DE2002169A1

DE2002169A1 - Verfahren zur kontinuierlichen UEberfuehrung von Fetten und OElen bzw. deren Mischungen,Emulsionen oder Suspensionen in eine kristalline,feinpulverige Struktur und zum Vermischen von Fettpulver mit anderen pulverigen Substanzen sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2002169A1
Application number: DE19702002169
Authority: DE
Inventors: Erhard Dipl-Ing Grolitsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-19
Filing date: 1970-01-19
Publication date: 1971-03-04
Also published as: FI52519C; DE2002169B2; JPS5014650B1; FI52519B; NO132174C; NO132174B; DE2002169C3

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von Fetten und Ölen bzv. deren Mischungen, Emulsionen oder Suspensionen in eine kristalline, feinpulverige Struktur und sum Vermischen von Fettpulver mit anderen pulverigen Substanzen sowie Vorrichtung sur Durchführung des Varfahrens.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Ob.rftlhruq von Fetten und Olen bzw. deren Mischungen, Emulsionen oder Suspensionen in eine kristalline, feinpulverige struktur und zum Vermischen von Fettpulver mit anderen pulverigen Substanzen sowie oine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Fette nach einer Vorbehandlung in flüssiger Phase unter Druck durch Düsen in einem Kristallisationskanal serstäubt, der Einwirkung von trockner und gekühlter Luft, sowie gegebenenfalls von Stickstoff ausgesetzt und mit den anderen Substanzen vermischi werden.
Es hat sich gezeigt, daß homogene Mischungen nur dann einwandfrei bereitet werden können, wenn die zur Vermischung gelangenden Komponenten vor und während des Mischvorgangs vom gleichen Aggregatssustand und ähnlicher Partikolfeinheit sind.So hat man bei den bisher bekanntgewordenen Varfahren zum stoffgerechten, kontinuierlichen Vermischen von Fetten mit pulverigen Substanzen organischer und anorganischer Kerkunft, wie beispielsweise bei Magermilch, Molkenpulver, stärkepuder, Mehlen, Sojapuder, Leichtphosphat, hochdisperser Kieselsäure und dergleichen, also insbesondere bei Speisefetten tierischen und pflanslichen Ursprungs bsw.
bei Mischungen solcher Fette, bischer diese Mischungzbedingungen dadurch su arfüllen versucht, daß nur stabile pulverige Stoffe mit stabiles Aggregstzzustand als Zunisch-Substanzen verwendet wurden. Im richtigen Verhältnis zur Grund-Substans wirkt dabei die Zumisch-Substanz als eine Art Schutzgerüst für die Mischung.
Bei der Vielzahl von Fetten, Ölen und deren Mischungen, Emulsionen oder Suspensionen, die als energiereiche und physiologisch überaus wirksame Rohstoffe in der menechlichen und tirischen Ernährung eine Rolle spielen, ist es jedoch wegen der vielen und unterschiedlichen Basonderhalten dieser Produkte nicht immer, in manchen Fällen Überhaupt nicht möglich, mit den bekannten Verfahren eine in anareichenden Maße sufriedenstellende bzw. den gesteliten Anforderungen entsprechende Varmischungen von Fettbzw. Fettpulver mit pulverigen Zusatz-Substanzen oder Trägersubstanzen zu ermielen.
Der Grund dafür ist, daß praktisch jeder Fettrohstoff einer besonderen Aufbereitung und darüber hinaus gegebenenfalls noch einer besonderen Anpassung an die Zusatz-Substanz bzw. die Trägersubstanz bedarf. Hinsu kommt, daß die zu verarbeitenden Fette bzw. Öle usw. in fester oder flüssiger Form bzw. in einer Emulsion oder Suspension anfallen können und in der Regel weder der natürliche Zustand nach der Anlieferungssustand eine Vermischung mit pulverigen Produkten zuläßt. Die gilt insbezondere für Milchfette mit zeinen natürlichen emulsion- und uahneaufbauenden Eigenschaften.
