DE10016538A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen und schnellen Herstellen von Proteingelsystemen, insbesondere von milchbasierten Gelsystemen bei der Produktion von Käse oder käseartigen Massen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Milchproteingelen, deren Strukturbildung enzymatisch induziert wird, wobei die Gelbildungsreaktion in einem Milchproteinkonzentrat mit 35 bis 55% Trockenmasse erfolgt. Die homogene Gelierungsreaktion wird in der konzentrierten wäßrigen Proteindispersion durch definierten, hohen Scherenergieeintrag in der Kinetik maßgeblich beschleunigt. Andererseits führt dieser Energieeintrag zur Entstehung einer mikrohomogenen kompakten, kontinuierlichen und elastischen Gelstruktur, welche Textur und Konsistenz des Endproduktes maßgeblich bestimmt. Entgegen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von milchprotein- bzw. kaseinbasierten Gelsystemen mit hohem Trockensubstanzgehalt (z. B. Hartkäse) wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Gelierungsreaktion bei Endprodukt-Trockensubstanzgehalt von 35 bis 55% initiiert und keine Flüssigkeit (Wasser bzw. Molke) in einem Prozeßfolgeschritt abgeschieden (drainiert). Der durch eine derartige Fluiddrainage aus niedrigkonzentrierten Milchproteingelsystemen nach herkömmlichen Verfahren resultierende signifikante Abfluß von Molkenproteinen stellt einen erheblichen Verlust wertvoller Proteine dar. Das erfindungsgemäße Verfahren realisiert eine feste mikrohomogene Netzwerkverbindung der netzwerkbildenden Kaseinmoleküle mit den Molkenproteinen. In der erfindungsgemäßen Verfahrensweise entstehen somit keine Molkenproteinverluste und damit auch keine ...

Description

Die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Proteingelsyste­ men, insbesondere von milchbasierten Gelsystemen, bei der Produktion von Käse oder käseartigen Massen.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Ver­ fahrens.

Stand der Technik

Die herkömmliche Erzeugung von milchbasierten Gelsystemen mit hohem Trockensubstanzgehalt findet sich beispielsweise in der Hartkäseherstellung. Die Käsereimilch wird dabei in einem ersten Schritt nach möglicherweise bereits vorab erfolgter thermischer Vorbehandlung der Milch (z. B. Pasteurisation, Fett- und Proteingehaltseinstellung, Zusatz von Salzen, Farbstoffen), mit sogenannten Starterkulturen (Mikroorganismenmischkulturen) versetzt, welche insbesondere Milchsäurebakterien beinhalten. Diese erzeugen im sogenannten Fermentations- oder Säuerungsschritt Milchsäure, welche zur pH-Absenkung der Käsereimilch führt. Die pH-Absenkung auf Werte ≦ ca. 6 ist Voraussetzung für die Dicklegung der Milch und die optimale Wirkung des Labenzyms (Chymosin). Nach der Säue­ rungsaktion erfolgt die Zugabe von Labferment/Chymosin (Enzym). Dies bewirkt die Dicklegung der Käsereimilch, das heißt, die Ausbildung einer Kaseingelstruk­ tur.

In einem weiteren Prozeßschritt gemäß herkömmlicher Verfahrensweise wird der sog. Käsebruch (Kaseingel) in würfel- bzw. quaderförmige Stücke geschnitten, um den Abfluß von Molke zu erleichtern. Es wird bewußt Wert darauf gefegt, daß bei diesen Schneidevorgängen möglichst wenig "Feingut" (sog. Käsestaub) erzeugt wird. Derartiges Feingut repräsentiert im herkömmlichen Prozeß nicht mehr gelbil­ dungsfähiges Material, das die Ausbildung einer kontinuierlichen Struktur des Produktes beeinträchtigen kann. Nach weitgehender Molkedrainage wird der Käsebruch in Formen gefüllt und dort unter definierten Druck und Temperaturbedingungen über mehrere Stunden sukzessive weiterkomprimiert. Dabei erfolgt die weitere Drainage von Molke bis der Endtrockenstoffgehalt bzw. die Endstruktur erreicht ist. Bei den meisten Hartkäsen erfolgt in einem nächsten Schritt das Salzen. Dabei finden diffusionsgesteuerte Transportvorgänge des Salzes in den Käse bzw. Wasser aus dem Käse auf einer mehrstündigen Zeitskala statt. Beim abschließenden Reifen erfolgt einerseits die Aromabildung auf Basis der ablaufenden mikrobiologischen Reifungsvorgänge. Verbunden damit erfolgt der Abschluß der Struktur- bzw. Texturausbildung.

