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Österreichische
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EMIL PASSBURG IN BERLIN.
Verfahren, angewärmte Zuckerbrote in Vakuum zu trocknen'und vorgetrocknete Zuckerbrote, deren Kern noch Feuchtigkeit enthält, zur Weiter-oder Fertigtrocknung vor zubereiten.
Das Trocknen von Zuckerbroten unter Vakuum ist bekannt. Vergl. z. B. die., Deutschen Patente"Nr. 15840 und 20197.
Trotz der grossen Vorteile, welche die Vakuumtrocknung in Bezug auf Ersparnis an
Zeit, Raum und Arbeitslöhnen bietet, haben die bekannten Vakuummethoden zum Trocknen leicht gekochter, feinkörniger Zuckerbrote aus denen das Deckklärsel abgenutscht oder abzentrifugiert wird, bisber keine praktische Verwendung finden können, weil sich bei Ver- suchen stets gezeigt hat, dass derartige feinkörnige Brote beim Trocknen nach diesem
Vakuumverfahren Risse bekommen und dadurch unverkäuflich oder minderwertig werden.
Die bekannten Vakuumtrockenmethoden sind deshalb für Zucker nur dort praktisch in Anwendung, wo es sich, wie z. B, in Russland, um das Trocknen von grobkristallischen
Zuckerbroten handelt, welche nach besonderer Behandll1ngsweise durch Einwirkung grosser
Hitze und des in den Zuckerbroten verbliebenen, also nicht durch Pumpen oder Zentrifugen entfernten Deckklärsels (Zuckerlösung) zu einem kompakten Itristallgefüge zusammen- geschmolzen werden.
Die in dieser besonderen Weise hergestellten Zuckerbrote können namentlich, wenn sie in ihren eisernen Formen zur Trocknung gelangen, sowohl die dauernde Einwirkung hoher Temperaturen, als auch die schnelle Trocknung unter Vakuum zu ertragen, ohne zu zerspringen.
In ganz anderer Weise verhalten sich jedoch die leicht gekochten, feinkörnigen
Zuckerl) rote, welche aus Fahrikationsgründen sowohl meistens ohne ihre eisernen Formen zur Trocknung gelangen, als auch vorher zur Entfernung des Deckklärsels abgenutscht oder zentrifugiert werden müssen, wodurch das Kristallgefüge der Zuckerbrote ein lockeres wird und die Brote gegen das Rissigwerden besonders empfindlich werden.
Durch eingehende Versuche hat der Erfinder die Ursachen des Rissigwerdens der
Zuckerbrote erforscht und das nachstehend beschriebene neue Vakuumtrockenverfahren er- funden, bei welchem Risse in den Zuckerbroten vermieden werden.
Es hat sich bei den Versuchen gezeigt, dass, wenn die Wärmezuführung schnell er- folgt, die äussere Schicht, d. i. der Mantel der Brote sich in so bedeutend stärkerem
Masse ausdehnt, weil er schneller erwärmt wird als-das Innere, d. i. der Kern der Zuckerbrote, dass durch diese verschiedene Ausdehnung der einzelnen Schichten eine Trennung derselben schon bei dem Vorwärmen bei dem gewöhnlichen Atmosphärendrucke erfolgt, d. h. die Brote reissen.
Noch viel leichter als bei dem Drucke von einer Atmosphäre werden die vorgewärmten
Zuckerbrote rissig, wenn sie einem Vakuum in einem Trockenapparat ausgesetzt werden, dessen Wandungen bezw. Heizkörper wesentlich heisser als der durch die Verdampfung bezw. Trocknung unter Vakuum sich stark abkühlende Zucker ist, da die äussere Schicht (der Mantel) der Zuckerbrote naturgemäss schneller trocknet als der Kern. Die dem Mantel
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findenden Verdampfung noch fortfährt, sich abzukühlen, sich daher zusammenzieht und von der äusseren Schicht des Zuckers trennt, so dass Risse entstehen.
Aus gesagtem ergibt sich, dass, um die feinkörnigen Zuckerbrote ohne Risse unter
Vakuum trocken herzustellen, es erforderlich ist, entgegen den früher bekannten Vakuumtrockenmethoden, das Anwärmen und das Trocknen der Zuckerbrote unter entsprechend langsamer Zuführung der Wärme derart zu bewirken, dass beträchtliche Tomperaturdifferenzen hiebei in den Zuckerbroten nicht auftreten und dass ferner die durch die Trocknung unter
Vakuum bewirkte Warmeentziehung der vor-bezw. nachgewärmten Zuckerbrote derart be- trieben werden muss, dass hierbei ein annähernd vollkommener Temperaturausgleich in den verschiedenen Schichten der Zuckerbrote stattfindet.
Um dieses zu erreichen, wird wie folgt verfahren :
Die Zuckerbrote werden (vergl. die Zeichnung) in einen verschliessbaren Raum B (Fig. 1) oder in den nicht unter Vakuum stehenden Vakuumtrockenapparat A gebracht (Fig. 2 Querschnitt, Fig. 3 Seitenansicht mit Wegbrechung eines Teiles der Seitenwand).
