DE1922039C - Gashaltige Speisefette bzw Speise fettemulsionen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gashaltige Speisefette bzw. Speisefettemulsionen, insbesondere Margarine, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Speisefette bzw. Speisefettemulsionen, die sich von bekannten Speisefetten im wesentlichen durch ihr Aussehen, ihre Streitbarkeit und ihre Konsistenz vorteilhaft unterscheiden.

Aus der deutschen Patentschrift 1 125 750 ist ein Verfahren zur Herstellung von belüfteten Speisefetten bekannt, bei dem das gekühlte belüftete Fett, während es sich unter hohem Druck befindet, einer plötzlichen und beträchtlichen Druckentlastung unterworfen wird, bevor die Kristallisation im wesentlichen beendet ist. Danach wird das gekühlte, belüftete Fett einer Kristallisationsbehandlung bei niedrigem Druck unterworfen. Das Endprodukt hat einen Gehalt an eingeschlossener Luft im Bereich von 8 bis 11 % Vol./Vol.

Bei dem aus der deutschen Auslegeschrift 1129 814 bekannten Verfahren zur Herstellung von gashaltigen Fettprodukten mit einem Gasgehalt von mehr als Volumprozent wird das unterkühlte, gashaltige, noch im flüssigen Zustand befindliche Fett bis auf eine unterhalb seiner Verfestigungsteinperatur liegende Temperatur gekühlt, wobei es gleichzeitig heftig in Bewegung versetzt und durch Verformungskanäle gepreßt wird. Für den Gascinschluß können verschiedene inerte Gase, z. B. Stickstoff, verwendet werden.

Λ ng? hen über die Größenverteilung der Gas Waschen sind diesen Veröffentlichungen nicht zu ent· nehmen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von gashaltigen Speisefetten bzw. .Speisefettemulsionen, die gegenüber bekannten Speisefetten ein verbessertes Aussehen, verbesserte Streichfähigkeit und verbesserte

ίο Konsistenz aufweisen.

Die gashaltigen Speisefette bzw. Speisefettemulsionen gemäß der Erfindung mit einem Gehalt von ii bis 30 cm³ an in Bläschenform gleichmäßig verteiltem Gas je 100 g Fett bzw. Feitemulsion sind dadurch gekennzeichnet, daß das in den Speisefetten bzw. in den Speisefe'temulsionen vorhandene Gas in Form von Bläschen sehr verschiedener Durchmesser vorliegt, wobei nicht mehr als 5% des Gases Bläschengrößen mit Durchmessern unter 100 μ und mindestens 60% des Gases Bläschengrößen mit Durchmessern von 0,6 bis 1,5 mm haben, wobei die Hauptmenge des Gases im wesentlichen in Form von Bläschen mit einem Durchmesser bis zu etwa 1,5 mm vorliegt.

Diese Speisefette und Speisefettemulsionen vom Typ

Wasser-in-Öl oder Öl-in-Wasser haben gegenüber den bekannten konsi.Ienten Fetten eine offene Struktur und verfügen über Streicheigenschaften, die insbesondere bei tiefen Temperaturen denen der bekannten Speisefette überleger sind, ohne gleichzeitig bei höhe ren Temperaturen ihr Standvermögen zu verlieren. Sie zeigen weiterhin eine äußerst geringe Neigung zum Ausclen.

Die vorteilhaften Eigenschaften werden dadurch erzielt, daß dem Speisefett Gas, wie z. B. Luft, oder vor-

zugsweise inertes Gas, wie Stickstoff, in einem bestimmten Mengenverhältnis und einer bestimmten Verteilung einverleibt wird. Es wurde gefunden, daß die Struktur der im Speisefett im obengenannten Sinne günstig beeinflußt wird, wenn ihr Gas nicht wie nach bekannten Verfahren so zugefügt wird, daß dieses möglichst gleichförmig in möglichst kleinen Bläschen von gleichmäßiger Größe im Fett verteilt wird, sondern so, daß in dem Fett Gasbläschen von sehr verschiedener Größe und relativ wenig kleine Gas bläscnen vorliegen, so daß die überwiegende Gasmenge in Form relativ großer Bläschen verschiedener Durchmesser vorliegt.

