Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Mischkneter Vorrichtung für die Herstellung von Rohteig, mit einem geschlossenen Ge¬ häuse, mit einer Gutzuführöffnung, einem Austragmund- stück, sowie in dem Gehäuse kontinuierlich wirkenden Ar¬ beitselementen.

Stand der Technik

Für die Teigbereitung wird heute eine Vielfalt an Verar¬ beitungsmaschinen verwendet. Teigwaren machen einen zu¬ nehmenden Anteil der über die Teigform aufbereiteten Nah¬ rungsmittel aus. Die Formgebung geschieht dabei mehrheit¬ lich durch ein Extrusionsverfahren, bei welchem der zäh- flüssige Teig mit hohen Drücken von z.Bsp. 80 bis 120 bar durch die Pressformen gedrückt und auf eine gewünschte Länge geschnitten wird.

Für die Formgebung sowie die spätere Formerhaltung werden verschiedenartige Bindekräfte ausgenützt. Die klassische Bindung stellt das sogenannte Proteingerüst dar. Das Pro¬ teingerüst ist die netzartige, räumliche Verkettung aller Proteinzellen, welche die in kristalliner Form vorliegen¬ de Stärke zusammenhalten. Das Proteingerüst kann beliebig oft verändert und umgebaut werden, jedoch nur so lange als genügend Wasser vorhanden und das Protein nicht durch

höhere Temperaturen koaguliert ist. Das pflanzliche Ei- weiss verhält sich sehr ähnlich wie das Hühnerei. Wird ein Hühnerei in kaltes Wasser gebrochen, so bleibt es, wenn man dies ganz vorsichtig macht, in seiner Form nahe¬ zu erhalten. Bei starkem Rühren resp. Schlagen erhält man eine wässrige, vom Ei gefärbte Eisuppe. Völlig anders ist das Verhalten, wenn dasselbe Ei in kochendes Wasser ge¬ brochen wird. Das Ei erhält in wenigen Sekunden eine fast bizarre Umrissform und behält diese ohne mechanischen Eingriff. Um eine Feinverteilung des Eistoffes zu erhal- ten, muss im Falle des kochenden Wassers gleichzeitig und sofort mit dem Einwerfen des Eiinhaltes das ganze stark und geschlagen und gerührt werden. So bleiben die fein verteilten Eipartikel in der verfeinerten Form er¬ halten. Die Koagulation der Eimasse geschieht beim Ei bei Vorhandensein von Hitze sofort, innert Sekunden, und ist irreversibel. Die Gesamtheit der in der Nahrungsmittel¬ industrie mit Hitze verarbeiten eiweisshaltigen Rohmate¬ rialien, muss diesem Sachverhalt Rechnung tragen. Dies gilt insbesondre im Falle von Extrusionsprodukten.

Die Temperaturgrenzwerte bis zu dem irreversiblen Punkt liegt bei 60 bis 80° C, also bereits unter der eigentli¬ chen Kochtemperatur (also unter 100°C) . Wird eine Pro¬ duktmasse während der Misch-, Knet- und Teigbildung in de Bereich von 100°C oder darüber gebracht, so bildet sich bei einem anschliessenden Formprozess z.Bsp. für klassische Teigwaren wie Makaroni nur noch ein ungenü¬ gendes Proteingerüst aus.

Daraus haben sich über die vergangenen drei bis vier Jahrzehnte zwei eigenständige Nahrungsmittelverarbei¬ tungsverfahren eingebürgert:

- Prozess A

Alle Produkte, die während der Verarbeitung, insbeson¬ dere während der Phase der Teigbildung bewusst einer koch- oder röstartigen Veränderung unterworfen werden. Für die Formung der Teigteile werden andere Bindekräf¬ te als dasjenige vom Proteingerüst vorwiegend ausge¬ nützt. Die Temperaturen gehen vom einem Bereich von etwa 90 bis 100°C bis zu 200 resp. 300°C.

- Prozess B

Alle Produkte, die während der Verarbeitung eine Tem¬ peratur von 60 bis 70°C nicht überschreiten, also bei Vermeidung von irriversiblen Veränderungen bezüglich der Proteinbindύngen. Es sind vor allem die klassi¬ schen Teigwaren, die erst vor dem Verbrauch durch den Kochprozess eine eigentliche thermische Veränderung (Garkochen, usw) erfahren.

in der Praxis ist für den Prozess A der sogenannte Dop¬ pelwellenextruder sehr verbreitet. Dieser wird in der Fachwelt oft als Förderschneckenpaar mit dem schlechte¬ sten Wirkungsgrad bezeichnet. Der schlechte Wirkungsgrad beinhaltet dabei vor allem das Umsetzen der entsprechen- den Antriebsleistung in Reibwärme. Die im Teig erzeugte Reibwärme ist einer der Verfahrensparameter zur Aufhei¬ zung und zur thermischen Behandlung der Ware. Durch die Reibwärme wird das Produkt auf 100 bis 200°C aufgeheizt und gegebenenfalls mit zusätzlichen Heizelementen einem Kocheffekt unterworfen.