In der gruppe der Fette nimmt das Milchfett eine Bonderstellung ein, da es aufgrund von Entstehung und Vorkommen eine vielseitigere Orientierung besitzt als die meisten anderen Fette-Wie die übrigen Fette varhält sich das Milchfett gegenüber frenden pulverigen Stoffen abweisend und ist auch in flüssiger Phase achlecht in pulverige Medien einsuarbeiten. In flüssiger Phase weist jedoch das Milchfett die Eigenschaft auf, fettfreie Milchbestandteile such in feinpulveriger, insbesondere feinpartikularer Form gut aufsunehmen und sie, bin zu einer gewissan Sättigung, zu tragen.
Diese Eigenschaft des Milchfettes ergribt sich aus dem Unstand, daß das Fett in der Milch Nicht als freies Fett vorkommt, sondern in seinem natürlichen Zustand eine Öl-in-Wasser-Emulsion darstellt. Das Fett in der Milch ist immer in Membransubstanzen eingehüllt, die eine Schichtung besitzen und vorwiegend aus hochschmelzenden Triglyceriden, Phospholipoiden und Membranproteinen bestehen.
Die Entstchung der Membransubstanzen erklärt sich aus Jenen Eräften, die in den Grenzflächen zwischen dem Fett des Fettkülgelchens und dem das Fett umgebenden Milkserum wirken.
h biologischen Gefe der Milch besteht eine ausgepre Wechselbesiehung swischen dem Milchfett und der die Emulsion tragenden fettfreien Gehaltsstofe der Milch.
Alle Gehaltsstoffe der Milch tragen in sich so starke Bindungen sueinander, daß auch einemechanische Zerlegung in die eizelnen Komponenten - sofern dabei keine Schädigung, d.h. keine nicht wieder rückgängigmachbare Veränderungen der Komponenten durch falsche Behandlung auftritt - die stoffeigene Bereitschaft, bei entsprechender Behandlung wieder in den ursprünglichen Zustand vor der mechanischen Zerlegung zurückzukehren und wieder zu einer Gansheit zuman enzuwachzen, nicht zerstört wird.
Am Beispiel der Milch, die su fast 88 % aus Wasser besteht und deren Gehalt an Trockenmasse etwa 12 % susmacht, wovon der Anteil an Milchfett wiederum ungefähr nur ein Drittel beträgt, wird auch das Problem der Entfernung eines hohen Wasseranteils aus einer Fett- bzw. Öl-Emulsion und der damit verbundenen unerwünschten Auswirkungen in allgemeiner Form verständlich, ohne daß auf andere Beispiele näher eingegangen werden muß. wurden und werden seit Jahrzehnten Vehfaren entwickelt, um aus Frischmilch unter schonender Behandlung pulverige Trockenprodukte zu bereiten. Es blieb jedoch bis heute problematisch, nach dem herköumlichen Tronungsverfahren den oxydativen Abbau des Milchfettes im Vollmich- oder Sahnepulver zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art zu schaffen, daßbzw. die jeweils unter Berücksichtigung der physikalisch-tehnischen und physiologischen Eigenschaften des Endprodukteneine dem jeweiligen Anlieferungszustand der Fette, Ölo bzw. Fettmischungen, Emulsionen oder Suspensionen entsprechende Umstrukturierung unf Vermischung, d.h.eine Aufberoitung und Vorbehandiung der flüssigen Fettphase, einen daran angeschlossenon Kristallisationsprozeß als Unformung der amorphen Fette, Öle bzw. Fettmischungen zu einem feinkristallinen Fettpulver, sowie eine Machbehandlung der pulverigen Fettkristalle unter jeweiliger Berücksichtigung der mit dem Fettpulver zu vermischendon pulverigon. Zumisch-Substanzen bzw. Trägersubstanzen in kontinuiorlichem Ablauf ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die aufbereiteten Fette bzw. Fettmischungen bei einer Temperatur von nicht höher als etwa 15°C über dem Klarschmelspunkt des Fettes oder der Fettmischungen geschmolzen und die verschiedenen Fettkomponenten vermischt werden, sodann die homogenisierten Fette rasch bis auf eine Temperatur abgekühlt weren, die im unteren Drittel zwischen Erstarrungspunkt und Klerschmelzpunkt liegt und die Temperatur der abgekühlten