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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Behandlung von sprühgetrocknetem Milchpulver, dadurch gekennzeichnet, dass das sprühgetrocknete Milchpulver als eine Suspension in Fett kurzzeitig auf eine Temperatur von 11 0-1 60 "C gebracht und gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Suspensionsmittel ein temperaturstabiles Fett verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Fett Kakaobutter verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das sprühgetrocknete Milchpulver als eine Suspension in Fett in dünner Schicht kurzzeitig in Kontakt mit einer Fläche gebracht wird, deren Temperatur 110-160 "C, vorzugsweise 130-150 "C beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Fläche etwa 140 "C, beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht 2-50 um beträgt, vorzugsweise 4-30 um.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht etwa 20 um beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Kontaktes 0,05 bis 10 Sek.
beträgt, vorzugsweise 0,1 bis 0,4 Sek.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Kontaktes etwa 0,15 Sek. beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt unmittelbar nach dem Kontakt mit der Fläche gekühlt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Kontakt mit der Fläche eine oder mehrere weitere Komponenten dem Sprühmilchpulver zugegeben werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Komponente ein Fett oder eine fetthaltige Mischung zugegeben wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Fett Kakaobutter zugegeben wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Feinzucker als eine weitere Komponente zugegeben wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Komponente aus Kakaobestandteilen zugegeben wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Kakaomasse zugegeben wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass Kakaopulver zugegeben wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-17, dadurch gekennzeichnet, dass das Milchpulver und die allfälligen weiteren Komponenten gemischt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-18, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontaktfläche für die dünne Schicht des Produktes die Oberfläche einer beheizten Walze dient.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als beheizte Walze eine Walze eines mindestens 3 Walzen enthaltenden Walzwerkes dient, wobei die Oberflächentemperatur der zwei ersten Walzen beträchtlich kühler als diejenige der beheizten Walze gehalten wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur der zwei ersten Walzen auf weniger als 50 "C gehalten wird, vorzugsweise 30-40 "C.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Walzwerk mit mehr als drei Walzen die Temperatur der Zwischenwalzen durch Heizung und Kühlung geregelt wird und die Oberflächentemperatur von der zweiten bis zur letzten Walze zunimmt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19-22, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt von der letzten Walze durch einen gekühlten Abstreifer abgenommen wird.
24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Walzwerk mit mehr als drei Walzen die letzte Walze gekühlt ist und ihre Oberflächentemperatur unter 50 OC, vorzugsweise 30-40 "C, beträgt.
25. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Milchschokolade.
26. Anwendung nach Anspruch 25 bei Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2-24.
27. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von karamelisierter Masse.
28. Anwendung nach Anspruch 27 bei Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2-24.
29. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mischer aufweist, der einem Walzwerk mit mindestens zwei kühlbaren Walzen und einer heizbaren Walze vorgeschaltet ist, wobei dem Walzwerk eine Zerkleinerungsvorrichtung nach geschaltet ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29 zum Ausüben des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2-23.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29, 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk zwei kühlbare Walzen und eine heizbare Walze aufweist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der heizbaren Walze ein kühlbarer Abstreifer zugeordnet ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk weitere Walzen aufweist, wobei die letzte Walze des Walzwerkes kühlbar ist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung ein Walzwerk, vorzugsweise zwei nacheinander geschaltete Walzwerke, aufweist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von sprühgetrocknetem Milchpulver. Bei zahlreichen Anwendungen, insbesondere in der Lebensmittelindustrie, wird Milchpulver mit anderen Komponenten zu Erzeugnissen fester Form oder zu festen Pasten verarbeitet. Ein bekanntes Beispiel ist die Herstellung von Milchschokolade, die zu Gegenständen - insbesondere Tafeln und Riegeln - geformt oder als Couverture usw. verwendet wird.
Der Hersteller von Milchschokolade verwendet sprühgetrocknete oder walzengetrocknete Milch. An sich bietet das sprühgetrocknete Milchpulver verschiedene Vorteile: es wird bei relativ tiefer Temperatur (90-100 "C) in grossen Mengen hergestellt.
Das walzengetrocknete Milchpulver wird bei einer Temperatur von etwa 135 "C getrocknet. Es ist teurer und muss sehr rasch verwendet werden, um geschmackliche Veränderungen zu vermeiden. Damit ist der Betrieb weniger anpassungsfähig.
Trotz dieser Nachteile wird das walzengetrocknete Milchpulver für viele Rezepte verwendet, weil sein Ge
schmack durch Ansätze von Karamelisierung sehr erwünscht sein kann.
Ein weiterer Grund für dessen Verwendung besteht darin, dass Milchschokolade, welche mit sprühgetrocknetem Vollmilchpulver hergestellt wird, erfahrungsgemäss eine höhere Viskosität bzw. Fliessgrenze hat als eine rezepturmässig gleiche Ware, bei der walzengetrocknetes Milchpulver verwendet wird. Das schlechtere Fliessverhalten ist meist mit höheren Gestehungskosten verbunden, da zum Ausgleich zusätzlich teure Kakaobutter beigegeben werden muss.