Beim Prozess B, ganz besonders für Teigwarenteig und al¬ len entsprechenden Spezialteigen, muss jede auch nur ört-

liehe Erhöhung der Teigtemperatur über den Bereich von 60 bis 70°C vermieden werden. Soweit die Anmelderin Kenntnis hat, sind beim Prozess B in der jüngeren Vergangenheit für die Teigbildung für Teigwaren fast ausnahmslos Misch¬ tröge zur Vermischung aller Rohmaterialien sowie an- schliessend eine oder mehrere Einwellenschnecken für den Aufbau des Proteingerüstes bzw. zur Teigbildung und zum Aufbau des für die endgültige Formgebung benötigten Drucks von 80 bis 120 bar verwendet worden. Die Tempera¬ tur kann so nicht nur unter Kontrolle gehalten werden, sondern bleibt wesentlich unter dem kritischen Wert von 60 bis 70°C, sodass am Produkt keine irreversiblen Schä¬ den entstehen. Der einfachste Beweis hierfür wird durch die Tatsache gegeben, dass Schneidabfälle nach dem Pres¬ sen der Ware ohne Qualitätseinbusse wiederum dem zu ver- pressenden Rohmaterial beigegeben werden dürfen.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Prozess A und dem Prozess B liegt darin, dass der Produktdurchsatz für Teigwarenteige bzw. durch Teigwarenpressen bei grösseren Anlagen heute üblicherweise in Grössenordnungen von 500 kg bis 2500 kg pro Stunde liegt. Bei vergleichbaren moto¬ rischen Antriebsleitungen für den Prozess A liegt der Produktdurchsatz bei etlichen 100 kg/Stunde.

Ein zweiter Unterschied liegt ferner in der Drehzahl der Pressschnecke. Bei Teigwarenpressen liegt die Drehzahl bei 20 bis 100 U/Min., bei den Zweiwellenextrudern für den Prozess A werden regelmässig Drehzahlen von 200 bis 300 U/Min. und wesentlich darüber angewendet.

Beim Extrusionsverfahren gemäss Prozess A wird ein gros- ser Teil der investierten Motorleistung in Wärme umge¬ setzt und nur ein kleiner Teil für den Pressrormdruck und

der geringste Anteil für die eigentliche Teigbildung. Dies erklärt die grosse Diskrepanz zwischen dem Verhält¬ nis Motorleistung zu Durchsatz bei Teigwaren einerseits und bei Produkten über Kochextrusionsverfahren mit einem bekanntlich sehr niedrigen Durchsatz anderseits.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, eine Vor¬ richtung für die Teigbildung für nicht gekochte Ware zu schaffen und zu verbessern, also insbesondere für Teig¬ warenprodukte, die in hygienischer Hinsicht höchsten An¬ forderungen genügen und bezüglich des apparativen Auf¬ baues einfach ist.

Die erfindungsgemässe Lösung ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Arbeitselemente zwei zusammenarbeitende Arbeitswellen aufweisen, an welchen Misch- und Knetele¬ mente mit Zwangsförderwirkung in dem gesamten Arbeits¬ querschnitt des Gehäuses angeordnet sind.

Zur Ueberraschung aller beteiligten Fachleute konnte die gestellte Aufgabe einwandfrei gelöst werden. Bekannt ist die Förder- und Knetwirkung eines Schneckenpaares. Die Knetwirkung kann intensiviert werden, indem anstelle einer einzelnen Schnecke zwei zusammenarbeitende Schnek- ken angewendet werden. Da eine Schnecke bei geeigneter Auslegung sogar produktschonende Förderwirkung hat, nahm man bis heute stillschweigend an, dass mit der Erhöhung des statischen Druckes auf den Teig eine Intensivierung der Knetwirkung einhergeht. Da bei den üblichen Anwen¬ dungsfällen eine Extrusion am Austritt gefordert wird, sah man in diesem Sachverhalt eine erwünschte zweifache Wirkung, der Knetdruck einerseits sowie der Extrusions-

druck. Die gleichzeitig erzeugte Wärme unterstützte bei vielen Produkten einen ebenso erwünschten thermischen Effekt, wie Gelatinierung, Garkochen usw. Teils ist bekannt geworden, dass ein Doppelwellenpaar auch einen sehr guten Mischeffekt hat. Die neue Erfindung ist nun aber von dieser nur eingeschränkt richtigen Erkenntnis insofern abgerückt, als die Knetwirkung nicht als Teil von einem gesamten Druckaufbau abhängig ist, sondern vielmehr von einem wiederholten intensiven Kneten.

Ganz besonders bevorzugt bestehen die Arbeitselemente aus zwei zusammenarbeitenden Arbeitswellen, welche je in Produktflussrichtung abwechselnd Knetschnecken sowie Scherelemente aufweisen, wobei das Austragmundstück pressformfrei ausgebildet ist. Bevorzugt weisen dabei die Knetschnecken eine Zwangsförderwirkung und die

Scherelemente eine selbsthemmende Wirkung auf. Dadurch entsteht ein eigentlicher Selbstreinigungseffekt. Das Produkt wird auch im Falle des Leerlaufens durchgestos- sen. Ferner weisen bevorzugt die Scherelemente eine über den gesamten Querschnitt wirksame Formgebung auf. Dadurch ist es möglich, mit sehr geringem Kraftbedarf ohne hohen Druckaufbau eine ideale Knetwirkung zu erzielen. Es wird ein Walzeffekt zwischen dem Schneckenpaar einerseits so¬ wie ein Schneideffekt bzw. eine Zerstückelung des Tei- ges andererseits, ausgenützt. Bei einer gleichzeitig laufend guten Vermischung der beteiligten Komponenten sowie einer Homogenisierung wird für den Teig gerade nur das gemacht, bzw. gewirkt, was für die Teigbildung, be¬ sonders für den Aufbau eines guten Proteingerüstes, not- wendig ist. Bei vielen Versuchen wurde nur eine sehr ge¬ ringfügige Erwärmung des Gutes festgestellt, sodass tat¬ sächlich die neue Erfindung einen echten technologischen Fortschritt bringt, dies bis zur Zeit ohne irgend einen

