser av trykk, skjærbelastning og temperatur som velges for å stemme overens med egenskapene av produktet som skal oppnås, spesielt som en funksjon av vanninnnholdet og ekspansjonsgraden som skal oppnås etter dysen.

Et første stoff og/eller et andre stoff som har et vanninnhold på 14 - 22% kan bearbeides for å oppnå et ekspandert produkt.

Et slikt fraksjonsekspandert produkt kan dehydratiseres ned til en vanninnhold på mindre enn f.eks. 5%.

Et første og/eller et andre stoff som har et vanninnhold på 24 - 36% kan bearbeides for å oppnå et lite eller ikke-ekspandert produkt.

Fraksjonen lite- eller ikke-ekspandert produkt kan omdannes til flak f.eks. ved valsing og risting (toasting).

Det kan gjøres mulig å føre i det minste et av de to stoffene gjennom en dyse etter at det er utsatt for en mellomliggende bearbeidelsesoperasjon, hvor sistnevnte finner sted mellom et utløp fra dets seksjon av ekstruderen og formen, såsom for eksempel forlenget koking/steking av et stoff ment for fremstillingen av frokostcerealier med god kokt/stekt smak.

Det er mulig å starte fra tilsvarende eller forskjellige første og andre næringsmiddel-stoffer og å bearbeide hvert i sin egen seksjon av ekstruderen på lignende eller forskjellige måter.

Følgelig kan lignende første og andre stoffer bearbeides på tilsvarende måter når det er et ønske å øke produktiviteten av en ekstruder, hvis lengde og effektegenskaper er for høye for typen produkt det er ønskelig å fremstille.

I dette tilfellet kan de to massene av bearbeidet stoff for eksempel føres gjennom to tilsvarende dyser eller gjennom tilsvarende åpninger av en felles dyse.

Fortrinnsvis er utgangspunktet forskjellig i første og andre stoffer, og disse bearbeides på forskjellige måter i ekstruderen for å gjøre det mulig, ved anvendelse av enkelt-ekstruder, og fremstille nye komposittprodukter inneholdende ikke bare to forskjellig fargede og/eller smaksatte deler, men også inneholdende flere deler med forskjellige sammensetninger, teksturer og/eller farger.

Spesielt er det for eksempel mulig å ko-ekstrudere en masse av bearbeidet stoff som

ekspanderer og en masse av bearbeidet stoff som ikke ekspanderer når de forlater dysen, for å fremstille et sprøtt, ekspandert snacks fylt med et mykt fyll, eller å ko-ekstrudere to masser av bearbeidet stoff som ekspanderer når de forlater formen, for å fremstille sprø snacks med to komponenter av forskjellig tekstur, smak og farge.

Innretningen for utførelsen av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter derfor en dobbeltskrueekstruder delt i to adskilte seksjoner ved hjelp av en dynamisk separasjonsinnretning, minst en dyse og minst en kutteinnretning.

Den dynamiske separasjonsinnretningen kan fremstilles i form av en blokkerende sone hvor dobbeltskrueenheten for eksempel er av motsatt gjengestigning.

I denne utførelsesformen av den dynamiske separasjonsinnretningen kan det gjøres forholdsregler for ett utløp fra den første seksjonen av ekstruderen til for eksempel å ligge over en kompresjonssone og blokkeringssonen av dobbeitskrueekstruderen.

Muligheter kan også tilveiebringes for et utløp fra den andre seksjonen slik at dette for eksempel er langs aksen av, eller til siden for nedstrømsenden av, ekstruderen.

Utløpet fra hver seksjon kan være forbundet ved en egnet kanal til en spesiell dyse, for eksempel til en felles dyse eller til dintinkte elementer av en og samme dyse.

Forholdsregler kan også gjøres for at det skal være en mateinnretning for hver seksjon, i form av en eller flere mateåpninger tilveiebragt i en beholder av dobbeltskrueenheten, for eksempel med utgangspunkt fra oppstrømsenden av ekstruderen for den første seksjonen, og startende fra en transportsone som følger etter blokkeringssonen av dobbeltskrueenheten for den andre seksjonen.

Det er mulig å tenke seg en skruegeometri som, for hver seksjon, er tilpasset for å passe stoffet som skal bearbeides og produktet som skal oppnås. Spesielt kan man for eksempel tenke seg suksessive og/eller alternerende soner for transportering, kompaktering, kompresjon, knaing eller blanding. For å definere disse forskjellige sonene kan for eksempel gjengestigningen av skruene, rommet som etterlates tomt for stoffet som skal bearbeides, definert spesielt ved hjelp av de respektive diametrene for akslene og for gjengene endres, eller dobbeltsløyfer (bilobes) av varierende former kan for eksempel innføres. Det er også mulig for eksempel å gjøre bruk av en under-oppdeling av beholderen av ekstruderen i flere uavhengige kammere, hvis temperatur kan reguleres individuelt ved å sirkulere et kjøle- eller oppvarmingsfluid.