Dieses Problem ist schon bei der DE-PS 941170 erkannt worden. Der höhere Fettverbrauch ist darauf zurückgeführt worden, dass das im Handel vorkommende Sprühpulver aus porösen Körnern besteht, welche in ihre Lufträume Fett aufsaugen, so dass eine gewisse Fettmenge, normalerweise etwa 20% der Milchpulvermenge, der Masse entzogen wird und ihre Aufgabe als Bindemittel nicht erfüllen kann. Als Lösung schlägt die DE-PS 941170 die Verwendung von sprühgetrocknetem Milchpulver vor, dessen Körner eine durchschnittliche Porosität von nicht über 10 und vorzugsweise nicht über 5 Vol.-% aufweisen.
Damit verringern sich aber die wirtschaftlichen Vorteile des sprühgetrockneten Milchpulvers, weil es sich nicht mehr um die normale Handelsware handelt, sondern um eine Ware, die nach einem besonderen Verfahren hergestellt werden muss.
Das erfindungsgemässe Verfahren will sprühgetrocknetes Milchpulver - auch normaler Fabrikation - so verändern, dass ein minimaler Bedarf an teurem Fett bei der Weiterverarbeitung vorhanden ist. Ferner sollen gewisse Geschmacksveränderungen erreicht werden können. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass das sprühgetrocknete Milchpulver als eine Suspension in Fett kurzzeitig auf eine Temperatur von 110-160 "C gebracht und gehalten wird.
Diese Lösung, die eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit bringt, beruht auf folgender Uberlegung:
Die Fettkügelchen in der Milch haben einen Durchmesser von 2-3 um und sind mit einer Schutzhülle aus Eiweiss und Phosphatiden umgeben. Diese Hülle ist sehr widerstandsfähig und wird technisch/mechanisch kaum zerstört.
Erst bei Temperaturen beträchtlich über 100 "C wird die erwähnte Schutzhülle beschädigt und springt auf, so dass das Milchfett frei wird.
Der Unterschied zwischen walzen- und sprühgetrocknetem Milchpulver besteht darin, dass bei der Herstellung des ersteren viel höhere Temperaturen angewendet werden und somit auch mehr Fett freigesetzt wird.
Schokolade ist eine Suspension von Feststoff-Teilchen im Fett. Im fertigen Produkt ist das freie Fett (Kakaobutter, Milchfett) die kontinuierliche Phase, währenddem die Feststoff-Teilchen die diskrete Phase darstellen. Nur das freigelegte Fett steht als flüssige Phase zur Benetzung der Feststoff-Teilchen zur Verfügung und hilft mit, Viskosität und Fliessgrenze der Masse zu senken. Die unbeschädigten Fettkügelchen der Milch mit ihrer Schutzhülle hingegen verhalten sich wie Feststoff-Teilchen. Bei einem Anteil von 15% Vollmilchpulver mit 25% Fettgehalt beträgt z. B. der Unterschied an freiem Fett bezüglich des Gesamtgewichtes nahezu 2%, je nachdem ob sprühgetrocknetes oder walzengetrocknetes Milchpulver verwendet wird. Durch das kurzzeitige Erhitzen des Sprühmilchpulvers werden die Schutzhüllen der Fettkügelchen gesprengt und damit das Milchfett freigesetzt.
Wenn das Schüttgut sprühgetrocknetes Milchpulver in eine Fettsuspension eingebracht wird, werden die Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern gefüllt und damit die Wärmeübergangszahl und die Leitfähigkeit verbessert. Bei der Herstellung von Schokolade ist es angezeigt, Kakaobutter als Fett zu verwenden, weil sie besonders temperaturstabil ist, wie dies aus der Tatsache hervorgeht, dass sie beim Rösten von Kakaobohnen nicht beschädigt wird.
Wenn das sprühgetrocknete Milchpulver als eine Suspension in Fett in dünner Schicht in Kontakt mit einer Fläche gebracht wird, deren Temperatur 110-160 "C - vorzugsweise 130-150 "C - beträgt, ist die Handhabung bequem, und es wird eine präzise und gleichmässige Bestimmung der Behandlungsdauer gewährleistet. Die Behandlung in dünner Schicht ist hier vorteilhafter als die Anwendung einer Wirbelschicht, weil die Verweilzeit besser kontrollierbar ist. Bei einer Temperatur der Kontaktfläche von etwa 140 "C erreicht man besonders vorteilhafte Ergebnisse.
Im allgemeinen soll die Dicke der Schicht 2-50 um betragen, vorzugsweise F30,um. Besonders vorteilhaft ist eine Dicke von 20 um, die eine gute Kombination von Durchsatzmenge und Gleichmässigkeit erlaubt. Im allgemeinen soll die Dauer des Kontaktes 0,05-10 s betragen, vorzugsweise 0,1-0,3 s. Besonders vorteilhaft ist eine Dauer von etwa 0,15 s.
Je nach Anwendung des behandelten Milchpulvers kann die Dauer des Kontaktes in Funktion einer erwünschten Karamelisierung gewählt werden. Wenn das Produkt unmittelbar nach dem Kontakt mit der Fläche gekühlt wird, verhindert man unerwünschte Nachwirkungen der Behandlung.
In den meisten Anwendungsfällen sollen dem sprühgetrockneten Milchpulver vor dem Kontakt mit der Fläche eine oder mehrere weitere Komponenten zugegeben werden.
Als weitere Komponente kommt in erster Linie ein Fett oder eine fetthaltige Mischung in Frage, wie dies oben schon dargelegt worden ist.
