DE1300515C2

DE1300515C2 - Verfahren zum agglomerieren von pulverfoermigen produkten

Info

Publication number: DE1300515C2
Application number: DE1966S0107174
Authority: DE
Inventors: Theodore La Tour-de-Peilz Hodel (Schweiz)
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1965-12-07
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1975-01-23
Also published as: GB1096559A; US3549336A; CH448031A; BE690370A; JPS4936868B1; NL6616370A; AT283879B; FR1504175A; NO120225B; ES334201A1; DE1300515B; ES334200A1

Description

30

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aggloniederen von pulverförmigen Produkten, insbesondere von Nahrungsmitteln und Diätprodukten, um deren Mischbarkeit zu verbessern, durch Benetzen mit einer Flüssigkeit und anschließendes Trocknen.

Es gibt bereits mehrere Verfahren zur Verbesserung der Mischbarkeit von pulverförmigen Produkten. Eine gute Mischbarkeit ist besonders fü; N. hrungsmittel oder Diätprodukte erforderlich. Um deren Mischbarkeit zu verbessern, ist es wichtig, die Abmessungen der Teilchen zu vergrößern und den Teilchen eine poröse Struktur zu verleihen.

Eines der am häufigsten angewendeten Verfahren zur Verbesserung der Mischbarkeit besteht darin, daß man die Produktteilchen agglomeriert. Hierfür ist es bekannt, die Teilchen des pulverförmigen Trockenproduktes z. B. in einem Wasserdampfstrom zu fördern, so daß sie nach dem Befeuchten die Neigung haben, aneinanderzuheften und Agglomerate zu bilden. Ferner ist es möglich, beim Herstellen von pulverförmigen Erzeugnissen durch Trocknen einer sie enthaltenden Flüssigkeit in einem Trockenturm die Trocknung nicht vollständig durchzuführen, so daß die aus dem Trockenturm austretenden Teilchen noch genügend heiß und feucht sind, um agglomerieren zu können.

Diesen Verfahren ist gemeinsam, daß die Produkte infolge der aufgenommenen Wärme beim Agglomerieren in einen Zustand kommen, bei dem ein geringer Feuchtigkeitsüberschuß penügt, um sie verhältnismäßig klebrig zu machen. Das erhaltene Produkt ist instabil und hat die Neigung, an den Wänden der Vorrichtungen haftenzubleiben, was zu schwerwiegenden Nachteilen führen kann. Ferner erfolgt beispielsweise bei Pulvermilch durch die Erwärmung eine Kristallisation der Laktose. Diese Kristallisation vermindert aber die Löslichkeit des Pulvers, wodurch die mit der Agglomerierung erstrebte verbesserte Mischbarkeit beeinträchtigt wird.

Ferner ist z. B. aus der belgischen Patentschrift 667 146 und aus anderen darauf aufbauenden Literaturstellen ein Verfahren bekannt, bei dem das zu agglomerierende Produkt mit einem Sprühnebel einer riüssigkeit, deren Temperatur nicht angegeben ist,

sich die 1 eiicncii u" «·« ·*£*>· _ , ,.

ehr lange im feuchtigkeitsgesättigten Behandlungsraum sef daß sie auch im Inneren mit Feuchtigkeit Sgt sind. Das Verfahren hat also den Nachteil, daß bei der anschließenden Trocknung eine größere Menge Feuchtigkeit aus dem Inneren entfernt werden muß und bei Laktose enthaltenden Produkten e.ne Kristallisation der Laktose aufuitt.

Die Erfindung vermeidet d.ese Nachteile o.c geht davon aus, die pulverförmigen Produkte gleichfalls durch Zusetzen mit einer Flüssigkeit und anschließendes Trocknen zu agglomerieren, und ,st dadurch Sennzeichnet, daß das Produkt in einem Raum m.t einer sonst feuchtigkeitsfrei gehaltenen Atmosphäre oberflächlich benetzt wird, indem es einen oder mehrerepaiallcl zueinander lipide fächerförmige, Sache annähernd horizontale oder leicht nach oben geneigte Flüssigkeitsstrahler,, der bzw. die e.ne Anfangsgeschwindigkeit von mindestens 8 m/sec und eine Temperatur von 5 bis 15° C besitzt(en), fallengelassen End durch denselben bzw. dieselben mitgerissen wird, wobei die Menge der Befeuchtungsflüssigkeit so geregelt wird, daß die gesam e FlussigkSnenge durch die pulverförmigen Teilchen aufgenommen wird.

