DE10211427A1 - Zur alsbaldigen Auflösung in Flüssigkeit bestimmter Preßling - Google Patents
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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- A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract
Ein zur alsbaldigen Auflösung in Flüssigkeit unter Freigabe seiner Inhaltsstoffe bestimmter Preßling, welcher zum menschlichen und/oder tierischen Verzehr bestimmten feinzerkleinerten Nutzstoff und mindestens einen feinzerkleinerten verfallsfördernden Zusatzstoff enthält. Der Preßling ist aus einer im wesentlichen homogenen Mischung des feinzerkleinerten Nutzstoffes mit einem Dispergiermittel in Gestalt eines feinteiligen cellulosehaltigen unter mechanischem Druck kompaktierten und dann granulierten Materials gepreßt.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Preßling der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
- Ein solcher Preßling ist aus der DE 199 19 204 A1 bekannt. Als Nutzstoff ist bei der bekannten Ausführungsform ein feinzerkleinerter Aromaträger zur Bereitung von Getränken wie Kaffee, Kakao, Cappuccino, Tee und dergleichen vorgesehen. Der Zusatzstoff ist ein flüssigkeitsleitender Stoff auf Cellulosebasis mit mindestens einem zerfallsfördernden Separator, der einen den Bestandteil des Preßlings nachträglich hinzugefügten Stoff umfassen und als Beschichtung des feinzerkleinerten Stoffs auf Cellulosebasis und/oder des feinzerkleinerten Aromaträgers vorliegen kann. Der Separator soll dazu dienen, das Haften der Cellulosepartikel aneinander weitgehend zu unterbinden.
- Aus der DE 197 09 991 C2 ist ein andersartiger Preßling bekannt, der nicht zum menschlichen Verzehr bestimmt ist. Es handelt sich um einen Waschmittelpreßling, der aus einer Mischung der Waschmittelzusammensetzung mit einem Sprengmittel gepreßt ist, welches feinstteiliges cellulosehaltiges Material in unter mechanischem Druck kompaktierter und dann granulierter Form umfaßt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Preßling zu schaffen, dessen Nutzstoff nach der Einbringung in die Flüssigkeit direkt oder indirekt zum menschlichen und/oder tierischen Verzehr bestimmt ist und der akzeptabel kurze Zerfallszeiten aufweist.
- Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.
- Der erfindungsgemäße Preßling kann z. B. zur Herstellung von folgenden, für den menschlichen Verzehr bestimmten Zubereitungen dienen:
Diätdrinks, Ballaststoffdrinks, Pudding, Gemüse, Gewürze, Instantsoßen, Instantsuppen, Suppenwürfel, Kräuter, Kaffee, Tee, Kakao, Cappuccino, Espresso, Milchpulver, Kaffeeweißer, Salz, Babynahrung, Getränke, Vitamine, Fertiggerichte, Aromen, Geschmacksverstärker, Farbstoffe, Kraftnahrung, Körperaufbaupräparate Verdickungsmittel, Soßenbinder und Mischungen daraus. - Die Flüssigkeit, in der der Preßling aufgelöst wird, ist in erster Linie Wasser, kann aber auch eine andere Flüssigkeit wie Milch, Fleischbrühe, Saft oder dergleichen sein.
- Die Flüssigkeit, in welcher der Preßling dispergiert wird, kann heiß oder kalt sein.
- Die fertige Zubereitung kann eine im wesentlichen wässrige Konsistenz aufweisen wie im Fall von Getränken. Es sind aber auch festere Konsistenzen möglich wie im Fall von Pudding, Gemüse und dergleichen.
- Der Nutzstoff kann selbst direkt dem Verzehr dienen oder nur indirekt, indem er einer anderen Zubereitung hinzugefügt wird, wie im Falle von Gewürzen, Salz, Aromen, Farbstoffen und dergleichen.
- Das Dispergiermittel liegt in granulierter Form vor. Es wird aus feinteiligem cellulosehaltigem Material unter mechanischen Druck kompaktiert und dann granuliert. In dieser Form wird es mit dem feinzerkleinerten und gegebenenfalls vorgranulierten Nutzstoff im wesentlichen homogen vermischt und dann zu dem Preßling verpreßt. Hierfür kommen alle im Stand der Technik bekannten Preßverfahren in Betracht, insbesondere Tablettierung, aber auch Extrusion, Pelletierung, Granulierung und dergleichen.
