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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten
einer karamellisierenden Süßwarenmasse
nach den Oberbegriffen der unabhängigen
Ansprüche
1 und 5.
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Bei
einer bekannten Vorrichtung zum Verarbeiten einer karamellisierenden
Süßwarenmasse wird
die Süßwarenmasse
durch einen Kocher hindurch gefördert,
welcher in seinem Inneren eine Schabeinrichtung aufweist. Der Kocher
ist dabei mit der Atmosphäre
verbunden, so dass die Süßwarenmasse
unter Atmosphärendruck
kocht, wobei die Süßwarenmasse
kontinuierlich durch den Kocher hindurch gefördert wird. Nachteilig dabei
ist, dass die Zeitspanne, in der sich die karamellisierende Süßwarenmasse
innerhalb des Kochers befindet, abhängig vom Durchsatz (pro Zeiteinheit)
ist, sodass sich ein gewünschter
Karamellisierungsgrad nur relativ schwierig oder gar nicht erzielen
lässt,
da der Karamellisierungsgrad von der Verweil- bzw. Kochzeit der Süßwarenmasse
im Kocher abhängt.
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Weiterhin
ist aus der
EP 0871
368 B1 ein Verfahren bekannt, bei dem einem Kocher ein
separater Karamellisierer vorgeschaltet ist. Das bedeutet, dass
bei diesem Verfahren der Prozeßschritt
des Karamellisierens dem Prozeßschritt
des Kochens der Süßwarenmasse,
welcher auf das Vorhandensein eines bestimmten Restfeuchtegehaltes
abzielt, vorgeschaltet und von diesem getrennt ist. Auch hier ist keine
Beeinflussung der Verweilzeit im Karamellisierer möglich, die
Karamellisierung ist eine Funktion des Durchsatzes. Weiterhin müssen die
beiden Aggregate aufeinander abgestimmt bzw. synchronisiert werden.
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Aus
der
US 2003/0124243
A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Süßwaren bekannt.
In einem ersten Wärmetauscher
wird die zuckerhaltige Masse zumindest bis zu ihrem Siedepunkt erhitzt
und anschließend
mit einer milchhaltigen Komponente versetzt. Dieses Gemisch wird
in einem zweiten Wärmetauscher
auf die gewünschte
Endtemperatur gebracht. Zwischen den beiden Wärmetauschern ist zur Beeinflussung
des Feuchtigkeitsgrads der zu verarbeitenden Masse ein Kessel
20 zwischen
geschaltet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Verarbeiten einer karamellisierenden Süßwarenmasse mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass in einem einzigen
Aggregat unterschiedlichste Karamellisierungsgrade und Restfeuchtegehalte
der Süßwarenmasse
auf einfache Art und Weise erzielt werden können. Dies wird im Wesentlichen
dadurch erreicht, dass die Kochanlage wahlweise unter Atmosphärendruck,
unter Überdruck
oder unter Unterdruck arbeitet, sodass die Siedetemperatur der Süßwarenmasse,
welche auch der Karamellisierungstemperatur entspricht, an den gewünschten
Karamellisierungsgrad angepasst werden kann. Das bedeutet, dass
bei einem bestimmten, gewünschten
Karamellisierungsgrad, welcher hauptsächlich eine Funktion der Zeit
ist, über
die Beeinflussung der Siedelinie bzw. Siedetemperatur verschiedene
Restfeuchtegehalte erzielt werden können, ohne dass dadurch der
Karamellisierungsgrad beeinflußt
wird.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten
einer karamellisierenden Süßwarenmasse
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist im Anspruch 5 angegeben und wird mit den Merkmalen des Anspruchs
6 vorteilhaft weitergebildet.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verarbeiten
einer karamellisierenden Süßwarenmasse
in einer schematischen Darstellung.
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Die
in der Figur dargestellte Vorrichtung 10 zum Verarbeiten
einer karamellisierenden Süßwarenmasse
weist einen auch als Kocher dienenden Karamellisierer 11 auf.
Der Karamellisierer 11 hat ein geschlossenes Gehäuse 12,
das in seinem oberen Bereich 13 zylindrisch und in einem
unteren Bereich 14 kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Um die
Wärmeverluste
durch den Karamellisierer 11 gering zu halten, ist das
Gehäuse 12 bevorzugt
isoliert oder doppelwandig ausgebildet. Im unteren Bereich 14 des
Gehäuses 12,
sowie in dem sich unmittelbar an den unteren Bereich 14 anschließenden oberen
Bereich 13 sind Heizeinrichtungen 16 bis 18 an
der Außenwand
des Gehäuses 12 angeordnet,
welche sich auf unterschiedlichem Niveau befinden. Die Heizeinrichtungen 16 bis 18 werden
mittels einer nicht näher dargestellten
Dampfquelle und Ventilen 19 bis 22 mit dem Heizmedium
versorgt, wobei der kondensierte Dampf über die Kondensatableiter 23 bis 25 aus
den Heizeinrichtungen 16 bis 18 abgeleitet werden
kann. Somit lässt
sich der Karamellisierer 11 durch eine entsprechende Ansteuerung
der einzelnen Heizeinrichtungen 16 bis 18 gezielt
beheizen.