Bei di-sem Verfahren wird die Befeuchtung kalt durchgeführt, wodurch die Nachteile der bekannten Verfahren weitgehend beseitigt werden Dabei benutzt das Verfahren nach der Erfindung zum Agglomerieren die infolge der Oberflächenspannung eines sehr dünnen Flüssigkeitsfilms nach der Befeuchtung auftretenden Haftkräfte sowie die Kapillarkrafte nach der Trocknung. . .

Als Flüssigkeit kann Waser oder eine wäßrige Losung oder Dispersion des pulverförmigen Produktes eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise wird die Flüssigkeit mit einer solchen Menge pulverförm.gen Produktes in Berührung gebracht, daß die gesamte Flüssigkeit absorbiert wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht in bekannter Weise aus einem vorzugsweise vertikal angeordneten, im oberen Teil zylindrisch und im unteren Teil konisch verengt ausgebildeten Behälter, über welchem sich eine Zugabeeinrichtung für das pulverförmige Produkt befindet und der oben mit einem Absauggeblase und unten mit einem Trockner verbunden ist; an der zylindrischen Behälterwand ist mindestens eine Düse zum Einspritzen der Flüssigkeit in einem fächerförmigen, flachen horizontalen Strahl angeordnet.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausbildung einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung und vergleichende Erzeugnisbilder, und zwar zeigt

Fi g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens,

F i g. 2 in der Vergrößerung die nach einem bekannten Agglomerierungsverfahren erhaltenen Agglomerate und

13 OO

Fig.3 im gleichen Maßstab die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Agglomerate.

In der in Fi g. 1 dargestellten Vorrichtung befindet sich das pulverförmige Produkt in einer Vibrations-Zugabevorrichtung 4 an sich bekannter Bauart. Die Vorrichtung enthält an ihrem Austritt ein Grobsieb S, mit dessen Hilfe das Produkt regelmäßig über den ganzen Querschnitt des Austritts verteilt wird.

Die Vorrichtung enthält weiterhin einen Trichter 6, tigungspunkt sehr niedrig ibt und da das Gebläse JS die gesamte Feuchtigkeit, die sich im Trichter 6 bilden kann, entfernt, befinden sich dit Teilchen, anders als bei den bekannten Verfahren, nicht in einer feuchten Atmosphäre.

Die befeuchteten Agglomerate !!allen durch die Austrittsöffnung 7 des Trichters in die Trockenvorrichtung 8, in der sie in an sich bekannter Weife auf dem Sieb 9 durch einen warmen Luftstrom, der durch

durch den ausgeübten

in den der Austritt der Zugabevorrichtung 4 und eine _la den Erhitzer 13 geliefert wird, im Schwebezustand geDüse 3 münden. Diese Düse ist über eine Leitung " " ^J

nut einer Pumpe 2 verbunden, die selbst wieder mit einem Vorratsbehälter 1 für Befeuchtungsflüssigkeit verbunden ist. Die Temperatur der Behandkingsflüssigkeit liegt zwischen 5 und 15° C. Der Druck der Pumpe ist so groß, daß die Anfangsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls aus der Düse mindestens gm/sec beträgt. Die Form dieser Düse ist vorzugsweise so gewählt, daß ein flacher Strahl erhalten wird, pieses Ergebnis wird mit Hilfe einer bekannten Düse ao erhalten, deren kreisförmige öffnung mit kleinern Querschnitt in einen Spalt mündet, der etwa die »leiche Größe wie der Durchmesser der öffnung hat. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist der Strahl in einer horizontalen Ebene aus- Gerichtet. Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens kann der Strahl leicht nach oben gerichtet

(ein.
Die

Austrittsöffnung 7 des Trichters mündet in haken werden, worauf sie durch die Schwingungserzeuger 12 auf das Sieb Stöße zum Austritt 15 bewegt werden.