erkennbaren Nachteil. Versuche in in- dustriellem Mass¬ stab haben ferner gezeigt, dass der Energie- bedarf für die Teigbildung etwa gleich gross ist, wie bis anhin für den Antrieb der Mischwellen des Mischtroges allein benö¬ tigt wurde. Mit mikroskopischer Aufnahme konnte die Her- Stellung eines guten Proteingerüstes bestätigt wer- den, ebenso dass keinerlei örtliche Wärmeschäden auftreten. Für die Teigbildung wird dem Produkt keinerlei Auswei¬ chungsmöglichkeit gegeben, sodass wirklich jedes Griess- korn bzw. Mehlpartikel in den Teig eingebunden wird. Ohne besondere Massnahmen konnten an den Fertigprodukten keinerlei weisse Punkte festgestellt werden. Vom Ergeb¬ nis aus beurteilt, wird sogar vermutet, dass mit der neuen Erfindung eine bis heute nicht ^* erreichte hohe Qua¬ lität bezüglich der Teigbildung möglich wurde. Ein klei- nes Geheimnis mag darin liegen, dass für die Teigbildung gerade kein hoher Druck aufgebaut wird. Die Schneidele¬ mente schneiden die Teigmasse wirklich in Stücke. Dies wird unter hohem Druck möglicherweise unterbunden. Die Teigbildung mit der neuen Erfindung wird drastisch ver- kürzt, sowohl zeitlich wie auch in baulicher Hinsicht, was bei den relativ trockenen Teigen von 25 bis 40%, resp. 28 bis 32% Feuchtigkeit trotz jahrzehntelanger Forschungsarbeit bis heute nicht bzw. erst durch die neue Erfindung gelang.

Die Erfindung erlaubt verscniedene weitere vorteilhafte Ausgestaltungen. So wird vorteilhafterweise der erste Satz Knetschnecken als Einzugsschneckenpaar und der letz¬ te Satz Knetschnecken als Ausstoss-Schneckenpaar ausge- bildet.

Ganz besonders bevorzugt werden nacheinander drei oder mehr Sätze von Schneckenpaaren angeordnet, mit je einem dazwischen angeordneten Satz von Scherelementepaaren.

Bei einem weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsgedanken werden die Arbeitswellen als gleichsinnig umlaufende Wellen ausgebildet, wobei die zwei Wellen bevorzugt ei¬ nen Antrieb für weniger als 200, besonders bevorzugt für 20 bis 100, ganz besonders bevorzugt für 40 bis 70 U - drehungen pro Minute aufweisen.

In problemlosen Anwendungsfällen können die Arbeitswel¬ len gegenläufig angeordnet werden. Der Vorteil dieses Ausführungsgedankens liegt in baulich vereinfachten An- forderungen an die Vorrichtung bzw. an den Antrieb der Vorrichtung.

Ferner ist es möglich, auch mehr als zwei, z.Bsp. drei oder mehr zusammenarbeitende Arbeitswellen mit verschie- denen Knet- und Förder- oder Hemmwirkungen anzuwenden.

Es empfiehlt sich, weiterhin in dem festen Gehäuse Kühl¬ oder Wärmetauschmittel anzuordnen. Auf diese Weise kann bei Beginn einer Produktion die ganze Vorrichtung auf die für die Verarbeitung optimale Temperatur erwärmt werden, da bei zu tiefen Temperaturen z.Bsp. unter 20°C die Teigbildung erschwert ist und langsamer vor sich geht.

Die Anschlüsse für die Rohmaterialeinspeisung, insbeson¬ dere für Griess und Wasser werden unmittelbar in den er¬ sten Abschnitt der mit Schneckenelementen versehenen, als Niederdruck-Zweiwellen-Mischkneter gebaute Vorrich¬ tung angeordnet. Ganz besonders bevorzugt wird die Vor- richtung als kurzer Niederdruck-Mischkneter ausgebildet, wobei für die Herstellung von Teigwaren dieser in Kombi¬ nation mit einer langen EinwellenpressSchnecke verwendet wird. Die Einwellenpressschnecke übernimmt nun den Teil

der Homogenisierung in Wechselwirkung mit dem hohen Druckaufbau. Dabei hat es sich gezeigt, dass eine bis heute nicht erreichte optimale Arbeitsteilung zwischen den nur noch zwei Einzelvorrichtungen nun erreicht wird; weil die Teigbildung in Bezug auf das Proteingerüst in der Mischknetervorrichtung vollständig ist, entsteht ein Teig, der sich zwar feucht aber nichtklebrig anfühlt, so- dass die Uebergabe ohne Gefahr des Anklebens oder Ver¬ stopfens einfach durch Schwerkraft erfolgen kann. Bevor¬ zugt wird deshalb die Austrittsöffnung des Mischkneters frei gestaltet, also ohne Extrusionsdüsen. Bevorzugt wird die Oeffnung kleiner als der Doppelzylinderguerschnitt, jedoch grösser als der freibleibende Arbeitsguerschnitt zwischen den Arbeitswellen und den Dόppelzylindern ge¬ wählt. Der hinterste Satz von Schneidmessern zerstückelt den Teig und ohne Druckafubau im Bereich des Austrag¬ mundstückes ergibt sich für den in Produktflussrichtung hintersten Satz an Schneckenelementen vorwiegend eine Ausstossfunktion für die Teigstücke.

Bevorzugt wird die aktive Länge der Einwellen-Press- schnecke wenigstens zweimal länger gebaut als die aktive Länge entsprechender Schneckenelemente des Niederdruck- Zweiwellen-Mischkneters, wobei ganz besonders bevorzugt die Einwellen-Pressschnecke insgesamt wenigstens 2,5mal länger als der Niederdruck-Zweiwellen-Mischkneter ausge¬ führt wird.

Für höchste Teigwarenqualität wird vorteilhafterweise zwischen dem Niederdruck-Zweiwellen-Mischkneter und der Einwellen-Pressschnecke ein Luft-Vakuum-Anschluss vor¬ gesehen.

