DE19607140A1 - Anlage zur Entfettung fritierter Lebenmitteln - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anla­ ge zur Entfettung fritierter Lebensmittel, insbesondere sogenannter Snack-Produkte, wie Kartoffelchips. Insbeson­ ders betrifft die Erfindung eine Anlage, die unter Ver­ wendung organischer Lösungsmittel arbeitet und zwar in einer Weise, welche die Stabilisierung der maßgebenden Herstellungsparameter und eine gleichbleibende, hohe Pro­ duktqualität gewährleistet.

Es ist bekannt, die Entfettung fritierter Produkte in einer Weise durchzuführen, daß diese in ei­ nem Behälter einmalig oder wiederholt mit einem geeigne­ ten organischen Lösungsmittel in Kontakt gebracht werden, wobei der Fettanteil der Produkte ganz oder teilweise in Lösung geht und in gelöster Form von den Produkten, zum Beispiel durch Filtration, entfernt wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in DE-A 32 15 315 beschrie­ ben. Extraktionsverfahren und damit auch Extraktionsappa­ rate werden in anderen Bereichen der Lebensmittelverar­ beitung verwendet, insbesondere zur Ölgewinnung aus Öl­ saaten und zur Zuckergewinnung. Eine Übersicht über die dabei verwendeten Apparate geben z. B. M. Loncin, Grundla­ gen der Verfahrenstechnik in der Lebensmittelindustrie, Perry′s Chemical Engineer′s Handbook und Ullmann′s Enzy­ klopädie der technischen Chemie.

In diesen Bereichen der Lebensmittelverarbei­ tung ist man an einer quantitativen Abtrennung der In­ haltsstoffe Öl oder Zucker interessiert. Das Raffinat, d. h. die extrahierte Zellsubstanz, wird als Viehfutter verwertet und somit bestehen diesbezüglich keinerlei An­ forderungen hinsichtlich Struktur, Textur und Farbe. Im Interesse hoher Ausbeute wird vielmehr das Ausgangsmate­ rial vor der Extraktion zu Flocken, Schnitzeln und Faser­ brei zerkleinert.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es des­ halb, eine Anlage für die Entfettung dünner, fritierter Lebensmittel bereitzustellen, die weitgehend geschlossen und kontinuierlich oder halbkontinuierlich arbeitet, die explosionsgeschützt betrieben werden kann und in welcher das Gut die beim Fritieren erzielte Struktur beibehält und mechanisch möglichst wenig beansprucht wird.

Diese Aufgabe wurde gelöst durch eine Anlage gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsarten sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausführungsformen erfindungsgemäßer Anlagen sind in den Figuren dargestellt.

Fig. 1 stellt eine Übersicht über die we­ sentlichen Elemente einer erfindungsgemäßen Anlage dar.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Anlage für den Betrieb mit polaren Lösungsmitteln.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren nä­ her beschrieben.

Das Verfahren, für das die erfindungsgemäße Anlage speziell konzipiert ist, ist wie folgt aufgebaut.

Die fritierten Produkte gelangen gegebenen­ falls über ein Zwischenlager mittels eines bruchschonen­ den und gegebenenfalls dosierenden Fördersystems in einen Extraktor, in dem das Öl mittels Extraktion mit, gegebe­ nenfalls heißen, organischen Lösungsmitteln, resp. lö­ sungsmittelreicher Miscella, ein- oder mehrstufig ent­ fernt wird. Nach der Extraktion erfolgt eine Ölgehalt­ standardisierung durch Überfluten des Lebensmittels mit einer standardisierten Lösung, gefolgt von oder gleich­ zeitig mit einer Dispersions-Würzung und gegebenenfalls einer Feststoff-Würzung, beide mit temperaturunempfindli­ chen Aromastoffen oder Precursors, die sich erst unter Temperatureinfluß in das gewünschte Aroma umwandeln.

