Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Aquafeed, gemäss den Oberbegriffen der unabhän- gigen Patentansprüche.

Bekannt sind im Stand der Technik diverse verdichtete Futterpellets, die durch Extrusion hergestellt werden:

DE 699 12 780 T2 zeigt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Extrudieren von expandierenden wasserhaltigen Produkten wie Lebensmittelteilchen oder Futtermittelpellets. Auf der Ausstoss- seite der Düseneinheit des Extruders ist eine Druckkammer angeordnet, in welcher ein definierter Druck aufrecht erhalten wird. Das Produkt wird unmittelbar nach dem Austritt aus dem Extruder mit einem rotierenden Messer in Pellets portioniert. Eine weitere Formgebung findet nicht statt.

DE 601 10 217 T2 zeigt ebenfalls eine Vorrichtung zum Extrudie- ren von wasserhaltigen Produkten, bei welcher wiederum das Produkt unmittelbar nach dem Austritt aus dem Extruder mit einem rotierenden Messer in Pellets portioniert und in eine Druckkammer geleitet wird. Eine weitere Formgebung findet nicht statt.

Es hat sich bei Vorrichtungen der vorgenannten Arten als nachteilig erwiesen, dass häufig Risse und Brüche der Pellets insbesondere an deren Oberfläche gefunden werden. Die Struktur der Pellets kann offensichtlich trotz des Vorsehens einer Druckkammer nur mit grossem Steuerungs-/Regelungsaufwand kontrolliert werden.

GB 2 297 936 A zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von röhrenförmigen Cerealienprodukten . Beim Austritt aus dem Extruder wird in den inneren Hohlraum mit Überdruck ein Fluid einge- presst, was die Wandstruktur des röhrenförmigen Produkts vorteilhaft verändern soll. Anschliessend wird das röhrenförmige Produkt durch Abcrimpen portioniert. Eine Druckkammer nach dem Extruder, wie in den beiden vorgenannten Dokumenten erläutert, ist hier nicht vorhanden. Auch handelt es sich hierbei nicht um ein Verfahren zur Herstellung von Aquafeed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Aquafeed sowie eine entsprechende Vorrichtung auf- zuzeigen, mit welcher die o.g. Nachteile des Stands der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll die Gewährleistung einer definierten Oberflächenstruktur vereinfacht werden.

Die Aufgabe ist mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprü- che gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Aquafeed, insbesondere von Futterpellets, werden die Rohstoffe (ggf. nach vorheriger Mischung) extrudiert und anschliessend zu Pellets verarbeitet. Im Unterschied zum Stand der Technik wird jedoch das extrudierte Produkt zunächst in einer Expansionskammer gezielt expandiert und erst nach Passieren einer weiteren Formungseinrichtung in die endgültige Darreichungsform (Pellets) geformt. Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Oberflächenstruktur wesentlich einfacher im wesentlichen bruch- und/oder rissfrei gestaltet werden kann, wenn die Pellets nicht bereits in ihrer endgültigen Darreichungsform in die Expansionskammer geleitet werden, sondern wenn nach der Expansionskammer eine weitere Formgebung stattfindet.

Unter einem Pellet wird vorliegend ein Formstück verstanden, das durch Bruch einer erhärteten, aber ehemals formbaren Masse entstanden ist. Die weitere Formgebung kann ein Kneten, Walken, o. dgl . sein. Erst nach der weiteren Formgebung wird das Produkt in die endgültige Darreichungsform (bspw. Pellets) überführt, bspw. durch ein der weiteren Formgebungseinheit nachgeordnete Schneidmesser.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen weisen die Pellets eine Schüttdichte p _Sc h auf im Bereich von etwa 250 bis etwa 650 kg irT ³ , vorzugsweise von etwa 400 bis etwa 550 kg irT ³ ; etwa bedeu- tet hierbei, dass eine Messtoleranz im Bereich von ± 1-5% um- fasst ist. Vorzugsweise wird die Schüttdichte p _Sc h als mittlere Schüttdichte bestimmt, indem das arithmetische Mittel aus 3 bis 5 Messungen bestimmt wird. Die Schüttdichte wird zum Beispiel vorzugsweise gemäss DIN ISO 697 (Ausgabe 1984-01) bestimmt. Die Einstellung der Schüttdichte durch Anwendung des erfindungsge- mässen Verfahrens führt zu Pellets, welche in Wasser und/oder Salzwasser definierte Sinkgeschwindigkeiten aufweisen.