Als besonders zeitaufwendige Prozeßschritte gelten in der beschriebenen Hart­ käseherstellung:

• - die Molkendrainage nach Schneiden des Käsebruchs
• - die Druckverfestigung des in Formen gefüllten Käsebruchs unter weiter­ gehender Molkedrainage
• - die diffusionsgesteuerte Aufnahme von Salz im Salzbad.

Die Summe aller dieser Vorgänge nimmt bei der Hartkäseherstellung typischer­ weise 5 bis 24 Stunden in Anspruch. Der Abfluß von Molke aus dem gebildeten Kaseingelgerüst erfolgt gezielt weitgehend, da zum Teil der Einschluß der Molkenproteine zu Inhomogenitäten bzw. Textur- oder Konsistenz- und Aromafehlern im fertigen herkömmlichen Produkt führen kann.

Für die Herstellung von enzyminduzierten, milchbasierten Gelstrukturen mit ho­ hem Trockensubstanzgehalt (35 bis 55 Prozent) sind bislang keine Verfahren be­ kannt, welche vom Endprodukttrockenstoffgehalt ausgehen, und unter derartigen Bedingungen ein mikrohomogenes elastisches Gelgerüst kontinuierlich erzeugen lassen.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der vorausgesetzten Gattung dahingehend zu verbessern, daß die Nachteile des Standes der Technik restlos beseitigt werden und die Verfahrensweise erheblich beschleunigt abläuft.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zur industriellen An­ wendung geeignete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens zu schaffen.

Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Ausbildung einer mikrohomogenen Gelstruktur mit Endtrockensubstanzgehalt von 35 bis 55 Prozent innerhalb eines Zeitraumes von zwei bis zehn Minuten. Der anschließende Ausformprozeß benö­ tigt maximal weitere zehn Minuten. Eine Molkendrainage erfolgt nicht. Somit ent­ stehen auch keine Molkenproteinverluste. Der Einbau der Molkenproteine in die Kaseingelstruktur kann aufgrund der intensiven Scherströmung im Gelbildungs­ schritt (ausgeführt in einem später beschriebenen Gelbildungsreaktor) derart mi­ krohomogen erfolgen, so daß keine Texturinhomogenitäten und daraus resultie­ rende Textur- und bzw. Konsistenzfehler resultieren.

Die durch Scherkrafteinwirkung beschleunigte Gelreaktion läßt innerhalb von zwei bis zehn Minuten ein sehr kompaktes, elastisches und formbares Gel erzeugen. Bei herkömmlichen Verfahren nimmt der Gelbildungs- und Aufkonzentrationspro­ zeß bis zum Erreichen der ausgeformten Produktstruktur Zeitspannen von fünf bis acht Stunden in Anspruch.

Im einzelnen besteht das erfindungsgemäße Verfahren aus folgenden Prozeß­ schritten:

• a) Vorkonzentration der Milch- bzw. Milchproteindispersion
• b) Ansäuren/Fermentieren
• c) Pasteurisation
• d) Einmischung von Labenzym/Chymosin
• e) Gelbildungsreaktion im Hochscherströmungsfeld
• f) Kontinuierliches Ausformen des Gels
• g) Schneiden und Verpacken
• h) Reifen (z. B. auch Folienreifung)

Im folgenden werden diese Prozeßteilschritte detailliert beschrieben.