Endelig kan den mekaniske energien som er påkrevet for å bearbeide første og andre næringsmiddelstoff i de to seksjonene av ekstruderen overføre dem gjennom dysen eller dysene tilføres ved hjelp av en enkelt innretning for å drive skruene av dobbeltskrueenheten, såsom for eksempel en elektrisk motor.

For å føre et næringsmiddelstoff gjennom en dyse kan denne motoren assisteres eller belastningen på denne kan lettes ved å anvende en positiv fortrengningspumpe, såsom for eksempel en gearpumpe forbundet oppstrøm for dysen.

Innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse beskrives nedenfor under referanse til de vedlagte tegningene, hvori: - Figur 1 viser i diagramform en utførelsesform av innretningen ment for å bearbeide på tilsvarende måte et første og et andre næringsmiddelstoff som ligner hverandre, - Figur 2 viser i diagramform en utførelsesform av innretningen ment for på forskjellige måter å bearbeide et første og et andre næringsmiddelstoff som er forskjellige for å fremstille to forskjellige produkter. - Figur 3 viser i diagramform en utførelsesform av innretningen ment for, på forskjellige måter, å bearbeide et første og et andre næringsmiddelstoff som er forskjellige for å fremstille et ko-ekstrudert komposittprodukt. - Figur 4 viser i diagramform en utførelsesform av geometrien av skruene av innretningen angitt i Figur 1, - Figur 5 viser i diagramform en utførelsesform av geometrien av skruene av innretningene vist i Figurene 2 og 3, og - Figur 6 viser i større detalj utførelsesformen av den dynamiske separasjonsinnretningen for skruene representert i Figurene 4 og 5.

I utførelsesformen vist i Figur 1 innbefatter foreliggende innretning en dobbeltskrueekstruder delt i to adskilte seksjoner 1 og 2 ved hjelp av en dynamisk separasjonsinnretning 3, minst én dyse 4 og 5 og ved minst én kutteinnretning, som ikke er vist.

Dobbeltskrueenheten drives ved hjelp av en motor 6 og er inneholdt i en dobbeltvegget beholder oppdelt i syv kammere i-vii, hvor det i hvert av disse kan sirkulere et kjøle-eller oppvarmingsfluid.

I denne innretningen innføres et første stoff A i den første delen 1 gjennom en mateinnretning innbefattende en mateåpning 7 tilveiebragt i det første kammeret i av beholderen. Massen av stoff A bearbeidet i den første seksjonen 1 forlater ekstruderen gjennom et utløp 8 tilveiebragt i kammer iv av beholderen ved stedet for den dynamiske separasjonsinnretningen 3 og forbundet til dysen 4.

Et andre stoff A lignende det første innføres i den andre seksjonen 2 gjennom en mateinnretning innbefattende en mateåpning 9 tilveiebragt i det femte kammeret v av

beholderen, nedstrøm for den dynamiske separasjonsinnretningen 3. Massen av stoff A bearbeidet i den andre seksjonen 2 forlater ekstruderen gjennom et utløp 10 tilveiebragt langs aksen av dens nedstrømsende og forbundet til dysen 5, som er tilsvarende dysen 4.

I utførelsesformen presentert i Figur 2 har foreliggende innretning forskjeller med hensyn til geometrien av skruene sammenlignet med utførelsesformen presentert i Figur 1.

I denne innretningen bearbeides et første stoff A i den første seksjonen 1 og et andre stoff B, som er forskjellig fra det første, bearbeides på en annen måte i den andre seksjonen 2, de to bearbeidede massene ekstruderes ved å føre dem gjennom respektive dyser 4 og 5 for å fremstille forskjellige produkter.

I utførelsesformen vist i Figur 3 har foreliggende innretning foreskjeller med hensyn til dysene 4 og 5 sammenlignet med utførelsesformen representert i Figur 2, dysene utgjør i dette tilfellet adskilte elementer av en felles god ekstrudeirngsdyse.

I denne innretningen bearbeides et første stoff A i den første delen 1, et andre stoff B, som er forskjellig fra det første, bearbeides på en annen måte i den andre delen 2, og de to bearbeidede massene ko-ekstruderes deretter.

I utførelsesformen vist i Figur 4 er geometrien av skruene meget lik på begge seksjoner

1 og 2 av ekstruderen.

I seksjon 1 har skruene, trinnvis, en transportsone 11 (200/100), en kompakteringssone 12 (100/50), en kompresjonssone 13 (100/33), en mellomliggende transportsone 14 (100/66), en kompresjonssone 15 (100/35 + 200/28), en knasone 16 (100/-33), en kompresjonssone 17 (100/35), en utstøtningssone 18 (three-off 12,5 bilobes), og en blokkeringssone 3 (100/-25).