Die Brote werden hierselbst in der bekannten, z. B. in der Deutschen Patentschrift"Nr. 15480 angegebenen Weise durch Luft erwärmt, welche ihre Wärme von den in diesen Räumen befindlichen, mit Dampf geheizten Röhren oder anderen Heizkörpern empfängt.
Der Raum muss während des Vorwärmens geschlossen sein, damit keine starke Luft- bewegung darin erzeugt wird, welche die Zuckerbrote zum Platzen bringen würde.
Die Zeit des Wärmens richtet sich nach der Grösse der Zuckerbrote und ist meistens in 8-12 Stunden bei Einwirkung einer Lufttemperatur von 60-750 C beendet.
Die Zuckerbrote haben dann durchschnittlich eine Temperatur von etwa 50 bis 600 C angenommen und werden nunmehr in dem Vakuumapparate A der Einwirkung eines
Vakuums unterworfen.
Zu diesem Zweck ist der Vakuumapparat, welcher mit Heiz-bezw. Kühlvorrichtungen versehen ist, auf ungefähr die Temperatur des Zuckers angewärmt. Ein Anwärmen des
Vakuumapparates ist übrigens dann nicht erforderlich, wenn es sich um das Trocknen von
Zuckerbroten mit geringem Wassergehalt handelt.
Ist der Vakuumapparat geheizt, so wird der Dampf oder ein anderes Heizmittel ab- gestellt, bevor oder während das zur Luftpumpe führende Ventil geöffnet wird.
Das Vakuum wird nicht schnell, wie es bei dem bekannten Verfahren geschah, sondern nur allmählich im Verhältnis der fortschreitenden, durch die Wasserverdampfung verursachten
Abkühlung der Zuckerbrote hergestellt, so dass anfangs mit niedrigem und dann zufolge allmählichen Öffnens des Luftpumpenventiles mit allmählich steigendem Vakuum gearbeitet wird, so dass das höchste Vakuum erst dann erreicht wird, wenn die Brote Zeit gehabt haben, sich allmählich durch und durch abzukühlen.
Da der Mantel der Zuckerbrote zuerst trocken wird und von da ab keine Wärme mehr zur Verdampfung von Feuchtigkeit abzugeben hat, trotzdem aber noch weiter ab- gekühlt werden muss, so ist es erforderlich, die Kühlung des Vakuumtrockenapparates derart zu bewirken, dass die Temperatur des Trockenapparates in ungefähr dem gleichen
Verhältnis fällt, in dem die Trocknung der Zuckerbrote fortschreitet.
Werden diese Vorsichtsmassregeln nicht angewendet-und bei dem bisher bekannten
Verfahren ist das nicht geschehen-wird also ohne gleichzeitig genügend fortschreitende
Abkühlung des Trockenapparates das Vakuum ohne weiteres durch Öffnen des Luftpumpe- ventiles rasch auf die volle Höhe getrieben, so bleibt der Mantel der Zuckerbrote natürlich heiss und von dem Zeitpunkte ab, in dem er trocken geworden ist, steigt seine Temperatur besonders rasch, da er fortdauernd vom Trockenapparat Wärme empfängt, während der Kern der Brote durch die in ihm noch fortschreitende Verdampfung sich abkühlt. Durch die so entstehenden Temperaturdifferenzen kommt es dann dahin, dass Zuckerbrote reissen.
Es wird daher derart verfahren, dass die Höhe des Vakuums nach derjenigen Temperatur geregelt wird, welche der Apparat und demnach auch der Mantel der Zuckerbrote'bei ihrer fortlaufenden Abkühlung annehmen.
Sind beispielsweise Apparat und Zuckerbrote bei Beginn der Verdampfung auf 550 C erwärmt, so wird das Ventil zur Luftpumpe so weit geöffnet, dass ein Vakuum von etwa 660 mm Quecksilbersäule erreicht wird, denn unter diesem Vakuum gerät das Wasser bekanntlich bei ungefähr + 550 C ins Sieden. Das Ventil zur Luftpumpe wird dann also soweit gedrosselt, dass die Verdampfung in dem Apparate bei einer Temperatur von etwa 55 bis 50"U verläuft. Es kann somit nirgendswo eine grössere Temperaturdifferenz herrschen als 50 C.
Kühlt der Apparat und damit auch der Mantel der Zuckerbrote im weiteren Verlauf der Arbeit auf beispielsweise 500 C ab, so wird das gedrosselte Luftpumpenventil ein wenig
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Herstellung eines allmählich höher steigenden Vakuums erfolgt also durch entsprechende Regulierung des Luftpumpenventiles oder einer anderen mechanischen Einrichtung derart, dass der Siedepunkt in dem betreffenden Vakuum mit der Temperatur des Mantels der Zuckerbrote im Verhältnis fällt, bis das entsprechend einem Druck der äusseren Atmosphäre von'etwa 760 mm höchstmögliche Vakuum von etwa 740 bis 750 Mm Quecksilbersäule erreicht ist, wobei dann aber auch gleichzeitig die Abkühlung des Apparates und der Zuckerbrote auf etwa 40 bis 250 eingetreten sein muss.
