DE69934887T2

DE69934887T2 - Vorrichtung sowie verfahren zur formung von extrudiertem gefrorenem mit einschluessen von formbarem material

Info

Publication number: DE69934887T2
Application number: DE69934887T
Authority: DE
Inventors: John Vincent Half Moon Bay TUCKER; Murray Mission Bay TAYLOR; Selma Elizabeth Remuera MORCOM; John Charles Mt. Wellington MARTIN
Original assignee: Fonterra Cooperative Group Ltd
Current assignee: Fonterra Cooperative Group Ltd
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: EP1087667B1; EP1087667A4; JP4087063B2; CA2335786A1; KR20010071525A; US6326046B1; TR200003769T2; AU4536299A; AU3506799A; IL140383A0; US20030082285A1; BR9911368A; EP1087667A1; US6565907B2; AU721679B2; MXPA00012766A; IL140383A; WO1999065325A1; NO20006465D0; JP2002517986A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung einer Neuheit (beispielsweise eine Sahneeisneuerung mit vielen festen Einschlüssen) und insbesondere, aber nicht nur, eine Vorrichtung und ein Verfahren (und Produkte dieser Verfahren) zur Bildung einer extrudierten, gefrorenen Neuheit mit bedeutenden Feststoffeinschlüssen eines gießbaren Materials.
Mit Bezug auf „Ice Cream" (vierte Ausgabe und folgende Ausgaben vor dem Anmeldedatum dieser Erfindung) beschreibt W. S. Arbuckle (The AVI Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut, USA) gefrorene Neuheiten vom Typ des Sahneeises und/oder Wassereises, die häufig extrudiert und quer zur Extrusionsachse in einzelne Stücke geschnitten werden. Diese Neuheiten werden als extrudierte Neuheiten bezeichnet. Die hier verwendete Passage „eine extrudierte, gefrorene Neuheit mit bedeutenden Einschlüssen eines gießbaren Materials" bedeutet vorzugsweise ein extrudiertes oder koextrudiertes, genießbares Material, das auf Temperaturen unter 0°C zu halten ist (beispielsweise Sahneeis und/oder Wassereis oder Mischungen aus beiden Eisarten), und die bedeutenden Einschlüsse können ein Feststoff oder Feststoffe sein (vorzugsweise genießbare, beispielsweise Fruchtstücke, Konfektstücke usw.). Mit bedeutenden Einschlüssen sind vorzugsweise solche Einschlüsse gemeint, die ein Schneiden quer zur Extrusions- oder Koextrusionsachse des gießbaren Materials mittels eines einfachen Drahts oder Blatts aufgrund der Kraft für diesen Draht oder dieses Blatt vermeiden oder davon ablenken, um auf einen festen Bereich zu stoßen und damit alles andere als eine saubere Trennung eines bestimmten Menge des bedeutenden Einschlussmaterials von der Extrusionsmasse vorzusehen.
Der hier verwendete Ausdruck „Düsenmittel" kann wie erforderlich sowohl in der Einzahl als auch in der Mehrzahl gebraucht werden und einen Wunsch bezeichnen, mehr als ein Material in jeden Hohlraum zu extrudieren, oder kann verschiedenen Düsen für besonders indizierte Hohlräume, d.h. jeden wechselnden Hohlraum, zugeordnet werden.
Der hier verwendete Ausdruck „Hohlraum" bedeutet, soweit das Karussell betroffen ist, vorzugsweise nicht mehr als eine Öffnung, um eine Peripherie festzulegen, und mit dem hier verwendeten Ausdruck „Ausnehmung" ist sowohl diese Öffnung als auch eine Basis oder ein Oberteil dieser Öffnung in Abhängigkeit davon gemeint, ob die Düse von oben (bevorzugt) oder von unten einspeist oder nicht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung, Verfahren und Produkte zu schaffen, die mindestens eine Alternative zu den bekannten Vorrichtungen, Verfahren und Produkten vorsehen.