Es ist ferner möglich, in dem Bereich der Pressform der

Einwellen-Pressschnecke eine Pumpe anzuordnen, zur Her¬ stellung von Produkten wie Cannelloni oder Ravioli.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstel¬ lung von Rohteig für Teigwarenteig mit einem Flüssigan- teil von 25 bis 40 Gewichtsprozent, welcher in einer an- schliessenden Verpressung mit einer Schneckenpresse bzw. die Weiterverarbeitung durch Walzen in die gewünschte Form gebracht und geschnitten wird. ^'

Jeder beteiligte Fachmann in dem Bereich industrieller Teigwarenherstellung wird bestätigen können, dass be¬ reits seit wenigstens zwei bis drei Jahrzehnten die Teigherstellung keine Veränderung erfahren hat, obwohl unangenheme Probleme in Bezug auf Reinigung und Hygiene bekannt waren. Es war bis heute nicht möglich, die An¬ forderung der hohen Endproduktqualität sicherzustellen, ausser mit den bekannten, in der Praxis angewendeten Verfahren. Einer der herausstechenden Bauteile war der Muldenmischer, der in Anlehnung an die Teigmulde der gewerblichen und industriellen Herstellung von Brot als unersetzbar angenommen wurde. In jüngster Zeit wurde erkannt, dass die von dem Bild des kontinuierlichen Pro¬ duktstromes unpassende Mulde bzw. das chargenmässige Aufteilen des Produktstromes in der Brotindustrie wieder voll im Einsatz steht, da für die biochemischen Abläufe in der Teigbildung anders nicht optimale Bedingungen ge¬ geben werden können.

Billigteigwaren verlieren beim Kochen eine Teil der Stärke; diese wird mit dem milchig-weisslichen Kochwasser als Kochverlust weggeschüttet. Es werden bei schlechten Teigwaren oft kleine weisse Flecken festgestellt. Diese rühren meistens von einzelnen Mehl- oder Griesspartikeln

her, die während der Teigverarbeitung trockengeblieben sind und deshalb nicht in das Proteingerüst eingebunden werden konnten.

An das neue Verfahren wurde die Aufgabe gestellt, die Teigerzeugung zu vereinfachen, insbesondere dass diese besser unter Kontrolle behalten werden kann, wobei die Qualität des Endproduktes höchsten Ansprüchen genügen soll, insbesondere dass auch eine leichte Handhabung al¬ ler hygienischen Fragen gewährleistet werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Rohmaterialien durch ein zusammenarbeiten¬ des Arbeitswellenpaar bei gleichzeitiger Zwangsförde¬ rung gemischt und durch wiederholte Kneteinwirkung zu einem Rohteig mit einem ausgebildeten Proteingerüst ge¬ wirkt wird.

Bei einem weiteren besonders vorteilhaften Ausgestal¬ tungsgedanken werden die Rohmaterialien in einer ersten Stufe durch ein zusammenarbeitendes Arbeitswellenpaar durch fortlaufendes Wechselspiel von Kneten und Scheren zu einem unverpressten Rohteig gewirkt, und in einer zweiten Stufe der Rohteig in einer Einwellenpresse ho¬ mogenisiert oder über Teigwalzen unter hohem Druck oder über Walzen in die gewünschte Form gebracht.

Das neue erfindungsgemässe Verfahren hat erstmals er¬ laubt, dass für die Teigbildung (speziell in Bezug auf Produkte mit tiefen Wassergehalten von unter 40% bzw. unter 34%) die Teigwirkung von der Problematik der Form¬ gebung zu trennen. Die optimale Teigbildung kann wie es sich gezeigt hat, viel effizienter erfolgen, da er¬ kannt wurde, dass ein echter mechanischer Schneidvor-

gang wohl nur dann möglich ist, wenn die zu schneiden¬ den Teile räumlich trennbar bzw. verschiebbar sind, Das eine Teil muss vom anderen fliehen können, was je¬ doch in einer kompakten, unter hohem Druck stehenden Teigmasse nicht möglich ist. In der kompakten Teigmasse ist vielmehr das Bild der zähen flüssigen Masse zutref¬ fend. Bei Flüssigkeiten spricht man nicht von Schnei¬ den. Die allseitigen Bindungen über das Proteingerüst bedingen jedoch ein häufiges mechanisches Verschieben der einzelnen Teigpartien, gleichzeitig auch eine möglichst vollkommene Wasserverteilung.

Bevorzugt wird der Rohteig druckfrei von der ersten Stufe der zweiten Stufe übergeben. Ganz besonders bevor¬ zugt wird der Rohteig von der ersten Stufe stückig aus- geworfen und diese durch die Schwerkraft direkt der zweiten Stufe zur Bildung einer geschlossenen homogenen Teigmasse übergeben.

Im Bereich der üebergabe wird vorteilhafterweise ein Un- terdruck erzeugt, durch Anschliessen des entsprechenden üebergaberaumes an eine Vakuumpumpe, sodass Luftein¬ schlüsse in den geformten Teig verhindert werden. Das Gut kann auf diese Weise in der Stufe kontinuierlich in weniger als 60 Sekunden mit einer Guttemperatur von 40 bis 70°C, vorzugsweise von 40 bis 50°C verarbeitet, und in die fertige Form überführt werden.

Die Erfindung betrifft ferner die Anwendung des Verfah¬ rens zur Herstellung von langen oder kurzen Teigwaren, sowie die Verwendung des Mischkneters für eine Teigwaren¬ linie zur Herstellung von langen oder kurzen Teigwaren unmittelbar vor der Pressschnecke oder mit zwischenge¬ schaltetem üebergabeelement.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nun anhand verschiedener Ausführungs¬ beispiele mit weiteren Details erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Mischkneter, teilweise aufge¬ schnitten dargestellt.

ie Fig. 2 zeigt das Zusammenspiel der Arbeitselele- mente der Fig. 1 im Grundriss.

ie Fig. 3 zeigt einen Schnitt II=II der Fig. 2.

ie Fig. 4 zeigt schematisch eine Variante zu der Fig. 1.

ie Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Fig. 4.

ie Fig. 6 ist eine bevorzugte Anwendung des Misch¬ kneters für die Herstellung von Teigwaren.

ie Fig. 7 ist eine ähnliche Konzeption wie die

Fig. 6, jedoch für die Herstellung von Pro¬ dukten wie Cannelloni oder Ravioli.

ie Fig. 8 zeigt das Zusammenspiel des neuen Mischkne¬ ters mit anschliessenden Teigwalzen.

ie Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des

Mischkneters mit Direktübergabe des Rohtei- ges an eine Einwellenpressschnecke.

ie Fig. 10 zeigt schematisch den winkligen Zusammenbau

von einem Mischkneter mit Einwellenpress- schnecken.