Die mit Feuchtigkeit beladene, von den Agglomeraten befreite Luft wird durch das Gebläse 16 angesaugt und auf ihrem Weg mit Hilfe des Abscheiders 17 von den feinen, im Luftstrom mitgeführten Produktteälchen befreit. Diese Teilchen können wieder in die Zugabevornchtung 4 geleitet und dort wieder verwendet werden.

Die Erfahrung hat gezeig!., daß die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Agglomerate größer und besser mischbar sind als die räch den bekannten Verfahren erhaltenen.

F i g. 2 zeigt in der Vergrößerung die Agglomerate von Teilchen eines Mischpulvers, die nach einem bekannten Agglomerationsverfahren mit Wasserdampf erhalten wurden. Zum Vergleich sind die Agglomerate des gleichen Pulvers, die mit Hilfe des Verfahrens

eine Vorrichtung 8 an sich bekannter Bauweise zum 30 gemäß der Erfindung erhalten wurden, in der gleichen

kontinuierlichen Trocknen in einer Wirbelschicht, piese Trockenvorrichtung enthält im wesentlichen ein Gehäuse mit einem Sieb 9, das durch die Federn 10 und 11 gehalten wird, einen Schwingungserzeuger 12, beispielsweise einen Motor, dessen Welle eine exzentrische Masse trägt, die das Gehäuse hin- und herbewegt, einen Erhitzer 13, der die von unten nach oben durch das Sieb strömende Luft erwärmt, einen Sammler 14 zum Abzug der feuchten Luft und ein

35 Vergrößerung in Fig. 3 dargestellt; sie sind eindeutig größer und zeigen auch eine stark verzweigte Struktur, die eine gute Mischbarkeit begünstigt.

Schließlich haben Versuche gezeigt, daß die erfindungsgemäß erhaltenen Agglomerate mechanisch widerstandsfähiger sind als die nach den bekannten Verfahren erhaltenen Produkte. Diese bessere Widerstandsfähigkeit ist von Vorteil, da dü5 Agglomerat beim Transport und bei der Bearbeitung sowie beim

Ansauggebläse 16. Ein Abscheider 17 ist zwischen 40 Trocknen nicht so leicht zerkleinert wird.

den Sammler 14 und das Gebläse 16 geschaltet. Das Die Flachstrahldüse kann durch eine Reihe von

Gebläse 16 ist auch mit dem Trichter 6 verbunden. Düsen ersetzt werden, die auf einer Rampe angeordnet

Die Arbeitsweise ist wie folgt: sind. Diese Düsen erzeugen mehrere Sprühstrahlen.

Das pulverförmige Produkt fällt gleichmäßig durch die praktisch parallel zueinander liegen, das Sieb 5 in den Trichter 6. Durch die Pumpe 2 wird 45 Die Flüssigkeit kann Wasser sein. Sie kann mindedie im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit angesaugt . _ . .... ,. . _u ... j__

und zu der Düse 3 gefördert. Die Flüssigkeit tritt hier in einer praktisch horizontalen Ebene aus und bildet einen horizontalen oder leicht nach oben geneigten

flachen Strahl mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 50 wäßrigen Dispersion dieses Produkts bestehen, mindestens 8 m/sec und einer Temperatur von 5 bis Die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfin

dung bietet besondere Vorteile bei der Herstellung von Nahrungsmitteln und Diätprodukten, Beispiels-

Mens teilweise Substanzen enthalten, die sich in das pulverförmige Produkt einbauen, beispielsweise Milch, wenn man die Teilchen eines Milchpulvers agglomerieren will. Sie kann auch aus einer Lösung oder einer

