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Verfahren zum Herstellen eines schnellbenetzbaren Pulvers und Anlage zur Ausführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines schnellbenetzb.aren Pulvers, das eine oder mehrere schwerbenetzbare Substanzen aufweist .sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, durch sog. Agglomeneren, d. h. Zusammenkleben kleiner .Partikeln, Pulver mit grösseren Teilchen zu erzeugen, welche gegenüber den nicht agglomerierten den Vorteil sehr grosser B.enetzungs- geschwindigkeit, selbst in kalten Lösungsmitteln, aufweisen. Diese Pulver sind als sog. Instantpulver auf dem Markt, insbesondere in Form von Instant- Magermilchpulvern. Die wirklichen Instantpulver, welche bis heute bekannt sind, zeichnen sich dadurch aus, dass sie innerhalb weniger Sekunden in einem kalten Lösungsmittel von z.
B. 20 C absinken und sich nach leichtem Rühren praktisch vollständig lösen.
Die bisherigen, auf dem Markt erschienenen Instantpulver weisen keine Komponente oder doch nur in Spuren von einigen ,Prozenten auf, welche lö- sungsmittelabstossende Eigenschaften ;besitzen, wie z. B. Fett bei Wasser als Lösungsmittel. Es gelang daher anscheinend bis heute nicht, ein marktgängiges Vollmilchpulver mit Instant Eigenschaften, auch bezüglich kalten Wassers, zu erzeugen, ein Mangel, welchen die vorliegende Erfindung zu heben trachtet.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, @dass man die Pulverkomponenten, von denen mindestens eine praktisch keine schwerbenetz- bare Substanz aufweist, miteinander ,mischt.
Die Anlage ,zur Ausführung .des Verfahrens .gemäss der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Mischvorrichtung. Die Erfindung wird anschliessend .anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Flussbüd eines Ausschnittes einer Anlage zur Herstellung von Vollmilchpulver mit Instant- Eigenschaften und Fig. 2 eine Variante .der .Anlage gemäss Fig. 1, in schematischer Darstellung.
Die in Fig. 1 ;dargestellte Anlage zeigt einen Trockenturm 1, in dem oben zwei Zerstäubervorrich- tungen 2 und 3 angeordnet sind. Versorgerleitun- gen 4 und 5 führen die zu zerstäubenden Flüssigkeiten zu den Zerstäubervorrichtungen 2 und 3. Die zur Trocknung benötigte Heissluft gelangt durch einen Kanal 6 in das Innere des Turmes 1. Das untere Turmende läuft in einen Konus 7 zusammen und endet in einer Leitung B.
Diese verläuft bis zum Einlaufstutzen 9 eines Abscheiders 10, dessen Austritt luftseitig mit 11 bezeichnet ist. .Der Abschelder 10 besitzt pulverseitig ,eine Drehschlause 12, unter der ,ein Förderorgan 13, z. B. in Form eines endlosen Bandes oder einer Vibrationsrinne, angeordnet ist. Der eine Teil des Organs 13 ist von .einer Be- feuchtungseinrichtung 14, z. B. einer sog. Agglomera- tionseinrichtung umgeben, der ;such eine Trocknungs- einrichtung 15 .anschliesst.
Die Befeuchtungseinrich- tung 14 besitzt ,einen Stutzen 16 zum Zuführen eines Dampf-Luft-Gemisches oder reinen Dampfes, der satt oder überhitzt sein kann. Durch einen Stutzen 17 wird das Gemisch wieder abgesaugt. Um ein Kondensieren von Dampf an der Befeuchtungsein- richtung zu verhüten, wird diese vorteilhafterweise geheizt.
Die Trocknung seinrichtung 15 weist ebenfalls einen Zu- und einen Abluftstutzen 18 bzw. 19 auf.
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Das Trocknen erfolgt z. B. mittels heisser Luft. Der Trockeneinrichtung schliesst sich ein Sammelbehälter 20 an, welcher der Aufnahme des Fertigproduktes dient.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann mit der Anlage nach Fig. 1 wie folgt durchgeführt werden: Es soll ein Vollmilchpulver mit 26% Fett in der Trockenmasse hergestellt werden, das sich auch in Wasser von z. B. 20 C innerhalb weniger Sekunden benetzt, wenn es auf den Wasserspiegel aufgebracht wird und sich nach dem Benetzen durch kurzes Rühren praktisch vollständig im Wasser auflöst. Auf diese Weise kann eine kalte trinkfertige Vollmilch ohne jegliche Knollenbildung erzeugt werden.