- Das Dispergiermittel umfaßt cellulosehaltiges Material verschiedener Provenienz. Es kann sich z. B. um Zellstoff, MCC (Mikrokristalline Cellulose), Holz, CTMP (Chemo Thermo Mechanical Pulp) oder auch um Getreidespelzen wie Hafer, Weizen und auch Mais oder Reis handeln. Ferner kommen Rückstände der Saftherstellung von Orangen, Zitronen, Tomaten, Äpfeln, Trauben in Betracht, ebenso Traubentrester und Zuckerrübenrückstände von der Zuckerherstellung. Auch Gemüse wie Erbsen, Kohl, Kartoffeln oder Gurken können zur Gewinnung des cellulosehaltigen Materials dienen, ebenso Kokos und Nüsse sowie auch Kaffeeextraktionsrückstände, die bei der Instantkaffeeherstellung zurückbleiben.
- Die vorgenannten cellulosehaltigen Materialien wirken in der mit dem Preßling hergestellten, für den menschlichen und/oder tierischen Verzehr bestimmten Zubereitung als wasserunlösliche Ballaststoffe und haben insoweit außer ihrer reinen Dispergierfunktion noch einen ernährungsphysiologischen Zusatznutzen.
- Alle diese Stoffe können vor ihrer Aufbereitung zum Dispergiermittel chemisch und/oder physikalisch modifiziert werden, bevor sie kompaktiert und granuliert werden.
- Der Ausdruck "Kompaktieren" soll hierbei die Ausübung eines mechanischen Drucks auf das cellulosehaltige Material bedeuten, der das Volumen des cellulosehaltigen Materials zusammendrückt, wobei die Fasern weitgehend erhalten bleiben. Es wird lediglich das Lumen der Fasern verringert. Die Partikel sollen bei der Kompaktierung deformiert werden, im Gegensatz zur Aggregation, bei der lediglich eine gegenseitige Anlagerung der Partikel ohne wesentliche Änderung ihrer Gestalt gegeben ist. Die Kompaktierung in diesem Sinne soll vor der Beimischung des so erzeugten Dispergiermittels zu den Inhaltsstoffen vorgenommen werden. Wenn dann der erfindungsgemäße Preßling Kontakt mit Wasser oder sonstiger Flüssigkeit kommt, springt das cellulosehaltige Material aus seinem kompaktierten Zustand wieder in einen Zustand mit offenem, entspanntem Volumen auf. Ob dieser Vorgang auf kapillaren oder anderen Kräften beruht, kann dahinstehen. Jedenfalls ist die Volumenvergrößerung wesentlich stärker als diejenige, die normalerweise bei einer reinen Quellung eines unkompaktierten cellulosehaltigen Materials entsteht.
- Ebenso wichtig ist die Bereitstellung des cellulosehaltigen Materials als Granulat. Der Sinn dieser Maßnahme besteht, daß das einzelne feine Ausgangsteilchen des cellulosehaltigen Materials in Kontakt mit der Flüssigkeit zwar die gleiche relative Volumenvergrößerung erfährt wie ein größeres Aggregat, daß aber die absolute Volumenvergrößerung eines feinen Ausgangsteilchens zu gering ist, um in dem Material des Preßlings eine für die Rißbildung ausreichende lokale Ausdehnung zustandezubringen. In den Granulatpartikeln addieren sich die Einzelbeträge zu einer makroskopischen lokalen Dehnung mit ausreichender Sprengwirkung.
- Die Eigenschaften des Nutzstoffes und diejenigen des Dispergiermittels müssen je nach Art und Verwendung des Nutzstoffes angepaßt werden.
- Für den feinzerkleinerten Nutzstoff kommt eine Partikelgröße im Bereich von 1 bis 8000 µm in Betracht (Anspruch 2), insbesondere eine Partikelgröße im Bereich von 15 bis 3000 µm (Anspruch 3).