Je nach dem feineren Korn bezw. der geringeren und grösseren Festigkeit der Zuckerbrote können in der Einhaltung eines bestimmten Temperaturverhältnisses zwischen Trocken- apparat und Zucker Schwankungen eintreten, d. h. bei festeren Zuckerbroten mit gröberem Kristall kann mit etwas grösseren Temperaturdifferenzen zwischen Apparatwandung und
Zuckerbroten-also unter Beschleunigung der Arbeit-als bei leicht gekochten und feinkörnigen Zuckerbroten getrocknet werden.
Stets ist es jedoch bei allen zentrifugierten oder abgenutschten Zuckerbroten er- forderlich, dass mit dem ansteigenden Vakuum auch der Trockenapparat in einem bestimmten
Verhältnis abkühlt, falls diese Abkühlung nicht schon bereits vorher auf ungefähr die
Temperatur der den Trockenapparat umgebenden Luft oder darunter erfolgt ist.
Wenn die den Apparat umgebende Luft zu warm ist, um ein genügend beschleunigtes
Abkühlen des ersteren zu erzielen, erfolgt die Kühlung desselben mittels Wasser oder eines anderen Kühlmittels, welches an Stelle des Heizmittels durch die Heizkörper des
Apparates strömt oder in sonst geeigneter Weise die Kühlung bewirkt.
In den wenigsten Fällen sind zentrifugierte Zuckerbrote nach einmaliger Evakuierung und einmaliger Einwirkung des Vakuums vollkommen ausgetrocknet, da das Vorwärmen wegen der Gefahr des Reissens nur bei mässigen Temperaturgraden erfolgen darf ; es muss daher meistens ein Nachtrocknen der Zuckerbrote vorgenommen werden.
Die infolge der ersten Trocknung ganz erkaltete Zuckerbrote müssen daher abermals erwärmt und darauf der Einwirkung der Luftleere ausgesetzt werden, um den im Kern der Zuckerbrote verbliebenen kleinen Rest der Feuchtigkeit zu entfernen.
Die bereits vorgetrockneten Brote, welche etwa 70 bis 90 Prozent ihres Wassergehaltes verloren haben, sind gegen das Rissigwerden besonders empfindlich, d. h. ein so an- getrocknetes Brot zerspringt beim Erwärmen leichter als ein nasses. Es muss daher das
Nachtrocknen unter noch grösserer Vorsicht als das Vortrocknen ausgeführt werden.
Zunächst werden die nachzutrocknenden Zuckerbrote wie bei der ersten Trocknung in dem geschlossenen Anw1irmeraum B oder in dem Vakuumapparat < . jedoch bei einer
Lufttemperatur von nur etwa 50 bis 650 C etwa 6-9 Stunden bei dem Druck von einer
Atmosphäre nachgewärmt. Alsdann wird das Beizmittel abgestellt, der Apparat sowie die äussere Schicht der Zuckerbrote kühlen sich entweder durch Einwirkung der äusseren kühleren Luft oder durch das Kühlwasser ab. Jedoch wird diese Abkühlung nur so weit ge- trieben, dass der feuchte Kern der Brote noch warm bleibt, bevor das Vakuum hergestellt wird.
Es mag hiebei auf den ersten Blick widersinnig erscheinen, dass die vorgetrockneten und erkaltetfln Zuclmrbrote erst nachgewärmt und dann wieder abgekühlt werden, um den notwendigen Temperaturausgleich zu erzielen, bevor das Vakuum angesetzt wird ;
doch ist diese Behandlungsweise durchaus notwendig, um Risse zu vermeiden und zugleich einen praktischen Vorteil zu erreichen, denn wenn man einen Temperaturausgleich damit erzielen wollte, dass die Brotn bei sehr mässiger Temperatur, beispielsweise bei 35 bis 450 C, so lange vorgewärmt würden, bis sie in der äusseren und inneren Schicht gleichmässig auf diese Temperatur erwärmt sind, so würde hiezu eine derartig lange Zeit erforderlich sein, dass das Verfahren den Vorteil der schnplleren Trocknung vor dem jetzigen Trockenver- fahren der Trockenstube verlöre und auch wegen der grossen Dimensionen der Trocken- apparate zu kostspielig in der Anlage sein würde.
Es ist daher notwendig, bei höherer Wärme als diejenige ist, welche der feuchte Kern der Brote annehmen soll, d. h. bei einer Lufttemperatur von 50 bis 650 C die Brote nachzuwärmen, damit infolge der Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmeträger, das ist der Luft, und dem Erwärmungsgegenstand, das ist dem Zucker, die Wärme schnell genug an den Zucker übertragen wird.