Bei der Zubereitung des Vorkondensates teilt man die Ausgangsmilch in zwei Teile. Der eine besteht aus Magermilch, der andere aus Milch mit erhöhtem Fettgehalt, z. B. 51 % auf die gesamte Trookenmasse. Die beiden Teile werden getrennt weiterbehandelt, pasteurisiert, kondensiert und allenfalls homogenisiert, bis sie eine Konzentration von z. B. 42/10 Trockenmasse aufweisen. Die derart vor- kondensierte Milch wird anschliessend im Zerstäu- bungsturm 1 getrocknet. Die Magermilch, deren Trockenmasse z.
B. @die Hälfte .der Gesamttrockenmasse darstellt, gelangt über eine Dosierpumpe durch die Leitung 4 und wird in der Vorrichtung 2 zerstäubt. Gleichzeitig pumpt eine zweite, mit der ersten synchronisierten Dosierpumpe das Vollmilchvorkon- densat durch die Leitung 5 in die Zerstäubevorrich- tung 3. Die beiden Teile werden zerstäubt und von der durch den Kanal 6 eintretenden Heissluft im Turm 1 getrocknet.
Das getrocknete Pulvergemisch, von dem ungefähr die Hälfte :aus Teilchen praktisch fettfreier Trockenmasse besteht, sammelt sich im Konus 7 und gelangt von dort mit der Abluft durch die Leitung 8 in den Abscheider 10. In diesem wind ,das Gut von der Luft getrennt. Die praktisch pulverfreie Luft verlässt den Abscheider 10, durch den Stutzen 11, während das .ausgeschiedene, homogene Pulvergemisch sich im konischen Teil des Abschei- ders 10 sammelt und durch die Schleuse 12 ausgetragen wird.
Das Pulvergemisch fällt auf :das Transportorgan 13, welches es durch die Befeuchtungseinrichtung 14 fördert; dort wird das Pulver derart befeuchtet, dass es zusammenpackt, ohne @dass indessen die einzelnen Teilchen ihre Struktur wesentlich ändern. Sie agglo- merieren untereinander. Anschliessend wind dieses Pulver, Idas Fladen .bilden kann, in der Trockenein- richtung 15 nachgetrocknet, worauf sich das Endprodukt in den Sammelbehälter 20 ergiesst.
Es ist je nach Endwassergehalt des Produktes und :dessen Konfiguration nicht nötig, es nachzutrocknen. Es kann vorteilhaft sein, das Produkt im Befeuch- ter 14 oder nachher zu walzen, .um grössere Gebilde zu erhalten. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, das Produkt im Befeuchter 14 zu rühren, um ent- sprechend grössere, gutdurchfeuchtete Konglomerate zu erhaltexl.
Das erhaltene Endprodukt setzt sich aus Teilchen zusammen, die praktisch ,kein Fett enthalten und solchen, die mit Fett sehr stark beladen sind. Die Erfindungsidee besteht darin, gut benetzbare Teilchen mit den fettbeladenen, schlecht benetzbaren. Teilchen zusammenzubringen. Damit wird erreicht, @dass .beim Aufschütten eines derartigen Pulvers auf kaltes Wasser die Magermilchteilchen sich unverzüglich benetzen und untersinken, wobei sie die fettreichen Teilchen einfach mit in die Tiefe ziehen. Dabei werden vorteilhafterweise die beiden Teilchenarten fest miteinander verbunden, z.
B. durch Sintern; aber schon beim gewöhnlichen Mischen der beiden ist gegenüber dem bekannten Vollmilch-Instantpulver ein gewisser Vorteil zu erzielen bezüglich Kaltbenetz- barkeit; der Effekt lässt .sich aber noch wesentlich steigern, wenn,das Pulvergemisch zusammengesintert wird.