15° C, der an der AustrittsöfTnung die Form eines Fächers und dann eine konstante Breite hat. Auf Grund seiner verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit bildet der Strahl gewissermaßen einen Schleier, der auf seiner Oberfläche die Produktteilchen mitführt, die durch die Zugabevorrichtung im Strahl verteilt wurden. In einer sehr kurzen Zeit, d. h. in einem Bruchteil einer Sekunde bis höchstens einigen Sekunden, werden die Teilchen nur oberflächlich befeuchtet und ballen sich zusammen, wobei Agglomerate gebildet werden, d'e in den unteren Teil des Trichters 6 fallen.
Man muß die zugeführte Menge an Befeuchtungs-

flüsigkeit in Abhängigkeit von der zugeführten Menge 65

an pulverförmigem Produkt so regeln, daß die gesamte 6 kg/Std. bei einem Druck von 20 kg/cm* in die Düse Flüssigkeit durch die Teilchen aufgenommen wird. gepumpt und aus dieser gespritzt. Die Düse besitzt

weise Milchpulver, Schokoladeng<Jtränke, Bouillons usw., infolge der niedrigen Temperatur, die bei der Agglomerating herrscht. Ebenso kann das Verfahren auch zur Agglomerierung von anderen pulverförmigen Produktteilchen angewendet werden, beispielsweise von pharmazeutischen Produkten.

Beispiel

Man füllv den Vorratsbehälter mit einer Dispersion von lO°/o Magermilchpulver in erhitztem und auf 6° C abgekühltem Wasser. Die Flüssigkeit wird mit Hilfe einer Schneckenpumpe mit einer Leistung von

Flüssigkeit

Da weiterhin die Temperatur der Flüssigkeit am Säteine öffnung mit einem Durchmesser von 0,23 mm,

13 OO 515

die in einen Spalt mündet, der etwa die gleiche Breite wie der Durchmesser der öffnung hat. Die Düse erzeugt einen flachen Strahl mit einer Anfangsgeschwindigkeit von etwa 10 m/sec. Dieser Strahl hat Fächer-(orm mit einem Öffnungswinkel von 40° am Austritt, dann in einem Abstand von etwa 35 cm von der Düse eine normale Breite von etwa 25 cm bis zu einem Abstand von etwa 1,20 m. In diesem Strahl werden etwa 6 cm vom Austritt Magermilchpulverteilchen verteilt, die durch die Zugabevorrichtung in einer Menge von etwa 45 bis 65 kg/Std. ausgetragen werden. Die agglomerierten Produkte fallen nach unten in den Trichter; sie enthalten 10 bis 15°/o Wasser. Nach dem Trocknen in einem Luftstrom mit einer Temperatur von 90° C erniedrigt sich der Feuchtigkeitsgehalt des agglomerierten Pulvers auf 3°/o, und sein spezifisches Gewicht beträgt ungefähr 0,3 g/cm^s.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

13 OO

Patentanspruch:

Verfahren zum Agglomerieren von pulverförmigen Produkten, insbesondere von Nahrungsmitteln und Diätprodukten, durch Benetzen mit einer Flüssigkeit und anschließendes Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt in einem Raum mit einer sonst feuchtigkeitsfrei gehaltenen Atmosphäre oberflächlich benetzt wird, indem es in einen oder mehreren, parallel zueinander liegenden fächerförmige, flache, horizontale oder leicht nach oben geneigte Flüssigkeitssirahlen, der bzw. die eine Anfangsgeschwindigkeit von mindestens 8 m/sec und eine Temperatur von 5 bis 15° C besitzt(en), fallengelassen und durch denselben bzw. dieselben mitgerissen wird, wobei die Menge der Befeuchtungsflüssigkeit so geregelt wird, daß die gesamte Flüssigkeitsmenge durch die pulverförmigen Teilchen aufgenommen wird.

wird. Der Sprühnebel tritt kegelförmig aus

ÄShl von ^«rf^iÄÄ aus so daß die Flüssigkeitsteilchen beim Eintritt in den Behandlungsraum stark abgebremst werden. Ferner kommen die Teilchen des zu agglomerierenden ProdukTeThäuptsächlich in der Mitte des zylindrischen Behandlungsraumes mit dem Fluss gkeiunebel m Be-

rührunR so daß die Auftreffgeschwindigkeit der Flusrunrung, su u _{Weise befinJen}