Die Fig. 11 zeigt eine Variante zu der Figur 9.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In der Folge wird nun auf die Fig. 1 Bezug genommen, wel¬ che einen neuen Mischkneter 1 darstellt, wobei im wesent¬ lichen der obere Teil eines an sich geschlossenen Gehäu- ses 2 zur Verdeutlichung der Arbeitselemtente 3 rep. 4 für die Darstellung weggelassen ist. Die beiden Arbeits¬ elemente 3 resp. 4 weisen zwei gleichsinnig umlaufende Wellen 5 resp. 6 auf, welche im Uhrzeigersinn drehen. Beide Wellen 5 resp. 6 sind abwechselnd mit je einem Satz Knetschnecken 7,8 und 9 resp. 7*,8* und 9' sowie entspre¬ chend einem Satz Scherelementen 10 und 11 resp. 10' und 11' versehen, welche auf den als Keilwelle ausgebildeten Wellen 5 resp. 6 verdrehsicher aufgekeilt sind. Das Gut wird über eine Gutzuführδffnung 12 in den Mischkneter eingespiesen. Die flüssige Komponente, z.Bsp. Wasser oder Eisuppe wird ebenfalls direkt nahe an der Gutzuführöff¬ nung 12 durch einen Anschluss 13 eingelassen. Sowohl die Gutzuführδffnung 12 wie auch der Anschluss 13 sind in dem Bereich des als Einzugsschneckenpaares 14 ausgebil- deten ersten Schnecken 7 resp. 7' angeordnet, wie auch vereinfacht aus der Fig. 4 zu entnehmen ist.

In der Fig. 2 sind je zwei Schneckenpaare 8, 8' und 9, 9' sowie ein dazwischen angeordnetes Knetschneckenpaar 11, 11* in grösserem Massstab und im Grundriss dargestellt. Das Produkt wird zwangsweise durch die Schnecken 8, 8', 9, 9' durch das Gehäuse 2 getrieben. Dabei passiert das Gut in der Fig. 2 das Scherelementepaar 11, 11*. Jeder

Satz von Scherelementen 11, 11' besteht nach dem derge- stellten Beispiel aus je drei Poligonscheiben 15, welche wie ein Zahnrad mit drei Zähnen, jedoch im gleichen Sin¬ ne drehend, den gesamten, eine liegende Acht bildenden Gehäusequerschnitt durchschneiden. Durch die dreifache Wiederholung der Poligonscheiben 15 und deren eindeuti¬ ger Querbewegung ergeben diese einen konsequenten Schneid- und Zerstückelungseffekt für das durch die Schnecken primär in Richtung der Wellenachse 5,6 beweg¬ ten Gutes. Sehr vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn der für das Produkt frei bleibende Querschnitt nur aus dünnwandigen "Zylinderabschnitten" besteht, d.h. die Schneckengänge weisen eine nur geringe Tiefe "T" auf.

In der Fig. 3 ist das Austrittsende des Mischkneters 1 dargestellt. Dabei wird das Gut, das durch die Scherele¬ mente 11, 11' zerstückelt wird durch das Ausstossschnek- kenpaar 9, 9' in zerstückelter Form bzw. stückig durch ein freies Aus- tragmundstück 16 ausgeworfen. Ein nicht dargestelltes An- triebsgetriebe 17 für beide Wellen 5 resp. 6 ist auf der Sei- te der Gutzuführöffnung ange¬ ordnet, sodass in dem gezeigten Beispiel die beiden Wel¬ len 5 resp. 6 von der Antriebsseite fliegend gelagert sind. Diese Massnähme gestattet einen ver- einfachten Ein- und Ausbau der Arbeitselemente, insbesondere eine leichte Sauberhaltung des gesamten Arbeitsraumes, indem z.Bsp. die Arbeitselemente in Richtung des Austragmund- stückeε 16 ausgezogen werden können.

In den Figuren 4 und 5 ist der gleiche Mischkneter wie in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt, jedoch mit einem Wärmetauschsystem 20, wobei z.Bsp. temperiertes Wasser durch einen Zulaufstutzen 21 eingelassen und durch einen Ablaufstutzen 22 wieder abgelassen werden kann.