Um daher den erkalteten, noch feuchten Kern der vorgetrockneten Zuckerbrote wieder auf durchweg 35 bis 500 C zu erwärmen, wonach er das zur Verdampfung des restlichen Wassers erforderliche Wärmequantum aufgespeichert enthält, muss, um ökonomisch schnell genug zu arbeiten, der Mantel, das ist die äussere Schicht der Brote, zunächst auf etwa 50 bis 600 C erwärmt werden und hierauf muss die weitere Wärmezufuhr vom erwärmten Mantel der Brote in das Innere derselben während der nun eintretenden Erkaltung des Apparates fortgesetzt werden, bis von der im Mantel der Brote angesammelten Wärme sich so viel an den Kern der Brote übertragen bat, dass
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oder bis bei besonders empfindlichen Zuckerbroten die Abkühlung des Mantels sogar soweit abgenommen hat,
dass derselbe wenigstens in seiner äusseren Schicht, bevor mit dem Herstellen des Vakuums begonnen wird, kalter ist als der Kern der Brote.
Findet diese Wärmeabgabe des Mantels an den Kern und an die Apparatwandung nicht statt, bevor das Vakuum erzeugt ist, so bleibt auch, wenn der Apparat sich unter Vakuum abkühlt, der Mantel der vorgetrockneten Brote, da er trocken ist, derart warm, dass bei der durch die Verdampfung erfolgenden Erkaltung des Kernes die eintretenden Temperaturdifferenzen die Zuckerbrote zum Reissen bringen.
Es ist daher erforderlich, dass die Abkühlung des Trockenapparates und damit auch des Mantels der nachgewärmten Zuckerbrote während einiger Stunden vor Herstellung des Vakuums vorgenommen wird.
Fig. 4 stellt ein vorgetrocknetes Zuckerbrot dar, dessen dicht schraffierter Teil E den feucht gebliebenen Kern und dessen leicht schraffierter Teil M den bereits trockenen Mantel darstellt.
Nach Erwärmung des Mantels auf etwa 45 bis 500 C ist wegen der langsamen Wärmeübertragung durch die schlecht leitenden Zuckerschichten nach Verlauf von etwa sechs bis neun Stunden der Kern auf beispielsweise nur 350 C erwärmt.
Bei Abstellung des Heizdampfes zum Apparat bezw. bei Eintritt der Kühlung durch Wasser strahlt die äussere Schicht des Mantels des Zuckerbrotes die Wärme an den erkaltenden Apparat aus, während andererseits die dem feuchten Kern zunächst befindliche wärmere und bereits trockene Schicht des Mantels des Zuckerbrotes ihre Wärme an den Kern K noch weiterhin überträgt, so dass bei gleichzeitiger Abkühlung der äusseren Schicht der Brote der Kern noch Wärme empfängt und auf diese Weise ein Temperaturausgleich in den Broten stattfindet.
Trotz dieses erfolgten Temperaturausgleiches kann bei zu schneller Herstellung eines hohen Vakuums ein Platzen der Zuckerbrote immerhin noch stattfinden.
Angenommen, dass nach der beschriebenen Nachwarme-und Abkühlungsarbeit der feuchte Kern der Brote sowie der Mantel eine ungefähr gleichmässige Wärme von 40 bis 450 C besitzen, und dass ein Vakuum von beispielsweise 740 mm im Trockenapparat innerhalb kurzer Zeit erzeugt wird, unter welchem die Verdampfung bei 250 C stattfindet, so kühlt sich der Kern der Brote schnell auf diese niedrige Temperatur ab, während der bereits trockene Mantel der Zuckerbrote bezw. die Apparatwandung die Wärme nicht in diesem schnellen Tempo nach aussen abgeben kann, wodurch wiederum Temperaturdifferenzen eintreten und ein Reissen der Brote bewirken.
Es ist daher auch namentlich bei der weiteren Trocknung der nachgewärmten und abgekühlten Zuckerbrote erforderlich, das Vakuum derart allmählich durch die beschriebene Einrichtung herzustellen, dass dem Mantel der Zuckerbrote die genügende Zeit gelassen wird, sich ungefähr auf die Temperatur des durch die Verdampfung kälter werdenden Kernes abzukühlen, um den vorher erzielten Wärmeausgleich auch während der Verdampfarbeit beizubehalten.
Die Vorbereitung der vorgetrockneten und erkaltete Zuckerbrote zu deren vollständiger Trocknung unter Vakuum zerfällt somit in zwei Operationen :
1. In das Nachwärmen der Zuckerbrote, welches etwa 6 bis 9 Stunden erfordert, und II. in das Abkühlen des Mantels der nachgewärmten Zuckerbrote zum Zwecke des Temperaturausgleiches, welches einige Stunden erfordert.