I seksjon 2 har skruene, i rekkefølge, en kompakteringssone 12 (50/50), en transportsone II (200/100), en kompresjonssone 13 (100/33), en transportsone 14 (100/66), en kompresjonssone 15 (100/35 + 200/28), en knasone 16 (100/-33) og en kompresjonssone 17 (1O0/-35).

Tallene angitt i parenteser angir lengden av sonen og stigningen i mm, for skruer med diameter 88 mm og en avstand på 72 mm mellom akser, innretningen innbefatter i dette tilfellet en "CLEXTRAL BC-72" dobbeltskrueekstruder.

Geometrien som er vist er ikke begrenset til disse dimensjonene som utelukkende er angitt som eksempel. Den kan overføres på andre modeller av ekstruder, spesielt modellene "BC-45" (skruer 55 mm i diameter, med en avstand på 45 mm mellom akser) eller "BC-72" (skruer 115 mm i diameter, med avstand på 92 mm mellom akser) i samme serie.

Skruegjengene er fortrinnsvis doble, bortsett fra den motsatte gjengen i blokkeringssonen, som fortrinnsvis er enkel.

I motsetning til den motsattrettede gjengen i knasonen 16 som på omkretsen har utskjæringer for passasje av den bearbeidede massen, har den motsattrettede gjengen i blokkeringssonen 3 ingen for at den skal være så effektiv som mulig ved oppfyllelse av rollen som en dynamisk separasjonsinnretning.

Utløpet 8 fra den første seksjonen 1 av ekstruderen har en aksiell avlang form, i dette tilfellet formen av tallet 8, idet den dekker hele lengden av utstøtningssonen 18, og strekker seg over kompresjonssonen 17 og blokkeringssonen 3.

I utførelsesformen representert i Figur 5 er geometrien av skruene i den andre delen 2 i ekstruderen tilsvarende den som er vist i Figur 4. Derimot adskiller geometrien av skruene i den første seksjonen 1 seg fra dette med hensyn til kompresjonssonen 15 (100/35 + 50/35 + 100/28 i steden for 100/35 + 200/28). Den adskiller seg også fra geometrien i Figur 4 med hensyn til sonen 16 som her er en blandesone dannet av 10 dobbeltsløyfer (bilobes) som er 15 mm tykke, i steden for en knasone.

Figur 6 viser i større detalj hvordan utløpet 8 fra den første seksjonen 1 av ekstruderen dekker hele lengden av utstøtningssonen 18, idet den skriver over kompresjonssonen 17 og blokkeringssonen 3. Spesielt er det observert at det er vesentlig at denne åpningen overlapper blokkeringssonen 3, med en fraksjon av lengden av åpningen som tilsvarer 0,1 - 0,3 ganger diameteren av skruen for eksempel, slik at stoffet opptatt av den første gjengen eller -gjengene av den motsattgjengede skruen kan tømmes og støtes bort effektivt.

Det er også viktig, for å sikre god dynamisk separasjon, at blokkeringssonen er lang nok, nemlig at den har en lengde minst lik diameteren av skruene, for en motsattrettet skruegjenge, for eksempel på mellom 1/5 og 1/3 av denne diameteren.

Eksemplene nedenfor er angitt for å illustrere fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse og produktene som derved kan oppnås. Prosentangivelsen og delene er her angitt ved vekt.

I disse eksemplene kan oljen, om nødvendig, velges som en funksjon av det fysikalske formålet den har i den bearbeidede og ekstruderte massen, og som funksjon av smaken, nøytral eller annen. Den kan for eksempel velges fra palmekjemeolje, malt nøtteolje eller maisolje.

I disse eksemplene blir også blandingen av mel, oljen og vannet, som egnet, innført individuelt i den aktuelle mateåpningen av ekstruderdelen.

Eksempel 1

Det gjøres bruk av en innretning som den som er vist i Figurene 1 og 4. Ekstrudeirngsdysene er fremstilt i form av gjennomhullede plater som hver har 6 sylindriske ekstruderingskanaler av diameter 3,5 mm.

Denne innretningen anvendes for å fremstille ett enkelt, samme frokostcerealieprodukt med bestanddelene og under betingelsene angitt i tabellene la) og lb) nedenfor.

Tabell la) angir bestanddelene av en blanding av mel, deres andeler i en typisk blanding og det mulige området for deres forhold.

Tabell lb) angir mengden av bestanddelene innført i hver seksjon av innretningen pr time, vanninnholdet av stoffet eller av den bearbeidede massen og driftsbetingelsene.

Det oppnås derved cerealer i form av små baller med diameter 8 til 12 mm.