Das Cs wird in Mengen von etwa 8 bis 30, vorzugsweise 10 bis 15 cm* pro 100 g dem Fett bzw. der Fett- emulsion einverleibt, und zwar in Form von Bläschen, die in sehr verschiedener Größe vorliegen. Dabei ist der Bläschengröße weder nach oben noch nach unten eine theoretische Grenze gesetzt. Aus praKtischen Gründen begnügt man sich zweckmäßigerweise damit, die Bläschengröße nach oben mit etwa 1 bis 1,5 mm Durchmesser zu begrenzen, während es für die untere Grenze genügt, wenn nicht mehr als 5°/₀ des dem Fett bzw, der Fettemulsion einverleibten Gases in Bläschengrößen mit Durchmessern unter 100 μ vorliegen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens 60°/₀ des einverleibten Gases in Bläschen mit Durchmessern von 0,6 bis 1,5 mm vorliegen.

Das Verfahren zur Herstellung von gashaltigen Speisefetten bzw. Speisefettemulsionen gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen Gasstrom in einen auf eine Temperatur unterhalb 2O⁰C, vorzugsweise auf 10 bis 15⁰C gehaltenen Fettbzw. Fettemulsionsstrom einleitet und das Gas mit

dem Fett bzw. der Fettemulsion in einem Schluß- genommen. Zweckmäßig wird in die Gassir.igeleitung

mischer vermischt, dessen Rotordrehzahl bei einem zur Kontrolle des Gasstromes ein DurchfluBmesser

Inhalt des Mischers von 76 1 und einem Durchmesser eingebaut.

von 286 mm auf 60 bis 180 U min eingestellt und bei Es ist aber auch möglich. Gas über eine Düse mit

Veränderung des Mischerdurchmessers etwa umge- 5 sehr kleiner Bohrung u,id mit einem Druck zuzuführen,

kehrt proportional dem Mischerdurchmesser gehalten der um mindestens ^ι)()⁰',, höher liegt als der Druck,

wird. unter dem der Fett- bzw. Fettemulsionsstrom an dfr

Vorzugsweise wird das Gas dem vorkristallisierten Gaseinführungsstelle steht. Bei diesem Druekverliält-

Fett bzw. Fettemulsionsstrom möglichst knapp vor nis herrschen an der Düse überkritische Verhältnisse,

der letzten Suife zugeführt, in der das Fett oder die io und die zugeführte Gasmenge wird dann nur durch

Fetiemulsion vor seiner Abfüllung mechanisch bear- Gasdruck und Düsenquerschnitt bestimmt. Druck-

heitet wird. Schwankungen in der fett- bzw. fettemulsionsführenden

Insbesondere wird es vorgezogen, das Gas dem Fett Leitung bleiben unter überkritischen Bedingungen

bzw. Fettemulsionsstrom in dem Schlußmischer zuzu- ohne Einfluß auf den Gasdurchlluß durch die Düse,

.setzen. 15 Aus diesem Grunde hat diese Methode den Vorteil

Da es praktisch nicht möglich ist, die Bläschen- einer höheren Genauigkeit in der Gasdosierung, da

durchmesser direkt, z. B. durch Ausmessung eines unter anderem durch den höheren Druck in der fett-

Schnities zu messen, beziehen sich alle Zahlenangaben bzw. fettemulsionsführenden Leitung das Einsaugen

über Bläschej-idurchmesser auf die errechneten äqui- von Fehlluft vermieden wird.