Zu a)

Der Konzentrationsschritt kann sowohl mittels Membranverfahren (Mikro- /Ultrafiltration), Vakuumverdampfung als auch durch Einmischen von Milchpulver mittels Dispergiervorrichtung oder mittels einer Kombination dieser drei Teilschritte erfolgen. Die einzustellende Feststoffkonzentration beträgt vorzugsweise 35 bis 55 Gewichtsprozent.

Zu b)

Beim Ansäuern bzw. der Fermentation mit Starterkulturen (Milchsäurebakterien) ist die hohe Trockenstoffkonzentration zu berücksichtigen. Überraschenderweise konnten Starterkulturen gefunden werden, welche in der Lage sind, unter entspre­ chenden Konzentrationsbedingungen effizient, das heißt innerhalb von zwei bis vier Stunden eine pH-Absenkung auf Werte unter 6 zu erreichen. Eine bevorzugte alternative, chemische Art der Ansäuerung geschieht mittels Glucono-δ-Lacton (GDL), welches bei Zugabe nicht spontan sauer reagiert, sondern sich gleichmä­ ßig einmischen läßt und danach erst über einen definierten Zeitraum die Säuerung über die GDL-Konzentration steuerbar auslöst. Damit werden lokale Übersäue­ rungen mit Verlust der Proteinfunktionalität im Hinblick auf die Gelbildung vermie­ den.

Zu c)

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird gegebenenfalls die Wärmebehandlung in einem vorgeschalteten, oder nach der Fermentation erfolgenden Pasteurisations­ schritt variiert (z. B. < 70°C/< 20 Sekunden). Dies schafft die Möglichkeit den Denaturierungsgrad des Molkenproteinanteils gezielt zu beeinflussen und damit einen ebenso gezielten Einfluß auf die Eigenschaften der resultierenden Gel­ struktur zu nehmen.

Zu d)

Die kontinuierliche mikrohomogene Einmischung von Labenzym in das wärmebe­ handelte, gesäuerte Konzentrat erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe statischer Mischelemente direkt in die Produktrohrleitung, in welche das Lab­ enzym/Chymosin kontinuierlich zudosiert wird.

Zu e)

Der Gelbildungsreaktor wird erfindungsgemäß bevorzugt als sog. kontinuierlicher Engspaltreaktor ausgeführt. Der enge Spalt wird gebildet zwischen einem Ge­ häuse mit mehreren zylindrischen Bohrungen bzw. einer zylindrischen Bohrung und in diesen Bohrungen (bzw. Bohrung) rotierenden Element(en). Die rotierenden Elemente besitzen vorzugsweise wandschabende Aufbauten (z. B. Messer, Schaber, helikale Schneckenbänder). In einer speziellen Ausführungsform mit zwei rotierenden Elementen und aufgesetzten helikalen Schneckenbändern wird ein Engspalt-Doppelschneckenextruder ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform kann ein rotierendes Element mit Wandschabern und gegebenenfalls Förderelementen (z. B. mitrotierende angestellte Strömungsleitbleche) ausgestattet sein. Von entscheidender Wichtigkeit sind im erfindungsgemäßen Gelbildungsreaktor:

• a) die über den gesamten Gelbildungsreaktor lokal weitestgehend konstante ausgeprägte Scherbeanspruchung mit Schergeschwindigkeiten von ca. 50 bis 1000 1/s;
• b) das enge Verweilzeitspektrum im Gelbildungsreaktor bei mittleren Verweil­ zeiten von 0,5 bis 5 Minuten;
• c) der optimiert schnelle und gleichmäßige lokale Wärme- und Stoffübergang (für Gelbildungs/Enzymreaktion).

Diese Kriterien werden vom erfindungsgemäß entwickelten Engspaltgelbildungs­ reaktor optimal abstimmbar erfüllt.

