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Verfahren zur Herstellung eines Vollmilchpulvers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit Wasser leicht mischbaren und in ihm vollständig löslichen Vollmilchpulvers.
Es sind verschiedene Trocknungsverfahren zur Herstellung von Vollmilchpulver bekannt, von denen das Sprühtrocknungsverfahren wegen seiner Wirtschaftlichkeit die grösste Verbreitung erlangt hat. Die Ver- wendungsmöglichkeiten für Vollmilchkonserven in Pulverform sind jedoch beschränkt, weil das Pulver sich in Wasser schlecht auflöst und weil sich das entstehende Getränk in seiner Beschaffenheit und im Geschmack von der frischen Kuhmilch zu sehr unterscheidet. Insbesondere ist es schwierig, das aus feinen Teilchen bestehende, sprühgetrocknete Pulver in kaltem Wasser aufzulösen, da es leicht Klumpen bildet, die nur bei kräftigem und längerem Rühren zerfallen.
Durch geeignete Wahl der Sprühbedingungen lässt sich ein grobkörniges Pulver erzielen, das im Was- ser leichter zerfällt als das feinkörnige. Die einzelnen Pulverkörnchen lösen sich hingegen im Wasser schlecht oder gar nicht auf und bilden am Boden und an den Wänden des Behälters einen Niederschlag oder bleiben in grobkörniger Dispersion im Wasser schweben, statt eine milchartige Emulsion zu bilden.
Während des Verarbeitungsprozesses sind die Milchteilcheneiner mehr oder weniger intensiven Hitze- einwirkung ausgesetzt, so dass in den bisher bekannten Milchpulvern 80% und mehr der Eiweissstoffe des
Serums denaturiert sind, und die rekonstituierte Milch oft einen unerwünschten Kochgeschmack aufweist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung gestattet die Herstellung eines Vollmilchpulvers mit mindestens
24% Fettgehalt aus frischer, standardisierter Vollmilch, welches mit Wasser von 5 C durch Rühren von
Hand mischbar und in ihm lösbar ist, und welches sich mit Wasser von 200C ohne Rühren mischt und sich in 2 Minuten in diesem Wasser ohne Rühren löst, durch Vorerhitzen, Eindicken unter Vakuum, Homoge- nisieren, Sprühtrocknen und Agglomerieren. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass (a) die Hitze- einwirkung auf die Vollmilch während des gesamten Herstellungsverfahrens in solchen Grenzen gehalten wird, welche erlauben, die schädlichen Keime abzutöten und die die Haltbarkeit beeinträchtigenden
Fermente unschädlich zu machen, ohne aber mehr als 351o der Eiweissstoffe des Serums zu denaturieren.
Ein weiteres Kennzeichen besteht darin, dass (b) die eingedickte Vollmilch homogenisiert wird auf eine Teilchengrösse der Fettkügelchen im getrockneten Vollmilchpulver, die 1 li nicht überschreitet, dass (c) das Sprühtrocknen, das Agglomerieren, das Abfüllen in Versandbehälter und die Lagerung unter solchen Bedingungen vorgenommen werden, dass im Vollmilchpulver nicht mehr als 1% freies Fett, bezo- gen auf die Gesamt-Trockenmasse vorhanden sind, und dass (d) das Sprühtrocknen und Agglomerieren unter solchen Bedingungen vorgenommen werden, dass im Milchpulver die Laktose in amorphem Zustand vor- handen ist.
Was die Serumproteindenaturierung betrifft, so ist dabei in erster Linie die Hitzeeinwirkung beim
Vorerhitzen, in zweiter Linie auch noch diejenige beim Eindicken schädlich, während bei den heute beim
Sprühtrocknen und Agglomerierenüblichen Temperatur-Zeit-Verhältnissen kaum eine, Hitzeschädigung zu erwarten ist. Die Bestimmung der genauen für die Einhaltung der obigen Bedingung (a) zulässigen Tempe- ratur-Zeit-Verhältnisse kann durch einfaches Ausprobieren erfolgen, indem man die Temperatur und/ oder Zeit des Vorerhitzens so weit herabsetzt, dass die schädlichen Keime eben noch abgetötet und die die Haltbarkeit beeinträchtigenden Fermente eben noch unschädlich gemacht werden.