Fette bis zu 30 Minuten aufrechterhalten wird, daraufhin, die Temperatur, der Fette allmähnlich bis etwa 10% unter dem Klarschmelzpunkt erhöht wird und die so vorbehandelnten Fette bzw. Fettmischungen in flüssiger Phase in eine Kristallisationskammer eingeprüht werden, in welcher ein entfeuchteter Luftstrom in geschlossenem Kreislauf bei einer Temperatur von etwa. -15°C bis -30°C umgewälzt wird dessen Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur, z.B. jeweils kleiner als 8°C gehalten wird, und der kristallisierenden flüssigen Fettphase Stickstoff zur Bildung eines bionegativen Primärschutzes sowie einer Schutzhülle gegen oxydativen Fettabbau zugeführt wird, wobei beim Zerstäuben der Fette als erste Stufe der Kristallisation im wesentlichen metastabile und biologisch inaktive alpha;- und ß-Kristallformen gebildet werden, die aus der Kristallisationskammer mittels einer Vibrationseinrichtung ausgetragen und zur anschließenden Nachbehandlung einem Reifungsprozeß, d.h. einer Phasenstabilisierung und einer biologischen Reaktivierung als zweite Stufe der Kristallisation in einer auf etwa 0°C bis +10°C temperierten Kammer bis zu etwa 5 Minuten unterworfen und dabei vorwiegend in ausgeprägte und stabile S-Kristallformen überführt werden, wobei die Überführung der Fette und Öle bzw. deren Mischungen auf eine kontinuierliche Vermischung des Fettpulvers mit anderen pulverigen Substanzen, insbesondere mit auszufettenden Trägersubstanzen abgestimmt ist und daß endlich die Vermischung daß umstrukturierten und reaktivierten Fettpulvers mit mindestens einer Zumisch-Substanz in einem Durchlaummischer erfolgt, wobei zumindest die Durchlaufgeschwindigkeit und das Mengenverhältnis der Beschickung durch den Fettpulverenfall an einer Dosierbandwaage als Führungsgröße für mindestens eine weitere Dosierbandwaage für die Zumisch- bzw. Trägersubstanz selbsttätig gesteuert werden.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die pulverigen Zusatz-Substanzen zu vermischenden Fette in einen zur Vermischung geeigneten Zustand überführt, d.h. in ein feinkristallines Pulver umstrukturiert, wobei die Fette jeweils in einer die Substanz veredelnden, kristallinen Form vorliegen. Erst in dieser Form besitzen die Fette jene spezifischen Eigenschaften, un mit pulverigen medien zu einem homogenen Endprodukt vermischt werden zu können, ohen daß dabei beim Mischen oder nach dem Mischen die besonderen Eigenschaften der einzelnen Mischkomponenten im Mitleidenschaft gezogen oder gar zerstört würden.
Am Beispiel der Milch sei im nachfolgenden aufgeseigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren durch Unterteilung des Kristallisationsprozesses sowie durch darauf abgestimmte Aufbereitung, Vorbehandlung und Nachbehandlung zum stoffgerschten, kontinuierlichen Umstrukturieren und Vermischen von Fetten, Ölen bzw. Fettmischungen mit pulverigen Substanzen organischer und anorgansicher Herkunft vorteilhaft angewendt werden kann.
Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, jeweils bestimmte stoffliche Eigenarten für eine dem Fettrohstoff gemäße Aufbereitung sinnvoll auszunutzen. So erklärt sich beispielsweise aus der stofflichen Eigenart der Milch eine mit steigenden Fettgehalt zunehmende Austauschfähigkeit der einzelnen Milchbestandteile, wodurch auf der Grundlage von üblichen Analysen unter und bzw. oder Entziehen einzelner oder mehrerer Miclhbestandteile eine Synthese ermöglicht wird, die sowohl über einzelne als auch über mehrere und auch über die Ganzheit der Gehaltstoffe der Milch eine eindeutige Auszage zu geben vermag. Analog kann es sich bei anderen Fetten, Ölen, Fettmischungen oder Emulsionen verhalten, die ein ähnliches, strong eigengesetzliches Verhalten, wie Milch, aufweisen.