Eine weitere mögliche Anlage zur Durchführung des neuen Verfahrens zeigt Fig. 2. Diese Anlage weist eine Mischtrommel 30 auf, in der die verschiedenen Pulverkomponenten innig gemischt werden. Unter der Mischtrommel 30 ist ein Trichter 31 angeordnet, an ,dessen Ausgang sich eine Dosierklappe 32 befindet. Unter der Dosierklappe 32 liegt ein Förderorgan 33, das als Schüttelrinne ausgebildet ist.
In Bewegungsrichtung der Rinne 3.3 gesehen, ist an deren vorderem Ende 34 in tieferer und etwas zurückgestaffelter Lage eine Düse 35 vorgesehen, durch die im Betriebszustand überhitzter Dampf, Satt- .dampf, ein Dampf-Luft-Gemisch oder sonst befeuchtete Luft ausströmt. Dieses Dampf-Luft-Gemisch wird beim dargestellten Beispiel .dadurch erzeugt, :dass über Zuleitungen 36 und 37 gefilterte Luft und Dampf in ,eine Mischkammer 38 strömen.
Aus dieser Kammer strömen sie durch einen Filter 39 und eine Konditionie- rungskammer 40, die zu diesem Zweck mit einem beispielsweise elektrischen Heizregister 41 versehen ist. Aus der Kammer 40 strömt das konditionierte Dampf-Luft-Gemisch durch ein weiteres Filter 42 in die Düse 35. Diese kann zweckmässigerweise mit einer Klappe 43 versehen sein zur Regelung des Dampfluftstrahls. Ein zweites Förderorgan 44, ebenfalls als Rinne ausgebildet, liegt mit seinem hintern Ende 45 im Bereich ,der Düse 35.
Das Band 46 durchläuft erst eine Kammer 47, die zum Trocknen dient und oben mit einem kaminähnlichen Aufsatz 48 zum Abführen der beim Agglomerieren verwendeten Gase dient. Der Kammer 47 schliesst sich eine Abkühlkammer 49 an, in der das zusammengebackene Pulver, getrocknet und durch Kardenwalzen 56 vom .Band gekratzt wird. Es fällt dann in einen Silo 50 mit Vibratoren 51 und 52. Die Trocknung kann .z. B. mittels Heissluft oder Infrarotlampen erfolgen.
Unter dem mit einer Abfüllschleuse 53 ver- sehenen Ende des Silos 50 werden über ein Band 57 die Behälter 54 und 55 vorbeigeführt, die der Aufnahme des Fertigproduktes dienen.
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Die in Fig. 2 dargestellte Anlage wird beispielsweise für die Herstellung Beines fetthaltigen Pulvers, mit 26 % Fett, verwendet. Die Ausgangsprodukte werden derart zusammengebracht und bearbeitet, dass daraus ein Pulver resultiert, welches 46 % Fett aufweist und ein zweites, das praktisch fettfrei ist.
Diese beiden Pulver werden im Verhältnis 17:13 Teilen abgewogen und in der Trommel 30 gemischt, bis die Mischung vollständig homogen ist. Hierauf wird diese in den Trichter 31 entleert und mittels der Schleuse 32 auf -das Förderband 33 dosiert, wo sie eine möglichst gleichmässige Schicht bilden soll. Am Ende 34 fällt die Schicht in Form eines Schleiers nach unten. Sie wird vom Dampf-Luft-Gemisch oder reinem Dampf aus (der Düse 35 erfasst, die einzelnen Partikelchen .angefeuchtet und ins Innere einer Kammer getragen, wo sie auf das Förderband 44 fallen.
Durch das Anfeuchten der Teilchenoberflächen bak- ken :die Teilchen zusammen und bilden Agglomerate oder gesinterte Flädchen. Wenn der Wassergehalt ein gewisses Mass übersteigt, werden sie im Trockner 40 nachgetrocknet. Anschliessend fällt das Produkt in ,den Behälter 42.
Die Wirkung, die durch das Verfahren gemäss der Erfindung erreicht wird, beruht auf der Tatsache, .dass schwere, gut benetzbare Teilchen die schlecht oder nicht benetzbaren Teilchen eintauchen und somit zum Benetzen zwingen können, wenn sie miteinander verbunden sind.