Sofern die Menge der denaturierten Serumproteine nun 35% noch übersteigt" wird man die Eindickungstemperatur entsprechend senken.
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Eine Fetteilchengrösse von kleiner als 1 1L, wie dies die obige Bedingung (b) verlangt, lässt sich mit verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Homogenisator-Modellen ohne weiteres erzielen. Im übrigen ist es bekannt, dass bei einem gegebenen Homogenisator durch Erhöhung des Homogenisationsdruckes die Teilchengrösse verkleinert werden kann.
Bei einer Homogenisation auf eine Fetteilchengrösse von weniger als 1 Jl wird die Menge des freien Fettes primär einmal automatisch unter die in der obigen Bedingung (c) verlangte Grenze von 10/0 gesenkt.
Damit diese Menge wieder über 1% steigt, bedarf es im allgemeinen einer ziemlich rauhen mechanischen Behandlung beim Sprühtrocknen, Agglomerieren, Transport und/oder der Lagerung, die durch rein fachmännische Massnahmen ohne weiteres zu vermeiden ist.
Was den Zustand der Laktose betrifft [obige Bedingung (d)], so ist es dem Fachmann bekannt, dass die Umwandlung der Laktose vom amorphen in den kristallienen Zustand durch hohe Feuchtigkeitsgehalte der Pulver stark gefördert wird. daher soll man beim Agglomerieren die Menge der zugesetzten Feuchtigkeit möglichst klein halten und sowohl die Sprühtrocknung als auch das Agglomerieren so schnell durchführen, dass die Laktose keine Zeit zum Kristallisieren findet. In der Praxis reicht es bereits aus, wenn vermieden wird, dass das Milchpulver zusammen mit Feuchtigkeit liegen bleibt.
In der Zeichnung ist zunächst in Fig. 1a, 1b und 1c ein weiter unten näher erläutertes Beispieleiner Anlage zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt. In den folgenden Fi- guren sind sodann die hervorstechendsten Eigenschaften des nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Vollmilchpulvers im Vergleich zu den bisher auf dem Markt erhältlichen Vollmilchpulvern erläutert. Einige dieser Eigenschaften werden an Hand einiger Mikrophotographien dargestellt.
Im einzelnen zeigen Fig. 2a-2d das Verhalten in zeitlicher Reihenfolge eines nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Vollmilchpulverteilchens im"hängenden Wassertropfen"-Test unter Mikroskop, während Fig. 3a-3e das Verhalten eines dem Markte entnommenen Vollmilchpulvers im analogen Versuch veranschaulichen.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Vollmilchpulver behält in den z. B. unter Stickstoffatmosphäre luft-und wasserdampfdichtverschlossenen Packungen bei Lagertemperaturen bis zu 300C seine gute Mischbarkeit mit Wasser und seine vollständige Löslichkeit im Wasser über 6-12 Monate bei.
Eine neue Eigenschaft des erwähnten Vollmilchpulvers besteht darin, dass es ausser mit warmem Wasser bis 800C auch mit kaltem Wasser von 5 bis 20 C sofort mischbar und in diesem Wasser leicht und vollständig löslich ist.
Wenn dieses Vollmilchpulver in Wasser von 200C von Hand mit Hilfe eines Löffels oder eines Rohrinstrumentes gerührt wird, mischt es sich sofort mit dem Wasser und löst sich in ihm ohne Bildung von schwierig auflösbare Klumpen. Das Pulver eignet sich aber auch zur Herstellung eines kalten Milchgetränke, indem es möglich ist, dieses Pulver in Wasser von 5 C zu mischen und zu lösen.
Laboratoriumsmässig kann diese Eigenschaft geprüft werden, indem 22 g des erwähnten Vollmilchpulvers in ein Becherglas auf 150 cm Wasser von 50C geschüttet und von Hand mittels eines Rührorgan gerührt werden. Bei diesem Rühren von Hand bilden sich keine Klumpen von Pulver, welche schwer zu zer- teilen oder aufzulösen sind. Für diesen Versuch sind die Pulver- und Wassermengen derart gewählt, dass die resultierende Milch denselben Gehalt an Trockensubstanz wie Frischmilch aufweist.