Die Verwendung von Kakaobutter ist z. B. bei der sehr wichtigen Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bei der Herstellung von Milchschokolade angezeigt. Auch eine kakaobutterenthaltende Fettmischung oder ein Kakaobutterersatz kommt in Frage. Als weitere Komponenten können Feinzucker und Kakaobestandteile, wie Kakaomasse und Kakaopulver, zugegeben werden. Wenn das Milchpulver und die allfälligen weiteren Komponenten in den Proportionen des jeweiligen Rezeptes zugegeben werden, ergibt sich eine bedeutende betriebliche Vereinfachung.
Die Handhabung des erfindungsgemässen Verfahrens wird besonders einfach und vorteilhaft, wenn als Kontaktfläche für die dünne Schicht des Produktes die Oberfläche einer beheizten Walze dient. Mit Vorteil wählt man als beheizte Walze eine Walze eines mindestens 3 Walzen enthaltenden Walzwerkes, wobei die Oberflächentemperatur der zwei ersten Walzen beträchtlich kühler als diejenige der beheizten Walze gehalten wird. Die Oberflächentemperatur der zwei ersten Walzen soll z. B. auf weniger als 50 "C gehalten werden, vorzugsweise 30-40 "C. Mit anderen Worten soll diese Oberflächentemperatur in einem Bereich bleiben, wo keine thermisch bedingten Veränderungen ausgelöst werden. Damit wird verhindert, dass schon bei der Einspeisung des Produktes eine unkontrollierte Wärmebehandlung des Produktes stattfindet.
Grosse Vorteile dieses Walzwerkes sind die Unterstützung der thermischen Zerstörung der Schutzhüllen durch die mechanische Mahlwirkung und die einfache Einspeisung.
Die Ausbreitung des Milchpulvers auf der geheizten Walzenfläche ergibt einen äusserst schnellen Wärmeübergang von der Walzenfläche auf das Produkt. Dies wird durch das Anpressen der Milchpulverschicht auf die Walzenfläche mit Hilfe einer anderen Walzenfläche erreicht und wird sehr unterstützt, wenn vorgängig das Milchpulver in einer Fettphase suspendiert worden ist.
Es ist auch möglich, ein Walzwerk mit mehr als 3 Walzen zu verwenden. Die Temperatur der Zwischenwalzen wird durch Heizung und Kühlung geregelt. Wie beim 3-Walzwerk wird die Oberflächentemperatur der zwei ersten Walzen tief gehalten. Die Temperatur nimmt von der zweiten Walze bis zur letzten Walze zu.
Bei den beiden beschriebenen Walzwerkdispositionen kann das Produkt von der letzten Walze durch einen gekühlten Abstreifer abgenommen werden. Damit wird das Produkt unmittelbar nach dem Kontakt mit der beheizten Walzenoberfläche gekühlt.
In einer weiteren Disposition eines Walzwerkes mit mehr als 3 Walzen ist die letzte Walze gekühlt, und ihre Oberflächentemperatur beträgt unter 50 C, vorzugsweise 3040 "C.
In diesem Fall ist es diese letzte Walze, die das Produkt unmittelbar nach dem Kontakt mit der Oberfläche der vorherigen beheizten Walze kühlt.
Eine weitere Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist die Herstellung von karamelisierter Masse. In diesem Fall wird mit Vorteil die Oberflächentemperatur der beheizten Fläche auf 160 "C und darüber gehalten.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Aus übung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mischer aufweist, der einem Walzwerk mit mindestens zwei kühlbaren Walzen und einer heizbaren Walze vorgeschaltet ist, wobei dem Walzwerk eine Zerkleinerungsvorrichtung nachgeschaltet ist. Der heizbaren Walze wird vorteilhaft ein kühlbarer Abstreifer zugeordnet. Es ist auch möglich, die letzte Walze des Walzwerkes kühlbar zu gestalten.
Die Zerkleinerungsvorrichtung ist meistens ein Walzwerk. Vorzugsweise weist die Zerkleinerungsvorrichtung zwei nacheinander geschaltete Walzwerke auf. Dieser letzte Fall, die sogenannte 2-Stufen-Vermahlung , wird besonders für die Herstellung von Schokolade verwendet, wenn der Zucker ohne besondere Vermahlung beigegeben wird.
Die Zeichnung zeigt schematisch als Beispiel verschiedene Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt das Diagramm einer ersten Ausführungsform des Verfahrens.
Die Fig. 2 zeigt das Diagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 3 zeigt schematisch von der Seite die Anordnung der Walzen eines 3-Walzwerkes zur Ausübung des Verfahrens, wobei die Dicke der Produktschicht aus zeichnerischen Gründen stark übertrieben worden ist.
Die Fig. 4 zeigt ein Schema für die Kühlung und Heizung der Walzen des 3-Walzwerkes der Fig. 3.
Die Fig. 5 zeigt von der Seite die Disposition der Walzen eines 5-Walzwerkes, wobei die Dicke der Produktschicht aus zeichnerischen Gründen stark übertrieben worden ist.
Die Fig. 6 zeigt ein Schema für die Kühlung und Heizung der Walzen des 5-Walzwerkes der Fig. 5.
