DE1066407B - Vorrichtung zur kontinuierlichen Eindikkung von Zuckerlösungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Eindickung von Zuckerlösungen zum Zwecke der Herstellung von Zuckerwaren, um die Klebrigkeit der Endprodukte zu verringern und während des Prozesses die Karamelisierungsgefahr weitgehendst auszuschalten.

Die Herstellung von Bonbonmasse erfolgt bekanntlich derart, daß man eine gesättigte Zuckerlösung in geeigneter Weise eindampft und hierdurch eine stark übersättigte Zuckerlösung erzeugt.

Die bisher üblichen Verfahren bestehen darin, daß man die Zuckerlösung entweder in einem Kessel unmittelbar über einem Feuer einkocht oder aber, daß man den Kessel durch hochgespannten Dampf beheizt. Da im letzteren Fall die Temperaturdifferenz zwischen Wärmeträger und Zuckerlösung erheblich kleiner ist, erhöht man die Verdampfungsgeschwindigkeit dadurch, daß man die Zuckerlösung während des Kochens oder nach dem Vorkochen einem bestimmten Vakuum aussetzt.

Nachteile dieser Kochmethoden sind das sehr ungünstige Verhältnis von wärmeübertragender Fläche zur Menge des einzudampfenden Gutes, die sehr ungünstige Wärmeübertragung von der heißen Fläche an die zähe Zuckerlösung und die verhältnismäßig langen Dampfwege.

Man hat versucht, die Kochmethoden mit den sogenannten Kochmaschinen dadurch zu verbessern, daß man an Stelle eines Kessels eine Schlange verwandte, durch welche die unter Vakuum stehende Zuckerlösung gepumpt wird. Man erzielte hierdurch den Vorteil einer stetigen Arbeitsweise sowie einer Vergrößerung der auf den Inhalt bezogenen Wärmeübertragungsfläche und einer merklichen Erhöhung der Wärmeübergangszahl. Es sind wohl auf diese Weise schon relativ kurze Eindickungszeiten zu erreichen, allerdings auf Kosten des Nachteils, daß man einen höheren Invertzuckergehalt einstellen bzw. mehr Bonbonglucose zugeben muß als z. B. bei der Feuerkochüng, weil sonst der Sud zu rasch »abstirbt« und ein häufiges Ausdämpfen der Kochschlange erforderlich ist. Die Verwendung von viel Invertzucker bzw. von viel Bonbonglucose hat aber den Nachteil, daß die erzeugten Bonbons zum Klebrigwerden neigen.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Zuckerlösung in dünner breiter Schicht auf beheizte Kochflächen, fließen zu lassen, die vorzugsweise als endlose Bänder ausgebildet sind, um auf diesen das Kochen bei Atmosphärendruck vorzunehmen.

Bei derartigen Vorrichtungen läuft die gesättigte Zuckerlösung über eine Kante, und bildet auf dem Band eine Schicht von einer Stärke, die von der Zähigkeit der Lösung und ihrer Oberflächenspannung bestimmt wird und einen bestimmten Wert nicht unter-

Vorrichtung

zur kontinuierlichen Eindickung
von Zuckerlösungen

Anmelder:

Institut für Lebensmitteltechnologie,
München 54, Pasinger Str. 112

Dr.-Ing. habil. Rudolf Heiss,

Assenhausen (Starnberger See),

und Dipl.-Ing. Paul Görling, München,

sind als Erfinder genannt worden

schreiten kann. Die hierbei minimal erzielbare Schichtstärke ist jedoch nicht dünn genug, um eine Karamelisierung auszuschließen.

Wegen des überwiegenden Einflusses des Wärmeleitwiderstandes der an der Wärmeübertragungsfläche anhaftenden zähen Grenzschicht genügt es auch nicht, etwa in Übertragung des Prinzips der Oberflächenkondensatoren eine Verringerung der Schichtdicke dadurch zu erreichen, daß man die einzudickende Zuckerlösung über senkrechte oder zur Senkrechten geneigte Kochflächen hcrabfließen läßt, weil sich hierbei nicht genügend dünne Schichten ergeben und deren Dicke nach unten fortschreitend stark zunimmt.

Versieht man eine solche Kochvorrichtung mit einem Rührwerk, dessen Schaufeln in den Schichtbereich des auf der beheizten Fläche herabrieselnden Kochgutes eindringen, so erzielt man, neben einer gewissen Durchwirbelung der von den Schaufeln erfaßten Masseteilchen eine Verlängerung des nach unten führenden Fließweges und damit eine längere Aufenthaltszeit in der Kochvorrichtung. Gleichzeitig tritt aber durch die Stauwirkung der Rührorgane auch eine Erhöhung der Schichtstärke gegenüber der des frei herabfließenden Kochgutes ein. Die Karamelisierungsgefahr wird daher durch diese Maßnahme nicht wesentlich verringert. Mit Kochvorrichtungen dieser Art hergestellte Hartkaramellen sind auch erfahrungsgemäß immer leicht gebräunt und zeigen eine sich bei der Lagerung ungünstig auswirkende Hygroskopizität.