Zu f)

Die Ausformung der im Gelreaktor gebildeten Gelmatrix erfolgt am Austritt des Engspaltgelbildungsreaktors in einer ohne Absätze bzw. Kanten ausgebildeten konischen Auslaufzone, welche sich in einem Ausformrohr fortsetzt. Durch Wand­ reibung bzw. Hydrostatik (bei Senkrechtführung) wird in einem Ausformrohr Druck aufgebaut. Dieser führt zur verbesserten Verdichtung und homogenen Strukturbil­ dung.

Die Ausformung der Gelmatrix erfolgt in einem von den Prozeßparametern ab­ hängigen Zeitfenster erfindungsgemäß derart, daß das Gel glatt und ohne Bruch Formdüse und Ausformrohr passiert. Dies setzt voraus, daß die Gelbildung im Gelbildungsreaktor noch nicht soweit vorangeschritten ist, daß das Gel eine Stei­ figkeit erreicht, welche die bruchfreie Passage des Formschrittes nicht mehr ge­ währleisten läßt. Andererseits muß die Gelbildung bereits soweit vorangeschritten sein, daß nach dem Formschritt kein Zerfließen der Gelmatrix mehr unter dem Eigengewicht des Produktes erfolgt.

Zu g)

Die ausgeformte Gelmatrix kann geschnitten bzw. geformt und verpackt werden.

Zu h)

Der Reifungsvorgang kann sowohl in der Verpackung (Folienreifung) als auch ent­ sprechend herkömmlichem Verfahren wie bei Hartkäse in klimakontrollierten Rei­ fungskammern erfolgen oder auch gänzlich entfallen.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 be­ schrieben.

Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 10 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung baut robust und ermöglicht im industriellen Bereich innerhalb kürzester Zeit die kontinuierliche, im Vergleich zum Stand der Technik sehr schnelle Herstellung von Proteingelsystemen, insbesondere von milchbasierten Gelsystemen bei der Produktion von Käse oder käseartigen Mas­ sen.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 11 bis 26 beschrieben.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - beispielsweise veran­ schaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 in Form eines Blockdiagramms einen beispielsweise erfinderischen Verfahrensablauf, und

Fig. 2 einen schematischen Längsquerschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Übersicht des Verfahrensschemas. In einem Schritt wird ein Milchkonzentrat bzw. Milchproteinkonzentrat hergestellt. Dies erfolgt beispiels­ weise mittels Membranverfahren 1 (Ultrafiltration, Mikrofiltration) und/oder Vaku­ umverdampfung 2. Zusätzlich wird das Einmischen von Milchpulver 3 in Betracht gezogen. Dieses Milch- bzw. Milchproteinkonzentrat wird mittels Pumpe 4 einem Fermentationsbehälter 5 zugeführt. Im Fermentationsbehälter 5 erfolgt unter Zu­ gabe von Starterkulturen 6 die Initiierung einer Säuerungsreaktion (Milchsäurebil­ dung durch Milchsäurebakterien).

Im Fermentationsbehälter 5 kann alternativ eine chemische Ansäuerung des Kon­ zentrates mittels Glucono-δ-Lacton (GDL) erfolgen. Für die fermentative Ansäue­ rung werden Starterkulturen eingesetzt, welche möglichst kurze Fermentations­ zeiten in Anspruch nehmen.