Im Diagramm der Fig. 1 sind die einzelnen Komponenten des Produktes mit K 1 bis K 6 bezeichnet. Sie befinden sich in Vorratsbehältern, die mit den geeigneten Austragund Dosiervorrichtungen versehen sind. Die Komponenten K 1 (sprühgetrocknetes Milchpulver) und K 2 (Kakaobutter) werden im gewünschten Verhältnis dem Mischer M 1.1 zugeführt. Die fertige Mischung wird der Vorrichtung F 1 zugeführt, wo sie während einer bestimmten Zeit auf einer beheizten Kontaktfläche bleibt. Die so behandelte Mischung wird zusammen mit den Komponenten K 3 (Zuckerpulver), K 4 (Kakaomasse), K 5 und K 6 (verschiedene Zutaten) dem Mischer M 1.2 zugeführt. Die fertige Mischung wird der Zerkleinerungsvorrichtung Z 1 zugeführt. Von dort gelangt sie in die Endfabrikation Conchieren, Temperieren. Formen.
Beim Beispiel der Fig. 2 werden alle Komponenten K 1 bis K 6 dem Mischer M 2 zugegeben. Die fertige Mischung wird dem Apparat F 2 mit der beheizten Kontaktfläche zugeführt und von dort in die Zerkleinerungsvorrichtung Z 2.
Von der Zerkleinerungsvorrichtung Z 2 gelangt das Produkt in die Endfabrikation.
Als Apparate F 1, F 2 mit einer beheizten Kontaktfläche können überraschenderweise Walzwerke eingesetzt werden, die normalerweise für die Feinvermahlung von Schokoladeund Farbenmassen benützt werden. Solche Walzwerke haben sich in der Praxis tausendfach bewährt. Der Walzendruck ist durch die hydraulische Steuerung leicht einstellbar und regelbar. Die Walzen werden durch geregelte Zufuhr von Kühlwasser durch die Walzenstummel hindurch gekühlt. Das Kühlwasser erwärmt sich durch Aufnahme von Wärme von der inneren Fläche des Walzenkörpers. Das somit verbrauchte Kühlwasser wird wiederum durch den Walzenstummel hindurch aus der Walze entfernt. Bei der Anwendung des Walzwerkes für das erfindungsgemässe Verfahren muss mindestens eine Walze geheizt statt gekühlt werden.
Die betreffende Walze ist nicht mehr am Kühlwasserkreislauf angeschlossen, sondern an einem Heizungskreislauf in welchem Öl oder ein anderer für diese hohe Temperatur geeigneter Wärmeträger verwendet wird. Der Kreislauf des heissen Öles in der beheizten Walze ist gleich wie der Kreislauf des Kühlwassers in einer gekühlten Walze.
Beim Walzwerk der Fig. 3 wird das Produkt 1 zwischen den beiden ersten Walzen W 1, W 2 gespiesen. Jede Walze dreht schneller als die vorherige. Deshalb wird die zwischen den Walzen W 1, W 2 entstehende dünne Schicht durch die schneller laufende Walze W 2 mitgenommen. Die noch schneller drehende Walze W 3 nimmt die dünne Schicht von der Walze W 2 und-transportiert sie bis zum Abstreifer (Messer) A 1. Die dünne Schicht wird von der Walze W 3 abgestreift, und das behandelte Produkt geht, eventuell über einen Zwischenbehälter, zur Weiterverarbeitung. Die Fig. 4 zeigt, dass die Walzenstummel S 1, S 2, S 3 der Walzen W 1, W 2, W 3 an Mengenregulierventile V 1, V 2, V 3 angeschlossen sind, während der hohlausgeführte Abstreifer A 1 an einem Mengenregulierventil V 4 angeschlossen ist.
Die Mengenregulierventile V 1, V 2, V 4 sind an einer Pumpe PK 1 für das Kühlwasser angeschlossen, währenddem das Mengenreguliervenül V 3 an die Pumpe PW 1 für das heisse Ol angeschlossen ist. Das von der Walze W 3 erhitzte Pro- dukt wird durch den gekühlten Abstreifer A 1 so weit abgekühlt, dass keine merkliche weitere thermische Umwandlung geschieht.
Beim 5-Walzwerk der Fig. 5 dreht sich auch jede der Walzen W 11 bis W 15 schneller als die vorherige Walze. Die Masse 21 wird zwischen den Walzen W 11 und W 12 gespiesen und wird von der Walze W 15 durch den Abstreifer A 2 abgenommen.
Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, sind die Walzenstummel Sll,S12,S15derWalzenWll,W12,W15überRegu- lierventile V 11, V 12, V 15 mit einer Pumpe PK 2 für das Kühlwasser. Die Walzenstummel S 13 und S 14 der Walzen W 13 und W 14 sind über Mengenregulierventile V 13 und V 14 mit einer Pumpe PW 2 für heisses Öl. Weil die Geschwindigkeit der Walze W 15 konstant ist, hat man den Vorteil einer genau definierten Abkühlzeit des Produktes.
Bei Bedarf könnte natürlich der Abstreifer A 2 ebenfalls hohl ausgeführt werden und über ein Mengenregulierventil mit der Pumpe PK 2 für das Kühlwasser angeschlossen werden. Damit hätte man eine sehr hohe Kühlleistung. Es wäre natürlich auch möglich, nur die Walze W 13 zu beheizen und die Walzen W 14 und W 15 zu kühlen.
Bei gewissen Produkten geschieht die Übertragung der dünnen Schicht von einer heissen Walze auf eine kalte Walze nicht einwandfrei. In solchen Fällen kann ein Walzwerk verwendet werden, bei welchem das Produkt von der heissen Walze durch einen Abstreifer abgenommen und in die Einzugszone zwischen zwei gekühlten Walzen abgegeben wird.