Um die. aufgezeigten, zum Teil erheblichen Mängel zu vermeiden, wird vorgeschlagen, Zuckerlösungen zur Herstellung von Grundmassen mit äußerst niedrigem

909 630/21

Wassergehalt, die sich für die Verarbeitung von Zuckerwaren, eignen, in der Weise einzudicken, daß bei kontinuierlicher Arbeitsweise eine gesättigte Zuckerlösung, die gegebenenfalls auf eine bestimmte Temperatur, z. B. auf die dem Sättigungsgrad entsprechende Siedetemperatur erwärmt wurde, in möglichst dünner auf die nachstehend beschriebene Weise erzeugter Schicht über beheizte Flächen geführt wird. Die Erzeugung dieser dünnen Schichten, die dünner sein sollen als die beim Gießen od. dgl. durch die Oberflächenspannung minimal erzielbare Schichtdicke, erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe einer Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem von einem Isoliermantel umgebenen und mit einer Evakuierungsvorrichtung in Verbindung stehenden Gehäuse ein rotierender Körper gelagert ist, an dessen im Bereich der einen Stirnseite angrenzender Mantelfläche die Masse aufgebracht und an dessen im Bereich der anderen Stirnseite angrenzender Mantelfläche wieder entnommen wird.

Der rotierende Körper kann ein oben offener beheizter Hohlkörper mit geneigten Seitenwänden und vertikaler Achse sein, dessen oberer breiterer und umgebogener Rand von einem ringförmigen Sammelraum umgeben ist, wobei die Masse auf die Innenseite des Bodens aufgegeben und aus dem ringförmigen Sammelraum über eine Vakuumschleuse stetig abgeführt wird.

Bei einer derartig ausgebildeten Vorrichtung bewirken die Zentrifugalkräfte die Entstehung eines dünnen Flüssigkeitsfilms, wobei mit zunehmender Entfernung von der Mittelachse der Rotation auf den dickflüssiger werdenden Zuckerlösungsfilm stetig anwachsende Zentrifugalkräfte einwirken, so daß sich, notwendigenfalls durch die Formgebung der rotierenden Fläche unterstützt, eine gleichmäßige Geschwindigkeit des Zuckerfilms ergibt.

Es ist aber auch möglich, als rotierenden Körper einen mit Schabern ausgerüsteten, von einem beheizten Zylinder umgebenen, zylindrischen Drehkörper mit horizontaler oder schwach geneigter Achse vorzusehen. Hierbei soll sich zwischen dem beheizten Zylinder und dem Drehkörper nur ein sehr schmaler Ringspalt befinden, der von der einzudickenden Zuckerlösung voll ausgefüllt wird. Die Einspeisung der Zuckerlösung in den Kocher und der Transport durch den Ringspalt wird durch eine vorgeschaltete Druckpumpe bewirkt, die gleichzeitig die Mengendosierung übernimmt, wobei die Förderungsgeschwindigkeit durch den Querschnitt des Ringspaltes und den Pumpendruck bestimmt wird. Die mit dem Drehkörper umlaufenden, parallel zur Achse ausgerichteten Schaber, die vorzugsweise versetzt angeordnet werden, dienen ausschließlich dazu, die wärmeübertragende Fläche rein zu halten.

Bei den hergestellten, insbesondere den sehr dünnen Flüssigkeitsfilmen spielt der Wärmeleitwiderstand praktisch keine Rolle mehr. Die Verdampfung der aus der Lösung zu entfernenden Flüssigkeit geht, durch das Vakuum unterstützt, außerordentlich spontan vor sich. Das Kochen unter Vakuum ist durch die Koch-.maschine mit eingebauter Kochschlange bekannt, aber infolge der außerordentlich großen Schichtdicke, die bei dieser Kochmaschine unvermeidlich ist, dauert der Erhitzungsvorgang dort zu lange. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung, die den Vorteil der geringen Schichtdicke mit den Vorteilen des Vakuumkochens vereinigt, wird ein Erzeugnis gewonnen, das völlig weiß und nicht hygroskopisch ist. Auch bei kleineren Heizflächen und kleineren Mengen an Substanz gewährleistet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine wirtschaftliche Ausbeute.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Bei der Vorrichtung nach Abb. 1 wird zur Erzielung eines dünnen Zuckerlösungsfilms Zentrifugalkraft, die auf die Zuckerlösung wirkt, angewendet. In· einem drucksicheren Raum, der mit einem Isoliermantel A umgeben ist, wird über den Rohrstutzen B ein stets