Prüft man die bisher auf dem Markt erhältlichen, auf dem Sprühtrocknungswege hergestellten Vollmilchpulver auf die vorerwähnte Weise, so entstehen Klumpen von Pulverteilchen, die sich nur mit viel Mühe zerteilen lassen.
Es ist hiebei zu unterscheiden zwischen Vollmilchpulver, welches den ganzen Anteil Fett der ursprünglichen Kuhmilch enthält und Magermilchpulver, das einen sehr niedrigen Fettgehalt besitzt und das sich deshalb mit Wasser leicht mischen lässt, auch wenn es nach einem der bekannten Verfahren hergestellt worden ist.
Als weiteres augenfälliges und für den Gebrauchszweck wesentliches Unterscheidungsmerkmal des neuen Pulvers gegenüber dem bisherigen Vollmilchpulver kann die Fähigkeit des neuen Pulvers, sich weitgehend in Wasser von selbst zu dispergieren und zu lösen, angeführt werden. Laboratoriumsmässig kann diese Eigenschaft geprüft werden, indem 22 g des Pulvers in gleichmässiger Schicht auf die Wasseroberfläche von 150 cm3Wasser in einem Becherglas von 60 mm lichter Weite geschüttet werden. Die Wasser- temperatur soll 20 C betragen. Das Vollmilchpulver, das Gegenstand der Beschreibung ist, sinkt unter die Wasseroberfläche, ohne dass gerührt wird, und dispergiert sich sofort im Wasser, ohne Klumpen zurückzulassen. Innerhalb 2 Minuten sind sämtliche Milchpulverteilchen im Wasser gelöst. Praktisch lösen sich alle Pulverteilchen, bevor sie den Boden des Becherglases erreichen.
Dieses Resultat ist von den bisher
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bekannten, auf industrieller Basis nach dem Sprühtrocknungsverfahren hergestellten Milchpulvern nicht er- reicht worden.
Die vollständige Löslichkeit des nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Vollmilchpulvers kann an Hand eines Zentrifugationstestes gezeigt werden. 22 g des erwähnten Pulvers werden in 150 cm, Wasser von 200C durch Rühren von Hand mittels eines Löffels während 20-30 Sekunden gelöst. Das auf- gelöste Pulver wird in einer Zentrifuge während mindestens 30 Minuten zentrifugiert. Die Zentrifugations- beschleunigung entspricht dem 600fachen der Erdbeschleunigung. Nach 30 Minuten Ausschleudern werden am Boden des Zentrifugationsrohres keine ungelösten Teilchen beobachtet, u. zw. weder von blossem Auge noch bei mikroskopischer Untersuchung einer Probe bei 320facher Vergrösserung.
Nach den bisherigenFeststellungen erfüllt keines der bisher auf dem Markt erhältlichen Vollmilchpulver diesen Zentrifugations- test.
Eine für das Wiederauflösen des Milchpulvers in Wasser massgebende Eigenschaft des beschriebenen
Vollmilchpulvers kann mit dem Mikroskop an Hand des sogenannten "hängenden Wassertropfen"-Testes beobachtet werden. Für diese Untersuchung werden einige Pulverpartikel auf einen Hohlobjektträger gebracht und mit einem Deckglas zugedeckt, an dessen Unterseite ein Wassertropfen hängt. Der Tropfen be- rührt jedoch die Pulverpartikel nicht, sondern dient nur, um eine wasserdampfgesättigte Atmosphäre um die Pulverteilchen herum zu schaffen. Die Ränder des Deckglases werden allseitig gegenüber dem Objekt- träger abgedichtet, so dass der Hohlraum mit den Pulverpartikeln und dem hängenden Wassertropfen nach aussen abgeschlossen ist. Die Temperatur wird zwischen 20 und 30 C gehalten.