Beispiel 1
Sprühmilchpulver und Kakaobutter in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 werden im Mischer M 1.1 zusammengemischt. Die resultierende Paste wird auf einem 3-Walzwerk behandelt. Die Oberflächentemperatur der Walzen W 1 und W 2 beträgt bei üblichen Temperaturen des Kühlwassers 30-40 "C. Sie kann bis 50 "C steigen, ohne dass eine unkontrollierte Erhitzung im Aufgabespalt stattfindet. Die Ober flächentemperatur des Abstreifmessers A list gleichartig.
Mit heissem Öl von etwa 165 C beträgt die Oberfiächentem- peratur der Walze W 3 etwa 140 "C. Die Aufenthaltsdauer des Produktes auf der Walze W 3 beträgt 0,15 s und die Schichtdicke ist 6 um. Das leicht verarbeitbare und geschmacklich einwandfreie abgestreifte Produkt wird mit den anderen Komponenten rezeptmässig zum Mischer M 1.2 befördert und dann weiter behandelt.
Beispiel 2
Im Mischer M 1.1 werden 40% sprühgetrocknetes Milchpulver, 40% Fett und 20% Feinzucker gemischt. Die resultierende Masse wird dann auf einem 3-Walzwerk behandelt. Die Temperaturen der Walzen W 1, W 2 und des Abstreifers A 1 entsprechen denjenigen des Beispiels 1. Die Oberflächentemperatur der Walze W 3 beträgt 150-160 "C und die Dicke der Schicht 24 um. Der Kontakt dauert während 0,3 s. Die ohne sofortige Abkühlung abgestreifte Masse wird auf einem Förderband während 2-10 Minuten auf
130 "C gehalten und dann in einem kontinuierlichen Mischer gekühlt. So erhält man eine karamelisierte Masse.
Beispiel 3
95% eines Rezeptgewichtes werden in dem Mischer M 2 gemischt, und zwar 50% Zucker, 10% Kakaomasse, 20% sprühgetrocknetes Milchpulver und 15% Kakaobutter. Das gemischte Produkt wird auf einem 5-Walzwerk behandelt.
Die Oberflächentemperatur der Walzen W 11, W 12 beträgt 40 "C, diejenige der Walze W 13 110 "C und diejenige der Walze W 14 130 "C. Die Dauer des Kontaktes auf der Walze W 13 beträgt 0,1 s und auf der Walze W 14 0,05 s. Die Schichtdicke auf der Walze W 13 beträgt 10 um und auf der Walze W 14 5 um. Die abgestreifte Masse wird in der Zerkleinerungsvorrichtung Z 2, einem normalen 5-Walzwerk, vermahlen. Bei der nachfolgenden Conchierung werden noch 5% Kakaobutter zugefügt.
Beispiel 4
Die Bedingungen sind gleich wie beim Beispiel 1 bis auf die Dauer des Kontaktes, die von 0,05-1 s variiert wird. Zwischen 0,05 und 0,1 s wird eine knapp ausreichende Behandlung erreicht, zwischen 0,1 und 0,3 s eine sehr gute Behandlung ohne grosse Veränderung des Geschmackes, und zwischen 0,3 und 1 s werden verschiedene Grade eines Karamelisierungsgeschmackes erreicht, die je nach Rezept verlangt werden können.
Beispiel 5
Sprühgetrocknetes Milchpulver wird auf ein kurzes beheiztes Stahlband mit einer Oberflächentemperatur von 130 "C in dünner Schicht gespiesen. Die Schichtdicke beträgt 15 um. Geschwindigkeit und nützliche Länge des Bandes werden so gewählt, dass die Dauer des Kontaktes 10 s beträgt. Das Produkt wird durch einen gekühlten Abstreifer vom Stahlband abgenommen. Milchfett ist freigesetzt worden.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the treatment of spray-dried milk powder, characterized in that the spray-dried milk powder as a suspension in fat is briefly brought to a temperature of 11-160 ° C. and held.
2. The method according to claim 1, characterized in that a temperature-stable fat is used as the suspending agent.
3. The method according to claim 2, characterized in that cocoa butter is used as fat.
4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that the spray-dried milk powder as a suspension in fat in a thin layer is brought briefly into contact with a surface whose temperature is 110-160 "C, preferably 130-150" C. .
5. The method according to claim 4, characterized in that the temperature of the surface is about 140 "C.
6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the thickness of the layer is 2-50 µm, preferably 4-30 µm.
7. The method according to claim 6, characterized in that the thickness of the layer is approximately 20 µm.
8. The method according to any one of claims 4-7, characterized in that the duration of the contact 0.05 to 10 seconds.
is preferably 0.1 to 0.4 seconds.
9. The method according to claim 8, characterized in that the duration of the contact is about 0.15 seconds.
10. The method according to any one of claims 4-9, characterized in that the product is cooled immediately after contact with the surface.
11. The method according to any one of claims 4-10, characterized in that one or more further components are added to the spray milk powder before contact with the surface.
12. The method according to claim 11, characterized in that a fat or a fat-containing mixture is added as a further component.
13. The method according to claim 12, characterized in that cocoa butter is added as fat.
14. The method according to any one of claims 12 or 13, characterized in that fine sugar is added as a further component.