Die Fig. 6 zeigt ein schematisches Dispositiv für eine besonders vorteilhafte Realisierung der neuen Erfindung für die Herstellung von Teigwaren wie Spaghetti, Nudeln, Makaroni usw. Die Trockenkomponente, Griess oder Mehl, wird über einen Trichter 30 mit Dosiervorrichtung 31 und einer Speiseschnecke 32 der Gutzuführöffnung 12 und in dem Anfangsabschnitt bzw. direkt zu dem Einzugεschnecken- paar 14 zugeführt. Eine genau auf die Dosierleistung für die Trockenkomponente errechnete Menge Wasser wird von einem als Waage ausgebildeten Behälter 33 entnommen und über eine Pumpe 34 den Trockenkomponenten bzw. dem Ein¬ zugsschneckenpaar zugegeben. Je nach Sorte des gewünsch¬ ten Endproduktes kann z.Bsp. zusätzlich Eisuppe über einen zweiten Behälter 34 der Mischung zugegeben werden. Es ist aber auch denkbar, in den Behältern Wasser von unterschiedlicher Temperatur zu lagern und die Teilmen¬ gen auf eine vorbestimmte Wassertemperatur zu regeln. Dies ist eine der Massnahmen, um in Extremsituationen die Temperatur der Verarbeitung unter Kontrolle zu be¬ halten, z.Bsp. bei Unterbrüchen, Durchsatzänderungen oder dem Anfahrvorgang. In der Fig. 6 ist analog zu der Fig. 1 ein vierfaches Wechselspiel von Mischen bzw. Kne¬ ten und Schneiden. Von dem freien Austragmundstück 16 wird das zu Rohteigstücken gewirkte Gut durch Schwer¬ kraft über einen Fallschacht 35 direkt in den Anfangsbe- reich eine Einwellenpressschnecke 36 abgegeben. Die Ein¬ wellenpresse weist eine Pressschnecke 32 in einem ge¬ kühlten Mantel 38 auf. Am Ende des Presskanales ist ein Formkopf 39 mit einer eingelegten Pressform 40. Die Ein¬ wellenpressschnecke stellt eine spezielle Ausgestaltung der Extrusion dar, wobei unmittelbar vor der Pressform in einem Verteilkopf 41 ein Druck von z.Bsp. 80 bis 120 bar aufgebaut werden muss, damit die doch sehr zähflüs¬ sige Teigmasse durch die Formöffnungen gepresst werden

kann. Im Gegensatz zu der Funktion der Extrusion der Einwellenschneckenpresse ist der Mischkneter kein Extru¬ der. Alle Elemente der Produktionseinheit, wie auf der Fig. 6 dargestellt, werden durch eine gemeinsame SP- Steuerung 42 gesteuert und koordiniert. Interessant ist das Längenverhältnis Lm des Mischkneters zu L _^ der Ein- wellenpressschnecke, wobei die aktive Länge der Arbeits¬ elemente verglichen sind (Fig. 7) . Es hat sich gezeigt, dass die Teighomogenisierung mit Druckaufbau mit einer verhältnismässig langen Einwellenpressschnecke am opti- malsten erreichbar ist, mit einer grossen Arbeitslänge (L _E ) . Dagegen haben überraschenderweise alle Versuche mit sehr langen Arbeitselementen des Mischkneters ausser einem hohen Kraftbedarf und Wärmeentwicklung in dem Pro¬ dukt keine positiven Effekte gebracht. Die besten Resul- täte ergeben sich, wenn das Längenverhältnis L„ zu L _M wenigstens 2 : 1 ist. Von der gesamten baulichen Gestal¬ tung ergeben sich Längenverhältnisse von der Einwellen¬ pressschnecke zu dem Mischkneter von wenigstens 2,5 : 1.

Interessant ist ferner, dass beste Werte insgesamt er¬ reicht wurden, wenn bei dem Mischkneter die aktive Länge

L M„ zu dem Innendurchmesser Di in dem Bereich von 3 bis 7 liegt.

In der Fig. 7 ist zusätzlich noch die Möglichkeit, ge¬ füllte Waren wie Cannelloni 52, Ravioli 53 usw. herzu¬ stellen, dargestellt. Die Füllmasse Fleisch- Gemüse- oder Süsskomponenten werden von einem Behälter 50 entnommen und über eine Spezialpumpe 51 direkt über das entspre- chende Kanalsystem des Presskopfes in die Ware gepresst.

Die Fig. 8 stellt eine weitere interessante Realisierung der Erfindung für gewalzte Teigwaren dar. Die von dem

Mischkneter 1 abfallenden Teigstücke werden direkt einer Vorkalibrierwalze 60 und das gebildete Band einer Kali¬ brierwalze 61 überführt. Das Teigband wird zuerst durch einen LängsSchneider 62 und anschliessend durch einen QuerSchneider 63 in eine gewünschte Teigblattform über- führt, welche in einem anschliessenden Trockner auf ei¬ nen lagerfähigen Wassergehalt gebracht wird.

Die Erfindung kann noch in einer Vielzahl von anderen Spezialprodukten eingesetzt werden, z.Bsp. für die Her- Stellung von Blätterteig oder für die Paniermehlherstel¬ lung zur Herstellung des Rohteiges.

In der Folge wird nun auf die Figur 9 Bezug genommen. Wasser wird über eine Leitung 70 direkt in den Mischkne- ter 11 dosiert. Die trockenen Rohmaterialkomponenten werden über einen Speisekopf 71 gleichmässig eingespie- sen. Das trockene Rohmaterial wird gleich im Eintritts¬ bereich angefeuchtet und innig gemischt und in die mehr¬ fachen Knetzonen geleitet. Der Mischkneter 11 wirkt aus dem Rohgut einen Krümelteig. Wenn das Austrittsende 73 des Mischkneters 11 frei ist, bilden sich Teigstückchen von z.Bsp. 1 bis 5 cm Grδsse, teils fast handgrossen Stücken, die einen bröckeligen, zerbröckelnden Ein¬ druck machen, so ähnlich wie das Innere eines gebackenen Brotes. Wird das Austrittsende verengt, so bildet sich eine "Wurst" von ähnlicher Beschaffenheit, jedoch als eine endlose Form. In beiden Fällen hat jedoch der Krümelteig noch nicht die Beschaffenheit eines kompakten homogenen Teiges. Zerreist man nämlich ein Stück des Krümelteiges, so stellt man leicht die eigentliche Teig¬ beschaffenheit durch die plastisch-elastische und nichtklebrige Eigenschaft fest. Eine mikroskopische Un¬ tersuchung zeigt, dass der Krümelteig am Austrittsende

des Mischkneters 11 tatsächlich schon die volle Ausbil¬ dung des Proteingerüstes hat. Weil es sich aber um einen Trockenteig handelt, und der eigentliche Formpressdruck von z.Bsp. 80 bis 100 und mehr bzw. noch nicht aufgewen¬ det wurde, gibt es nur scheinbar den Eindruck eines leicht brüchigen Teiges.