Damit die Temperatur bei der Betrachtung nicht über die angegebenen Grenzen ansteigt, ist es bei intensiver Ausleuchtung des
Objektes notwendig, einen Infrarot-Absorptionsfilter in den Strahlengang vor dem Objekt einzuschalten.
Die Vergrösserung im Mikroskop ist 150fach.
Unter der Wirkung der wasserdampfgesättigten Atmosphäre nehmen die Pulverpartikel Feuchtigkeit auf derart, dass sich eine das Partikel einhüllende Wasserblase bildet. Die Veränderungen, die die agglome- rierten Pulverpartikel während der Wasseraufnahme erfahren, erlauben, Rückschlüsse auf die Wiederauf- lösbarkeit des Vollmilchpulvers zu ziehen.
Zu Beginn der Beobachtung, wenn das Pulver noch die normale Lagerfeuchtigkeit von 2 - 3fro auf- weist, sind die unregelmässigen Konturen der agglomerierten Pulverpartikel zu erkennen. Beim Vollmilch- pulver nach dem beschriebenen Verfahren ebnen sich nach Ablauf von 30 Sekunden die kleinen Ausbuch- tungen an den agglomerierten Pulverpartikeln aus, und die ursprünglich zusammengeklebten einzelnen
Pulverpartikelchen ordnen sich zu einem lockeren, kugeligen Gebilde. Nach ungefähr 1 Minute seit Be- ginn der Beobachtung wird eine Wasserhülle um das kugelige Gebilde sichtbar, das langsam seine körnige
Struktur verliert. Die Wasserblase enthält Laktose und Milchsalze in gelöster Form. Sie nimmt langsam an
Grösse zu, während sich die einzelnen Körnchen des agglomerierten Pulverpartikels voneinander lösen und sich in der Wasserblase gleichmässig verteilen.
Dieser Zustand ist beim vorerwähnten Pulver in 2 - 3 Mi- nuten erreicht. Das Verhalten der Pulverpartikel im "hängenden Wassertropfen"-Test ist an Hand der mi- kroskopischen Aufnahme in 100facher Vergrösserung in den beigelegten Zeichnungen dargestellt. Die
Fig. 2a, b, c und d beziehen sich auf ein Vollmilchpulver, das nach dem beschriebenen Verfahren herge- stellt wurde. Fig. 2a zeigt den Zustand zu Beginn des Versuches, Fig. 2b den Zustand nach 30 Sekunden
Aufenthalt unter dem "hängenden Wassertropfen" und Fig. 2c den Zustand 1 Minute nach Beginn des Ver- suches. In der Fig. 2c ist die Wasserhülle, die das agglomerierte Pulverpartikel kugelförmig umspannt, sichtbar.
Die Fig. 2d zeigt das Pulverpartikel 2 Minuten nach Beginn des Versuches und lässt erkennen, dass der Flüssigkeitstropfen um das Pulverteilchen herum starkangewachsenistund dass die früher aneinander geklebten einzelnen Pulverkörnchen jetzt voneinander gelöst und im Flüssigkeitstropfen gleichmässig verteilt sind.
Im Vergleich zum erwähnten Vollmilchpulver zeigen die Fig. 3a, b, c, d und e das Verhalten eines Partikels von Vollmilchpulver, das dem Markt entnommen worden ist. Die Fig. 3a zeigt wiederum ein
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von mehreren feineren Pulverkörnchen handelt. Die Fig. 3b bezieht sich auf den Zustand 30 Sekunden nach Beginn des Versuches, die Fig. 3c nach 2 Minuten, die Fig. 3d nach 4 Minuten und die Fig. 3e nach 8 Minuten seit Beginn des Versuches. Die Fig. 3e lässt noch deutlich die ursprüngliche Agglomeratstruktur des Pulverteilchen erkennen. Eine Wasserhülle beginnt sich erst zu bilden. Die Fig. 3e zeigt auch, dass das agglomerierte Pulverteilchenim Unterschied zum vorbeschriebenen Vollmilchpulver nach 8 Minuten noch nicht in einzelne Körnchen zerfallen ist.