valeiiten Kugeldurchmesser, die an einer Fettprobe 10 Gemäß der Erfindung wird der in den F i g. 2 gemessen wurden, weiche zwischen zwei planparallelen und 3 bzw. 3a schematisch dargestellte, in seinen Glasplatten mikrographisch (1:10) ausg-messen wor- Grundzügen an sich bekannte Verfahrensgang verden sind (vgl. Fig. 1). In Fig. 1 bedeuten A die wendet. Bei diesem Verfahrensgang durchläuft eine beiden Glasplatten, zwischen denen die Probe einge- W/O-Emulsion der Reihe nach einen Kratzkühler, legt ist und B die Abstandshalteplatten, mit welchen 25 einen sogenannten Kristallisator, zwei weitere Kratzdie Dicke der Probe eingestellt wird. Die ganz großen kühler und einen Schlußmischer. Dieser besteht aus Gasblasen, die nach diesem Verfahren nicht voll- einem geschlossenen Zylinder mit einem verhältnisständig erfaßt werden können, werden rechnerisch als mäßig langsam laufenden Rotor, der kreuzförmig mit Differenz zwischen der gesamten, in einer größeren nahe an die Behälterwand reichenden Schlagstiften Probe vorliegenden Gasmenge und dem äquivalenten 30 besetzt ist, die in die Zwischenräume der am Zylinder-Teil der ausgezählten Gasbläschen berücksichtigt. Die mantel befestigten Feststifte eingreifen. Deformation der größeren Blasen ist dabei zu korrigie- Die erfindungsgemäß bevorzugte Einführungsstelle ren gemäß für das Gas befindet sich zwischen dem letzten Kratz-3 ' kühler (Α-unit) und dem Schlußmischer. Beim Ein- D = 1/ 1,5 h (Dp—h)² r 0,75 π li² (Dp—¹/.. /;) 35 saugen des Gases durch einen mittels einer Verdrängerpumpe erzeugten Unterdruck liegt die Injektionsstelle

In dieser Formel bedeutet: unmittelbar vor der Verdrängerpumpe (Fig. 2).

_ , . . „, , Wird dagegen das Gas unter Überdruck eingepreßt,

D = korrigierter Bläschendurchmesser (mm), _dann ^ _{es möglichi die} Zuführungsstelle für das Gas, Dp = Bläschendurchmesser in der Fotografie (cm ₄₀ die sich gemäß F i g. 3 (Dosierdüse 9) zwischen dem

wegen der Vergrößerung 1:10), letzten Kratzkühler (Α-unit) und dem Schlußmischer

h ~ Abstand der beiden parallelen Glasplatten. befindet, in den Anfangsieil des Sehlußmisehers zu

verlegen, wie in Fig. 3a schematisch dargestellt.

Die angestrebte Verteilung des Gases in Bläschen Die Art der Verteilung und die Größe der Gasblasen sehr verschiedener Größe wird erfindungsgemäß da- 45 im Fertigprodukt hängt wesentlich von der Intensität durch erreicht, daß das Gas dem Fett- bzw. Fett- ab, mit der der Schlußmischer das Gas verteilt. Für emulsionsstrom an einer möglichst späten Stelle seines jeden Mischer gibt es eine optimale Rührgeschwindig-Bearbeitungsganges, d. h. möglichst knapp vor seiner keit, bei der einerseits die Gasbläschen fein und gleichletzten mechanischen Bearbeitung, zugeführt wird, mäßig genug verteilt werden, die Unterschiede in der wobei selbstverständlich die mit dem Pack- oder 50 Bläschengröße sich aber trotzdem noch über ein ge-Abfüllvorgang verbundene unvermeidliche mecha- nügend breites Spektrum erstrecken, nische Beanspruchung nicht als letzte Bearbeitungs- Brfindungsgemäß muß die Rührgeschwindigkeit stufe zu gelten hat. So ist es z. B. bei der Anwendung hoch genug sein, um eine gute und gleichmäßige des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Margarine- Durchmischuiig zu erzielen, darf absr keinesfalls so herstellung zweckmäßig, das Gas dem gekühlten vor- 55 hoch sein, daß die Kristallstruktur des Fettes bzw. der kristallisierten Fettemulsionsstrom unmittelbar vor Fettemulsion ungünstig beeinflußt wird, dem Schlußmischer zuzusetzen. Bei Verweⁿdung des erfindungsgemäß bevorzugten,