Nach der Ölgehaltstandardisierung und Würzung werden die Chips ein- oder mehrstufig getrocknet, wobei es sicherheitstechnisch bevorzugt ist, die ersten Trocknungsstufen unter Inertgas, gegebenenfalls unter Va­ kuum, durchzuführen. Nach der Trocknung gelangen die Le­ bensmittel üblicherweise in eine Flüssigwürzung und dann in ein Zwischenlager oder zur Verpackungsanlage.

Sowohl das Inertgas als auch das bei der Ex­ traktion verwendete Lösungsmittel können leicht für den Kreislaufbetrieb aufbereitet werden. Das Inertgas kann beispielsweise mittels Kondensations- und/oder Ab- resp. Adsorptionsverfahren vom Lösungsmittel getrennt werden. Die bei der Extraktion anfallende Miscella läßt sich bei polaren Lösungsmitteln durch Abkühlen und nachfolgendes Dekantieren, gegebenenfalls unterstützt durch Zentrifu­ gieren auftrennen. Zusätzliche Trennung kann durch De­ stillation oder gegebenenfalls Rektifikation erzielt wer­ den. Bei Verwendung apolarer Lösungsmittel wird die Miscella direkt einer einfachen Destillation unterzogen.

Die erfindungsgemäße Anlage, die speziell zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens geeig­ net ist, weist mindestens einen gasdichten Extraktor 3, mindestens eine gasdichte Würzvorrichtung 7 und minde­ stens einen gasdichten Trockner 9 auf. Das Zeichen be­ zeichnet einen Motor, z. B. zur Drehung eines Karussellex­ traktors, für den Betrieb eines Mischers etc. Als Extrak­ toren kommen solche in Frage, bei denen das empfindliche zu extrahierende Gut mechanisch nicht oder nur sehr wenig beansprucht wird und die gasdicht abgeschlossen werden können. Solche Extraktoren sind beispielsweise Bandex­ traktoren, Siebtrommelextraktoren, Becherwerkextraktoren und insbesonders Karussellextraktoren. Währenddem der Ka­ russellextraktor und der Becherwerkextraktor nur taktwei­ se betrieben werden können, ist beim Bandextraktor und beim Siebtrommelextraktor auch kontinuierlicher Betrieb möglich. Es können ein oder mehrere Extraktoren vorhanden sein, die entweder im Sprüh- oder im Tauchbetrieb betrie­ ben werden können, wobei mindestens eine Stufe derart ausgelegt ist, daß das Gut vollständig mit Lösungsmittel bedeckt werden kann ("Eintauchen" des Guts ins Lösungs­ mittel). Diese "Eintauchstufe" ist vorzugsweise die letz­ te Extraktionsstufe. Für diese "Eintauchstufe" kann der Extraktor so ausgelegt sein, daß das zu extrahierende Gut vorgelegt wird, worauf dieses besprüht wird, bis es vollständig im Lösungsmittel eintaucht oder der Extraktor kann von unten her gefüllt werden, bis das Gut eintaucht oder das Lösungsmittel kann vorgelegt werden, worauf das zu extrahierende Gut darin eingetaucht wird. Die minde­ stens eine Würzvorrichtung 7 kann gegebenenfalls in den Extraktor integriert werden. Mindestens eine Würzvorrich­ tung 7 ist für eine Dispersions-Würzung mit temperatu­ runempfindlichen Gewürzen oder Precursors geeignet, d. h. Substanzen, die erst unter Temperatureinwirkung ihr ge­ wünschtes Aroma entfalten. Die Würzvorrichtung kann ent­ weder für ein Besprühen oder vorzugsweise für ein Eintau­ chen ausgelegt sein. Daneben kann noch eine Feststoffwür­ zung vorgesehen sein, wobei die Dispersions-Würzung viel homogenere Produkte ergibt und deshalb stark bevorzugt ist. In der Folge bezeichnet "Würzvorrichtung 7" insbe­ sonders die Dispersions-Würzung. Ein geeigneter Extrak­ tor, der gegebenenfalls mit integrierter Würzvorrichtung betrieben werden kann, ist ein Karussellextraktor, wobei die einzelnen Kammern gut gegeneinander abgedichtet sein sollten, um einen zu hohen Verlust an Dispersions-Würze zu verhindern. Karussellextraktoren werden üblicherweise mit 12 Segmentkammern angeboten. Bei der gegenwärtig in­ teressierenden Entfettung wird jede dieser Segmentkammern im Takt mit zu entfettendem Gut befüllt, mit Extraktions­ mittel beschickt und wieder entleert. Das Extraktionsmit­ tel kann von unten oder oben zugeführt werden. Es kann pulsierend oder vorzugsweise kontinuierlich im Kreislauf durch die einzelnen Kammern zirkulieren. Externe Wärme­ tauscher 4 halten das Extraktionsmittel auf der vorbe­ stimmten optimalen Arbeitstemperatur, insbesonders in ei­ nem Bereich von 40 bis 100°C. Ein Karussellextraktor sollte ein Minimum von 4 Kammern aufweisen, nämlich eine die gefüllt wird, eine zweite, in der die Extraktion stattfindet, eine dritte für die Ölgehaltstandardisie­ rung und eine vierte für das Entleeren. Es ist jedoch an­ gezeigt, mindestens zwei Kammern für die Extraktion vor­ zusehen, damit die Extraktion auf die bevorzugte Art, d. h. mehrstufig und mit kontrollierter Flüssigkeitsfüh­ rung erfolgen kann. Eine weitere Kammer kann als Würzvor­ richtung 7 dienen.

