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Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Konsistenz von nach dem
Konzentrations-Verfahren hergestellter Butter Die Butterherstellung nach dem Konzentrations-Verfahren
unterscheidet sich von dem allgemein bekannten Schlag-Verfahren in Butterfässern
oder dem kontinuierlichen Schlag-Verfahren dadurch, daß der Ausgangsrahm mit einem
Fettgehalt von etwa 30% mit Hilfe eines Konzentrators im Fliehkraftfeld auf den
gesetzlich vorgeschriebenen Fettgehalt der Butter gebracht und anschließend einem
Kühl- und Rührprozeß unterworfen, durch den der Fettrahm in seinem Zustand Fett-in-Wasser
in Butter, d. h. in den Zustand Wasser-in-Fett, umgewandelt wird. Die durch Phasenumkehr
nach diesem Verfahren hergestellte Butter zeichnet sich durch eine besonders lange
Haltbarkeit aus, weil sie nahezu luftfrei und das in der Butter eingeschlossene
Wasser außerordentlich fein verteilt ist (Tröpfchengröße etwa 3 bis 7 R). Diesen
Vorteilen stehen erhebliche Nachteile gegenüber, nämlich die jahreszeitlich und
gebietsweise auftretenden Konsistenzunterschiede der Butter. Sie sind darauf zurückzuführen,
daß der Ausgangsrahm aus einer Reihe von Fetten mit sehr unterschiedlichen Erstarrungstemperaturen
besteht, die in erster Linie auf das den Milchkühen verabreichte Futter zurückzuführen
sind. So ergibt beispielsweise die Kleefütterung im Sommer ein Milchfett mit einem
hohen Gehalt an Oleinen. Die daraus hergestellte Butter ist von weicher Beschaffenheit
und neigt leicht zu dem befürchteten Ausölen der Butter. Durch das Verabreichen
von Rüben oder Rübenblättern im Winter entsteht erfahrungsgemäß ein Milchfett, das
noch harte Fette enthält. Die aus diesem Milchfett (Rahm) hergestellte Butter wird
von harter Beschaffenheit sein, d. h., ihre Schnittfestigkeit und Streichfähigkeit
wird sich denen von Plattenfetten nähern. Vom Verbraucher wird aber ohne Rücksicht
auf die Fettzusammensetzung stets eine Butter von plastischer, gut streichfähiger
Eigenschaft gefordert; das bedeutet für den Hersteller, im Winter aus hartem Fett
eine weichere Butter und im Sommer aus weichem Fett eine feste Butter herzustellen.
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Die bisher bekanntgewordene Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
besteht aus einem dreizelligen, geschlossenen Durchflußkühler, der mit umlaufenden
Rührtrommeln, die schraubenförmig angeordnete, unterbrochene Arbeitsleisten besitzen,
ausgerüstet ist. Die von außen gekühlten zylindrischen Zellen werden nacheinander
von Fettrahm durchflossen. Durch das Abkühlen des Fettrahms bei gleichzeitigem Durchmischen
erfolgt das Umwandeln in Butter, welche die dritte Kühlzelle im unterkühlten Zustand
und in sämiger Beschaffenheit verläßt und einer hierfür geeigneten Packmaschine
direkt zugeleitet wird. Die tiefste Temperatur, die mit solchen Durchflußkühlem
erzielt werden kann, liegt bei etwa 10° C. Bei noch tieferen Temperaturen ist mit
dem Anbauen von Butter auf den Rührtrommeln zu rechnen, die zu Querschnittsverengungen
und Verstopfungen führen, weil diese Kühler nicht selbstfördernd sind.
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Mit den genannten Durchflüßkühlem kann nur eine Butter ohne, zumindest
aber mit nur geringer Konsistenzbeeinflussung. erzeugt werden. Zum Verbessern der
Konsistenz ist es bereits bekannt, bei Anwesenheit von hartem Butterfett die Butter,
die im unterkühlten, fließfähigen Zustand anfällt, zunächst erstarren zu lassen
und vor dem Verpacken nach etwa 5 bis 24 Stunden einem Knetprozeß zu unterwerfen.
Durch diesen Knetprozeß kann infolge Brechens des Gefüges je nach dem Grad des Knetens
jede beliebige Konsistenz der Butter erzielt werden.