- Das Dispergiermittel kann eine Partikelgröße von 100 bis 6000 µm aufweisen (Anspruch 4).
- Wenn es nur um das Dispergieren geht, reichen Gewichtsanteile des Dispergiermittels in dem fertigen Preßling von bis zu 15% aus. Gemäß Anspruch 5 kann aber insgesamt das Dispergiermittel in einem Gewichtsanteil von 2 bis 80% vorhanden sein. Die höheren Gewichtsanteile kommen insbesondere in Betracht, wenn das Dispergiermittel noch eine Zusatzfunktion besitzt, z. B. in Ballaststoffdrinks seinerseits als Ballaststoff wirken kann.
- Eine wichtige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Preßlings ist Gegenstand des Anspruchs 6. Hiernach soll der Preßling ein Quellmittel umfassen. Als Quellmittel soll ein Mittel verstanden sein, welches auch schon ohne Kompaktierung durch reine Flüssigkeitsaufnahme quillt und in der Lage ist, auf diese Weise den Zusammenhalt des Preßlings bei Kontakt mit der Flüssigkeit, in die er eingegeben wird. zu lockern.
- Beispiele für Quellmittel sind: Polysaccharide, vernetzte Polysaccharide, chemisch modifizierte Polysaccharide, chemisch modifizierte vernetzte Polysaccharide und deren Kombinationen. Konkret kann es sich z. B. um vernetzte CMC (Carboxymethylcellulose (z. B. das Produkt "VIVASOL" der Fa. J. Rettenmaier & Söhne GmbH + Co. KG)), vernetzte CMS (Carboxymethylstärke (z. B. das Produkt "VIVASTAR" der Firma J. Rettenmaier & Söhne GmbH + Co. KG)), Stärken, modifizierte Stärken, Guar, Xanthan, Johannesbrotkernmehl handeln.
- Gemäß Anspruch 7 kann das Quellmittel ein zusätzliches, neben dem Dispergiermittel in dem Preßling vorhandenes Mittel sein. Die Möglichkeit, daß das Dispergiermittel selbst ein Quellmittel ist, ist jedoch nicht ausgeschlossen.
- Es gibt auch gewisse Fälle, in denen das Quellmittel nicht erforderlich ist und der Preßling in der Flüssigkeit nur aufgrund der Wirkung des Dispergiermittels ausreichend schnell und gründlich zerfällt.
- Sie sind gegeben, wenn gemäß Anspruch 8 das Dispergiermittel Getreidefasern wie Haferfasern oder Weizenfasern enthält. Die Getreidefasern haben eine ausreichende Dispergierfähigkeit, um z. B. eine Kakaotablette in Milch lösen zu können.
- Besonders wirksam sind die Getreidefasern, wenn sie nach dem CTMP-Verfahren behandelt sind, d. h. nach dem gleichen Verfahren, welches auf dem Papiersektor "Chemo Thermo Mechanical Pulp" ergibt.
- Reine Cellulose oder reiner Zellstoff funktionieren bei einem Einsatz als Dispergiermittel ohne zusätzliche Quellmittel nicht.
- Die weiterführende Idee bei dem Quellmittel besteht darin, durch die Kombination eines Dispergiermittels der vorstehend genannten Art mit einem Quellmittel ein hohes Quellvolumen mit hoher Quellkraft zu vereinen. Die Partikel des Quellmittels haben auch die Funktion, die Partikel des cellulosehaltigen Dispergiermittels in gewissem Umfang auf Distanz zu halten, d. h. als eine Art Abstandhalter zu wirken, und so die Ausbildung von Wasserstoffbrücken zwischen den Partikeln des Dispergiermittels zu reduzieren, die einem Zerfall des Preßlings entgegenwirken könnten.
- Das feinzerkleinerte Quellmittel ist gemäß Anspruch 10 bevorzugt ebenfalls unter mechanischen Druck kompaktiert und liegt in dem Preßling als Granulat vor.
- Für die Herstellung eines solchen Preßlings kommen die verfahrensmäßigen Alternativen nach Anspruch 11 bzw. 12 in Betracht.