Das Karussell des Extraktors rotiert bei der erfindungsgemäßen Anwendung mit lediglich 0,5 bis 2 U/Std. Das Extraktionsgut liegt als Festbett in den Segmentkammern. Seine mechanische Beanspruchung ist daher vernachlässigbar gering. Angeschlossen an den Extraktor ist eine geschlossene Dosier- und Transportvorrichtung 6, beispielsweise eine Dosierrinne, für die Förderung des extrahierten Guts in entweder mindestens eine gasdichte Würzvorrichtung 7, falls eine solche nicht bereits in den Extraktor integriert ist oder zusätzlich zur Dispersions- Würzung noch Streuwürzung gewünscht wird, woran sich ebenfalls wieder eine Dosier- und Transportvorrichtung 8 anschließt, die das Produkt taktweise oder kontinuier­ lich einem gasdichten Trockner 9 zuführt oder der Trock­ ner 9 ist direkt mittels Dosier- und Transportvorrichtung 6/8 mit dem Extraktor 3 verbunden.

Als geschlossene Dosier- und Transportvor­ richtung eignen sich neben den bereits genannten Dosier­ rinnen beispielsweise Rutschen, Vibrationsrinnen und Transportbänder.

Als Würzvorrichtung 7 ist jeder Würzmischer geeignet, der das Produkt mechanisch nicht oder nur schwach belastet. Die Apparatur muß eine homogene Ver­ teilung der Dispersion auf dem Feststoff ermöglichen. Als Würzmischer verwendbare Apparaturen sind z. B. Batchex­ traktoren und Trommelmischer, die geflutet oder besprüht betrieben werden können, wobei der geflutete Betrieb be­ vorzugt ist. Es ist dem Fachmann selbstverständlich klar, daß die oben genannte Ölstandardisierung wahlweise auch gleichzeitig mit der Dispersions-Würzung in der Würzvor­ richtung 7 erzielt werden kann.