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Ferner ist es nicht mehr neu, die fließfähige Butter auf einem Transportband
erstarren zu lassen und einer entsprechend langen Verweilzeit auszusetzen, indem
die Geschwindigkeit des Transportbandes veränderlich gewählt werden könnte. Diese
Verfahren sind aber mit erheblichen Nachteilen behaftet. Sie bestehen darin, daß
die kontinuierliche Butterherstellung aufgegeben werden muß, daß die Butter mit
Luft in Berührung kommt, die zum Teil in die Butter wandert, und daß sich Luftfeuchtigkeit
auf der Butter niederschlägt, so daß die Haltbarkeit derselben in bakteriologischer
Hinsicht beeinträchtigt wird.
Zum Beseitigen dieser Nachteile besteht
die Aufgabenstellung darin, ein Verfahren zu ermitteln, den auf den Fettgehalt der
Butter konzentrierten Rahm kontinuierlich im geschlossenen System in Butter zu verwandeln
(Phasenumkehr) und die Kristallisation der Fette dabei so zu lenken, daß eine Butter
mit bestimmter, gewünschter Konsistenz entsteht.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, wonach
es möglich ist, das Umwandeln des Rahms in Butter, das Beeinflussen der Konsistenz
und das Abpacken im geschlossenen System kontinuierlich durchzuführen.
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Aus einem Milchfett mit vornehmlich harten Fetten, d. h. Fetten mit
hohem Schmelzpunkt, kann eine Butter mit weicher Konsistenz erfindungsgemäß erzeugt
werden. Bei Kühlung des Fettrahms unter gleichzeitiger kräftiger Bewegung (Schlagwirkung,
jedoch nicht Mischen) ist die Phasenumkehr bei relativ hohen Temperaturen 13 bis
15° C vollständig durchzuführen. In diesem Zustand ist die Butter noch fließfähig
und würde nach Ablauf von mehreren Stunden hart erstarren. Wird jedoch die gewonnene
Butter sofort auf 2 bis 7'C abgekühlt, so erstarrt sie anschließend in 2 bis 5 Minuten
so fest wie vorher in mehreren Stunden. Die harte Butter kann nach der kurzen Verweilzeit
in einer geschlossenen Knetvorrichtung gebrochen werden, so daß sie eine weiche,
geschmeidige, sofort mit normalen Maschinen packfähige Konsistenz bekommt. Die so
erzeugte Butter behält eine weiche Konsistenz.
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Aus einem Milchfett mit vornehmlich weichen Fetten, d. h. Fetten mit
niedrigem Schmelzpunkt, kann eine Butter mit fester Konsistenz nach der Erfindung
erzeugt werden. Der Fettrahm wird nämlich bis auf eine Temperatur wenig oberhalb
des Beginns der Phasenumkehr vorgekühlt, etwa auf 18 bis 22° C. Anschließend wird
der Fettrahm schockartig unter Ausschluß einer Schlagwirkung auf etwa 5 bis 8° C
gekühlt, in welchem Temperaturbereich die Phasenumkehr ohne Unterstützung durch
Bearbeiten vollständig stattfindet. Die so erzeugte Butter nimmt gegenüber einer
in einem höheren Temperaturbereich unter Bewegung erzeugter Butter eine größere
Härte an. Die Butter wird nach einer kürzeren Verweilzeit von etwa 1 bis 2 Minuten
leicht geknetet. Sie ist genügend fest, um mit normalen Maschinen unmittelbar abgepackt
werden zu können. Die Butter härtet erst im abgepackten Stück aus. Sie ist fest,
jedoch durch die leichte Bearbeitung geschmeidig. Das Verfahren gemäß der Erfindung
wird beispielsweise nach der Abbildung, die als Fließschema zu werten ist, wie folgt
durchgeführt: In einem Stapel- oder Ausgleichsbehälter 1 befindet sich Rahm mit
einem Fettgehalt von etwa 20 bis 40% und einer Temperatur von etwa 50 bis 60° C.