Die Krümelteigbildung geht nun wie folgt vor: Die Rohma¬ terialien Wasser und Griess oder Mehl werden in den Ein¬ lauf des Mischkneters 11 gespiesen. In den Fig. 9 und 10 sind die eigentlichen Kneterkörper in einer horizontalen Lage, also in Draufsicht, dargestellt. Der Einlauf ist dagegen von der Seite, also in aufrechter Lage, gezeich¬ net. Mit andereren Worten ist der Kneterkörper um 90° in die aufrechte Bildebene gekippt dargestellt, was mit den Bildschnittlinien 73 angezeigt ist. Das Rohmaterial wird über Einzugselemente 74 resp. Einzugszone 75 von den zwei Arbeitswellen 76 resp. 77 erfasst und nach rechts, gemäss Pfeil 78, in eine erste Knetzone 79 gefördert.

in der Knetzone 79 sind auf jeder Arbeitswelle 76 resp. 77 je ein Paar umlaufender Knetschnecken 79' angeordnet. Beide Arbeitswellen 76 resp. 77 drehen in der gleichen Richtung (Pfeil 80) und kämmen ähnlich wie zwei Schnek- ken-Zahnräder ineinander. Dadurch entsteht ein zweifa- eher Effekt: eine Förderung des Gutes (Pfeil 78) und ei¬ ne Verdichtung, dabei wird eine verdichtete Masse gebil¬ det. Diese Masse wird nun in der ersten eigentlichen Knetzone durch die Knetschnekken 79' vorgeknetet und ge¬ wirkt.

Die Knetschnecken 79' können so gestaltet werden, dass sie eine leichte Stau- und doch Förderwirkung ergeben. Die die Knetzone 79 verlassende Masse wird durch eine

Scherzone 81 in eine zweite Knetzone 82 ebenfalls mit positiver Zwangsförderung gepresst. In der nächsten Scherzone 83 findet nun der Abschluss der Ausbildung des Proteingerüstes statt. Dabei können in der Knetzone 83 ähnliche oder auch andere Knetelemente teils abwechselnd verwendet werden. Insgesamt findet die Einwirkung der mechanischen Druck- und Förderkräfte ganz gezielt an ver- hältnismässig sehr kleinen Teigportionen statt, sodass nahezu keine unnötigen Druckkräfte und Reibeffekte ent¬ stehen.

Dies ist der Grund, weshalb nur eine geringe Erhöhung der Temperatur stattfindet, verglichen mit älteren Knetein¬ richtungen. A Ende der Knetzone 83 wird die Teigmasse einer Ausstossschnecke 84 resp. durch eine entsprechende Ausstosszone 85 geführt und über das Austrittsende 72 der weiteren Verarbeitung zugeführt. Der gezeigte 2-Wellen- Mischkneter hat den besonderen Vorteil, dass er zu einem sehr hohen Grad selbstreinigend arbeitet. Der Ausstoss des Teiges kann je nach Ausbildung des Austrittsendes als Teigstückchen oder mit leichter Verengung und ent- sprechenem Druckaufbau als strangähnlich erfolgen.

Für die in den einzelnen Arbeitszonen wirkenden Arbeits¬ elemente können selbstverständlich verschiedenartige Aus- gestaltungen, insbesondere bezüglich der Knet- und Wirk¬ elemente, verwendet werden, so Lochscheiben, von aussen nach innen gerichtete WiderStandskörper, Stifte usw.

In der in Fig. 9 wie in Fig. 11 dargestellten Ausfüh- rungsform findet eine Direktübergabe des Krümelteiges in die Folgeschnecke 86 statt. Die Folgeschnecke kann schon die eigentliche Pressschnecke 87 sein, wie in der Fig. 10 dargestellt ist. Wichtig ist dabei aber, dass die Fol-

geschnecke 86 eine grössere Förderleistung aufweist als der Mischkneter 11, sodass ein unkontrollierbarer Druck¬ aufbau für den Kneter vermieden wird und damit auch die Gefahr des unkontrollierten Temperaturanstieges vermie¬ den wird. Die Uebergabe des Krümelteiges von dem Misch- kneter 11 an die Folgeschnecke 86 erfolgt dadurch, dass die Förderschnecke 87 den eintretenden Teigguss ab¬ schneidet.

Die Fig. 10 kann auch so verstanden werden, dass die einzelne dargestellte Mischkneterwelle schematisch eine Welle, drei oder mehrere Wellen symbolisiert.

Die Erfindung wird in der Folge mit vier Beispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Beispiel 1 Spaghetti, Durchmesser 1,75 mm

Rohstoffe: - 100 % Durum Dunst Granulation kleiner 0,350 mm

Protein 14,1 %/TS

Asche 0,90 %/TS

Nasskleber 34 %

- Wasser, Temperatur 40°C

Die Rohstoffe Griess und Wasser wurden über eine Dosie¬ rung mit einer Leistung von 500 kg/h kontinuierlich in den Mischkneter gespiesen. Die Schneckendrehzahl wurde mit 42 U/min. fixiert und der Zylinder mit 35°C tempe¬ riert. Nach einer Verweil- resp. Misch- und Knetzeit von 16 see fielen die anfallenden Teigstücke im freien Fall

in den PressZylinder. Die Verpress- ungsparameter wurden wie folgt eingestellt:

Schneckendrehzahl 20 rpm Zylindertemperatur 28°C Kopftemperatur 35°C

Druck 110 bar Vakuum 0,85 bar

Die geformten Spaghettis wurden anschliessend der Ver- pressung auf Stäbe gehängt und in einer Troeknungsanläge auf den Feuchtigkeitsgehalt von 11,5 % H~0 getrocknet.