Als gasdichte Trockner 9 geeignet sind insbe­ sonders Trockner, die mit einem geschlossenen Schutzgas­ kreislauf ein- oder mehrstufig betrieben werden können, beispielsweise Bandtrockner, Wirbelschichttrockner und Drehrohrtrockner (für Gegenstrombetrieb ausgelegt). Ein bevorzugter Trockner ist ein Bandtrockner mit drei Ab­ schnitten und separaten Schutzgaskreisläufen. Externe Wärmetauscher 10 bringen das mittels Ventilatoren zirku­ lierende Schutzgas auf die für jeden Abschnitt einzeln vorbestimmbare optimale Arbeitstemperatur. Falls durch das erwärmte Schutzgas alleine die benötigte Temperatur nicht gewährleistet werden kann, können selbstverständ­ lich am Trockner 9 selbst weitere Heizvorrichtungen vor­ gesehen werden. Das Extraktionsmittel kann aus dem Schutzgas wahlweise durch Kondensation, Absorption oder eine Kombination dieser Verfahren zurückgewonnen werden. Geeignete Kondensatoren und Ad- resp. Absorptionsvorrich­ tungen 10 sind dem Fachmann geläufig und schließen Mole­ kularsiebe ein.

Falls dem extrahierten Produkt noch weitere, insbesonders temperaturempfindliche Aromastoffe zugeführt werden sollen, so wird dem Trockner über eine Dosier- und Transportvorrichtung 15 eine weitere Würzvorrichtung 16 angeschlossen, insbesonders ein weiterer Würzmischer, in welchem die Nachwürzung vorzugsweise durch Aufsprühen auf gängige Art erfolgt. Es ist jedoch auch ein Eintauchen denkbar. Eine weitere Dosier- und Transportvorrichtung 17, beispielsweise eine Dosierrinne, fördert die fertig gewürzten Chips entweder in ein Zwischensilo 18 oder di­ rekt zu einer Verpackungsanlage.

Da es kaum möglich sein wird, das Fritieren und Extrahieren stets synchron zu schalten, ist es bevor­ zugt, wenn zwischen Fritiervorrichtung und Extraktor ein Zwischensilo 1 vorgesehen ist, das mit einer Dosier- und Transportvorrichtung 2, insbesonders einer Dosierrinne, mit dem Extraktor verbunden ist.

Die Anlage kann sowohl mit apolaren als auch mit polaren Lösungsmitteln betrieben werden, insbesonders mit Lösungsmitteln, die einen Siedepunkt unter 100°C und einen Schmelzpunkt über 15°C haben. Beispiele für apola­ re Lösungsmittel sind Alkane, beispielsweise Hexan und Petrolether, Aceton, Ether und flüssige Ester niederer Alkohole mit kurzkettigen Fettsäuren. Polare Lösungsmit­ tel sind beispielsweise niedere Alkohole, insbesonders Ethanol. Alle diese Lösungsmittel können durch Kondensa­ tion und/oder Ab- resp. Adsorption auf einfache Weise aus dem Schutzgaskreislauf ausgekoppelt werden.

An den Extraktor 3 angeschlossen ist vorzugs­ weise eine Lösungsmittelrückgewinnung. Diese kann allge­ mein eine Destillation sein oder aber für polare Lösungs­ mittel eine Trennung mittels Zentrifuge einschließen.

Anschließend an den Miscella-Auslaß des Ex­ traktors befindet sich vorzugsweise eine Filtriervorrich­ tung 5. An den Miscella-Auslaß oder die Filtriervorrich­ tung 5 kann sich direkt eine Destilliervorrichtung 13 mit nachgeschaltetem Kondensator 14 befinden, die bei für das verwendete Extraktionsmittel optimal gewählten Druck- und Temperaturbedingungen betrieben werden kann. Infolge des großen Siedepunktsunterschieds zwischen Öl und Extrak­ tionsmittel kann die Destilliervorrichtung 13 sehr ein­ fach gestaltet sein. Bevorzugte Destilliervorrichtungen sind Fallfilm- oder Dünnschichtverdampfer.