Dem Fermentationsschritt nachgeschaltet kann ein Pasteurisationsschritt in einem Schabewärmetauscher 7 oder mittels alternativer Erhitzung (Ohmsche Verfahren, Mikrowelle) sein, sofern z. B. eine selektive Abtötung von Milchsäurebakterien er­ folgen soll. Ferner kann in diesem Schritt eine Beeinflussung der Molkenprotein­ struktur durch den Wärmeeintrag realisiert werden. Dies hat zur Folge, daß ein unterschiedlicher "Einbau" der Molkenproteine in das Kaseingelgerüst erfolgt, was zu unterschiedlicher Textur des Endproduktes gezielt beiträgt. Das angesäuerte und gegebenenfalls pasteurisierte Konzentrat wird dann mittels Pumpe 8 kontinu­ ierlich einem als Hochschergelierungsreaktor ausgebildeten Gelbildungsreaktor 9 zugeführt. Vor Eintritt in den Gelbildungsreaktor 9 wird dem Proteinkonzentrat­ hauptstrom eine Enzymlösung 10 kontinuierlich zudosiert und im Hauptstrom mittels eines statischen Mischers 11 homogen eingemischt. Die Verweilzeit des Konzentrats nach Einmischung der Enzymlösung 10, welche die Gelbildung zu initiieren beginnt, bis zum Eintritt in den Gelbildungsreaktor 9 wird erfindungsge­ mäß in Abstimmung mit der Art des Enzyms sowie dem über die Ansäuerung ein­ gestellten pH-Wert und die Temperatur (bevorzugt zwischen 40 und 42°C) auf 0,5 bis drei Minuten eingestellt. Im Gelbildungsreaktor 9 erfolgt im engen (1-10 mm) Rotationsströmungsspalt eine ausgeprägte Scherbeanspruchung des gebildeten Konzentrates. Die Gelbildungsreaktion wird dabei durch die Scherung gezielt angeregt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Detaildarstellung des Gelbildungsreaktors 9. Dieser ist bevorzugt in vier Zonen (I-IV) eingeteilt. Der Innenraum trägt das Bezugs­ zeichen 12.

Zone I ist eine Verweil-/Mischzone, in welche das Konzentrat in Richtung des Pfeiles eintritt (A). Hier bewirken auf der rotierenden Welle 13 montierte Einbauten 14 (Stifte, Blattelemente, Schaufeln) eine intensive Vermischung des Konzentrates mit dem vor Eintritt in den Gelbildungsreaktor 9 zudosierten Chymosin.

In Zone II erfolgt die intensive Scherbehandlung im konzentrischen Zylinderspalt 15a. Diese Zone II kann gegebenenfalls auch mit wandschabenden Einbauten in Form von Schabemessern 15b oder helikalen Schnecken-/Wendelelementen 15c versehen sein, und besitzt einen Temperiermantel 21, welcher mit einem Temperierfluid 22 (z. B. Wasser) auf +/-0,5°C genau geregelt kontinuierlich durchströmt wird.

Zone III bezeichnet die Austrittszone aus dem Gelbildungsreaktor 9. Hier verjüngt sich der rotierende Einbau derart, daß Strömungstotzonen vermieden werden. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß sowohl das rotierende Teil 16 als auch das Gehäuse 17 eine konzentrische, konisch verjüngende Form ausbilden.

Das aus dem Gelbildungsreaktor 9 austretende gelierte Stoffsystem B wird in der Zone IV, welche nicht Teil des Gelbildungsreaktors 9 ist, in Strangform ausge­ formt. Zone IV besteht bevorzugt aus einem waagerecht angeordneten Austritts­ rohr/-kanal 18, einem 90°C Rohr-/Kanalbogen mit großem Radius (R < 5D) 19 und einem senkrecht angeordneten Endrohr/-kanalstück 20. Letzteres hat bevorzugt eine Länge von 10-60 × D, um einen hydrostatischen Druckaufbau zu gewährlei­ sten, welcher zur die Struktur vergleichmäßigenden Verfestigung des Gelstranges beiträgt.

Grundsätzlich können Zonen I-III des Gelbildungsreaktors 9 auch auf bis zu drei separaten Wellen in ebenso separaten getrennt temperierten Gehäusen angeord­ net sein.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1