Das Vakuum wird nach Beendigung dieses Nachwärme-und Abkühlungsvorganges, wie vorher beschrieben, durch allmähliches Öffnen des Luftpumpenventils erzeugt, bis mit der erforderlichen Abkühlung des Apparates und der Zuckerbrote auch das höchste Vakuum erreicht ist.
Es wird mit dem Evakuieren so lange fortgefahren, bis das vor dem Schauglas eines Kondensators in Form eines Strahles abfliessende Wasser aus dem Zucker zu laufen aufhört, wonach die Trocknung beendet ist.
Um die Abkühlung auf diese niedrige Temperatur der Zuckerbrote durch die Wasserentziehung zu erreichen, ist die Anwendung, eines hohen Vakuums von 740 bis 750 mm Quecksilbersäule zum Schlusse des Trockenprozesses allerdings Bedingung.
Zur Erreichung dieser hohen Luftleere werden zwei zylindrische, trockene Schieberluftpumpe in Verbindung mit Oberflächenkondensatoren angewendet, welche Pumpen auf Verbundwirkung geschaltet sind, d. h. derart wirken, dass der eine Luftpumpenzylinder E hinter dem Schieberkasten K des anderen Zylinders D absaugt und hierselbst ein teil- weises Vakuum erzeugt, wodurch eine hohe Luftleere in D entsteht.
Selbstverständlich würde auch eine einzylindrige Vakuumpumpe oder eine andere Einrichtung den gleichen Zweck erfüllen, wenn dieselbe derart konstruiert ist, dass sie vorgenannte hohe Luftleere in den Trockenapparates ssu erzielen imstande ist.
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Da die Zuckerbrote nach dem hier beschriebenen Verfahren nur allmählich der Ein wirkung hoher Luftleere ausgesetzt werden dürfen, d. h. also während einer längeren Zeit-
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und hoher Luftleere behandelt werden, so ist zur Vermeidung von periodischer Unterbrechung des Trockenproz6sses bezw. der hohen Luftleere im Trockenapparat die Anordnung getroffen, dass bei Benutzung einer zweizylindrigen Verbundschieberluftpumpe zur Evakuierung mehrerer Apparate A A, die Obernächenkondensatoren C C mit zwei Luftpumpenventilen V und Vl ausgerüstet sind.
Die Ventile V stellen durch Rohrleitung die Verbindung mit dem Luftpumpenzylinder E für niedrige Luftleere, die Ventile F die Verbindung andererseits mit dem Luftpumpezylinder D für hohe Luftleere her.
Bei dieser Einrichtung betreibt der Luftpumpenzylinder E für niedrige Luftleere die Absaugung der Luft bezw. der Wasserdämpfe aus den Trockenapparaten so lange, bis die mit diesem Zylinder E erreichbare höchste Luftleere in den Apparaten erzielt worden ist, wonach erst dann der Luftpumpenzylinder D für hohe Luftleere durch Abschliessen des Ventils V und Öffnen des Ventils VI auf den betreffenden Trockenapparat einwirkt und so lange in Tätigkeit bleibt, bis die Verdampfung des Wassers der vorgewärmten bezw. nachgewärmten Zuckerbrote aufhört.
Diese Anordnung ermöglicht es somit, dass auch bei Aufstellung einer grösseren Anzahl von Trockenapparaten zeitweise nur einer oder einige wenige derselben mit dem Luftpumpenzylinder D für hohe Luftleere verbunden sind, wobei die Evakuierung zu Ende geführt werden kann, ohne dass durch die Verbindung mit anderen Apparaten das Vakuum zeitweise gestört wird. Um ein gleich günstiges Resultat ohne die geschilderte Anordnung der DoppRlverhindung durch F und VI mit den Luftpumpenzylindern für hohe und niedrige Luftleere zu erhalten, müsste man mehrere Verbundluftpumpen statt einer Verbundluftpumpe zur Aufstellung bringen.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren, angewärmte Zuck3rbroto in Vakuum zu trocknen, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Vakuum allmählich in demselben Verhältnis, in dem die Temperatur des Trockners und der Mäntel der Brote sinkt, und zwar so gesteigert wird, dass jeweils der dem herrschenden Vakuum entsprechende Siedepunkt des Wassers mit der Temperatur der Mäntel annähernd übereinstimmt, zum Zwecke, Gleichmässigkeit der Temperatur in allen Teilen jedes Brotes soweit aufrecht zu erhalten, dass dadurch ein Rissigwerden der Brote verhindert wird.
2. Verfahren, Zuckerbrote, die nach dem Verfahren 1 oder sonstwie vorgetrocknet sind, deren Kern noch Feuchtigkeit enthält, zur Weiter-oder Fertigtrocknung vorzubereiten, darin bestehend, dass der bereits trockene Mantel angewärmt und nur so lange (einige Stunden) abgekühlt wird, dass sich dabei infolge des Überganges eines Teiles der Wärme des Mantels in den Kern annähernd gleichmässige Temperatur im ganzen Brote einstellt.