Die Dosierung des Gases in den Fettstrom, 1. B. eingangs beschriebenen, mit einem mit Schlagsliften

den gekühlten vorkristallisierten Emulsionsstrom, besetzten Rotor versehenen Sehlußmisehers ist die

kann unter einer ausreichenden Druckdifferenz erfol- 60 Umdrehungszahl des Rotors etwa umgekehrt propor-

gen, z. B. durch Einsaugen des Gases. Vorteilhaft wird tional dem Durchmesser des Sehlußmisehers zu halten,

hierbei hinter der Gasansaugstelle ein Förderorgan, So werden z. B. bei Verwendung eines Mischers von

z. B. eine Zahnradpumpe, in die Fett- bzw. Fett- 76 1 Inhalt und 286 mm Durchmesser, bei dem die

emulsionsleitung eingeschaltet, welches mit einer Drehzahl seines Rotors über ein Getriebe im Bereich

höheren Leistung aroeitet, als der Menge des geförder- 65 von 60 bis 360 UpM verändert werden kann, günstige

ten Fettes bzw. der geförderten Fettemulsion ent- Ergebnisse im erfindungsgemäßen Sinne erreicht, wenn

spricht. Die genaue Regulierung der Gasmenge wird die Drehzahl des Rotors etwa 60 bis 180 UpM beträgt,

mit einem Drosselorgan, z. B. einem Nadelventil, vor- Das Verfahren zur Herstellung der erfindungs-

gemäßen Spezialspcisefetlc bzw. -emulsionen ist in nachstehenden Beispielen an Hand der F i g. 2, 3 und 3 a erläutert, aber keineswegs hierauf beschränkt.

Be i spi e I 1

Die gashaltige Margarine wurde in einer Vorrichtung hergestellt, wie sie schematisch in F i g. 2 dargestellt ist. Diese AnInge besteht im wesentlichen aus einer Dosierpumpe 1, drei gekühlten Zylindern 2, 3, 4, welche in der üblichen Weise mit Rotor und Schabevorrichtungen verschen sind, sowie zwei mit Rotor versehenen Bearbeitungseinheiten 5 und 6, in denen die Emulsion mechanisch bearbeitet wird. Die Hinrichtung zum Einziehen des Gases besieht aus einer Zahnradpumpe und einem Durchflußmesscr mit einem Rcgulicrvcntil.

Mit der Kolbcndosicrpumpc 1 wurde Fett- und Wasserphasc im Verhältnis 80:20 zu einem Gesamtstrom von 1200 kg h zusammengestellt und in die Anlage gefördert. Die I"ell-/Wasscr-Phascnmisehung hat vor Fiinlritt in den ersten Kühl/ylindcr 2 eine Temperatur von 36 C. In der Bcarbcilungscinhcil 5 und den kiihl/ylindcrii 3 und 4 wird die F.mulsion in der üblichen Weise kristallisiert, gekühlt und bearbeitet. Die Temperatur der Lmulsion betrug am Austritt aus dem Kilhl/.ylinder4 KC.

Die gekühlte und vorkristallisicrtc Margarinccmulsion gelangt dann in die Zahnradpumpe 7, die über ein Getriebe in ihrer fördermenge so eingestellt wird, daß auf der Pumpcnsaugscitc ein Unterdruck herrscht. Mit Hilfe tlirscs cliitvli die Pumpe erzeugten Uüterdrucks wird über Ventil 9 Gas in den I:mulsionsstrom gesogen. Die Höhe des auf der Pumpcnsaugseite bestehenden Unlerdrucks ist für die Menge des eingesogenen Gases nicht allein entscheidend, da diese mittels des Rcgulicrvcntils 9 eingestellt und von dem Durchflußmesser 8 angezeigt wird. Der auf der Pumpendruckscitc herrschende Druck ist bestimmt durch den Durchflußwiderstand der nachfolgenden Rohrleitungen und Apparate und betrug nach Anzeige des Manometers 10 8 atü.

Aus der Zahnradpumpe gelangt das Emulsions-Gas-Gcmisch in den Schlußmischcr 6 mit einem Inhalt von 76 1 und einem Durchmesser von 286 mm. Über ein Getriebe kann die Drehzahl dessen Rotor im Bereich von 60 bis 360 UpM verändert werden. Die gewünschte Gasverteilung wurde mit diesem Mischer bei einer Drehzahl des Rotors von 80 UpM in optimaler Weise erreicht.