Ultrafiltration, Mikrofiltration, Membranverfahren

2

Vakuumverdampfung

3

Milchpulver

4

Pumpe

5

Fermationsbehälter, Fermentationsvorrichtung

6

Starterkulturen

7

Pasteurisierungsbehälter, Pasteurisierungsvorrichtung, Schabewärmetauscher

8

Pumpe

9

Gelbildungsreaktor, Hochschergelierungsreaktor

10

Enzymlösung

11

Mischer, statischer

12

Innenraum des Gelbildungsreaktors

9

13

Welle

14

Einbauten

15

Schabemesser, Scherelement

15

a Zylinderspalt, konzentrischer

15

b Schabemesser, Scherelement

15

c Schnecken-/Wendelelemente, Scherelemente

16

Teil, rotierendes

17

Gehäuse

18

Austrittsrohr, Austrittskanal

19

Radius

20

Kanalstück, Rohr

21

Temperiermantel

22

Temperierfluid
A Richtungspfeil, Förderungsrichtung
B Stoffsystem, das aus Gelbildungsreaktor austritt
I Verweil-/Mischzone
II Zone der intensiven Scherbehandlung, Hochscherzone
III Austrittszone
IV Ausformungszone

Claims (26)

1. Verfahren zum kontinuierlichen und schnellen Herstellen von Proteingel­ systemen, insbesondere von milchbasierten Gelsystemen bei der Produk­ tion von Käse oder käseartigen Massen, mit folgenden Verfahrensschrit­ ten:

• a) Vorkonzentration der Milch- bzw. Milchproteindispersion, vornehm­ lich auf Endprodukttrockensubstanz (1);
• b) anschließendem Fermentieren dieses Milch- bzw. Milchproteinkon­ zentrats unter Zugabe von Starterkulturen zur Initiierung einer Säue­ rungsreaktion und/oder chemischer Ansäuerung des Milch- bzw. Milchproteinkonzentrats (5);
• c) gegebenenfalls anschließender Wärmebehandlung (7);
• d) anschließender kontinuierlicher Zudosierung einer Enzymlösung (10);
• e) Einhaltung einer von der Art des einzumischenden Enzyms (10) ab­ hängigen Wartezeit und Einbringung des angesäuerten und gege­ benenfalls wärmebehandelten Konzentrats in einen Gelbildungs­ reaktor (9), in welchem das Konzentrat einer intensiven Scher­ behandlung unter Vermeidung von Totzonen unterworfen wird und anschließend nach definierter Verweilzeit im Gelbildungsreaktor (9) das aus diesem austretende gelierte Stoffsystem kontinuierlich und schonend ausgebracht und zwischengelagert und/oder portioniert und verpackt und ggf. einem Reifeprozeß zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkon­ zentration mittels Membranverfahren (Mikro-/Ultrafiltration), und/oder Va­ kuumverdampfung und/oder durch Einmischen von Milchpulver mittels Dispergieren vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkonzentration der Milch- bzw. Milchproteindispersion auf eine Fest­ stoffkonzentration von etwa 30 bis 55 Gewichtsprozent vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung der hohen Trockenstoffkonzentration Starterkulturen (6) zur fermentativen Säuerung eingemischt werden, wodurch eine pH-Absenkung auf Werte unter 6 ein­ gestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Ansäuerung mittels Glucono-δ-Lacton (GDL) vorgenommen wird, unter gleichmäßiger Einmi­ schung.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzymlösung (10) in das wärme­ behandelte, gesäuerte Milch- bzw. Milchproteinkonzentrat mit Hilfe stati­ scher Mischelemente (11) vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Milch- bzw. Milchproteinkonzentrat in dem Gelbildungsreaktor (9) lokal weitestgehend konstant ausgeprägten Scherbeanspruchungen mit Schergeschwindigkeiten von etwa 50 bis 1000 1/s unterworfen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Milch- bzw. Milchproteinkonzentrat in dem Gelbildungsreaktor (9) etwa 0,5 bis 5 min einer gleichmäßigen Hoch­ scherbeanspruchung unterworfen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel aus dem Gelbildungsreaktor (9) als Strang möglichst glatt und ohne Bruch kontinuierlich ausgeformt wird.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche zum kontinuierlichen und schnellen Herstellen von Proteingelsystemen, insbesondere milchbasierten Gel­ systemen bei der Produktion von Käse oder käseartigen Massen, wobei

