Bei der Entwicklung der NG-Schnecken wurde berücksichtigt, dass bei Nahrungs- und Genussmitteln eine Förderwirkung, die auf Reibung basiert, nicht wünschenswert ist. Deshalb haben sie keine Kompressionszonen. Die aus einem hochverschleißfesten Werkstoff gefertigten Extruderschne-cken sind bis zu einem Durchmesser von maximal 250 mm lieferbar.
Dipl.-Ing. Ludwig Ruhl
Extruder nehmen in der kunststoffverarbeitenden Industrie einen festen Platz ein. Diese Maschinen waren Ausgangspunkt für die Entwicklung von Kochextrudern für die Nahrungs- und Genussmittelindustrie. Maßvorgaben bei Schnecken und Zylindern, die sich in der Kunststoffverarbeitung durchaus bewährt haben, konnten dabei nicht ohne Probleme auf Lebensmittel-extruder übertragen werden. Zudem ist es nicht möglich, die bewährten Granulatmaschinen ohne Weiteres als Vorbild für die Konstruktion von Lebensmittelmaschinen zu nutzen. Warum das so ist, wird an der Funktionsweise der Granulatmaschinen deutlich: Das Kunststoffgranulat wird über einen Einfülltrichter durch die Zylinderöffnung der Schnecke zugeführt. Eine Kühlung in diesem Bereich sorgt dafür, dass das Granulat an der Trichter- und Zylinderwand nicht haften bleibt. Unter hoher Reibung zwischen Kunststoffgranulat und Zylinder und möglichst geringer Reibung zwischen Kunststoffgranulat und Schnecke, erfolgt der axiale Transport des Materials zur Schnecke. Heizbänder führen zu einer Erweichung des Kunststoffgranulats, das in diesem Zustand verstärkt an der Zylinderwand anhaftet. Auf diese Weise wird durch erhöhte Reibung die Förderwirkung unterstützt. Das Abnehmen der Gangtiefe in den nachfolgenden Zonen lässt einen gewollten Widerstand entstehen, der den schon teilweise angeschmolzenen Kunststoff mehr und mehr verdichtet und weiter nach vorne fördert. Unterstützt durch entsprechende Heizeinrichtungen, beschleunigt sich in der nachfolgenden Kompressionszone die Plastifizierung bis die Schmelze zu einer homogenen Masse geworden ist und in der Ausstoßzone ihrer Bestimmung zugeführt werden kann.
Kompressionszone nicht notwendig
Ganz anders sind die Verhältnisse bei der Extrusion von Nahrungs- und Genussmitteln, beispielsweise von Körnerfrüchten u.a.: Solche Produkte lassen sich nicht aufschmelzen und homogenisieren. Eine Plastifizierung ist ebenfalls nicht möglich. Vor diesem Hintergrund wurden die NG-Schne-cken entwickelt. Berücksichtigung fanden dabei empirische Daten und praktische Erfahrungen.
Die Bauweise und Geometrie der Schnecken gewährleistet eine schonende und effektive Extrusion von Lebensmitteln. Bei der Entwicklung der NG-Schnecke berücksichtigte man, dass bei Nahrungs- und Genussmitteln eine Förderwirkung, die auf Reibung basiert, nicht wünschenswert ist, was zu einem Verzicht auf die Kompressionszone führte.
Bisher führten die engen Toleranzen zwischen Zylinder und Schnecke zu überhöhten Torsionskräften. Folge: Es kam zum Bruch der Schnecken. Das kann bei den NG-Schnecken nicht passieren. Sie sind mit Toleranzfeldern ausgestattet. Hervorzuheben sind ferner eine spezielle Schneckengeometrie, das optimierte Verhältnis von Steigung und Gangtiefe sowie eine besondere Gestaltung der Austragszone, die einen schonenden Produkttransport zum Ziel hat. Die Gesamtheit dieser Merkmale führt zu einer Minimierung von Materialanhaftungen und damit in letzter Konsequenz zu einer Vermeidung von Torsionsbrüchen.
Die NG-Schnecken sind bis zu einem Durchmesser von 250 mm lieferbar. Gefertigt werden sie aus einem hochverschleißfes-ten Werkstoff, der für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen ist. Da der Reibungskoeffizient signifikant verbessert werden konnte, ist eine Beschichtung der Schnecke, beispielsweise mit PTFE, nicht zwingend notwendig. Weitere Vorteile der NG-Schnecken sind:
• lange Standzeiten
• kein Lochfraß
• materialschonende Regeneration
Verschlissene Schneckenstege lassen sich mehrmals mit hochverschleißfesten Zusatzwerkstoffen problemlos regenerieren.
Die signifikante Verlängerung der Standzeit kann an folgenden Zahlen illustriert werden: Bei der Verarbeitung von Körnerfrüchten lag die Standzeit von herkömmlichen Extruderschnecken zwischen 1500 bis 2200 Stunden. Unter gleichen Rahmenbedingungen liegt dieser Wert für die NG-Schnecken bei 3500 bis 4000 Stunden, nach der Regeneration bei maximal 6000 Stunden.
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