Eksempel 2

Det gjøres bruk av en innretning som den som er vist i Figurene 2 og 5. Ekstruderingsformene fremstilles i form av plater, hver gjennomhullet med 6 sylindriske ekstruderingskanaler av diameter 3,5 mm.

Denne innretningen anvendes for å fremstille to forskjellige frokostcerealieprodukter med bestanddelene og under betingelsene angitt i Tabellene 2a) og 2 b) nedenfor.

Tabell 2a) gir bestanddelene av blandinger av mel, deres andeler i to typiske blandinger, A og B, og det mulige området for deres forhold.

Tabell 2b) gir mengden av bestanddeler innført i hver seksjon av innretningen pr time, vanninnholdet av stoffene eller av de bearbeidede massene og driftsbetingelsene.

For å bearbeide massen A tilveiebringes injeksjon av damp i den første seksjonen i området ved den midlere transportsonen 14.

To forskjellige frokostcerealieprodukter i form av ekspanderte små baller med diamter 8

-12 mm fremstilles dermed.

Eksempel 3

Det gjøres bruk av en irmreming som den som er vist i Figurene 3 og 5. Ko-ekstruderingsdysen innbefatter to serier av en kombinasjon av en ringformet ekstrudeirngsåpning A med en innerdiameter på 8 mm og en ytterdiameter på 12 mm som omgir en sirkulær ekstrudeirngsåpning B med diameter 6 mm.

Denne innretningen anvendes for å fremstille et ekstrudert, kompositt cerealieprodukt med bestanddelene, og under betingelsene angitt i Tabellene 3a) og 3b) nedenfor.

Tabell 3a) gir bestanddelene av blandinger av met, deres forhold i to typiske blandinger A og B, og de mulige områdene for deres andeler.

Tabell 3b) gir mengden av bestanddeler innført i hver seksjon av innretningen pr time, vanninnholdet av stoffene eller av de bearbeidede massene og driftsbetingelsene.

Det oppnås derved ko-ekstruderte frokostcerealier med en form lignende planeten Saturn omgitt av dens ring, kontrasten mellom sfæren og ringen understrekes ved en forskjell i nyanse og tekstur, hvor diameteren av det sfæriske senteret er 12 -16 mm, innerkanten av ringen er festet til ekvator av sfæren, og ytterdiameteren av ringen er 18 - 24 mm.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et næringsmiddel ved ekstrudering, hvorved et første næringsmiddelstoff som skal bearbeides innføres i en første del (1) av en dobbeltskrueekstruder, et andre næringsmiddelstoff som skal bearbeides innføres i en andre del (2) av dobbeitskrueekstruderen, karakterisert ved at den andre delen er separert fra den første ved hjelp av en dynamisk separasjonsinnretning (3), disse materialene bearbeides separat, hvert i sin seksjon av ekstruderen, de to oppnådde massene ekstruderes, idet de føres gjennom minst en dyse (4, 5), og det ekstruderte produktet eller produktene kuttes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvorved et første stoff og/eller et andre stoff som har et vanninnhold på 14 - 22% bearbeides for å oppnå et ekspandert produkt.

3. Fremangsmåte ifølge krav 2, hvor et kuttet ekspandert produkt av denne typen dehydratiseres ned til et vanninnhold på mindre enn 5%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor et første og/eller et andre stoff som har et vanninnhold på 24 - 36% bearbeides for å oppnå et lite eller ikke-ekspandert produkt.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor det kuttede lite eller ikke-ekspanderte produktet omdannes til flak ved valsing og risting (toasting).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det første stoffet og det andre stoffet ligner hverandre og bearbeides i egne seksjoner på tilsvarende måte.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det første stoffet og det andre stoffet er forskjellige og hvert bearbeides i egen seksjon på forskjellige måter.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor de to massene av bearbeidet stoff føres gjennom to lignende dyser (4, 5) eller gjennom tilsvarende åpninger av en felles dyse.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor hver av de to massene av bearbeidet stoff føres gjennom en forskjellige åpning (4,5) av en felles dyse.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor de to massene av bearbeidede stoffer ko-ekstruderes.

11. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en dobbeltskrueekstruder separert i to adskilte seksjoner (1,2) ved hjelp av en dynamisk separasjonsinnretning (3), en mateåpning (7) for den første seksjonen (1), en mateåpning (9) for den andre seksjonen (2), minst én ekstruderingsdyse (4, 5) og minst én kutteinnretning.

12. Innretning ifølge krav 11, hvor den dynamiske separasjonsinnretningen (3) omfatter en blokkeringssone med omvendt gjengestigning av dobbeltskinen.

13. Innretning ifølge krav 11, hvor et utløp (8) fra den første seksjonen (1) av ekstruderen favner over en kompresjonssone (17) og blokkeringssonen (3) av dobbeltskrueenheten.