15. The method according to claim 14, characterized in that a further component of cocoa components is added.
16. The method according to claim 15, characterized in that cocoa mass is added.
17. The method according to any one of claims 15 or 16, characterized in that cocoa powder is added.
18. The method according to any one of claims 11-17, characterized in that the milk powder and any other components are mixed.
19. The method according to any one of claims 4-18, characterized in that the surface of a heated roller serves as the contact surface for the thin layer of the product.
20. The method according to claim 19, characterized in that a roller of a rolling mill containing at least 3 rollers is used as the heated roller, the surface temperature of the first two rollers being kept considerably cooler than that of the heated roller.
21. The method according to claim 20, characterized in that the surface temperature of the first two rollers is kept at less than 50 "C, preferably 30-40" C.
22. The method according to claim 21, characterized in that in a rolling mill with more than three rolls, the temperature of the intermediate rolls is regulated by heating and cooling and the surface temperature increases from the second to the last roll.
23. The method according to any one of claims 19-22, characterized in that the product is removed from the last roller by a cooled stripper.
24. The method according to claim 21, characterized in that in a rolling mill with more than three rolls, the last roll is cooled and its surface temperature is below 50 ° C., preferably 30-40 ° C.
25. Application of the method according to claim 1 for the production of milk chocolate.
26. Use according to claim 25 when carrying out the method according to one of claims 2-24.
27. Application of the method according to claim 1 for the production of caramelized mass.
28. Application according to claim 27 when carrying out the method according to one of claims 2-24.
29. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it has a mixer which is connected upstream of a rolling mill with at least two coolable rolls and a heatable roll, with the grinding plant being followed by a comminution device.
30. The device according to claim 29 for carrying out the method according to any one of claims 2-23.
31. Device according to one of claims 29, 30, characterized in that the rolling mill has two coolable rolls and a heatable roll.
32. Device according to one of claims 29 to 31, characterized in that the heatable roller is assigned a coolable scraper.
33. Apparatus according to claim 31, characterized in that the rolling mill has further rolls, the last roll of the rolling mill being coolable.
34. Device according to one of claims 29 to 33, characterized in that the comminution device has a rolling mill, preferably two rolling mills connected in series.
The invention relates to a method for treating spray-dried milk powder. In numerous applications, particularly in the food industry, milk powder is processed with other components to produce solid products or solid pastes. A well-known example is the production of milk chocolate, which is shaped into objects - in particular bars and bars - or used as couverture, etc.
The milk chocolate manufacturer uses spray-dried or roller-dried milk. In itself, the spray-dried milk powder offers various advantages: it is produced in large quantities at a relatively low temperature (90-100 "C).
The roller-dried milk powder is dried at a temperature of around 135 "C. It is more expensive and must be used very quickly to avoid changes in taste. This makes the operation less adaptable.
Despite these disadvantages, the roller-dried milk powder is used for many recipes because its ge
taste through caramelization approaches can be very desirable.
Another reason for its use is that milk chocolate, which is produced with spray-dried whole milk powder, has experience that it has a higher viscosity or flow limit than a recipe-like product in which roller-dried milk powder is used. The poorer flow behavior is usually associated with higher production costs because expensive cocoa butter has to be added to compensate.
This problem has already been recognized in DE-PS 941170. The higher fat consumption has been attributed to the fact that the commercially available spray powder consists of porous grains, which absorb fat in their air spaces, so that a certain amount of fat, usually about 20% of the amount of milk powder, is removed from the mass and does not fulfill its function as a binder can. As a solution, DE-PS 941170 proposes the use of spray-dried milk powder, the grains of which have an average porosity of not more than 10 and preferably not more than 5% by volume.
However, this reduces the economic advantages of spray-dried milk powder, because it is no longer a normal commodity, but a commodity that has to be manufactured using a special process.
The method according to the invention wants to change spray-dried milk powder - also of normal manufacture - in such a way that there is a minimal need for expensive fat for further processing. Furthermore, certain changes in taste should be able to be achieved. It is characterized in that the spray-dried milk powder is brought briefly to a temperature of 110-160 ° C. and kept as a suspension in fat.
This solution, which brings an improvement in workability, is based on the following consideration:
The fat globules in milk have a diameter of 2-3 µm and are surrounded by a protective cover made of protein and phosphatides. This cover is very resistant and is hardly destroyed technically / mechanically.
The above-mentioned protective cover is only damaged and bursts open at temperatures considerably above 100 ° C., so that the milk fat is released.
The difference between roller-dried and spray-dried milk powder is that much higher temperatures are used in the production of the former, which means that more fat is released.
Chocolate is a suspension of solid particles in fat. In the finished product, the free fat (cocoa butter, milk fat) is the continuous phase, while the solid particles represent the discrete phase. Only the exposed fat is available as a liquid phase for wetting the solid particles and helps to reduce the viscosity and yield point of the mass. The undamaged fat globules of milk with their protective coating, on the other hand, behave like solid particles. With a share of 15% whole milk powder with 25% fat content is z. B. the difference in free fat in terms of total weight is almost 2%, depending on whether spray-dried or roller-dried milk powder is used. By briefly heating the spray milk powder, the protective capsules of the fat globules are blown up and the milk fat is released.
If the bulk material is spray-dried milk powder into a fat suspension, the spaces between the individual grains are filled and thus the heat transfer coefficient and the conductivity are improved. When making chocolate, it is advisable to use cocoa butter as fat because it is particularly temperature-stable, as is evident from the fact that it is not damaged when cocoa beans are roasted.