Eine gewisse Mitnahme-Wirkung ist schon bei der gewöhnlichen Mischung von Pulverkomponenten der vorerwähnten Art zu bemerken. Bedeutend besser ist es jedoch, wenn die Pulver zu grösserer Agglomeration vereinigt werden. Das Pulver kann vollkommen kalt benetzbar werden, wenn es zu kleinen Fladen gesintert wird.
Diese Erfindungsidee lässt sich grundsätzlich mit allen derartigen schwerbenetzbaren Pulvern durchführen, also auch mit Farbpulvern und andern Industriepulvern, welche angeführt werden.
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Method for producing a rapidly wettable powder and system for carrying out the method The present invention relates to a method for producing a rapidly wettable powder which has one or more substances that are difficult to wet, and a device for carrying out the method.
It is known that by so-called agglomerates, i. H. Small particles stick together to produce powder with larger particles which, compared to non-agglomerated particles, have the advantage of a very high wetting speed, even in cold solvents. These powders are on the market as so-called instant powders, in particular in the form of instant skimmed milk powders. The real instant powders, which are known to this day, are characterized by the fact that they can be dissolved in a cold solvent of e.g.
B. 20 C and dissolve practically completely after gentle stirring.
The instant powders that have appeared on the market to date have no components or only traces of a few percent which have solvent-repellent properties, such as B. fat with water as a solvent. It has therefore apparently not been possible to date to produce a commercially available whole milk powder with instant properties, also with regard to cold water, a deficiency which the present invention seeks to overcome.
The process according to the invention is characterized in that the powder components, at least one of which has practically no substance which is difficult to wet, are mixed with one another.
The system for executing the method according to the invention is characterized by a mixing device. The invention will then be described using exemplary embodiments. 1 shows a section of a plant for the production of whole milk powder with instant properties and FIG. 2 shows a variant of the plant according to FIG. 1, in a schematic representation.
The system shown in Fig. 1 shows a drying tower 1 in which two atomizer devices 2 and 3 are arranged at the top. Supply lines 4 and 5 lead the liquids to be atomized to the atomizing devices 2 and 3. The hot air required for drying enters the interior of the tower 1 through a duct 6. The lower end of the tower converges in a cone 7 and ends in a line B .
This runs up to the inlet connection 9 of a separator 10, the outlet of which is designated by 11 on the air side. .Der Abschelder 10 has on the powder side, a rotary lock 12, under which, a conveyor element 13, z. B. in the form of an endless belt or a vibrating chute is arranged. One part of the organ 13 is of .einer humidification device 14, z. B. surrounded by a so-called agglomeration device, which also connects to a drying device 15.
The humidification device 14 has a connector 16 for supplying a steam-air mixture or pure steam, which can be full or overheated. The mixture is sucked off again through a nozzle 17. To prevent condensation of steam on the humidification device, it is advantageously heated.
The drying device 15 also has a supply and an exhaust connection 18 and 19, respectively.
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The drying takes place, for. B. by means of hot air. The drying device is followed by a collecting container 20 which is used to receive the finished product.
The method according to the invention can be carried out with the system according to FIG. 1 as follows: A whole milk powder with 26% fat in the dry matter is to be produced, which can also be dissolved in water of z. B. 20 C wetted within a few seconds when it is applied to the water level and after wetting by briefly stirring practically completely dissolves in the water. In this way, a cold, ready-to-drink whole milk can be produced without any lump formation.
When preparing the pre-condensate, the starting milk is divided into two parts. One consists of skimmed milk, the other of milk with a high fat content, e.g. B. 51% on the total trooken mass. The two parts are further treated separately, pasteurized, condensed and, if necessary, homogenized until they have a concentration of e.g. B. 42/10 dry matter. The milk pre-condensed in this way is then dried in the atomization tower 1. The skimmed milk, whose dry matter z.
B. @ the half. Of the total dry matter, passes via a metering pump through the line 4 and is atomized in the device 2. At the same time, a second metering pump synchronized with the first pumps the whole milk precondensate through the line 5 into the atomizing device 3. The two parts are atomized and dried in the tower 1 by the hot air entering through the channel 6.
The dried powder mixture, about half of which consists of particles of practically fat-free dry matter, collects in the cone 7 and from there passes with the exhaust air through the line 8 into the separator 10. In this wind, the material is separated from the air. The practically powder-free air leaves the separator 10 through the nozzle 11, while the separated, homogeneous powder mixture collects in the conical part of the separator 10 and is discharged through the lock 12.