Daher besteht die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt aus einer Vorrichtung zum Extrahieren und Bilden eines genießbaren, gefrorenen Produkts, wobei diese Vorrichtung ein Karussell umfasst, das eine Vielzahl von offenen Gießhohlräumen aufweist und derart drehbar ist, dass jeder Hohlraum Stationen zugeordnet wird, die Folgendes aufweisen:

– eine Füllstation mit einer Düse zum Eindrücken von Material von der Düse in einen der Gießhohlräume des Karussells, wenn die Düse dem Gießhohlraum in geeigneter Weise zugeordnet ist, wobei der zugeordnete Gießhohlraum so geschlossen wird, dass eine Ausnehmung zum Füllen durch das Material gebildet wird, und wobei die Düse mit dem Karussell mittels einer relativen Bewegung auf die Drehung des Karussells hin zusammenarbeiten kann, um eine Materialmenge in der Ausnehmung von dem noch in der Düse verbleibenden Material abzuschneiden, und
– eine den Hohlraum entleerende Station, die eine Bewegung des Materials, das in dem einen Gießhohlraum des Karussells enthalten ist, aus dem einen Gießhohlraum zu einer Stützfläche verursacht, während mindestens teilweise etwas von einer Form des einen Gießhohlraums im Material zurückbehalten wird.

Die hier verwendeten Ausdrücke „Karussell" und „Station(en)" schließen nicht ein stationäres „Karussell" aus, das eine karussellartige Beziehung zu bewegbaren Stationen hat, d.h., dass es die Beziehung der Gießhohlräume zu den Düsenmitteln, Abschneidmitteln und Entleerungsmitteln ist, die wichtig ist.
Vorzugsweise hat die relative Drehung der Düse und des Karussells die Wirkung, dass mindestens eine der Flächen einer verwendeten Materialmenge und einer in der Düse zurückbehaltenen Materialmenge geglättet wird.
Vorzugsweise wird der Gießhohlraum durch die Stützfläche geschlossen.
Vorzugsweise wird das Karussell durch eine weitere Drehung bewegt, um einen Spielraum zur Entfernung des Materials aus dem Gießhohlraum an der den Hohlraum entleerendenden Station zur Stützfläche zu schaffen.
Vorzugsweise ist eine Stabeinfügungsstation zwischen der Füllstation und der den Hohlraum entleerenden Station angeordnet.
Die vorliegende Erfindung befasst sich auch mit einem Verfahren zur Herstellung eines genießbaren, gefrorenen Produkts, wobei dieses Verfahren folgende Schritte umfasst:

– das Material wird über eine Düse in einen Gießhohlraum extrudiert, der vorübergehend mit einem Bodenteil oder Oberteil versehen ist, um eine Ausnehmung zu bilden,
– eine relative Bewegung zwischen dieser Ausnehmung und der Düse wird geschaffen, um eine im Gießhohlraum enthaltene Materialmenge von dem in der Düse verbleibenden Material abzuschneiden, und
– die gegossene Materialmenge wird aus der Ausnehmung nach einer teilweisen Demontage der Ausnehmung durch eine Bewegung des Bodenteils oder Oberteils entladen.

Vorzugsweise extrudiert die Düse einen Materialquerschnitt, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Gießhohlraums entspricht.
Vorzugsweise ist oder umfasst das Material Sahneeis.
Vorzugsweise ist das im Gießhohlraum enthaltene Material vor dessen Entladung in Stabform eingesteckt.
Vorzugsweise ist der Gießhohlraum mindestens teilweise als Teil eines Karussells vorgesehen.
Vorzugsweise bildet die relative Bewegung zwischen mindestens einem Teil des Hohlraums und der Düse eine glatte Fläche auf mindestens einer der Flächen einer verteilten Materialmenge und der Fläche eines in der Düse verbleibenden Materials.
Vorzugsweise dreht sich das genannte Karussell gegenüber der Düse, um das Abschneiden des Materials in der Düse vom Material im Gießhohlraum zu veranlassen.
Vorzugsweise wird die teilweise Demontage der Ausnehmung durch eine bloße Karussellbewegung gegenüber einer Stützfläche erreicht, und diese Demontage hat die Wirkung der Entfernung der Stützfläche am Bodenteil der Ausnehmung, um eine ver tikale Verminderung des im Gießhohlraum enthaltenen Materials aus dem Gießhohlraum zu erlauben.
Der Bezug auf die Extrusion, die Extrusionsdüsenmittel usw. erfordert hier nicht zwingend, dass der Extrusionsquerschnitt des gießbaren Materials mit der Querschnittsform des Hohlraums übereinstimmt.
Der Bezug auf die verwendeten Materialien hier schließt jedes geeignete, neue Material ein, das vorzugsweise das Gefrieren erfordert, um gießfähig und/oder formerhaltend zu sein, das aber vorzugsweise einzelne Stücke im Material einschließt (beispielsweise dicke Fruchtstücke, Konfektstücke usw.), wodurch ein genaues Schneiden dieser Stücke mittels anderer Verfahren als die der vorliegenden Erfindung unmöglich gemacht würde. Die vorliegende Erfindung schließt jedoch nicht die Verwendung von solchen Vorrichtungen bei einem Verfahren aus, bei dem das gießbare Material nicht diese Komponenten einschließt.