Wie eine weitere Untersuchung zeigt, ist in diesem Pulver die Laktose in kristalliner Form vorhanden.
Diese unterschiedliche Art und Geschwindigkeit, mit der sich die agglomerierten Pulverteilchen beim
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"hängenden Wassertropfen"-Test innerhalb der sich um diese Teilchen bildenden Wasserblase auflösen, deutet auch auf ein unterschiedliches Verhalten der verschiedenen Vollmilchpulver beim Wiederauflösen im Wasser hin. Das Vollmilchpulver nach Fig. 2a - d. das nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, mischt sich mit Wasser besser und löst sich auch rascher als die Vollmilchpulver nach den Fig. 3a - e.
Das Vollmilchpulver, das nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, zeichnet sich weiterhin durch einen niedrigen Prozentsatz ah freiem Fett aus. Als freies Fett wird das mittels trockenem Äthyläther nach der nachfolgend beschriebenen Methode extrahierbare Fett bezeichnet. Diese Extraktionsmethode ist dieselbe, wie sie aus der Fachliteratur bekannt ist und angewendet wird zur Bestimmung der Leazahl des Milchfettes in der Vollmilch.
Zur Durchführung dieser Bestimmungsmethode wird eine abgewogene Menge von 150 bis 250 g Vollmilchpulver in einem Soxhlet - Apparat mittels wasser- und peroxydfreiem Äther während 2 1/2 Stunden extrahiert, wobei die Ätherlösung des Fettes im Wasserbad auf nahezu 400C gehalten wird. Sie ist während der Extraktion möglichst vor Licht zu schützen. Es werden zirka 100 cm trockenen Äthyläthers für die Extraktion des freien Fettes aus 150 - 250 g Pulver verwendet. Nach beendeter Extraktion wird der Äthyläther so weit abdestilliert, dass ein Rückstand von zirka 30-40 en ? zurück bleibt. Der Rückstand wird in einem zuvor gewogenen Erlenmeyer-Kolben von 100 cn ? Inhalt filtriert.
Das Filter und der Extraktionskolben, in welchem sich der genannte Rückstand befand, werden zweimal mit 5 cm trockenem Äthyl- äther nachgewaschen. um alles freie Fett zu lösen. Die Waschungen werden dem Filtrat des Rückstandes zugefügt. Der Äthyläther wird sodann vollständig vom Filtrat abdestilliert, wobei der Erlenmeyer-Kolben in einem Wasserbad von höchstens 60 C Wassertemperatur zu erwärmen ist. Der Erlenmeyer-Kolben mit dem Rückstand wird dann in einem Exsiccator während zirka einer Stunde unter Vakuum gehalten. Der Kolben mit dem Rückstand wird gewogen und die Gewichtsmenge freien Fettes ermittelt.
Der Vergleich des Voll-
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ren hergestellten Vollmilchpulvern werden 1 - 100/0 freies Fett festgestellt, bei den vakuumgetrockneten Vollmilchpulvern 5 - 200/0.
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Eiweissstoffe.schrieben im Journal of Dairy Research, 22 [1955], S. 205/2l0, N. King "Fluorescence Microscopy of Fat in Milk and Milk Powder".
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grösserung ein orangerotes Netzwerk sichtbar, das von hitzegeschädigten Eiweissstoffen herrührt und in das die einzelnen grobkörnige Fettkügelchen eingebettet sind.
Im Gegensatz zu diesem Beispiel ist bei den Vollmilchpulverteilchen, die nach dem beschriebenen
Verfahren hergestellt worden sind, bei 370facher Vergrösserung im Fluoreszenz-Licht keine Netzstruktur er- I kennbar. Fett und Eiweissstoffe erscheinen homogen verteilt.
Bei dem beschriebenen Herstellungsverfahren ist die Laktose im fertigen Produkt. in der amorphen
Form vorhanden. Da das Pulver, z. B. unter Stickstoffatmosphäre, in luft- und wasserdampfdicht ver- schlossenen Behältern aufbewahrt wird, ändert die Laktose ihre Zustandsform nicht.