Die aus dem Schlußmischer 6 austretende Margarine wurde in der üblichen Weise in einer Bechcr-Packmaschinc 11 verpackt.

Die im linearen Maßslab 1:10 vergrößerte Darstel-ίο· lung der Bläschenverteilung zweier Proben aus der nach diesem Beispiel hergestellten Margarine, wobei die größeren Bläschen über 0,6 mm bei der Probenahme nicht erfaßt wurden, ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt.

Beispiel 2

Die gleiche W/O-Emulsion wie im Beispiel 1 wurde mit der Apparateanordnung gemäß Fig. 3 zusammengestellt und gekühlt und im Anschluß an die Gas-

ao injektion in gleicher Weise in einem 76-1-SchIuümischcr bei einer Rotordrehzahl von 80 UpM mit dem Gas vermischt.

Bei einem Gesamtdurchsatz von 1200 kg/h Margarine wurden aus der Gasflasche 14 über Rcduzicrventil !5 und Filter 10 durch die Düse 9 150 Nl Stickstoff pro Stunde eingespeist. Die Düscnbohrung betrug euva 10 mm; der für den gegebenen Gasdurchsatz erforderliche Vordruck, angezeigt an Manometer 11, war für das überkritische Druckverhältnis in Vorversuchen zu 29 alü ermittelt worden.

Während des Betriebes konnte der Gasstrom an

einem Schwcbckörpcrdurchflußmesscr8 kontrolliert werden. In diesem Falle wurde das Gas gemäß einem

• nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden neuen Verfahren ohne Verwendung eines eigenen Förderorgans für die Fettemulsion dem Emulsionsstrom über eine Düse 9 in der Weise z.ugcführt, daß das Verhältnis des am Manometer 11 abgelesenen Gasdrucks vor der Düse zu dem am Manometer 12 abgelesenen Druck hinter der Düse mindestens 1:0,53 betrug. Der am Manometer 13 angezeigte Emulsionsdruck betrug 10 atü.

Wie im Beispiel 1 wurde das gashaltige Produkt über eine Packmaschine 16 in Becher abgepackt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gashaltige Speisefette bzw. Speisefettemulsionen mit einem Gehalt von S bis 30 cm³ an in Bläsclienfnrm gleichmäßig \erteiltem Gas je 100g Fett iv.w. Fetiemulsinii, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Speisefetten bzv,. in ilen Speisefettemulsionen vorhandene Gas in Form \on Bläschen sehr verschiedener Durchmesser vorliegt, wobei nicht mehr als 5",.,, des Gases Bläsehengrößen mit Durchmessern unter 100 μ und mindestens 60" „ des Gases Bläschengroßen mit Durchmessern von 0,6 bis !.5 mm haben, wobei die llauptmenge des Gases im wesentlichen in Form von Bläschen mit einem Durchmesser bis /U etwa 1.5 mm wrliegt.

2. Verfahren zur Herstellung von gashaltigen Speisefetten bzw. Speisefettemulsionen nach Anspruch 1, c'.ü lurch gekennzeichnet, daß man einen Gasstrom in e^:nen auf eine Temperatur unterhalb 20^cC, vorzugsweise auf 10 bis 15"C, gehaltenen Fett- bzw. Fettemulsionsstrom einleitet und das Gas mit dem Fett bzw. der Fettemulsion in einem Schlußmischer vermischt, dessen Rotordrehzahl bei einem Inhalt des .Mischers .on 76 1 und einem Durchmesser von 286 mm auf 60 bis 180 U/min eingestellt und bei Veränderung des Mischerdurchmessers etwa umgekehrt proportional dem Mischerdurchmesser gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas dem v^rkristallisierten Fettbzw, i'ettemulsionssirorii möglichst knapp vor der letzten Stufe zugeführt wird, ii. der das Fett oder die Feitemulsion vor seiner Abfüllung mechanisch bearbeitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dus Gas dem Fett- bzw. Fettemulsionsstrom in dem Schlußmischer zugesetzt wird.