• a) ein vorbestimmtes Milch- bzw. Milchproteindispersionsvolumen in einer Konzentrierungsvorrichtung, insbesondere einer Ultra- oder Mi­ krofiltrationsvorrichtung (1) und/oder einer Vakuumverdampfungs­ anlage (2) auf vorzugsweise Endprodukttrockensubstanz vorkonzen­ trierbar ist;
• b) daß die Konzentrierungsvorrichtung über mindestens eine Rohrlei­ tung mit einem Fermentationsbehälter (5) verbunden ist, in den das Milch- bzw. Milchproteinkonzentrat hineinpumpbar ist und hier nach Zugabe von Starterkulturen (6) fermentierbar ist;
• c) wobei der Fermentierungsbehälter mit geeigneten Zusortiervorrich­ tungen, unter anderem für Starterkulturen (6) versehen ist, durch die eine Ansäuerung des Milch- bzw. Milchproteinkonzentrats erfolgt und/oder eine chemische Ansäuerung in dem Fermentationsbehälter (5) vornehmbar ist;
• d) woraufhin das angesäuerte Milch- bzw. Milchproteinkonzentrat über geeignete Rohrleitungen gegebenenfalls zu einer Wärmebehand­ lungsvorrichtung (5) förderbar ist und durch eine Pumpe (8) einem statischen Mischer (11) zuförderbar ist, wobei unmittelbar vor oder in dem statischen Mischer (11) die Zudosierung einer Enzymlösung (10) erfolgt,
• e) und daß der statische Mischer mit einem Gelbildungsreaktor verbun­ den ist, in den das Milch- bzw. Milchproteinkonzentrat durch geeig­ nete Rühr- und/oder Scherelemente (15a, 15b, 15c) bei eingestellter Reaktorwandtemperatur einer hohen mechanischen Beanspruchung unterworfen wird;
• f) wobei der Gelbildungsreaktor (9) über wenigstens eine Rohrleitung mit einer Abfördervorrichtung, insbesondere einem gegebenenfalls temperierten Rohr (12) für das als Strang aus dem Gelbildungs­ reaktor (9) austretende Gel verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur kontinuierlichen Herstellung von enzyminduzierten Milchproteingelen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ultrafiltrationsanlage (1) und/oder eine Vakuumverdampfungsanlage (2) über eine Rohrleitung mit einem Rührbehälter verbunden sind, eine Ver­ drängerpumpe für die Konzentratsförderung zu diesem Rührbehälter vor­ gesehen ist, und der Rührbehälter, welcher sowohl mit einer Vorrichtung für schonendes Rühren (z. B. Ankerrührer, Wendelrührer, Propellerrührer) als auch für das Dispergieren (Kolloidmühle, Zahnkranzdispergiersystem) ausgestattet ist, und ebenso eine Vorrichtung zur Zudosierung von Pul­ verkomponenten (Milchpulver, Salz, Gewürze, etc.) als auch fluiden Kom­ ponenten zur Konzentratansäuerung (z. B. GDL, Starterkulturen) aufweist, und dieser Behälter über eine weitere Verbindungsrohrleitung mit einem kontinuierlichen Gelbildungsreaktor (9) verbunden ist, wobei vor Eintritt in den Gelbildungsreaktor (9) diese Rohrzuleitung mit einer Seitenstrom­ zudosierung für Enzymlösung (z. B. Chymosin), einer entsprechenden Dosierpumpe sowie einem statischen Mischer (11) zur Enzym-, z. B. Chymosineinmischung in das angesäuerte Milchkonzentrat versehen ist und ferner dem Gelbildungsreaktor (9) eine Gelausformvorrichtung nach­ geschaltet bzw. mit diesem gekoppelt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gel­ bildungsreaktor (9) eine Scherzone (I) aufweist, welche durch ein zylindri­ sches Gehäuse und wenigstens ein rotierendes Element zentrisch oder exzentrisch angeordnet im Gehäusezylinder gebildet wird und außerdem mitrotierende wandschabende und/oder axial fördernde Einbauten auf­ weist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Gelbildungsreaktor (9) drei funktionelle Zonen: eine Verweil-/Mischzone (I), eine Hochscherzone (II) und eine Austrittszone (III) dadurch erzeugt werden, daß im Gehäusezylinder mit konstantem Zylinderinnendurchmes­ ser ein rotierendes Innenteil installiert wird, welches über der Länge (axial) definierte Durchmesseränderungen aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Innenteil in der Ver­ weil-/Mischzone (I) einen kleinen Kerndurchmesser besitzt und Misch­ elemente in Stift- oder Blattform aufweist, welche eine radiale Orientierung besitzen und sofern sie Rechteckquerschnitt aufweisen (Blattform) gegen­ über der Längsachse des rotierenden Elementes derart angestellt sind, daß bei Rotation eine Rückströmungskomponente erzeugt wird und damit eine homogene Rückvermischung in Zone I (Verweil-/Mischzone) des Gel­ bildungsreaktors (9) resultiert.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hochscherzone (II) des Gelbildungsreaktors (9) ein enger konzentri­ scher Zylinderspalt gebildet wird und gegebenenfalls zusätzlich mit an der Außenwand schabenden bzw. mit engem Wandspalt mitrotierenden Elementen ausgestattet ist, wobei diese Elemente die Form von Schabemessern, Schneckenstegen oder wendelartigen Geometrien auf­ weisen können.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherspalt Höhen von ≧ 1 mm und ein Radienverhältnis Ri/Ra von ≧ 0,5 aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das innere rotierende Element in der Austrittszone (III) des Gelbildungsreaktors (9) einen konisch bis zu einer Spitze linear oder konkav/konvex verjüngenden Querschnitt besitzt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die endseitige Spitze des inneren rotierenden Elementes ca. eine Durch­ messerdistanz des Gehäuseinnenzylinders vor dem konstanten Ausform­ rohrquerschnitt angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse in der Austritts­ zone (III) einen ebenfalls konisch linear oder konvex/konkav verengenden Innenquerschnitt aufweist, welcher mit der Kontur des rotierenden Innen­ teils einen in der Weite konstanten Spalt bis zum Erreichen des Quer­ schnittes des Ausformzone (IV) realisiert.

20. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausformrohr/eine Ausformzone (IV) mit konstantem Durchmesser an die Austrittszone (III) des Gelbildungsreaktors (9) derart anschließt, daß keine scharfen Kanten im Übergangsbereich zwischen Konus und Rohr entstehen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gel- Ausformzone (IV) durch ein Austrittsrohr aus dem Gelbildungsreaktor (9) mit beliebiger Querschnittsform gebildet wird, welches als minimale Länge das Zehnfache des mittleren Durchmessers dieses Rohres aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus­ formrohr in großem Radius (R ≧ 5 × D) einen 90°-Bogen nach oben be­ schreibt und der Querschnitt eines an den Rohrbogen anschließenden ge­ raden Teiles des Ausformrohres, welches eine Mindestlänge von 10 × D bis zu einer Länge von 60 × D besitzt und eine Gelverdichtung durch hydrosta­ tischen Druckeinfluß aufgrund des Geleigengewichtes in der Ausformzone bewirken läßt, eine Form aufweist, welche der Gelstrangquerschnitt annehmen soll.

23. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelbildungsreaktor (9) ein dop­ pelwandiges Gehäuse aufweist, welches das zylindrische bzw. einseitig konische Reaktionsvolumen umgibt, und dieser Doppelmantel von einem Temperierfluid kontinuierlich durchströmt werden kann.

24. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelausformrohr (Zone IV) eben­ falls einen fluidtemperierbaren Doppelmantel besitzt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (I-III) des Gelbildungs­ reaktors (9) in maximal drei getrennten Stufen mit jeweils einem entspre­ chenden rotierenden Element und einem temperierten Gehäuse ausge­ bildet werden.

26. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der darauffolgenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nebeneinander angeordnete rotierende Elemente in einem entsprechend angepaßten Gehäuse in den Zonen (I-III) installiert sind.