Es hat sich gezeigt, dass durch den weiteren Formgebungsschritt Futterpellets mit definiert eingestellter Schüttdichte besonders gut realisierbar sind. Insbesondere ist dies auch bei einem hohen Gehalt an Stärke möglich, wobei dennoch die Stärke vorzugsweise vollständig und nicht-expandierend (durch Kochen) aufgeschlossen werden kann. Besonders vorteilhaft ist der Fettgehalt der Pellets dabei möglichst gering, insbesondere kleiner 12 Gew.%. Dies vereinfacht es weiter, Futterpellets mit unterschiedlicher, einstellbarer Dichte herzustellen.

In bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens weisen die PeI- lets einen Gehalt an Stärke im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 Gew.%, vorzugsweise von etwa 15 bis etwa 25 Gew.%. Der Siedepunkt des Wassers in dem extrudierten Produkt kann durch Einstellung des Drucks in der Expansionskammer gesteuert oder geregelt werden.

Als eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung hat sich herausgestellt, wenn das extrudierte Produkt in der Expansionskammer und in der nachgeordneten Formgebungseinheit in einem viskoelasti- schen Zustand gehalten wird; hierfür kann wird der in der Formgebungseinheit herrschende Druck vorzugsweise auf einen Druck reguliert werden, der zwischen dem im Extruder herrschenden, hohen Druck und dem nach der Formgebungseinheit herrschenden, atmosphärischen Druck liegt. Es wird eine deutlich verminderte Riss-/Bruchbildung bei den anschliessend gebildeten Pellets beobachtet. Im Ergebnis werden gleichmässig dichte Pellets erhal- ten, deren Stärke zudem weitgehend gelatiniert ist.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Herstellung von Aquafeed, insbesondere von sinkfähigen Futterpellets, umfasst einen Extruder, bevorzugt einen Einwellenextruder. Die Produktaustrittsdüse des Extruders ist mit einer Expansionskammer verbunden, wobei die Produktaustrittsöffnung der Expansionskammer wiederum mit einer Formungseinheit verbunden ist. Als der Expansionskammer nachgeordnete Formgebungseinheit kann besonders vorteilhaft eine formgebende Pumpeneinheit, insbesondere eine Exzenterschnecken- pumpe (Moineaupumpe) , oder auch ein Extruder verwendet werden. Die Formgebungseinheit kann zudem als Zugabeeinheit für solche Substanzen genutzt werden, die nicht vorgängig im Extruder erhitzt werden müssen oder dürfen (z.B. also für die Zugabe von hitzeempfindlichen Substanzen oder Zusätzen) ; derartige Substan- zen können insbesondere auch pastös oder pulverförmig sein. Der Formgebungseinheit ist eine Portionierungseinheit nachgeordnet, insbesondere eine Schneideinheit. Durch Regulierung des Arbeitsdruckes in der Expansionskammer ist es möglich, den Siedepunkt des Wassers in der extrudierten Masse einzustellen und den Wasseraustritt zu steuern. Durch Überdruck oder Unterdruck in der Expansionskammer, der bspw. mittels eines Ventils einstellbar sein kann, kann die Expansion des Produkts gesteuert werden. Dabei kann zum Beispiel zur Verringerung der Produktexpansion in der Expansionskammer der Dampfdruck und damit der Siedepunkt des im Produkt enthaltenen Wassers erhöht werden. Das so vorbehandelte Produkt wird nachfolgend insbeson- dere in einer Pumpeinheit geformt, wie vorstehend beschrieben, und erst anschliessend zu Pellets geformt.

Die Expansionskammer ist bevorzugt mit einem Druckluftventil und einem Ventil zur Dampfzu- und -abfuhr versehen. Der Dampf, der durch den flash-off der extrudierten und expandierten Produkte in der Expansionskammer entsteht, kann durch das Ventil abgeführt und zu Heizzwecken verwendet werden. In der Expansionskammer kann durch Abfuhr des Dampf/Luftgemisches auch Unterdruck erzeugt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1: eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Herstellung von Aquafeed mit hohem Schüttgewicht;

Fig. 2: eine Glasübergangskurve für Stärke.