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Austrian
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EMIL PASSBURG IN BERLIN.
Method of drying heated carrots in vacuo and preparing pre-dried carrots, the core of which still contains moisture, for further drying or final drying.
The drying of sugar breads under vacuum is known. Compare z. B. the., German Patents "No. 15840 and 20197.
Despite the great advantages that vacuum drying offers in terms of savings
Time, space and wages, the well-known vacuum methods for drying lightly cooked, fine-grained sugar breads from which the cover clarification is sucked off or centrifuged until they cannot find any practical use, because experiments have always shown that such fine-grained breads are dried after this
Vacuum processes get cracks and become unsaleable or inferior.
The known vacuum drying methods are therefore only practically used for sugar where it is, such. B, in Russia to the drying of coarse crystalline
Carrot loaves, which after special treatment by the action of large
Heat and the sugar solution remaining in the sugar loaves, i.e. not removed by pumps or centrifuges, are melted together to form a compact itrystallic structure.
The carrots produced in this special way can, especially when they are dried in their iron forms, endure both the constant exposure to high temperatures and the rapid drying under vacuum without breaking.
However, the lightly cooked, fine-grained ones behave in a completely different way
Candy) red ones, which for reasons of driving pleasure mostly get to dry without their iron forms, but also have to be sucked off or centrifuged beforehand to remove the covering clarification, whereby the crystal structure of the carrots becomes loose and the breads are particularly sensitive to cracking.
Through extensive experiments, the inventor has identified the causes of the cracking
Researched sugar breads and invented the new vacuum drying process described below, in which cracks in the sugar breads are avoided.
The tests have shown that if the heat is supplied quickly, the outer layer, i.e. i. the coat of the loaves becomes so much stronger
Mass expands because it is heated faster than-the interior, i.e. i. The core of the carrots, that through this different expansion of the individual layers, a separation of the same takes place already during the preheating at the usual atmospheric pressure, i.e. H. the loaves tear.
The preheated ones become even lighter than when printing one atmosphere
Sugar loaves cracked when exposed to a vacuum in a drying apparatus, the walls of which respectively. Radiator much hotter than that respectively due to evaporation. Drying in a vacuum is very cooling sugar because the outer layer (the coat) of the sugar bread naturally dries faster than the core. The one in the coat
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evaporation continues to cool, therefore contracting and separating from the outer layer of the sugar, so that cracks appear.
From that it follows that to get the fine-grained carrots without cracks under
To create a vacuum dry, it is necessary, contrary to the previously known vacuum drying methods, to warm up and dry the carrots with a correspondingly slow supply of heat in such a way that considerable temperature differences do not occur in the carrots and that furthermore that caused by the drying below
Vacuum caused heat extraction of the pre-respectively. After warmed sugar loafs, it must be operated in such a way that an almost perfect temperature equalization takes place in the various layers of the sugar loafs.
To achieve this, proceed as follows:
The sugar breads are brought (see the drawing) into a closable space B (FIG. 1) or into the vacuum drying apparatus A which is not under vacuum (FIG. 2 cross section, FIG. 3 side view with part of the side wall broken away).
The breads are here in the well-known, z. B. in the German patent "No. 15480 specified manner heated by air, which receives its heat from the steam-heated pipes or other radiators located in these rooms.
The room must be closed during preheating so that no strong air movement is generated in it, which would cause the carrots to burst.
The heating time depends on the size of the carrot and is usually finished in 8-12 hours when the air temperature is 60-750 C.
The carrots have then assumed an average temperature of about 50 to 600 C and are now in the vacuum apparatus A of the action of a
Subject to vacuum.
For this purpose, the vacuum apparatus, which is equipped with heating or Cooling devices are provided, warmed to approximately the temperature of the sugar. Warming up the
Incidentally, vacuum apparatus is not required when it comes to drying
Carrot loaves with low water content.
If the vacuum apparatus is heated, the steam or another heating means is switched off before or while the valve leading to the air pump is opened.
The vacuum does not become fast, as it happened in the known method, but only gradually in proportion to the progression caused by the evaporation of water
The carrots are cooled down, so that initially the air pump valve is opened slowly and then gradually increasing, so that the highest vacuum is only achieved when the loaves of bread have had time to gradually cool down.
Since the coat of the sugar loafs is dry first and from then on no longer has to give off any heat to evaporate moisture, but still has to be cooled down further, it is necessary to cool the vacuum drying device in such a way that the temperature of the drying device in roughly the same
The ratio falls in which the drying of the carrots progresses.
If these precautionary measures are not applied - and in the case of the previously known
The procedure did not happen - that is, without sufficiently progressing at the same time
When the drying apparatus cools down, the vacuum is quickly driven to full height by opening the air pump valve, so the coat of the carrots remains naturally hot and from the point in time at which it has become dry, its temperature rises particularly rapidly, as it continues receives heat from the dryer, while the core of the bread cools down as the evaporation continues in it. The resulting temperature differences then cause the sugar loafs to tear.