Eine für polare Lösungsmittel bevorzugte al­ ternative Lösungsmittelaufbereitung besteht aus einer di­ rekt an den Extraktor 3 resp. die Filtriervorrichtung 5 anschließenden Kühlvorrichtung 11, beispielsweise einem Wärmetauscher, der derart ausgelegt ist, daß er das Lö­ sungsmittel auf eine Temperatur von, beispielsweise für Ethanol, unter 20°C abkühlen kann. Anschließend an den Wärmetauscher folgt eine Dekantiervorrichtung 12, insbe­ sonders eine Dekanterzentrifuge oder insbesonders eine Tellerzentrifuge, an die die oben beschriebene Destil­ liervorrichtung 13 mit nachgeschaltetem Kondensator 14 anschließt. Infolge der guten Auftrennung der Miscella in eine ölreiche und eine ölarme Phase können die Destil­ liervorrichtung 13 und der nachgeschaltete Kondensator 14 kleiner ausgelegt werden als bei direkter Destillation.

Die insbesonders für polare Lösungsmittel geeignete Vari­ ante ist deshalb insbesonders im Betrieb wesentlich ko­ stengünstiger.

Die oben beschriebene Auftrennung der Miscel­ la ist gewöhnlich ausreichend gut, so daß die lösungs­ mittelreiche Fraktion direkt wieder als Extraktionsmittel eingesetzt werden kann. Falls das Lösungsmittel resp. das extrahierte Öl aber zusätzlich gereinigt werden soll, so kann sich an die oben beschriebene Auftrennung eine Rek­ tifikation sowohl für die ölreiche Miscella als auch für die lösungsmittelreiche Miscella anschließen. Hierfür geeignet ist jede Rektifikationskolonne, insbesonders ei­ ne Kolonne mit strukturierter Packung.

Claims (11)

1. Anlage zur kontinuierlichen Entfettung fritierter Lebensmittel umfassend aufeinanderfolgend ei­ nen Extraktor (3), eine Grundwürzvorrichtung (7) und eine Trocknung (9).

2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zusätzlich nach der Trocknung (9) eine Nachwürzung (16) umfaßt.

3. Anlage gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Extraktor (3) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Karussellextraktor, Bandextraktor, Siebtrommelextraktor, Becherwerkextraktor oder einer Kom­ bination derselben.

4. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockner (7) aus­ gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bandtrockner, Wirbelschichttrockner, Siebtrommeltrockner oder einer Kombination derselben.

5. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Würzvorrichtung (7, 16) eine Apparatur mit Sprühvorrichtung und/oder Ein­ tauchvorrichtung ist, die gleichzeitig homogene Vertei­ lung gewährleistet.

6. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Würzvorrichtung (7, 16) unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe der Batchextraktoren und Trommelmischer.

7. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Transport des fritierten Lebensmittels zwischen den Anlageteilen ge­ schlossene Förderorgane vorhanden sind, die unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Rut­ schen, Vibrationsrinnen, Transportbänder oder eine Kombi­ nation derselben.

8. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Miscella einer Kühlvorrichtung (11) und anschließend einer mechanischen Trennung (12), insbesonders einer Dekanterzentrifuge oder Tellerzentrifuge, zugeführt wird.

9. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Miscella zur Auf­ trennung direkt oder nach einer Zentrifuge einer Destil­ lierapparatur (13) insbesonders einem Fallfilm- oder Dünnschichtverdampfer, mit nachgeschaltetem Kondensator (14) zugeführt wird.

10. Verwendung einer Anlage gemäß irgendei­ nem der Ansprüche 1 bis 9 zur Extraktion von Öl aus fri­ tierten Lebensmitteln mittels eines polaren Lösungsmit­ tels, sowie anschließender Ölgehaltstandardisierung, Dispersions-Würzung und Trocknung der Lebensmittel.

11. Verwendung einer Anlage gemäß irgendei­ nem der Ansprüche 1 bis 9 zur Extraktion von Öl aus fri­ tierten Lebensmitteln mittels eines apolaren Lösungsmit­ tels, sowie anschließender Ölgehaltstandardisierung, Dispersions-Würzung und Trocknung der Lebensmittel.