When the spray-dried milk powder as a suspension in fat in a thin layer is brought into contact with an area whose temperature is 110-160 "C - preferably 130-150" C - handling is convenient and it becomes a precise and uniform determination the duration of treatment guaranteed. Treatment in a thin layer is more advantageous here than using a fluidized bed, because the residence time is easier to control. Particularly advantageous results are achieved at a temperature of the contact surface of approximately 140 ° C.
In general, the thickness of the layer should be 2-50 µm, preferably F30 µm. A thickness of 20 .mu.m is particularly advantageous, which allows a good combination of throughput and uniformity. In general, the duration of the contact should be 0.05-10 s, preferably 0.1-0.3 s. A duration of approximately 0.15 s is particularly advantageous.
Depending on the application of the treated milk powder, the duration of the contact can be selected as a function of a desired caramelization. If the product is cooled immediately after contact with the surface, undesirable after-effects of the treatment are avoided.
In most applications, one or more additional components should be added to the spray-dried milk powder before it comes into contact with the surface.
As a further component, primarily a fat or a fat-containing mixture comes into question, as has already been explained above.
The use of cocoa butter is e.g. B. displayed in the very important application of the inventive method in the manufacture of milk chocolate. A fat mixture containing cocoa butter or a cocoa butter substitute can also be used. Fine sugar and cocoa constituents, such as cocoa mass and cocoa powder, can be added as further components. If the milk powder and any other components are added in the proportions of the respective recipe, there is a significant operational simplification.
The handling of the method according to the invention becomes particularly simple and advantageous if the surface of a heated roller serves as the contact surface for the thin layer of the product. It is advantageous to choose a roll of a rolling mill containing at least 3 rolls as the heated roll, the surface temperature of the first two rolls being kept considerably cooler than that of the heated roll. The surface temperature of the first two rollers should, for. B. be kept at less than 50 "C, preferably 30-40" C. In other words, this surface temperature should remain in a range where no thermal changes are triggered. This prevents an uncontrolled heat treatment of the product already taking place when the product is fed in.
Big advantages of this rolling mill are the support of the thermal destruction of the protective covers by the mechanical grinding effect and the simple feeding.
The spreading of the milk powder on the heated roller surface results in extremely rapid heat transfer from the roller surface to the product. This is achieved by pressing the milk powder layer onto the roller surface with the aid of another roller surface and is very much supported if the milk powder has previously been suspended in a fat phase.
It is also possible to use a rolling mill with more than 3 rolls. The temperature of the intermediate rolls is regulated by heating and cooling. As with the 3-roll mill, the surface temperature of the first two rolls is kept low. The temperature increases from the second roller to the last roller.
In the two rolling mill arrangements described, the product can be removed from the last roll by a cooled stripper. This cools the product immediately after contact with the heated roller surface.
In a further arrangement of a rolling mill with more than 3 rolls, the last roll is cooled and its surface temperature is below 50 C, preferably 3040 "C.
In this case, it is this last roller that cools the product immediately after contact with the surface of the previous heated roller.
Another application of the method according to the invention is the production of caramelized mass. In this case, the surface temperature of the heated surface is advantageously kept at 160 ° C. and above.
The invention also relates to a device for practicing the method according to the invention. This device is characterized in that it has a mixer which is connected upstream of a rolling mill with at least two coolable rolls and a heatable roll, with a grinding device being connected downstream of the rolling mill. The heatable roller is advantageously assigned a coolable scraper. It is also possible to make the last roller of the rolling mill coolable.
The shredding device is mostly a rolling mill. The size reduction device preferably has two rolling mills connected in series. This latter case, the so-called 2-step grinding, is used especially for the production of chocolate if the sugar is added without special grinding.
The drawing shows schematically as an example various embodiments and variants of the invention.
1 shows the diagram of a first embodiment of the method.
2 shows the diagram of a second embodiment of the invention.
Fig. 3 shows schematically from the side the arrangement of the rolls of a 3-roll mill to carry out the method, the thickness of the product layer has been greatly exaggerated for reasons of drawing.
FIG. 4 shows a diagram for the cooling and heating of the rolls of the 3-roll mill of FIG. 3.
5 shows from the side the disposition of the rolls of a 5-roll mill, the thickness of the product layer having been greatly exaggerated for drawing reasons.
FIG. 6 shows a diagram for the cooling and heating of the rolls of the 5-roll mill of FIG. 5.
In the diagram in FIG. 1, the individual components of the product are designated K 1 to K 6. They are located in storage containers that are equipped with the appropriate discharge and metering devices. Components K 1 (spray-dried milk powder) and K 2 (cocoa butter) are fed to the mixer M 1.1 in the desired ratio. The finished mixture is fed to the device F 1, where it remains on a heated contact surface for a certain time. The mixture treated in this way is fed to the mixer M 1.2 together with the components K 3 (sugar powder), K 4 (cocoa mass), K 5 and K 6 (various ingredients). The finished mixture is fed to the crushing device Z 1. From there it reaches the final production of conching and tempering. To form.
In the example of FIG. 2, all components K 1 to K 6 are added to the mixer M 2. The finished mixture is fed to the apparatus F 2 with the heated contact surface and from there into the shredding device Z 2.
The product reaches the final production from the Z 2 shredding device.