Bei derartigen Überlegungen ist ferne zu berücksichtigen, daß nur der reinen Fettkomponente durch Beifügung von Antioxydantien ein wirksamer antioxydativer Eigenschutz gegeben werden kann. Dazu muß die Fettkomponente zunächst in reiner Form vorliegen. Auch darf die reine, gegen den oxydativen Abbau behandelte Fetkomponente in der Folge nur noch mit anderen trockenen Fettbestandteilen, gegebenenfalls auch anderen pulverigen Trockenprodukten, zusammengefügt werden, um als Dauerware haltbar zu bleiben.
Aus der stofflichen Eigenart und der Forderung nach einem ausreichenden Oxydationsschutz leitet sich beispielsweise für Milch bei der Herstellung von haltbaren Trockenmilchprodukten nicht nur die Notwendigkeit ab, die fliloh bereits in der flüssigen PhRse in ihre wertbestimmenden Gauptbestandteile zu zerlegen, aondorn darüber hinaus darf die Milch, nach stoffgerechter Aufbereitung und Vorbehandlung, erst in deer trockenen Phase wieder zusammengefügt werden. Wertbestimmend sind dabei einerseits das Milchfett und anderer seits die fettfreien Gehaltsstoffe der Milch, wie Proteine, Phosphatide, Lactosen, Mineralstoffe u.a.
Der einfachste Fall der erfindungsgemäßen Umstrukturierung liegt demnach dann vor, wenn die Rohstoffe im Anlieferungszustand nur aus einzelnen, hochschmelzenden Fettsäuren oder miteinander aufbereitete und kristallisationsaktive Fettbestandteile aufweisen. Dies ist jedoch in den seltensten Fällen der Fall. So ist es als einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, daß es verfahrentechnisch keine Schwierigkeiten bereitet, bereits bei der ersten Aufbereitung, spätestene jedoch während der Vorbehandlung, den Umstrukturierungsprozeß ensprechend zu steuern und die auf diese Weise bearbeitete Fettphase in eine optimale Kristallisationsbereitschaft zu versetzen.
Bei der Zerlegung der Milch in ihre Hauptbestandteile führt beispielsweise der Weg der Trennung des Milchfettes von den megeren Gehaltsanteilen über die Sahne, wobei als weitere Forderung die Aufschlagbarkeit der Sahne berücksichtigt werden müß. Sähne läßt sich bekanntlich ab einer Miclhfettkonzentration von etwa 20 bis 25% aufwärts schlagen. Allerdings kommt es dabei darauf an, daß in der fettfreien Trockensubstanz der Sahne bereits ein ausreichend stabiles Gerüst zur Begründung ihrer Aufschlagfähigkeit vorhanden ist. Bei Sahnepulver, das aus einer etwa 15- bis 20%igen Sahne im Sprühtrocknungsverfahren erzeugt wurde, ist diese Bedingung beispielsweise nicht erfüllt. Bei einem derartigen Sahnepulver lassen sich durch Rekonstituierung, d.h. durch Auflösung des Sahnepulvers in einer entsprechenden Menge Wasser, die Eigenschaften des Ausgangsproduktes nicht wieder erreichen. Diese Sahne ist bei gleicher Konzentration kau schlagfähig. Eine solche Art von Denaturierung, d.h. ungünstige und nicht wieder rückgängig zu nachende Veränderung der spezifischen Eigenschaften der sahnetragenden Komponenten kann aus der Wärmebehandlung dann resultieren, wenn die zu trocknende Sahnekomponente nicht über ein ausreichend stabiles Gerüst verfügt, d.h. daß der vorbereitete Gerüstaufbau zu wenig ausgeprägt und widerstandsfähig ist, um seine spezifischen Eigenschaften zu bewahren. Bei Sahne läßt sich beispielsweise ein derartiger Danaturierungseffekt durch entsprechende Aufbereitung der flüssigen, sahnetragenden Gehaltstoffe ausschalten, wobei sich Maßnahmen, welche die Ausbildung und Mehrung der Membranensubstanzen fördern, unterstützend auswirken. Dabei ist jeweils die Eigenart des Fettkomplexes, der Fettmischung bzw. fettfreien Trockensubstanz, sowie der Emulsion, wie es bei milch besonders ausgeprügt der Fall ist, als Ganzes, d.h. als Synthese der einzelnen Fettbestandteile zu berücksichtigen.
