Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung oder eine Anordnung bereitzustellen, die einen veränderten Extrudatströmungspfad zwischen einem Nahrungsmittelextruder und einem mehrkanaligen Kühlwerkzeug ermöglicht, der eine Verbesserung der Herstellungseffizienz eines Materials durch den Extruder und durch das Kühlwerkzeugsystem unterstützt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines veränderten Extrudatströmungspfads, der eine gleichmäßige Strömungsverteilung auf die Kühlwerkzeugkanäle fördert.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Verteilen eines Extruderausgangsstromes bereitgestellt, um zur Übertragung eines hochfeuchten Nahrungsmittelextrudatmaterials von einem Extruder, der eine oder mehrere Extrusionsschnecken aufweist, zu dem Einlass eines mehrkanaligen Kühlwerkzeugs verwendet zu werden. Die Vorrichtung weist einen inneren Extrudatdurchgang auf, der einen Strömungsweg für jedes gegebene Element des Extrudats festlegt, das von dem Extruderausgang zu dem Eingang des Kühlwerkzeugs strömt, wobei das Verhältnis der Länge des Extrudatsströmungspfades durch den Durchgang zu der Länge des äußeren Durchmessers einer jeden einzelnen Extruderschnecke ungefähr gleich 0.75:1 oder größer ist. Bevorzugt ist das Verhältnis größer als ungefähr 1.2:1, und weiter bevorzugt ist das Verhältnis größer als ungefähr 1.7:1.

Der signifikante Vorteil der Erfindung ist, dass es aufgrund der vergrößerten Länge und des vergrößerten Volumens des Durchgangs zwischen dem Extruder und dem Kühlwerkzeug möglich ist, dass das Extrudat, das einer vorläufigen Verfestigung ausgesetzt ist, eine im Wesentlichen unidirektionale, laminare Strömung beibehält. Daher sind die gewünschten Strukturen, die in dem Extrudat ausgebildet sein können, keiner zerstörerischen turbulenten Strömung ausgesetzt, die es notwendig machen würde, den Extruder bei ineffizient hohen Temperaturen zu betreiben, wie in der Diskussion des Standes der Technik erläutert.

Zum Beispiel kann es für eine gegebene Extrudatmischung, wenn ein bekanntes System verwendet worden ist, notwendig sein, dass das Kühlwerkzeug die Extrudattemperatur von 160°C bis unter 100°C herabsenkt. Dies ist eine Reduzierung um mehr als 60°C. Wenn jedoch die Erfindung, z. B. mittels einer Vorrichtung zum Verteilen einer Strömung, die zwischen einem Extruder und einem mehrkanaligen Kühlwerkzeug eingepasst ist, verwendet wird, kann die Extrudattemperatur an dem Extruderauslass 120°C betragen. Daher wird das Kühlwerkzeug dann nur dazu benötigt, die Extrudattemperatur um ungefähr 20°C zu reduzieren. Dies ermöglicht effektiv ein Anwachsen des gesamten Extrudatdurchsatzes auf 200 % und sorgt dafür, dass ein Rösten des Produkts seltener auftritt.

Bevorzugt ist das innere Profil des Durchgangs im Querschnitt im Wesentlichen eiförmig. Des Weiteren weist der Durchgang bevorzugt eine mittlere Verengung auf, wobei die maximale innere Abmessung der Verengung nicht größer ist als die minimale Abmessung des Extruderauslasses. Der besondere Vorteil, der durch das Verengungsmerkmal ermöglicht wird, ist, dass dadurch gewährleistet ist, dass die Strömungspfadlänge von jedem Extrudatbestandteil von der Verengung zu dem Eintrittspunkt eines jeden gegebenen Extrudatkanals in dem Kühlwerkzeug im Wesentlichen gleich ist. Dies wiederum fördert eine sehr gleichmäßige, nicht turbulente Strömung.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Durchgang durch das innere Profil eines hohlen Verbindungsstückes gebildet. Das Verbindungsstück umfasst eine Extrudateintrittsöffnung, die zur Verbindung mit dem Auslass eines Extruders angepasst ist, eine Extrudatausgangsöffnung, die zur Verbindung mit dem Einlass eines Kühlwerkzeugs angepasst ist, und einen Extrudatübergangsabschnitt, der zwischen diesen angeordnet ist. Das innere longitudinale Querschnittsprofil des Übergangsabschnitts ist durch zwei Zonen charakterisiert: die erste Zone umfasst im Profil einen geglätteten, gekrümmten Übergang von Abmessungen, die annähernd gleich den Abmessungen des Extruderauslasses sind, zu einer kreis- oder eiförmigen Verengung mit einem minimalen Durchmesser, der nicht größer als der minimale Durchmesser des Extruderauslasses ist. Die zweite Zone umfasst im Profil eine geglättete, gekrümmte Erweiterung ausgehend von der kreisförmigen Verengung zu Abmessungen, die annähernd gleich den Abmessungen des Kühlwerkzeugeinlasses sind. Ein besonderer Vorteil der geglätteten Krümmung der inneren Oberflächen ist, dass sie eine Reduzierung der Anzahl von Strömungs "Totpunkten" unterstützen, an denen sich eine turbulente Strömung entwickeln kann, die auch zum Rösten eines Produktes führen kann.

Dieses Profil trägt dazu bei, dass gewährleistet ist, dass die relative Extrudatdurchflussrate gleichmäßig auf jeden Kanal und gleichmäßig innerhalb der Kanäle in dem mehrkanaligen Kühlwerkzeug verteilt ist. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform weist ein Nasenstück auf, das mittig auf dem Einlass des Kühlwerkzeugs und in der zweiten Zone so angeordnet ist, dass es in Richtung der Verengung zeigt, wobei das Nasenstück eine äußere Oberfläche aufweist, die im Profil annähern parallel zu der inneren Oberfläche der zweiten Zone verläuft, wodurch ein strömendes Extrudat gezwungen wird, in Richtung der jeweiligen einzelnen Kühlwerkzeugeinlassöffnungen in einem ringförmigen Kanal zu strömen, der einen sich allmählich erweiternden Gesamtdurchmesser, aber eine näherungsweise konstante Kanalbreite aufweist. Diese Ausführungsform trägt des Weiteren zu dem Ziel bei, dass die effektive Strömungspfadlänge für ein Extrudat, das von der Verengung zu jedem einzelnen Kühlwerkzeugkanal strömt, näherungsweise gleich ist, wodurch eine gleichmäßige Verteilung einer Extrudatströmung auf die Kanäle stark gefördert wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein extrudiertes Nahrungsmittelprodukt bereitgestellt, das mittels der oben beschriebenen Vorrichtung zum Verteilen einer Strömung hergestellt worden ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Nahrungsmittelextrusionsproduktionsanlage bereitgestellt, in der die oben beschriebene Vorrichtung zum Verteilen der Strömung enthalten ist.