Eine wichtige Eigenschaft des Vollmilchpulvers nach dem beschriebenen Verfahren besteht darin, dass ! die vorhin erwähnte geringe Teilchengrösse der Fettpartikel und der geringe Prozentsatz an freiem Fett gleichzeitig vorhanden sind. Diese Kombination der Eigenschaften zusammen mit dem niedrigen Dena- turationsgrad der Eiweissstoffe, und dem amorphen Zustand der Laktose ist verantwortlich für die hohe
Mischbarkeit mit kaltem Wasser und die vollständige Löslichkeit im Wasser.
Die Milch, die durch Auflösen des Vollmilchpulvers nach dem beschriebenen Verfahren zubereitet worden ist, weist nur einen geringen oder gar keinen Kochgeschmack, herrührend von der Verarbeitung- weise, auf. Ihre Farbe ist weiss wie diejenige der Frischmilch.
Die genannten Eigenschaften bleiben bei Lagerung des Milchpulvers in den verschlossenen und mit
Stickstoff begasten Behältern bei Lagertemperaturen, die 300C nicht überschreiten, über 6 - 12 Monate hinaus erhalten. Im Gegensatz dazu nehmen die Löslichkeit und die Mischbarkeit bei Vollmilchpulver, das nach bisher bekannten Verfahren hergestellt worden ist, sehr bald nach der Herstellung ab.
Bei der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird die frische, standardisierte Vollmilch zweckmässig so vorerhitzt, dass die Zeitdauer und die Temperatur der Vorerhitzung in einem Bereich zwi- schen 70 C bei 5 Minuten und 900C bei 1-5Sekunden liegen. Es zeigte sich nämlich, dass in diesem Be- reich für einen gegebenen Pasteurisationseffekt die Schädigung der Serumproteine besonders gering ist.
Die vorerhitzte Vollmilch wird dann vorteilhaft bei Temperaturen, die 750C nicht übersteigen, unter
Vakuum auf 35-45 Gew.-% Trockensubstanz eingedickt, vorzugsweise entweder in einem einstufigen
Vakuumverdampfer bei einer Temperatur von 40 bis 550C oder in einem mehrstufigen kontinuierlichen Ein- dampfverfahren bei einer Temperatur von 60 bis 759C in der ersten und von 30 bis 450C in der letzten
Stufe, und nach erfolger Homogenisation durch Zusammenprall mit einem Heissluftstrahl von genügender
Geschwindigkeit und 120 - 3000C zerstäubt und getrocknet.
Eine Aufteilung des gesamten Trocknungsvor- ganges in zwei Etappen, nämlich ein Vorkonzentrieren bis zum genannten Trockensubstanzgehalt und ein späteres Sprühtrocknen bei den erwähnten Temperaturbedingungen ist nicht nur energiebilanzmässig besonders vorteilhaft sondern auch bezüglich Serumproteindenaturierung.
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Homogenisation der eingedicktengünstigsten liegen. Eine weitere Verbesserung des Homogenisationsgrades kann erzielt werden durch nochmalige Homogenisation der bereits homogenisierten eingedickten Milch bei einem Druck von 30 bis 300 atü.
Ist eine sofortige Sprühtrocknung der homogenisierten Vollmilch nicht möglich, so wird sie zweckmässig auf 5-20 C, vorzugsweise 10 - 150C, gekühlt, um eine Verschlechterung des Homogenisationsgrades und anderer Eigenschaften zu vermeiden.
Das sprühgetrocknete Vollmilchpulver wird alsdann im Schwebezustand agglomeriert und, noch bevor es sich abgesetzt hat, mittels Trockenluft von 90 bis 1500C getrocknet und sofort in Packungen abgefüllt. Auf diese Weise wird eine Kristallisation der Laktose zuverlässig vermieden. Vorzugsweise begast man die Packungen mit Stickstoff.
Die Mischungs- und Löslichkeitseigenschaften des so hergestellten Vollmilchpulvers lassen sich noch verbessern, wenn man das sprühgetrocknete Pulver nach seiner Austragung aus der Sprühtrocknungsvorrichtung und das agglomerierte Vollmilchpulver nach seiner Austragung aus der Agglomerationsvorrichtung kühlt.
Bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens unter Benützung der in den Fig. 1a, Ib und Ic dargestellten Anlage kann folgermassen vorgegangen werden :
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Die im Frischmilchtank 1 durch Mischen mehrerer Anlieferungen standardisierte Vollmilch wird mittels der Pumpe 2 durch den Vorwärmer 3 gefördert, wo sie innerhalb sehr kurzer Zeit auf Pasteurisationstemperatur, beispielsweise 70 C, gebracht wird.
Unter gewissen Umständen kann es zweckmässig sein, die Vorwärmung der Frischmilch zu unterbrechen, um dieselbe zu entgasen. In diesem Falle wird die Milch aus einer Zwischenstufe des Vorwärmer 3 herausgeführt und durch die Leitung 3a zum Entgasungsbehälter 4 geleitet, welcher durch Leitung 4a mit einem Absaugorgan verbundenist, das gestattet, im Entgasungsbehälter 4 einen Druck bis hinunter auf 50 mm Hg aufrechtzuerhalten. Die entgaste Milch wird sodann durch die Leitung 4b zum Vorwärmer 3 zu- rückgeführt, wo sie dann auf die gewünschte Endtemperatur erhitzt wird.
Die vorgewärmte und pasteurisierte Milch wird hierauf in bekannter Weise auf eine Endkonzentration von 35 bis 45 Gew.-% Trockenmasse eingedickt.
In dem dargestellten einstufigen Verfahren gelangt die vorgewärmte und pasteurisierte Milch vom Vorwärmer 3 durch die Leitung 5a in den Vakuumverdampfer 5, wo sie auf etwa 1/3 des ursprünglichen Volumens eingedampft wird. Dieeingedickte Vollmilch wird am Boden : des Verdampfers 5 abgezogen und mittels der Pumpe 6 in den Zwischentank 7 gepumpt.
Bei Anwendung eines in der Zeichnung nicht dargestellten kontinuierlich arbeitenden mehrstufigen Eindickverfahrens werden die Temperaturen von Stufe zu Stufe niedriger gewählt, beispielsweise in der ersten Stufe 60-75 C und in der letzten Stufe 30-450C.
Vom Zwischentank 7 fliesst die eingedickte Milch einem Spalt-Homogenisator 8 bekannter Bauart zu. Soll das Konzentrat zur Verbesserung der Struktur des Produktes ein zweites Mal homogenisiert werden, so wird dem Homogenisator 8 ein zweiter Homogenisator 9 nachgeschaltet. An Stelle der beiden Homogenisatoren 8 und 9 kann aber auch eine Homogenisationsmaschine mit zwei hintereinandergeschalteten Homogenisationsventilen verwendet werden.
Vom Homogenisator 9 gelangt die Milch durch die Leitung 9a in einen weiteren Zwischentank 10, der als Ausgleichsgefäss zwischen den Verarbeitungsstufen der flüssigen Phase und den nachfolgenden Trocknungsprozessen dient.
Die Verweilzeit des homogenisierten Konzentrates im Tank 10 sollte möglichst kurz gehalten oder aber die Milch vor dem Eintritt in den Tank 10 auf eine Temperatur von 5 bis 200C, vorteilhaft auf 10-15oc, heruntergekühlt werden. Zu diesem Zweck ist in die Leitung 9a eine Kühleinrichtung 11 von üblicher Bauart eingeschaltet.
Das Konzentrat wird alsdann durch die Pumpe 12 und die Leitung 12a einer Sprühtrocknungseinrichtung 13 bekannter Bauart zugeführt. Die Flüssigkeit tritt aus der Düse 14 aus und wird von der durch die Leitung läaherangeführten Trockenluft 15 zerstäubt und getrocknet. Die vom abgehenden Luftstrom durch die Leitung 13a mitgerissenen Pulverteilchen werden vom Staubabscheider 16 zurückgehalten.