Qualitätsbefund

Die Spaghettis, hergestellt mit dem neuen Verfahren zei¬ gen rein äusserlich keine Unterschiede zu den traditio¬ nellen auf. Die Transparenz für typische Wasserware aus Durum konnte erreicht werden. Unaufgelöste störende weis- se Punkte konnten keine festgestellt werden. Bezüglich Kochqualität wurden sehr gute Ergebnisse erzielt. Nach einer Kochzeit von 12 Minuten wurde die "AI dente"- Qua¬ lität erreicht. Klebrigkeit und Kochverlust bewegten sich im Rahmen der verglichenen Marktprodukte.

Beispiel 2 Makkaroni Durchmesser 5 mm x 3,2 mm

Rohstoffe: - 50% Durum Dunst

- 50% Weizenmehl

- Wasser

Qualität der Ausgangsmischung:

Granulation kleiner 0,350 mm

Protein 13,0 %/TS

Asche 0,70%/TS

Produktfeuchte 12,5 % H ₂ 0

Die Ausgangsmischung 50% Durum und 50% Weizenmehl wurde über eine Dosierung kontinuierlich mit einer Leistung von 1000 kg/h in den Mischkneter gespiesen und innerhalb von 6 see zu einem homogenen Rohteig geknetet. Im Gegen¬ satz zum Beispiel 1 wurde der Rohteig nicht im freien Fall in die Pressschnecke gespiesen, sondern gemäss Fig.9 direkt der Pressschnecke übergeben.

Die Anordnung Kneter-Pressschnecke kann in jeder belie¬ bigen Weise erfolgen. Die Uebergabe des Rohteiges in die Pressschnecke erfolgte im Niederdruckbereich pressform- druckfrei, d.h. der Druck überstieg nie 50 bar.

Die Verpressungsparameter wurden wie folgt gefahren:

- Dosierung Leistung 1000 kg/h trocken

Teigfeuchtigkeit 31% H ₂ 0

- Mischkneter Schneckendrehzahl 60 rpm Zylindertemperatur 30°C L/D 1 : 7

- Pressschnecke Schneckendrehzahl 28 rpm Zylindertemperatur 28°C Kopftemperatur 45°C Druck 105 bar Vakuum 0,9 bar

ie Makkaroni wurden analog Beispiel 1 getrocknet,

Bewertung der Endprodukte

Aussehen, transparent, glatt, ohne unaufgelöste ungekocht: Griessteile, Farbe arttypisch gelb

Kochverhalten: Kochwasser klar sauber, formbeständig, kein zusammenfallen, keine Oberflächen- schleimigkeit, kein kleben

Beispiel 3 Eierhörnli, Durchmesser 5 x 3 mm, Länge 25 mm

Rohstoffe: - 100 % Weizenmehl

Protein 12,5 %/TS

Asche 0,48 %/TS

Produktfeuchte 13,1 % H ₂ 0

- Eimenge 3 pro kg Mehl

Die Rohstoffe wurden mit einer Trockenleistung von 700 kg/h über die Dosierung dem Mischkneter zugeführt und in gleicher Weise wie Beispiele 1 und 2 zu einem Roh¬ teig verarbeitet.

Am Austritt des Mischkneters wurde eine Granuliervor¬ richtung angebracht, um die anfallenden Teigstücke zu granulieren. Die Uebergabe erfolgte freifallend im Va¬ kuum auf die Pressschnekke.

HerStellungsparameter

- Dosierung Leistung 700 kg/h Teigfeuchte 31% H ₂ 0

- Mischkneter Schneckendrehzahl 50 U/min Zylindertemperatur 40°C L/D 1 : 7

Schneckenprofil:

a) Einzugsschnecken b) Scher- und Förderelemente c) Knetschnecken als Ausstoss- schneckenpaar

- Pressschnecke Schneckendrehzahl .24 U/min

Zylindertemperatur 28°C

Kopftemperatur 40°C

Druck 110 bar

Vakuum 0,9 bar

Die an der Pressform geschnittenen Eierhörnli wurden über Schüttel-, Vor- und Endtrockner getrocknet.

Auswertungsergebnisse

Hörnli roh, ungekocht arttypisch gelb, transparent, ohne unaufgelöste Teile, glatte Oberfläche

Hörnli gekocht, Kochzeit 10 min Wasseraufnahme 210% Kochverlust kleiner 5% nicht klebrig, glatte Oberflä¬ che, formbeständig, Geschmack arttypisch, ohne störende oder negative Geschmacksveränderungen

Beispiel 4 : Spiralen, 2flüglig

Ausgangsprodukte - 100% Durum Dunst fein

Granulation kleiner 0,250 mm

Protein 13,5 %/TS Asche 1,00%/TS

Produktfeuchte 13,6% H-0

Der Rohstoff wurde zusammen mit Wasser auf eine Teig¬ feuchte von 32% H ₂ 0 aufgefeuchtet und zu einem Rohteig im Mischkneter verarbeitet. Anstelle der Direkteinspei¬ sung in die Pressschnecke wurden die Teigstücke mittels eines Fördertransportes auf eine umgebaute Teigwaren¬ presse gefördert und dort direkt in eine Speiseschnek- ke gespiesen und anschliessend zu Spiralen verpresst.

HerStellungsparameter

- Dosierung Leistung trocken 800 kg/h

Teigfeuchte 32% H ₂ 0 - Kneter Analog Beispiel 3

- Former Speiseschnecke 31 U/min

PressSchnecke 24 U/min

Zylindertemperatur 25°C

Kopftemperatur 35°C Druck 110 bar

Vakuum 0,9 bar

Die anschliessende Trocknung erfolgte analog Beispiel 3.

Auswertungsergebnisse

Im Vergleich zu Marktprodukten zeigten sich die gleichen Bewertungskriterien wie in Beispiel 3. Die Qualität von Marktprodukten konnte erreicht werden.