- Nachstehend werden die Ergebnisse einiger Tablettierversuche unter Verwendung des erfindungsgemäßen Dispergiermittels berichtet. Die Tabletten wurden in einer zylindrischen Form von 35 mm Durchmesser hergestellt, die an einem Ende geschlossen ist, in die die Mischung des zu pressenden feinteiligen Materials eingefüllt wird und in die von der offenen Seite her ein Kolben eingeschoben wird, der das Material zusammendrückt. Die Preßkraft wird durch geeignet angebrachte Dehnungsmeßstreifen bestimmt. Das Zusammendrücken des Preßlings erfolgte in einer geeigneten Presse.
- In den nachfolgenden Versuchsbeispielen bedeuten die Prozentzahlen stets Gewichtsprozente.
-
- - Tabletten-∅: 35 mm
- - Tablettengewicht: 21 bzw. 22 g = 20 g Nutzstoff (Kakaogetränkepulver als handelsübliches Produkt von Satro oder Nestlé) + Gewicht des Dispergiermittels in Gestalt des Produkts HF 0414, welches aus Haferfasern in einem Walzenstuhl kompaktiert und auf eine Partikelgröße von etwa 0,4 bis 1,4 mm granuliert ist und ein Schüttgewicht von 300 bis 500 g/l aufweist:
- - Zerfall bestimmt in 400 ml Leitungswasser 50°C
- Innerhalb von 50 bis 70 Sekunden zerfällt die Kakaotablette mit ca. 9% Dispergiermittel HF 0414 in ihre Bestandteile. Die Klümpchen, die zurückbleiben, lösen sich in der Praxis durch Rühren.
- Es wurde noch ein Test durchgeführt, um die Auflösezeit des Pulvers und der Tablette vergleichen zu können. Dazu werden 20 g Pulver in 200 ml Leitungswasser (50°C) gegeben und so lang gerührt, bis es sich aufgelöst hat. Dauer: 45 Sekunden.
- Eine Tablette, bestehend aus 20 g Kakaopulver und 2 g HF 0414, wird ebenfalls in 200 ml Leitungswasser (50°C) gegeben. Es wird ebenfalls gerührt, bis sie sich aufgelöst hat. Dauer: 60 Sekunden.
- Bei den vorstehenden Versuchen wurde dem Kakaopulver lediglich ein Dispergiermittel zugesetzt. Zum Vergleich wurden auch einige Versuche durchgeführt, bei denen dem Kakaopulver außer dem Dispergiermittel noch ein Quellmittel zugesetzt war.
-
- - Tabletten-∅: 35 mm
- - Tablette: 85% Nutzstoff (Kakaogetränkepulver als handelsübliches Produkt von Satro oder Nestlé) + 15% Zusatzmittel, bestehend aus 90% Haferfaser HF 600 (durchschnittliche Faserlänge 80 µm, durchschnittliche Faserdicke 25 µm) und 10% Vivasol (Crosscarmelose-Natrium als Sprengmittel für pharmazeutische Tabletten bekannt) als Quellmittel, zusammengemischt, kompaktiert und granuliert auf eine Partikelgröße zwischen 0,4 und 1,4 mm. Das sich ergebende Produkt trägt die Bezeichnung HF 0414 V.
- - Zerfall bestimmt in 400 ml Leitungswasser von 50°C
-
- - Tabletten-∅: 35 mm
- - Die Tabletten umfaßten die nachstehend angegebenen Komponenten in den angegebenen Anteilen. Der Nutzstoff liegt jeweils als Pulver vor. HF 200 ist eine als heller feinfasriger Ballaststoff vorliegende Haferfaser, die aus Haferspelzen gewonnen wird und eine durchschnittliche Faserlänge von 250 µm und eine durchschnittliche Faserdicke von 25 µm aufweist.
- - Zerfall bestimmt in 400 ml Leitungswasser von 50°C
- Bei den vorstehenden Versuchen wurde dem Diätgetränkepulver lediglich ein Dispergiermittel zugesetzt. Zum Vergleich wurden auch einige Versuche durchgeführt, bei denen dem Diätgetränkepulver außer dem Dispergiermittel noch ein Quellmittel zugesetzt war.