It is therefore proceeded in such a way that the level of the vacuum is regulated according to the temperature which the apparatus and consequently also the coating of the sugar loafs assume during their continuous cooling.
If, for example, the apparatus and carrots are heated to 550 C at the start of evaporation, the valve to the air pump is opened so far that a vacuum of around 660 mm of mercury is achieved, because under this vacuum, as is well known, the water boils at around + 550 C. . The valve to the air pump is then throttled so far that the evaporation in the apparatus takes place at a temperature of about 55 to 50 "U. There cannot be a temperature difference greater than 50 C anywhere.
If the device and thus also the coat of the carrots cools down to, for example, 500 C in the further course of the work, the air pump valve is throttled a little
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A gradually increasing vacuum is created by appropriate regulation of the air pump valve or some other mechanical device in such a way that the boiling point in the vacuum in question falls in proportion to the temperature of the coating of the carrot, until this corresponds to a pressure of the external atmosphere of about 760 The highest possible vacuum of about 740 to 750 mm of mercury is reached, but then the apparatus and the sugar loaves must have cooled down to about 40 to 250 mm.
Depending on the finer grain respectively. Due to the lesser and greater firmness of the carrots, fluctuations can occur when a certain temperature ratio is maintained between the drying apparatus and the sugar. H. in the case of firmer sugar breads with a coarser crystal, slightly larger temperature differences between the wall of the apparatus and
Sugar loafs - that is, with speeding up the work - are dried as lightly cooked and fine-grained sugar loaves.
With all centrifuged or sucked sugar loaves, however, it is always necessary that the drying apparatus is in a certain position as the vacuum increases
Ratio cools down, if this has not already been cooled down to about the
Temperature of the air surrounding the dryer or below has occurred.
If the air surrounding the apparatus is too warm to accelerate it sufficiently
To achieve cooling of the former, the cooling of the same takes place by means of water or another coolant, which instead of the heating medium by the radiators of the
Apparatus flows or causes cooling in another suitable manner.
In very few cases, centrifuged carrots are completely dried out after a single evacuation and a single application of the vacuum, since preheating may only take place at moderate temperatures due to the risk of cracking; the carrots therefore usually have to be dried afterwards.
The carrot, which has cooled down completely as a result of the first drying, must therefore be heated again and then exposed to the effect of the vacuum in order to remove the small remainder of the moisture that has remained in the core of the carrot.
The already pre-dried bread, which has lost about 70 to 90 percent of its water content, is particularly sensitive to cracking. H. bread dried in this way breaks more easily when heated than a wet one. It must therefore
Post-drying can be carried out with greater care than predrying.
First of all, the carrots to be dried are placed in the closed heating room B or in the vacuum apparatus, as in the first drying. but with one
Air temperature of only about 50 to 650 C for about 6-9 hours at the pressure of one
Atmosphere reheated. The pickling agent is then switched off, the apparatus and the outer layer of the sugar loaves either cool down through the action of the cooler air outside or through the cooling water. However, this cooling is only driven so far that the moist core of the bread still remains warm before the vacuum is created.
At first glance it may seem absurd that the pre-dried and cold zuclmbreads should first be reheated and then cooled again in order to achieve the necessary temperature equalization before the vacuum is applied;
but this method of treatment is absolutely necessary in order to avoid cracks and at the same time to achieve a practical advantage, because if you wanted to achieve temperature equalization by preheating the bread at a very moderate temperature, for example at 35 to 450 C, until it are evenly heated to this temperature in the outer and inner layers, this would take such a long time that the process would lose the advantage of faster drying before the current drying process of the drying room and also because of the large dimensions of the drying apparatus would be too costly to install.
It is therefore necessary to be at a higher warmth than that which the moist core of the bread is supposed to accept, i.e. H. reheat the bread at an air temperature of 50 to 650 C so that the heat is transferred quickly enough to the sugar due to the temperature difference between the heat carrier, that is the air, and the object to be heated, that is the sugar.
Therefore, in order to heat the cold, still moist core of the pre-dried carrots again to 35 to 500 C, after which it contains the amount of heat required to evaporate the remaining water, the coat, that is the outer one, has to work quickly enough economically Layer of bread, first to be heated to about 50 to 600 C and then the further supply of heat from the heated coat of the bread into the interior of the same must be continued while the device is now cooling, until so much of the heat accumulated in the coat of the loaves is transferred to the core of the loaves asked that
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or until, in the case of particularly sensitive sugar breads, the cooling of the coat has even decreased so far,
that at least its outer layer, before the vacuum is started, is colder than the core of the bread.
If this heat transfer from the shell to the core and to the wall of the apparatus does not take place before the vacuum is created, the shell of the pre-dried bread, because it is dry, remains so warm that with the As a result of the evaporation cooling of the core, the temperature differences that occur cause the carrots to tear.