Durch die Rohrleitung 2 wird der Rahm dem selbstfördernden Konzentrator 3 zugeleitet
und im Fliehkraftfeld so viel nahezu fettfreie Milch entzogen, daß ein Fettrahm
mit dem Fettgehalt der Butter anfällt. Die Magermilch wird durch die Rohrleitung
4 abgeführt. Der Fettrahm verläßt den Konzentrator 3 durch die Rohrleitung 5 und
gelangt in den Durchflußkühler 6. Dieser besteht aus einer von außen gekühlten zylindrischen
Zelle, in der eine Rührtrommel umläuft, die mit einem ununterbrochenen Schraubengang
und zusätzlichen Schlagleisten versehen ist. Fettrahm von vornehmlich hartem Fett
wird unter Schlagwirkung auf 13 bis 15° C gekühlt. Der ununterbrochene Schraubengang
verhindert eine Mischung von bereits gebildeter Butter mit Fettrahm, was zu unvollkommener
Phasenumkehr führen könnte. Fettrahm von vornehmlich weichem Fett wird nur auf 18
bis 22° C abgekühlt, damit keine Phasenumkehr eingeleitet wird, diese aber in der
nachfolgenden Tiefkühlzelle 8 sofort schockartig beginnt. Zum Entlasten des Durchflußkühlers
6 kann man einen Vorkühler 7 der Platten- oder Röhrenbauart vorschalten, der die
Temperatur des Fettrahms nur bis oberhalb der Phasenumkehrgrenze senkt.
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Der Tiefkühler 8 besteht, wie der Durchflußkühler 6, aus einer von
außen gekühlten zylindrischen Zelle und einer zentrisch umlaufenden Verdrängertrommel.
Diese Trommel besitzt einen an der Zylinderwand der Kühlzelle fest anliegenden,
ununterbrochenen Schraubengang und fördert das Kühlgut zwangläufig. Die Trommel
dreht nur so schnell, daß das Kühlgut ausgeschoben, aber nicht bearbeitet wird.
Bei hartem Fett wird die im Durchflußkühler 6 bereits gebildete Butter zum Beschleunigen
des Aushärtens auf 2 bis 7° C gekühlt.
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Bei weichem Fett erfolgt die Phasenumkehr schockartig ohne Bewegung
in der Tiefkühlzelle unter Kühlung auf 5 bis 8° C. Dabei setzt das Aushärten nur
zögernd ein, andererseits liegt das Temperaturgebiet so tief, daß sich Verbindungen
zwischen weichem und hartem Fett bilden, womit ein Teil der niedrigschmelzenden
Fettanteile beseitigt und die Butter härer wird.
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Im Anschluß an den Tiefkühler 8 gelangt die Butter in ein Verweilrohr
9. Die Verweilzeit läßt sich regeln durch Einsetzen von Rohren mit verschiedenem
Rauminhalt. Butter mit vornehmlich hartem Fett soll in dem Verweilrohr möglichst
vollständig aushärten (Verweilzeit 2 bis 5 Minuten). Butter mit vornehmlich weichem
Fett soll nur so weit aushärten, daß eine leichte Bearbeitung stattfinden kann und
die Butter mit normalen Maschinen packfähig ist (Verweilzeit etwa 1 bis 2 Minuten).
Das Maximum des Aushärtens soll im abgepackten Stück erfolgen.
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An das Verweilrohr 9 schließt sich die geschlossene Knetvorrichtung
an. Diese besteht aus einer bewegten Knetvorrichtung 10, welche die Butter vorbricht
und in einen statischen Kneter 11 fördert, in dem die Butter homogenisiert wird.
Unter einem statischen Kneter versteht man Maschensiebe oder Behälter mit Kugelfüllung.
Butter mit vornehmlich hartem Fett wird sehr intensiv geknetet, Butter mit vornehmlich
weichem Fett dagegen nur leicht bearbeitet. Zum Verringern der Knetintensität werden
Siebe oder Kugeln aus dem statischen Kneter herausgenommen. Vom statischen Kneter
gelangt die Butter, immer noch im geschlossenen System, unter dem Druck der bewegten
Knetvorrichtung 10 in einer Rohrleitung 12 auf die Packmaschine 13. Das Abpacken
erfolgt geschlossen, d. h., die Butter wird direkt in den Dosierkopf der Packmaschine
gedrückt.