Bei der Aufbereitung müssen im allgemeinen zunächst die fettfreien Substanzen von der eigentlichen Fettphase getrennt und nach der Trennung jeweils einzeln schonend getrocknet werden. Erfolgt die Trennung und Trocknung unter den vorerwähnten Gesichtspunkten, so bleiben den Fettkomponenten, wie auch den durch die Trocknung pulverisierten fettfreien Substanzen die Spezifischen Wirkungsfaktoren erhalten. Voraussetzung für eine derartige Zerlegung in Hauptbestandteile ist die eingange erläuterte Analyse, auf deren Grundlage jede stoffgerechte Umformung aufbaut. So bewahren beispielsweise nach schonender Sprühtrocknung sowohl das aus der Sahne separierte oder das aus der Butter ausgebrochene Serum als auch die nach der Butterung verbleibende Buttermilch oder Gemische beider Sahnebestandteile jeweils die stoffeigene Bereitschaft in flüssigem Milchfett zu dispergieren, ohne dessen stoffliche Eigenheiten negativ zu beeinflussen. Dabei formieren sich die feinpartikular getrockneten Stoffe des Milchserums bzw. der Buttermilch a einer recht stabilen Suspension und begründen innerhalb der Fettphase ihre ursprünglichen Emulgierungseigenschaften, die den Anstoß zur Bildung einer Trockenzahne geben.
Aus diesem Grund ist es bei der Aufbereitung des Milchfettes im Hinblick auf die Umstrukturierung in ein Trockenahnepulver in der Regel erforderlich, dem Milchfett die vererwähnten, feinpartikular-getrockneten Gehaltstoffe in flüssiger Phase durch Einrühren bei einer Temperatur, die etwa 750C ber dem Klarschmelzpunkt des Milchfettes liegt, beizufügen. Dabei ist es sur Auflösung der iloiarierun innerhalb der fetfreien Gehaltstoffe zweckmäßig, eine Homogenisierung durchzuführen. Beim Zusatz von feinpartikular getrockneten Gehaltstoffen muß berücksichtigt werden, daß die Viskosität der jeweiligen Fettmischung auch nach weiterer Vorbehadlung der flüssigen Fetphase der zum Zarstäuben erforderlichen Werden entsprechen muß. Beispielsweise darf dis Beigabe von trckenen, sahneeigenen gehaltestoffen des Milchfettes einen Mengenanteil von 25% nicht überschreiten, da zonst die Viskosität der fast wasserfreien Sehnekomposition stark zunimmt und die gewünschte Zerstäubungsfähigkeit nicht zehr ist.
Bei Kenntnis der stofflichen Eigenarten bietet das erfindungsgemäße verfahren durch eine den stofflichen Eingengesetzlichkeiten jeweils angepaßte Aufbereitung und Vorbehandlung vielzeitige Anwendungsmöglichkeiten, durch Umstrukturierung und homogene Vermischung übliche Genußgüter zu veredeln und darüber hinzus neue, bisher unbekannte oder nur in mehreren Stufen arzeugbare Endprodukte in einem wirtschftlichen, kontinuierlich ahlaufenden Verfahren auf einfache Weise herzustellen.Dabei erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren unter Voraussetzung der vorab Dargelegten Forderungen, jeweils unabhängig vom Ausgangsmaterial, also auch bei Fettprodukten mit sehr unterschiedlichen stofflichen Eingenschaften, in wesentlichen den gleichen Kristallisations- und Vermischungsprozeß sowie im wesentlichen such die gleiche Vorbehandlung, mit Ausnahme des Zusatzes von feinpertikular getrockneten Gehaltastoffen, ansuwenden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dis Kristallisation stufenweise entsprechend der strukturellen Substanz-Umschichtung und dem jeweiligen Kristallisationsrhytmus der Fettmischung angepaßt gelenkt.