It is therefore necessary that the cooling of the drying apparatus and thus also of the shell of the reheated carrot be carried out for a few hours before the vacuum is created.
4 shows a pre-dried carrot, the densely hatched part E of which represents the core that has remained moist and the slightly hatched part M of which represents the already dry coat.
After the jacket has been heated to around 45 to 500 ° C., the core is only heated to 350 ° C., for example, after around six to nine hours, due to the slow heat transfer through the poorly conductive sugar layers.
When turning off the heating steam to the apparatus respectively. When the water is cooled, the outer layer of the sugar loaf coat radiates the heat to the cooling apparatus, while on the other hand the warmer and already dry layer of the sugar loaf coat next to the moist core still transfers its heat to the core K, see above that while the outer layer of the bread cools down at the same time, the core still receives heat and in this way a temperature equalization takes place in the bread.
Despite this temperature equalization, if a high vacuum is created too quickly, the carrots can still burst.
Assume that after the post-heating and cooling work described, the moist core of the bread and the shell have an approximately uniform heat of 40 to 450 ° C, and that a vacuum of 740 mm, for example, is generated in the drying apparatus within a short time, under which the evaporation at 250 C takes place, the core of the bread cools down quickly to this low temperature, while the already dry coat of the sugar loafs resp. the wall of the apparatus cannot release the heat to the outside at this rapid rate, which in turn results in temperature differences and causes the bread to tear.
It is therefore necessary, especially during the further drying of the reheated and cooled carrots, to gradually create the vacuum through the device described in such a way that the coat of carrots is given sufficient time to cool down to approximately the temperature of the core, which is becoming colder through evaporation in order to maintain the previously achieved heat balance even during the evaporation work.
The preparation of the pre-dried and cooled carrots for their complete drying under vacuum thus breaks down into two operations:
1. In the reheating of the carrots, which takes about 6 to 9 hours, and II. In the cooling of the shell of the reheated carrots for the purpose of temperature equalization, which takes a few hours.
After completion of this reheating and cooling process, the vacuum is generated, as described above, by gradually opening the air pump valve until the highest vacuum is achieved with the required cooling of the apparatus and the sugar loaves.
The evacuation is continued until the water flowing out of the sugar in the form of a jet in front of the sight glass of a condenser stops, after which the drying is ended.
However, in order to cool the carrots to this low temperature by removing water, a high vacuum of 740 to 750 mm mercury must be used at the end of the drying process.
To achieve this high air void, two cylindrical, dry slide air pumps are used in conjunction with surface condensers, which pumps are connected to a compound effect, i.e. H. act in such a way that one of the air pump cylinders E sucks in behind the valve body K of the other cylinder D and creates a partial vacuum here itself, which creates a large amount of air in D.
Of course, a single-cylinder vacuum pump or other device would also serve the same purpose if it is constructed in such a way that it is able to achieve the aforementioned high evacuation of the air in the drying apparatus ssu.
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Since the carrots may only gradually be exposed to the action of a high vacuum after the method described here, i. H. so for a longer period of time
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and a high vacuum are treated, so to avoid periodic interruption of the drying process respectively. the high air void in the drying apparatus made the arrangement that when using a two-cylinder compound slide air pump for evacuating several apparatus A A, the surface condensers C C are equipped with two air pump valves V and Vl.
The valves V establish the connection with the air pump cylinder E for low air void by means of a pipeline, while the valves F establish the connection with the air pump cylinder D for high air void.
In this device, the air pump cylinder E operates the suction of the air respectively for low air void. of the water vapors from the drying apparatus until the highest possible evacuation of air in the apparatus has been achieved with this cylinder E, after which only then the air pump cylinder D for high air evacuation acts on the respective drying apparatus by closing valve V and opening valve VI, and so on remains in activity for a long time until the evaporation of the water of the preheated or rewarmed carrot stops.
This arrangement thus makes it possible that, even if a large number of drying devices are installed, only one or a few of them are temporarily connected to the air pump cylinder D for high evacuation, whereby the evacuation can be completed without the connection to other devices Vacuum is temporarily disturbed. In order to achieve an equally favorable result without the described arrangement of the double-flow connection through F and VI with the air pump cylinders for high and low air void, one would have to set up several compound air pumps instead of one compound air pump.
PATENT CLAIMS: 1. Process for drying heated sugar breads in a vacuum, characterized in that the vacuum is gradually increased in the same proportion as the temperature of the dryer and the coats of the loaves of bread, in such a way that the The boiling point of the water corresponding to the prevailing vacuum approximately corresponds to the temperature of the coats, for the purpose of maintaining the uniformity of the temperature in all parts of each bread to such an extent that the bread is prevented from cracking.
2. Method of preparing sugar loaves that are predried according to method 1 or in some other way, the core of which still contains moisture, for further or final drying, consisting in that the already dry coat is warmed and only cooled for so long (a few hours) that As a result of the transfer of part of the warmth of the shell into the core, an approximately uniform temperature is established in the whole bread.