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Innerhalb
des Gehäuses 12 des
Karamellisierers 11 ist eine Schabeinrichtung 26 angeordnet. Die
Schabeinrichtung 26 umfasst einen Verdrängungskörper 27, dessen Form
in etwa der Form der Innenwandung des Gehäuses 12 angepasst
ist. Die Höhe
des Verdrängungskörpers 27 entspricht
in etwa den Bereichen, in denen sich die Heizeinrichtungen 16 bis 18 befinden.
Am Außenumfang
des Verdrängungskörpers 27 sind
eine Vielzahl von Schaberelementen 29 befestigt. Die Schaberelemente 29 finden sich
somit im Zwischenraum 30 zwischen dem Verdrängungskörper 27 und
der Wandung des Gehäuses 12.
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Der
Verdrängungskörper 27 bzw.
die Schaberelemente 29 werden über eine Welle 32 von
einem Motor 33 angetrieben. Oberhalb des Verdrängungskörpers 27 befindet
sich im Gehäuse 12 ein verdrängungskörperfreier
und schaberfreier Bereich 34.
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Die
karamellisierende Süßwarenmasse
wird mittels einer Pumpe 36, die von einem Motor 37 angetrieben
wird, über
eine Zulaufleitung 38 im oberen Teil des Bereichs 34 in
das Gehäuse 12 eingeleitet. Die
karamellisierende Süßwarenmasse
besteht dabei, wie bekannt, zunächst
aus einer wässrigen
Lösung,
bestehend zumindest aus Zucker und Glukosesirup und Milch. Der Ablauf
der Süßwarenmasse aus
dem Karamellisierer 11 erfolgt über eine am Grund des Gehäuses 12 angeordnete
Ablaufleitung 40, welche mittels eines Ventils 41 verschließbar ist. Die
Süßwarenmasse
lässt sich
mittels einer von einem Motor 42 angetriebenen Pumpe 43 aus
der Ablaufleitung 40 absaugen und weiteren Verarbeitungsschritten
zuführen.
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Im
Bereich 34 des Gehäuses 12 mündet zusätzlich eine
Leitung 45, welche über
ein Ventil 46 unter Druck stehende Luft in das Gehäuse 12 leiten kann,
die von einem nicht dargestellten Überdruckerzeuger erzeugt wird.
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Weiterhin
ist eine Auslassleitung 48 am Gehäuse 12 vorgesehen,
welche über
ein Ventil 49 das Innere des Gehäuses 12 mit der Atmosphäre verbindet. Über ein Drosselventil 51 in
der Auslassleitung 48 lässt
sich der Durchfluss durch die Auslassleitung 48 zur Atmosphäre hin steuern,
wobei das Drosselventil 51 in Abhängigkeit des von einem Drucksensor 52 erfassten
Drucks im Gehäuseinneren
angesteuert wird. Von der Auslassleitung 48 zweigt ferner
vor dem Drosselventil 51 eine weitere Leitung 54 ab,
welche von einem Ventil 55 verschließbar ist.
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Die
Leitung 54 ist mit einer Vakuumpumpe 57 verbunden,
die von einem Motor 58 angetrieben ist. Der Vakuumpumpe 57 ist
ein Kondensator 59 vorgeschaltet. Von der Leitung 54 zweigt
ferner ein Wasserventil ab, sodass bei geöffnetem Ventil 55 über die Leitung 54 und
den Auslass 48 im Inneren des Gehäuses 12 ein Unterdruck
erzeugt werden kann.
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Zum
Betrieb der Vorrichtung 10 sind weiterhin ein Temperaturmessfühler 61 und
ein weiterer Drucksensor 62 vorgesehen, welche sich am
Grund des Gehäuses 12 bzw.
in der Ablaufleitung 40 befinden. Weiterhin ist noch der
Füllstand
des Karamellisierers 11 bzw. der Pegel der Süßwarenmasse
im Gehäuses 12 erfassbar.
Dies erfolgt entweder über einen
(nicht dargestellten) Füllstandsmesser
im Gehäuse 12 oder
aber indirekt über
eine Wiegeeinrichtung, welche aufgrund des Gewichts des Karamellisierers 11 Rückschlüsse auf
den Füllungsgrad
der Süßwarenmasse
im Gehäuse 12 zulässt. Um
den Füllstand
der Süßwarenmasse
im Gehäuse 12 beim kontinuierlichen
Betrieb der Vorrichtung 10 konstant zu halten ist es vorgesehen,
die Drehzahl des Motors 42, welcher die Pumpe 43 antreibt,
entsprechend dem gewünschten
bzw. erforderlichen Füllstand
im Gehäuse 12 zu
regeln. Dadurch wird immer soviel Süßwarenmasse aus dem Karamellisierer 11 entnommen,
wie über
die Pumpe 36 diesem zugeführt wird.