-
- - Tabletten-∅: 35 mm
- - Tablette: 85% Nutzstoff (Multaben Molke-Kur mit Ananas- Geschmack, bestehend aus Süßmolkenpulver, Citronensäure, Aromastoff, Natrium-Cyclamat, Triglycerid und Beta-Carotin + 15% Zusatzmittel bestehend aus 90% Haferfaser HF 600 und 10% Vivasol als Quellmittel, zusammengemischt, kompaktiert und granuliert auf eine Partikelgröße zwischen 0,4 und 1,4 mm (= HF 0414 V)
- - Zerfall bestimmt in 400 ml Leitungswasser von 20°C
-
- - Tabletten-∅: 35 mm
- - Tablettengewicht: 10 g Suppe als Pulver + Dispergiermittel in Gestalt von Haferfasern HF 0414 V
- - 300 ml Leitungswasser 100°C bzw. 65°C bzw 20°C
- Bei Wasser von 100°C ist durch die Zugabe von 20% HF 0414 V keine wesentliche Verkürzung der Zerfallszeit zu erzielen.
- Eine deutliche Verbesserung ist bei einer Wassertemperatur von 65°C sichtbar. Eine Tablette ohne Dispergiermittel ist nach fünf Minuten noch nicht vollständig dispergiert. Selbst bei einer Reduzierung der Haferfaser auf 2,4% ist noch ein passables Ergebnis zu erzielen.
- Je höher der Faseranteil in der Tablette ist, desto instabiler wird sie. Die Obergrenze des Preßdrucks ist 70 kN. Man erhält eine stabile Tablette. Wird ein höherer Druck gewählt, entweicht Öl aus der Suppentablette.
- Bei einer Wassertemperatur von 20°C ist selbst nach fünf Minuten keine vollständige Dispergierung möglich.
Claims (12)
1. Zur alsbaldigen Auflösung in Flüssigkeit unter Freigabe seiner
Inhaltsstoffe bestimmter Preßling, welcher zum menschlichen und/oder
tierischen Verzehr bestimmten feinzerkleinerten Nutzstoff und mindestens einen
feinzerkleinerten zerfallsfördernden Zusatzstoff enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß der Preßling aus einer im wesentlichen homogenen Mischung
des feinzerkleinerten und gegebenenfalls vorgranulierten Nutzstoffes mit
einem Dispergiermittel in Gestalt eines feinteiligen cellulosehaltigen unter
mechanischem Druck kompaktierten und dann granulierten Materials gepreßt
ist.
2. Preßling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
feinzerkleinerte Nutzstoff eine Partikelgröße von 1 bis 8000 µm aufweist.
3. Preßling nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
feinzerkleinerte Nutzstoff eine Partikelgröße von 15 bis 3000 µm aufweist.
4. Preßling nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel eine Partikelgröße von 100 bis 6000 µm
aufweist.
5. Preßling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß er das Dispergiermittel in einem Gewichtsanteil von 2 bis 80%
enthält.
6. Preßling nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß er ein feinzerkleinertes, in der Masse des Preßlings im
wesentlichen homogen verteiltes festes Quellmittel umfaßt.
7. Preßling nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Quellmittel ein zusätzliches, neben dem Dispergiermittel in dem Preßling
vorhandenes Mittel ist.
8. Preßling nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß er als Dispergiermittel Getreidefasern enthält.
9. Preßling nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Getreidefasern nach dem CTMP-Verfahren behandelt sind.
10. Preßling nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das feinzerkleinerte Quellmittel ebenfalls unter mechanischen
Druck kompaktiert ist und in dem Preßling als Granulat vorliegt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Preßlings nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerkleinerte Quellmittel für sich
kompaktiert und granuliert und dann mit dem feinzerkleinerten Nutzstoff und dem
kompaktierten und granulierten Dispergiermittel im wesentlichen homogen
vermischt und verpreßt wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines Preßlings nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerkleinerte Quellmittel mit dem
feinzerkleinertem Dispergiermittel im wesentlichen homogen vermischt und dann
kompaktiert und granuliert wird und dieses Granulat dann mit dem
feinzerkleinertem Nutzstoff vermischt und verpreßt wird.
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