Der Bezug auf die relative Bewegung oder die Karussellbewegung schließt hier eine Umfangbewegung, eine unterbrochene Bewegung oder eine stetige Bewegung ein. Es ist ins Auge gefasst, das die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit und daher mit einer üblichen Ausrüstung in Verbindung mit dem Karussell und der betreffenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird, wobei die Bewegungszunahme vorzugsweise derart erfolgt, dass eine stationäre Indizierung der Hohlräume seriell usw. an den „Stationen" stattfindet, da damit die am wenigsten komplizierte, technische Lösung verbunden ist.
Eine bevorzugte Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei diese Draufsicht eine Füllstation A, eine Einsteckstation B, das Vorsehen eines Abschneidmittels zwischen den Stationen A, B, das sich aus der Karusselldrehung ergibt, um zwischen den genannten Bedingungen (stetiger oder vorzugsweise unterbrochener Betrieb) zu indizieren, ein Entleerungsmittel und eine Station C zeigt, wobei ein nach rechts weisender Pfeil die Vorrückrichtung einer durch einen Förderer gebildeten Stützfläche und ein um das Karussell weisender Pfeil die bevorzugte Richtung der stetig oder bevorzugt unterbrochen indizierten Drehung des Karussells gegenüber den Stationen anzeigt,
2 eine vergrößerte Draufsicht des in 1 gezeigten Karussells,
3 eine Seitenansicht der Vorrichtung der 1 und 2 aus der Sicht längs der Fördererachse, wobei diese Seitenansicht die Position der Öffnungsfläche des Förderers unter Karussellbereichen zeigt, die mit den Entleerungsmitteln über der Stützfläche indizieren,
4 ebenfalls eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung der 3, wobei dies Seitenansicht aber den Förderer von hinten zeigt,
5A bis 5H schematische Darstellungen der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei diese Darstellungen folgende Verfahrensschritte zeigen (ohne Beachtung der unterschiedlichen Projektion, die durch die Karusselldrehung um den Bewegungsbogen des Karussells bedingt ist, d.h., dass die Zeichnung grafisch in linearer Weise zur leichteren Erläuterung wiedergegeben ist):
5A das Karussell, das zwischen dem Düsenmittel und einer Unterlegplatte angeordnet ist, die mit dem Karussellhohlraum zusammenarbeitet, um eine mit einem geschlossenen Boden versehene Ausnehmung vorzusehen, in der Material (als gepunktete Matrix gezeigt) mit Hilfe eines normalen Extrusionsdrucks und vorzugsweise auch der Schwerkraft gefüllt wird,
5B die Anordnung der 5A, wenn sich das Karussell rechts herum dreht, wobei die 5B zeigt, wie das Düsenmittel das Materialabschneiden vornimmt, und die Punktaußenlinie zeigt, wie (falls erwünscht) eine Platte oder ein anderes Mittel in fester Beziehung zum Düsenmittel dabei helfen kann, die Glätte der rechts vom Düsenmittel erscheinenden Materialmenge aufrecht zu erhalten,
5C das Karussell, das in der durch den Pfeil gezeigten Richtung weitergedreht ist und das nun im Wesentlichen frei vom Düsenmittel ist, obwohl es möglicherweise unter der gepunkteten Platte der 5B angeordnet ist,
5D die nächste Reihendarstellung eines Hohlraums gegenüber dem Düsenmittel, wobei der Hohlraum nun unten durch die Schließplatte der Füllstation abgeschlossen wird,
5E einen Einsteckstab, der in die Gießmasse eingesteckt ist, wobei dieses Stabeinstecken falls erwünscht dann erfolgt, wenn ein schützendes Plattenoberteil und Plattenunterteil der Materialmenge vorhanden ist, wenn es geeignet erscheint (dies ist jedoch zur leichteren Erläuterung nicht in 5E gezeigt),
5F den neuen Einsteckstab, der sich dann von der bevorzugten, stationären Bedingung der 5E zur nächsten Stufe bewegt, in der sich das Entleerungsmittel nach unten zur Materialmasse des nun bodenlosen Hohlraums bewegen kann, der mit der Materialmasse katalogisiert ist, um das Material nach unten auf die darunter liegende Gefrierplatte und/oder den Förderer zu drücken,
5G die nächste Stufe dieses Ausstoßes der Materialmenge aus dem indizierten Hohlraum, wobei die kleinen Pfeile einfach das Vorsehen eines Gasstoßes, beispielsweise eines Luftstoßes, andeuten, um das Material frei vom Bett oder von einem Mittel halten, das zum Ausstoßen dieses Materials verwendet wird, und
5H das einzelne Stück auf der Stützfläche, das nun frei vom Karussell und in einer Lage ist, in der es für eine beliebige, nachfolgende Verarbeitung, beispielsweise für die Beschichtung, Verpackung oder dergleichen, wegbewegt werden kann.