ίο gleichbleibendes Vakuum aufrechterhalten. In der Mitte dieses Raumes läuft ein Rotor C um, der eine geneigte Wandfläche besitzt. Der Außenseite des Rotors C gegenüber sind vorzugsweise Strahlungsh-eizkörper D angeordnet, deren Temperatur so- geregelt werden kann, daß eine Anpassung an die Erfordernisse des Verdampfungsvorganges erzielt wird. Die gesättigte, eventuell vorgewärmte Zuckerlösung wird durch das Rohr E auf die Innenwandung des Rotors in geregelter Menge pro Zeiteinheit kontinuierlieh aufgegeben. Der Rotor C ist von einem ringförmigen Sammler F umgeben, in den die eingedickte Zuckerlösung vom oberen Rande des Rotors C abgeschleudert wird, um dann durch den Rohrstutzen G über eine Vakuumschleuse abgezogen zu werden. Die zufließende Menge der Zuckerlösung, die Drehzahl des Rotors, die Temperatur der Heizfläche in den einzelnen Bereichen sowie das Vakuum werden aufeinander abgestimmt.

Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der die dünne Schicht der Zuckerlösung durch mechanische Mittel erzielt wird.

Ein mit einem Isoliermantel H umgebener und mit einem Heizmantel / ausgerüsteter Zylinder enthält in seinem Inneren einen zylindrischen Drehkörper K, der einen so großen Durchmesser besitzt, daß ein Ringraum von nur ganz geringer Spaltweite entsteht.

In der schematischen Darstellung der Abb. 2 sind

zur besseren Übersichtlichkeit verschiedene Einzel-

■ heiten in vergrößertem Maßstab eingezeichnet. So ist der Ringspalt zwischen dem Drehkörper und dem Zylinder größer dargestellt, als den wirklichen Verhältnissen entspricht. Der Drehkörper wird mit einer bestimmten optimalen Drehzahl in Rotation versetzt. Er ist mit Schabern L ausgerüstet,

Die gesättigte Zuckerlösung wird mittels einer Druckpumpe durch den Stutzen M kontinuierlich in die Vorrichtung eingeführt. Sie verläßt die Vorrichtung wieder durch den Stutzen Λ^Γ, an den ein Aufnahmebehälter angeschlossen ist, der von einer Vakuumpumpe evakuiert wird und aus dem die eingedickte Masse über eine Vakuumschleuse abgeführt wird. Das Heizmittel, z. B. Dampf, tritt durch den Stutzen O ein. Das sich bildende Kondensat tritt bei P aus.

Es ist gegebenenfalls zweckmäßig, den. Heizmantel nur über Dreiviertel der Länge des Zylinders zu erstrecken und den restlichen Zylinderteil auf die für die weitere Verarbeitung optimale Ablauftemperatur einzustellen, unter Umständen abzukühlen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich in kontinuierlicher Arbeitsweise besonders gute und für die Herstellung von Bonbons und Zuckerwaren hervorragend geeignete Grundmassen herstellen. Bei der Verwendung von Bonbonglucose ist die Voraussetzung gegeben, mit niedrigeren p_H-Werten als bisher

arbeiten zu können, was für den Erhalt der Farblosigkeit entscheidend ist. Durch die Anwendung des Dünnstschichtprinzips werden nahezu ideale Wärmeübertragungsverhältnisse geschaffen, so daß eine Karamelisierung und Invertierung praktisch ausgeschlossen ist. Dadurch ist wiederum der Mengen-

■durchsatz besonders groß. Die günstigen Wärmeübertragungsverhältnisse wirken sich ferner in der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens aus.

Claims (4)

Patentansprüche: k

1. Vorrichtung zur Eindickung von Zuckerlösungen zur Herstellung von für die Verarbeitung zu Zuckerwaren geeigneten Grundmassen mit äußerst niedrigem Wassergehalt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem von einem Isoliermantel umgebenen und mit einer Evakuierungsvorrichtung in Verbindung stehenden Gehäuse ein rotierender Körper gelagert ist, an dessen im Bereich der einen Stirnseite angrenzender Mantelfläche die Masse aufgebracht und an dessen im Bereich der anderen Stirnseite angrenzender Mantelfläche wieder entnommen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Körper ein oben offener beheizter Hohlkörper (C) mit geneigten Seitenwänden und vertikaler Achse ist, dessen oberer umgebogener Rand von einem ringförmigen Sammelraum (F) umgeben ist, wobei die Masse auf die Innenseite des Bodens aufgegeben und aus dem ringförmigen Sammelraum (F) über eine Vakuumschleuse stetig abgeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Körper ein mit Schabern (L) ausgerüsteter, von einem beheizten Zylinder (/) umgebener zylindrischer Drehkörper (K) ist, wobei sich zwischen dem Drehkörper (K) und dem Zylinder (/) nur ein schmaler Ringspalt befindet und die Schaber (L) so ausgebildet sind, daß sie die Innenfläche des Zylinders (/) rein halten.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Abschnitt des Zylinders (/) mit einem Kühlmantel versehen ist, um die Zuckermasse auf die Verarbeitungstemperatur abzukühlen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 585 973;
britische Patentschriften Nr. 136 651, 129 584.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 630/21 9.