Die Ausgangsstoffe, darunter ein ggf. sehr stärkehaltiger Stoff wie bspw. Fischfuttermischungen mit der Beimischung von Getreidemehlen, Sojaschroten, Fischmehlen, Fleischmehlen, Fette und Öle, sowie diverse Zusatzstoffe werden in die Arbeitskammer eines Extruders 1 gefüllt und im Extruder behandelt. Über eine Produktaustrittsdüse 2, die mit einem Schneidwerkzeug versehen sein kann, wird das Produkt in eine Expansionskammer 8 ausgetragen. Unter Zugabe von Druckluft und Dampf (via Ventile 3 und 5) erfolgt eine kontrollierte Dekompression des Produktes in der Expansionskammer 8. Durch Regulierung des Arbeitsdruckes (max. 6 bar) in der Expansionskammer 8 kann der Siedepunkt des Wassers im Produkt eingestellt und damit ein schlagartiges Austreten von Wasser gesteuert, vorzugsweise verhindert werden. In der Expansionskammer tritt besonders vorteilhaft keine Aushärtung des Produkts auf; das Produkt wird also vorteilhaft in einem viskoe- lastischen Zustand gehalten.

Aufgrund des hohen Arbeitsdruckes sowie einer hohen Arbeitstemperatur im Extruder 1 verbleibt das Wasser vor dem Übertritt in die Expansionskammer 8 im flüssigen Zustand. Gegenüber der Nor- malatmosphäre stellt sich bei erhöhtem Druck ein höherer Siedepunkt des Wassers ein. Ohne erhöhten Druck/Temperatur käme es beim Austritt aus dem Extruder 1 unter Normalatmosphäre in der Expansionskammer 8 zur Abkühlung des Produktes aufgrund des Was- seraustrags. Ein solches Produkt wäre nicht weiter formbar, da es nicht mehr viskoelastisch, sondern bereits im Glaszustand ist (illustriert in Fig. 2) .

Temperatur und Dampfdruck werden daher vorteilhaft so eingestellt, dass das Produkt in einem viskoelastischen Zustand zwi- sehen der Glasübergangstemperatur T _g und Schmelztemperatur T _m verbleibt. In diesem Zustand verbleibt das Produkt viskoelastisch in der Expansionskammer 8 und ist weder zu kalt noch zu trocken für eine nachfolgende Formung in der Exzenterschneckenpumpe 10. Besonders bevorzugt wird das Produkt auch während der nachfolgenden Formgebung in dem viskoelastischen Zustand gehalten . Die Expansionskammer 8 ist im Ausführungsbeispiel über die Produktaustrittsdüse 2 sowie die Produktaustrittsöffnung 9 druckfest vom Extruder 1 und der Exzenterschneckenpumpe 10 getrennt.

In Verbindung mit der Formung des Produkts in der nachfolgenden Exzenterschneckenpumpe 10 kann die Produktdichte und damit dessen Sinkfähigkeit geregelt werden.

Auf das Formwerkzeug 11 (hier: eine Düsenplatte) und die Schneideinheit 12 kann ein Probensammler folgen um eine kontinuierliche Produktkontrolle zu gewährleisten.

In einer weiteren, figürlich nicht dargestellten Ausführungsform können auch zwei Extruder nacheinander angeordnet sein, wobei sich die Expansionskammer zwischen diesen Extrudern befindet. Die Formgebungseinheit ist in diesem Falle also ebenfalls ein Extruder. Der (erste) Extruder ist wir vorstehend beschrieben ein Kochextruder, der die Ausgangsstoffe unter Wärmeeinwirkung schert. Der zweite Extruder als Formgebungseinheit mischt verschiedene Produktströme und formt die Mischung bei reduzierter Temperatur zu Pellets, so dass wärmebedingte Schädigungen eines oder mehrerer weiterer Produktströme minimiert oder vermieden werden können, da diese weiteren Produktströme erst in die Formgebungseinheit zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Extruder

2 Produktaustrittsduse

3 Druckluftventil

4 Sicherheitsventil

5 Dampfventil

6 Sichtfenster

7 Flussmesser

8 Expansionskammer

9 Produktaustrittsöffnung

10 Exzenterschneckenpumpe

11 Formwerkzeug

12 Schneideinheit

13 T-Pumpe

Tg Glasübergangstemperatur τ _m Schmelztemperatur