Der Fachmann wird erkennen, wie die generell in Verbindung mit den 5A bis 5H beschriebenen Schrittfolgen eine Abweichung von den bekannten Verfahren zur Bildung einer Neuheit und insbesondere eines neuen, stabförmigen, gefrorenen Kerns vorsehen.
Vorzugsweise weisen alle Materialien, die in Kontakt mit Lebensmitteln kommen können, ein Lebensmittelklassenmaterial auf, das aus rostfreiem Stahl oder aus aus einem geeigneten Kunststoffmaterial ausgewählt ist. Vorzugsweise arbeitet die Vorrichtung in Zuständen, die die formerhaltenden Eigenschaften des Materials unterstützen.
Eine bevorzugte Materialform ist ein Premium- oder Sahneeis, das einen hohen Gehalt an Feststoffen mit einigen einzelnen, genießbaren Einschlüssen, beispielsweise Nüssen, Obst, Konfekt usw., aufweist.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung ein Karussell 1 auf, das sich um die gezeigte Drehachse in Richtung der Pfeile in den 1 und 2 inkremental dreht, so dass es der Reihe nach die Gießhohlräume 8 zunächst der Füllstation A darbietet, in der eine Extrusionsdüse 2 Material in den darunter liegenden, indizierten Hohlraum 8 extrudiert, wonach eine Materialmenge vom Materialrest in der Fülldüse 2 vor dem Einstecken in einer Stabeinfügungsstufe, nämlich der Station B, abgeschnitten wird. Das Material 4 im Hohlraum 8 weist einen Stab 3 auf, der in diesen Hohlraum in bekannter Weise und/oder in der von Arbuckle beschriebenen Weise eingefügt wird.
Das Karussell 1 dreht sich dann durch die indizierten Zustände, in denen die Entleerungsstation C erreicht wird; an dieser Stelle drückt ein pneumatisch, hydraulisch oder magnetisch betätigtes Mittel die Materialmenge aus dem Gießhohlraum nach unten auf die darunter liegende Stützfläche 6 des Förderers, so dass die stabförmigen Sahneeisprodukte 9 auf den Förderer 6 abgelegt sind, der die Formstücke mit dem Ebenbild der Hohlräume trägt, aus dem die Produkte 9 gedrückt wurden.
Vorzugsweise weisen die Hohlräume keinen Boden auf, und vorzugsweise ist jede darunter liegende Stützfläche für das Material, wie es in jeden Hohlraum 8 injiziert wurde, im erforderlichen Maß vorgesehen, d.h., dass es eine genügende Kontrolle des Drucks auf die Fülldüse 2 gibt, so dass eine erforderliche Materialmenge in einen besonderen, indizierten Hohlraum extrudiert oder injiziert und dann vom Materialrest bei der programmierten Drehung des Karussells gegenüber der Fülldüse 2 und deren zugehörigen Stützstruktur abgeschnitten wird, von der mindestens ein Teil als Schneidmittel in Verbindung mit dem Karussell arbeitet.
Der Fachmann wird wissen, welche Mittel vorgesehen werden müssen, um eine Komponente aus einem oben offenen Gießhohlraum herauszuheben oder aus einem unten offenen Gießhohlraum zu drücken, und vorzugsweise wird dies wie dargestellt ausgeführt, so dass die stabförmigen, gefrorenen Neuheiten 9 in erforderlicher Weise nach der Stabbildung oder dergleichen in einigen folgenden Verarbeitungsstationen weiterverarbeitet werden können, die alle an sich bekannt sind.
Der Fachmann wird ebenfalls wissen, wie vorzugsweise eine Überwachungskontrolle für die Index- und Pressgenauigkeit für das Karussell und dessen zusätzliche Funktionskomponenten, beispielsweise für die Komponente 5, auszusehen hat.
Die Vergrößerung des Systems schließt das Vorsehen einer Koextrusion von Materialien in die Hohlräume und/oder eine radiale Injektion oder Extrusion von Materialien um den Stab 3 bei der vorhergehenden und/oder folgenden Stabeinfügung ein. Beispielsweise kann geschmolzene Schokolade oder können äquivalente Materialien injiziert werden, das bzw. die sich um den Stab absetzt bzw. absetzen.