An Stelle der in Fig. 1c schematisch angedeuteten Trockenvorrichtung 13 kann beispielsweise eine in der Schweizer Patentschrift Nr. 228632 beschriebene Trockenvorrichtung verwendet werden. Die Trockenluft wird in diesem Falle mit einer Temperatur von 120 bis 3000e herangeführt, wobei dieselbe vorteilhaft so gewählt wird, dass die mit Feuchtigkeit angereicherte Abluft die Trockenvorrichtung mit einer Temperatur von 55 bis 750e verlässt.
Die sich am Grund der Trocknungseinrichtung 13 absetzende Pulverteilchen werden durch die Austragvorrichtung 17 aus der Trockenvorrichtung 13 entfernt und auf eine Transportvorrichtung 18 abgelagert, welche zugleich zur Kühlung des getrockneten Pulvers dient. Zu diesem Zweck ist sie mit einer geeigneten Kühlvorrichtung versehen. Das Vollmilchpulver soll einer möglichst geringen mechanischen Beanspruchung
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mende Milchpulver auf mechanischem oder pneumatischem Wege zu der Beschickungsvorrichtung 21. Der Wasserdampf, der durch die Leitung 19a herangeführt wird, kann gesättigt sein und eine Temperatur von zirka IOOOC aufweisen und kann auf Atmosphärendruck entspannt sein. Er kann auch mit feinsten Wasser- tröpfchen durchmischt sein.
Mit Hilfe von Trockenluft, die'durch den Stutzen 19a zugeführt wird, wird das agglomerierte Pulver auf die für die Lagerung geeignete Endfeuchtigkeit von-2 bis Wo getrocknet. Die Heissluft tritt mit einer Temperatur von 90 bis 1500e in die Agglomerationsvorrichtung 19 ein. Sie verlässt diese nach Aufnahme von Feuchtigkeit durch den Stutzen 19c und den Staubabscheider 22, welcher die mitgerissenen Pulverteilchen zurückhält.
Das agglomerierte und getrocknete Pulver wird der Agglomerationsvorrichtung durch die Austragvor-
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richtung 23 entnommen und mittels der Transportvorrichtung 24 in den bereitgestellten Sammelbehälter 25 befördert. Die Transportvorrichtung 24 dient gleichzeitig zur Kühlung des Produktes auf Raumtemperatur, zu welchem Zwecke sie mit einer geeigneten Kühlvorrichtung versehen ist. Auch hier ist eine schonende Behandlungsweise anzustreben.
Von den Sammelbehältern 25 wird das fertige Milchpulver möglichst rasch in die Versandpackungen abgefüllt. welche mit Stickstoff begast werden, wobei der Druck im Behälter grösser oder kleiner als der Aussendruck sein kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Vollmilchpulvers mit mindestens 24pro Fettgehalt, aus frischer, standardisierter Vollmilch, welches mit Wasser von 5 C durch Rühren von Hand mischbar und in ihm lösbar ist, und welches sich mit Wasser von 200C ohne Rühren mischt und sich in 2 Minuten in diesem Wasser ohne Rühren löst, durch Vorerhitzen, Eindicken unter Vakuum, Homogenisieren, Sprühtrocknen und Agglomerieren, dadurch gekennzeichnet, (a) dass die Hitzeeinwirkung auf die Vollmilch während des gesamten Herstellungsverfahrens in solchen Grenzen gehalten wird, welche erlauben, die schädlichen Keime abzutöten und die die Haltbarkeit beeinträchtigenden Fermente unschädlich zu machen, ohne aber mehr als 351o der Eiweissstoffe des Serums zu denaturieren ;
(b) dass die eingedickte Vollmilch homogenisiert wird auf eine Teilchengrösse der Fettkügelchen im getrockneten Vollmilchpulver, die 1 li nicht überschreitet ; (c) dass das Sprühtrocknen, das Agglomerieren, das Abfüllen in Versandbehälter und die Lagerungunter solchen Bedingungen vorgenommen werden, dass im Vollmilchpulver nicht mehr als 1% freies Fett, bezogen auf die Gesamt-Trockenmasse, vorhanden ist, und (d) dass die Laktose in amorphem Zustand vorhanden ist.