The powder mixture falls on: the transport element 13, which conveys it through the moistening device 14; there the powder is moistened in such a way that it packs together without the individual particles changing their structure significantly. They agglomerate among themselves. This powder, which Idas flatbreads can form, is then post-dried in the drying device 15, whereupon the end product is poured into the collecting container 20.
Depending on the final water content of the product and: its configuration, it is not necessary to re-dry it. It can be advantageous to roll the product in the humidifier 14 or afterwards in order to obtain larger structures. It has also proven to be advantageous to stir the product in the humidifier 14 in order to obtain correspondingly larger, well-moistened conglomerates.
The end product obtained is composed of particles which practically contain no fat and those which are very heavily loaded with fat. The idea of the invention is to combine easily wettable particles with fat-laden, poorly wettable particles. Bringing particles together. This ensures that when such a powder is poured onto cold water, the skimmed milk particles are immediately wetted and submerged, simply pulling the fatty particles down with them. The two types of particles are advantageously firmly connected to one another, e.g.
B. by sintering; But even with the usual mixing of the two, a certain advantage can be achieved with regard to cold wettability compared to the known instant whole milk powder; The effect can be increased significantly if the powder mixture is sintered together.
Another possible system for carrying out the new method is shown in FIG. 2. This system has a mixing drum 30 in which the various powder components are intimately mixed. A funnel 31 is arranged under the mixing drum 30, the outlet of which is a metering flap 32. A conveying element 33, which is designed as a vibrating channel, is located under the dosing flap 32.
Seen in the direction of movement of the channel 3.3, a nozzle 35 is provided at its front end 34 in a lower and somewhat staggered position, through which superheated steam, saturated steam, a steam-air mixture or otherwise humidified air flows out in the operating state. In the example shown, this steam-air mixture is generated by: Air and steam filtered through feed lines 36 and 37 flowing into a mixing chamber 38.
From this chamber they flow through a filter 39 and a conditioning chamber 40, which for this purpose is provided with an electrical heating register 41, for example. The conditioned steam-air mixture flows from the chamber 40 through a further filter 42 into the nozzle 35. This can expediently be provided with a flap 43 for regulating the steam air jet. A second conveying element 44, likewise designed as a channel, lies with its rear end 45 in the area of the nozzle 35.
The belt 46 first passes through a chamber 47, which is used for drying and at the top with a chimney-like attachment 48 is used to discharge the gases used during agglomeration. The chamber 47 is followed by a cooling chamber 49 in which the caked powder is dried and scraped from the band by card rollers 56. It then falls into a silo 50 with vibrators 51 and 52. The drying can .z. B. by means of hot air or infrared lamps.
Under the end of the silo 50 provided with a filling sluice 53, the containers 54 and 55, which are used to receive the finished product, are guided past via a belt 57.
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The system shown in FIG. 2 is used, for example, for the production of a fat-containing powder with 26% fat. The starting products are brought together and processed in such a way that a powder results that has 46% fat and a second that is practically fat-free.
These two powders are weighed out in a ratio of 17:13 parts and mixed in drum 30 until the mixture is completely homogeneous. This is then emptied into the funnel 31 and metered onto the conveyor belt 33 by means of the lock 32, where it should form a layer that is as uniform as possible. At the end 34 the layer falls down in the form of a veil. It is captured by the steam-air mixture or pure steam from (the nozzle 35, the individual particles are moistened and carried into the interior of a chamber, where they fall onto the conveyor belt 44.
When the particle surfaces are moistened, the particles bake together and form agglomerates or sintered flakes. If the water content exceeds a certain level, they are dried in the dryer 40. The product then falls into the container 42.
The effect achieved by the method according to the invention is based on the fact that heavy, easily wettable particles can immerse the poorly or non-wettable particles and thus force them to be wetted when they are connected to one another.
A certain take-away effect can already be noticed with the usual mixture of powder components of the aforementioned type. However, it is significantly better if the powders are combined to form a larger agglomeration. The powder can become completely cold wettable if it is sintered into small flat cakes.
This inventive idea can in principle be carried out with all such hard-to-wet powders, that is to say also with colored powders and other industrial powders which are mentioned.