Vorstehend sind bevorzugte Formen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, bei denen alle Hohlräume 8 eine ähnliche Lage aufweisen, so dass die Karussells ausgetauscht werden können, um verschiedene Formen vorzusehen, oder individuelle Hohlräume für eine Vielfalt von verschiedenen Formen aufgrund von verschiedenen Hohlraumformen vorsehen können, die in den einzelnen Hohlräumen vorgesehen sind. Im letzten Fall ist der Kontaktbereich der Entleerungsmittel vorzugsweise derart gewählt, dass er allgemein für alle Hohlraumformen gilt, so dass mit einer minimalen Einstellung im Gegensatz zu den Hohlräumen der bekannten Entleerungsvorrichtungen ausgekommen werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Extrudieren und Formen eines genießbaren, gefrorenen Produkts, wobei diese Vorrichtung ein Karussell (1) umfasst, das eine Vielzahl von offenen Gießhohlräumen (8) aufweist und derart drehbar ist, dass jeder Hohlraum Stationen (2) zugeordnet wird, die Folgendes aufweisen: – eine Füllstation (A) mit einer Düse (2) zum Eindrücken von Material von der Düse in eine der Gießhohlräume (8) des Karussells, wenn die Düse dem Gießhohlraum in geeigneter Weise zugeordnet ist, wobei der zugeordnete Gießhohlraum so geschlossen wird, dass eine Ausnehmung zum Füllen durch das Material gebildet wird, und wobei die Düse (2) mit dem Karussell (1) mittels einer relativen Bewegung auf die Drehung des Karussells (1) hin zusammenarbeiten kann, um eine Materialmenge in der Ausnehmung (8) von dem noch in der Düse (2) verbleibenden Material abzuschneiden, und – eine den Hohlraum entleerende Station (C), die eine Bewegung des Materials (4), das in dem einen Gießhohlraum (8) des Karussells (1) enthalten ist, aus dem einen Gießhohlraum (8) zu einer Stützfläche (6) verursacht, während mindestens teilweise etwas von einer Form des einen Gießhohlraums (8) im Material zurückbehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Drehung der Düse und des Karussells die Wirkung hat, dass mindestens eine der Flächen einer verwendeten Materialmenge und einer in der Düse zurückbehaltenen Materialmenge geglättet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießhohlraum (8) durch die Stützfläche (6) geschlossen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Karussell (1) durch eine weitere Drehung bewegt wird, um einen Spielraum zur Entfernung des Materials aus dem Gießhohlraum (8) an der den Hohlraum entleerendenden Station (C) zur Stützfläche zu schaffen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stabeinfügungsstation (B) zwischen der Füllstation (A) und der den Hohlraum entleerenden Station (C) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines genießbaren, gefrorenen Produkts, wobei dieses Verfahren folgende Schritte umfasst: – das Material wird über eine Düse (2) in einen Gießhohlraum (8) extrudiert, der vorübergehend mit einem Bodenteil oder Oberteil versehen ist, um eine Ausnehmung zu bilden, – eine relative Bewegung zwischen dieser Ausnehmung (8) und der Düse (2) wird geschaffen, um eine im Gießhohlraum enthaltene Materialmenge (4) von dem in der Düse (2) verbleibenden Material abzuschneiden, und – die gegossene Materialmenge (4) wird aus der Ausnehmung (8) nach einer teilweisen Demontage der Ausnehmung durch eine Bewegung des Bodenteils oder Oberteils entladen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse einen Materialquerschnitt extrudiert, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Gießholraums (8) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) Sahneeis ist oder umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das im Gießhohlraum (8) enthaltene Material (4) vor dessen Entladung in Stabform eingesteckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießhohlraum (8) mindestens teilweise als Teil eines Karussells (1) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung zwischen mindestens einem Teil des Hohlraums (8) und der Düse (2) eine glatte Fläche auf mindestens einer der Flächen einer verteilten Materialmenge und der Fläche eines in der Düse (2) verbleibenden Materials bildet.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das genannte Karussell (1) gegenüber der Düse (2) dreht, um das Abschneiden des Materials in der Düse (2) vom Material im Gießhohlraum (8) zu veranlassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die teilweise Demontage der Ausnehmung durch eine bloße Karussellbewegung gegenüber einer Stützfläche erreicht wird und dass diese Demontage die Wirkung der Entfernung der Stützfläche am Bodenteil (6) der Ausnehmung (8) hat, um eine vertikale Verminderung des im Gießhohlraum enthaltenen Materials (4) aus dem Gießhohlraum (8) zu erlauben.