Dabei sind Maßnahme zu unterscheiden, die vor bzw. während der Kristallisation die Umstrukturierung besinflussen. Der Kristallisationsverlauf kann mit dem Rekationsablauf eines physikalisschen Prosessen verglichen werden, dessen Ablauf durch eine entsprechende Vorbehandlung mindestens einer der verwendeten Substenzen zumindest innerhalb gewisser Grenzen vorbestimmbar ist. Bei der Kristallisation von Fettkomponenten ist eine gezielte Vorbehandlung der Fette in flüssiger Phase von entscheidender Bedeutung für den Kristallisationsverlauf. In den meisten Fällen läßt sich durch gesignettes Schmelzen, Mischen und gegenenfalls Homogenisieren, sodann raschem Abkühlen und Verweilen in abgekühlten Zustend sowie allmähliches Wiedererwärsen, Druckerseugung und richtige Dosierung nicht nur eine für die gewünschte Teilchenfeinheit erforderliche Viskozität an der Sprühdüse erreichen, sondern darüber hinaus bereits in der flüssigen Fettphase ein gewisses Vorgefüge aufbauen und so die Vorauszetzungen schaffen, daß der Kristallisationsverlauf ia noch darzustellender Weise gezielt steuerbar ist und die sich bildenden Fettkristalle mit einer näher ru erläuternden, doppelten Schutzhülle versehen werden könenen. Die Voraussetzungen hierfür lassen sich durch eine erfindugsgemäß vorgesehene Stickstoff-Vorbehandlung in einen den Verfahrensablauf, iinsbesondere den Kristallisatiosprozeß, beschleunigenden Sinn günstig beeinflussen.
Innerhalb der Kristallisatioskammer wird der Fettsprühkegel der aus der ixise austretenden flüssigen Fettphase erfindungsgemäß von einem Stickstoffsprühkegel einer veiteren Düse beaufachlagt und einem getrockneten und gekühlten Luftstrom aufgenommen. Dabei kommt es bereits ab Düsenaustritt zur Kristallbildung. In dieser ersten Stufe des Kristallisationsprozesses entstehen im wesentlichen auf der Grundlage der Kälte- UM Stickstoffeinwirkung dberwiegend metastabile und biologisch inaktive, sowie mit einer anti-oxydativen Schutzhülle versehene α- und ß'-Kristallformen, die bereits den Keim zur beschleunigten Überführung in eine stabile ß-Kristallform enthalten.
Die zweite Stufe des Kristallisationsprozesses erfolgt erfindungsgemäß außerhalb der Kristallisatioskammer, aus der die α- und ß'-Kristallformen mittels einer Vibrationseinrichtung kontinuierlich entsprechend der Erzeugungsgesohwindigkeit ausgetragen werden. Die für die zweite Stufe des Kristallisationsprozesses erforderliche Nachbehandlung erfolgt erfindungsgemäß in einer Kammer, in welcher die α- und ß'-Kristallformen bei einer Temperatur von etwa 0°C bis +10°C bis zu 5 Minuten verweilen, dabei vorwiegend in ausgeprägte und stabile ß-kristallformen überführt werden und gleichzeitig eine Phasenstabilisierung und eine biologiche Reaktivierung, d,h. einen Reifungsprozeß erfahren. Naach der erfindungsgemäßen Umstrukturierung kann die Größe der nach der Zerstäubung sich bildenden Fettkristalle, die zu kristallienen Fettpartikeln von etwa 10 bis 50 # agglomarieren und einen eideutig pulverigen Charakter besitzen, insbesondere durch eine gezielte Kältebehandlung beeinflußt werden. So ist es möglich, Fettkristalle in der Größenodrung von etwa 0,5 bis 5 # zu erzeugen, wobei ein Teil der Fettkristalle soger mit submikroskopischen Abmesungen anfällt. Dabei ist das Kristallbildungsvermögen der Fettphase von Art und Ausmaß der Behandlungsintensitzt abhängig, die wiederum der Jeweiligen Fettkomposition anzupassen ist. Wesentlich ißt hierbei die Größe der flüssigen Fettpartikelchen im Augenblick der Kontaktnahme mit dem Kältmedium. Durch feineres Versprühen, d.h. durch Verkleinern der zerstäubten Fettpartikelchen läßt sich die Kristallisationsgeschwindigkeit ansheben und dadurch der gesamte Umstrukturierungsprozeß beschleunigen bzw. steuern.