Surprisingly, rolling mills which are normally used for the fine grinding of chocolate and coloring materials can be used as apparatuses F 1, F 2 with a heated contact surface. Such rolling mills have proven themselves thousands of times in practice. The hydraulic pressure makes it easy to set and regulate the roller pressure. The rolls are cooled by a controlled supply of cooling water through the roll stubs. The cooling water heats up by absorbing heat from the inner surface of the roller body. The cooling water thus consumed is in turn removed from the roller through the roller stub. When using the rolling mill for the method according to the invention, at least one roller must be heated instead of cooled.
The roller in question is no longer connected to the cooling water circuit, but to a heating circuit in which oil or another heat transfer medium suitable for this high temperature is used. The circulation of the hot oil in the heated roller is the same as the circulation of the cooling water in a cooled roller.
In the rolling mill of FIG. 3, the product 1 is fed between the two first rolls W 1, W 2. Each roller spins faster than the previous one. Therefore, the thin layer formed between the rolls W 1, W 2 is carried along by the faster running roll W 2. The even faster rotating roller W 3 takes the thin layer from the roller W 2 and transports it to the stripper (knife) A 1. The thin layer is stripped from the roller W 3 and the treated product passes, possibly via an intermediate container , for further processing. Fig. 4 shows that the roller stubs S 1, S 2, S 3 of the rollers W 1, W 2, W 3 are connected to flow control valves V 1, V 2, V 3, while the hollow wiper A 1 is connected to a flow control valve V 4 is connected.
The flow control valves V 1, V 2, V 4 are connected to a pump PK 1 for the cooling water, while the flow control valve V 3 is connected to the pump PW 1 for the hot oil. The product heated by the roller W 3 is cooled to such an extent by the cooled stripper A 1 that there is no noticeable further thermal conversion.
5, each of the rollers W 11 to W 15 also rotates faster than the previous roller. The mass 21 is fed between the rollers W 11 and W 12 and is removed from the roller W 15 by the stripper A 2.
As can be seen from FIG. 6, the roller stubs S11, S12, S15 of the rollers W11, W12, W15 via regulating valves V 11, V 12, V 15 with a pump PK 2 for the cooling water. The roller stubs S 13 and S 14 of the rollers W 13 and W 14 are via volume control valves V 13 and V 14 with a pump PW 2 for hot oil. Because the speed of the W 15 roller is constant, you have the advantage of a precisely defined cooling time for the product.
If necessary, the scraper A 2 could of course also be hollow and connected to the pump PK 2 for the cooling water via a flow control valve. This would have a very high cooling capacity. It would of course also be possible to heat only the roller W 13 and to cool the rollers W 14 and W 15.
With certain products, the transfer of the thin layer from a hot roller to a cold roller does not take place properly. In such cases, a rolling mill can be used in which the product is removed from the hot roll by a stripper and released into the feed zone between two cooled rolls.
example 1
Spray milk powder and cocoa butter in a weight ratio of 1: 1 are mixed together in the mixer M 1.1. The resulting paste is treated on a 3-roll mill. The surface temperature of the rolls W 1 and W 2 is 30-40 "C at normal cooling water temperatures. It can rise to 50" C without uncontrolled heating in the feed nip. The surface temperature of the doctor blade A list is the same.
With hot oil of about 165 ° C, the surface temperature of the W 3 roller is about 140 "C. The product stays on the W 3 roller for 0.15 s and the layer thickness is 6 µm. The product is easy to process and tastes perfect is conveyed to the mixer M 1.2 with the other components according to the recipe and then treated further.
Example 2
The mixer M 1.1 mixes 40% spray-dried milk powder, 40% fat and 20% fine sugar. The resulting mass is then treated on a 3-roll mill. The temperatures of the rollers W 1, W 2 and the stripper A 1 correspond to those of Example 1. The surface temperature of the roller W 3 is 150-160 ° C. and the thickness of the layer is 24 μm. The contact lasts for 0.3 s Stripped mass without immediate cooling is on a conveyor belt for 2-10 minutes
Maintained at 130 "C and then cooled in a continuous mixer. This gives a caramelized mass.
Example 3
95% of a recipe weight is mixed in the mixer M 2, namely 50% sugar, 10% cocoa mass, 20% spray-dried milk powder and 15% cocoa butter. The mixed product is treated on a 5-roll mill.
The surface temperature of the rollers W 11, W 12 is 40 "C, that of the roller W 13 110" C and that of the roller W 14 130 "C. The duration of the contact on the roller W 13 is 0.1 s and on the roller W 14 0.05 s The layer thickness on the W 13 roller is 10 µm and 5 µm on the W 14 roller The stripped mass is ground in the Z 2 size reduction device, a normal 5-roll mill 5% cocoa butter added.
Example 4
The conditions are the same as in Example 1 except for the duration of the contact, which is varied from 0.05-1 s. Between 0.05 and 0.1 s a just enough treatment is achieved, between 0.1 and 0.3 s a very good treatment without much change in taste, and between 0.3 and 1 s different degrees of caramelization taste are achieved, which can be requested depending on the recipe.
Example 5
Spray-dried milk powder is fed onto a short, heated steel belt with a surface temperature of 130 "C in a thin layer. The layer thickness is 15 µm. The speed and useful length of the belt are chosen so that the contact time is 10 s Cooled scraper removed from the steel belt, milk fat has been released.