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Wie
bereits erwähnt,
besteht die karamellisierende Süßwarenmasse
im Wesentlichen aus Zucker, Glukosesirup, Wasser und Milch. Die
Karamellisierung verläuft
dabei umso intensiver, je höher
die Temperatur während
des Karamellisierens sowie je länger
die Reaktionszeit ist. Weiterhin ist bekannt, dass es sowohl Bedarf
für relativ
start karamellisierte Süßwarenmassen,
als auch für
nicht bzw. nur gering karamellisierte Süßwarenmassen gibt. Auch die
Geschmeidigkeit bzw. die Viskosität der karamellisierten Süßwarenmasse
kann je nach Bedarf unterschiedlich sein. Die Geschmeidigkeit der
Süßwarenmasse ist
im Wesentlichen abhängig
von deren Restwassergehalt, das heißt, je höher die Süßwarenmasse gekocht wird, desto
mehr Wasserbestandteile verdampfen, und desto zäher wird die Süßwarenmasse.
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Zum
Herstellen einer lediglich schwach karamellisierten Masse wird der
Karamellisierer 11 unter atmosphärischen Bedingungen betrieben,
d. h., dass das Kochen der Süßwarenmasse
im Gehäuse 12 unter
Luftdruck dadurch erfolgt, dass das Ventil 49 und das Drosselventil 51 geöffnet sind,
während
das Ventil 55, welches mit der Vakuumpumpe 57 gekoppelt ist,
und das Ventil 46, welches mit der Überdruckquelle gekoppelt ist,
geschlossen sind. Die Karamellisierungstemperatur einer so gekochten
Süßwarenmasse
ist identisch mit der atmosphärischen
Kochtemperatur der Masse. Der Karamellisierungsgrad läßt sich
durch unterschiedliche Füllstände innerhalb des
Gehäuses 12 beeinflussen
bzw. einstellen. Je höher
der Füllstand
bzw. je mehr Süßwarenmasse sich
im Gehäuse 12 befindet,
desto stärker
ist auch deren Karamellisierungsgrad. Dies hängt damit zusammen, dass sich
bei konstantem Durchsatz durch den Karamellisierer 11 bei
höherem
Füllstand
die Süßwarenmasse
im Schnitt länger
im Karamellisierer 11 befindet als bei geringerem Füllstand,
und somit eine längere
Reaktionszeit für
das Karamellisieren vorhanden ist. Die Kochtemperatur, welche über die Heizeinrichtungen 16 bis 18 eingestellt
wird, kann in Abhängigkeit
vom gewünschten
Wassergehalt der Süßwarenmasse
bestimmt werden.
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Zur
Herstellung einer stark karamellisierten Masse erfolgt das Kochen
der Süßwarenmasse
im Karamellisierer 11 unter Überdruck. Hierzu wird das Ventil 46 geöffnet und
das Ventil 55 geschlossen. Das Kochen unter Überdruck
bewirkt, dass die Süßwarenmasse
bei gegenüber
Atmosphärendruck
erhöhter
Temperatur kocht und karamellisiert. Durch die höhere Karamellisierungstemperatur
entsteht in relativ kurzer Zeit ein stark gebräuntes Produkt. Der beim Kochen
unter Überdruck
entstehende Wasserdampf läßt sich über das
Ventil 49 zur Atmosphäre hin
ableiten, wobei sich der Überdruck,
unter dem das Kochen stattfinden soll, über das Drosselventil einstellen
läßt.
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Demgegenüber erfolgt
die Herstellung einer nicht karamellisierten Masse im Karamellisierer 11 unter
Unterdruck. Hierzu sind im Gegensatz zum Kochen mit Überdruck
das Ventil 46 und 49 geschlossen und das Ventil 55 geöffnet. Je
stärker
der eingestellte Unterdruck, desto mehr wird die Siede- und Karamellisierungstemperatur
abgesenkt. Insbesondere in Kombination mit einem niedrigen Füllstand
im Gehäuse 12,
bei dem die Reaktionszeit zusätzlich verkürzt wird,
läßt sich
so ein Produkt erzeugen, das praktisch keine Karamellisierung bzw.
Bräunung
erfährt.
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Die
soweit beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Weise
abgewandelt bzw. modifiziert werden. Insbesondere sind auch andere
Bauformen des Karamellisierers 11 sowie der Schabeinrichtung 26 denkbar.