Voraussetzung hierfür ist die absolute Reinheit der Fettsubstanz. Beispielsweise können durch kontinuierliches Verändern der Durchmesser der Düsenaustrittsöffnungen über die dadurch bewirkte Änderung der Kristallisationsgeschwindigkeit innerhalb eines weiten Bereiches Fettkristalle unterschiedlicher Größe erzeugt und ihre Größe auf mehrere Gr8ßenornungsbeereiche von zur Vermischung zu einem homoogen Endprodukt vorgesehene, mehr oder weniger feinkristalline Pulver von unterschiedlichen Zusatzstoffen abgestimmt werden0 Dabei kann auch durch Wahl einer eine kleinere Partikelgröße nich zulassenden Viskosität der flüssigen Fettphase die Pnrtikelfeinheit der erzeugten Fettkristalle nach unten begrenzt und somit in einem Größenordnungsbereich und ohne Unterbrechung des kontinuierlichen Verfahrens ein Mehranfall an Fettkristallen einer Größe gegenüber einem anderen Größenordungsbereich arzielt und dadurch für die gleichzeitge und kontinuierlicher Vermischung mit Zusatz-Substanzen von unterchischiedlichen Kristallgröße und auch unterchischiedlichen Mengen optimale, bisher nicht erreichbare Mischugsbedingungen geschaffen werden.
Wesentlich ist hierbei, daß sich praktisch alle Fette, Fettmischungen und Emulsionen sowie Suspendation eignen, Milchfett eingeschlossen, auf der Grunglage des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine gesteuertr Umstrukturierung in die jeweils zur Vermischung erforderliche oder in die für den Vermischungsprozeß mit Zusatz- oder Trägersubstanzen optimale feinkristalline Form überführen lassen. Un beispielsweise mit bekannten Trägersubstanzen eine homogene Vermischung zu erzielen, genügt es in der Regl, die Fettkristalle so groß zu erseugen, daß deren agglomerierbs Fettpartikelchen in einer Größnordnung unter 50 # liegen.
Das mikroskopische Bild deratiger Fettkristalle ist vorwiegend nadelförmig. Es kommen aber auch Kristallbindungen in Form kleinster Platten vor.
Nach der Erfindung erfolgt das homogene Mischen in reaktiviertem Zustand des Fettpulvers, d.h. der während der esten Stufe der Kristallisation durch Nachbehandlung mit Stickstoff verstärkt erzeugte bionegative Primärschutz ist durch Temperierung in der Reaktivierungskemmer wieder rückgängig gemacht.
Der Reaktivierungsvorgang ist durch das Freiwerden der restlichen, i der Vorstuffen bereits zum Teil kompensierten Kristallisationswärme gekennzeichnet, die durch Berieselung mit flüssigem Stickstoff bei dessen Übergang in die gasfärmige Phase als Verdampfswärme anfgenommen wird. Der Beifungsproseß, der eine Phasenstabilisierung, d.h. eine Festigung des Kristallgefüges nach sich zicht und bewirkt, daß fast ausschlließlich nur noch stabile ß-Kristallformen worhanden sind, kann erfindungsgemäß durch nahr oder weniger Zugabe von flüssigem Stickstoff beschleunigt bzw. gebremst werden. Dadurch ist eine weitere Möglichkeit gegeben, den zeitlichen Ableuf des Umstrukturierungsprozesses bzw. der dazu erforderlichen einzelnen Verfahrenschritte zu steuern.
Für den Vermischungsvorgang sind dem Fettpulver, insbesondere durch die Nachbehandlung in der zweiten Stufe des Kristallisationsprozesses, alle erfonderlichen Eigenscaften gegeben, mit pulverigen Substanzun homogen vermischt werden zu können. Daarüber hinaus ergibt sich neben der durch Stickstoffbehandlung geschaffenen Schutzhülle der Fettkristalle gegen oxydativen Fettabbau beim Vermischen in reaktivierden Zustand ein zusätzlicher Schutz. Genam betrachtet ist der Schutz gegen oxydativen Fettbbau bei den nach dem' erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten und vermischeten Fettkristallen ein drefacher. Neben der bleibenden Stickstoffhülle stellt die Kristallform des Fettpulvers ein natürliches Schtzsystem für das Fett dar, veil das geordnete kristalline Gefüge trotz der vergrößerten Oberfläche dem oxydativen Abbau entgegenwirkt und so die Forderung nach optimaler Haltbarkeit unter normalen Bedingungen bereits sinnvoll erfüllt. Durch die Stickstoffhülle ist das Fettkristall zusätzlich auch innerhalb gewisser Grenzen gegen Feutigkeitseinflüsse geschützt.
Wenn nun das Fettpulver unmittuelbar nach dem Ausreifen zur endgültigen und stabilen Kristallform mit einem anderen Pulver vermischt wird, so kommen die Fettkristalle und die pulverige Beinangung partikular nebeneinander zu liegen und das in sich geschlossene Fettkristall wird auch noch durch eine Einbettung in der pulverigen Zusatz- bzw.
Trägersubstanz zusätzlich gegenüber Umwelteinflüssen geschützt.
Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Umstrukturierungsprozesses ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß der Luftstrom in der gri staliisatioaskammer in Sprhhrichtnng der Düsen über ein Filtersystem, einen Verdichter eine Rückkühleinrichtung umgewälzt und Abhängigkeit der Temperaturerhöhung kontinuierlich gesteuert wird.
Dabei kann durch Veränderung der pro Zeiteinheit umgewälzton Ltiftmenge die Temperatur in der Kristallisationskammer in etwa konstant gehalten werden, z.3. indem die Temperaturdifferenz zwishen Vorlauf- und Rücklauftemperatur jeweils kleiner als 80 gehalten wird. Weiterhin kann durch Absenken der Temperatur des Luftstroms durch Kälteschockinwirkung insbesondere die Größe, aber auch die Art der aus der flüssigen Phase beim Austritt aus der iXise kristallisierenden Pettkristalle beeinflußt werden. Ferner ist es möglich, durch Leit- und Umlenkflächen den Fettsrprühkegel durch eine Art Umklammerung durch den Fettstom und den Stickstoffsprühkegel zu einer intensiven Vermischung anzuregen, wodurch der Wärmetausch zwischen Sprühgut und tiefgekühter Luft intensiver und der Kälteschock noch abrupter sowie die Umhüllung der sich bildenden Fettkristalle durch Stickstoff verbessert werden und ganz allgemein der Kristallisationsprozeß eine beschleunigende Anregung erfährt. Durch diese Umklammerung wird ferner eine gegenseitige Beeinflussung benachbarter Fettsprühkegel und, insbesondere durch die zwischen den Fettpartikelchen befindliche Luft, eine Agglomeration der Fettpartikel in flüssiger Phase verhindert.
Nach einer Weiterbindung der Erfindung wird dem Fettpulver durch Bewendung auf eines Transportband innerhalb einer Temperiekammer eine große Oberfläche vermittelt und die Eigentemperatur des Fettpulvers bis in einem Bereich angehoben, innerhalb dessen hologische Vorgänge, wie beispielsweise die Reaktivierung, günstig ablaufen.
Vorteilhaft ist es auch, das Fettpulver durch Temperieren gegenüber feinpulverigen Zumischprodukten optimel miscfähig zu machen, insbesondere, wenn die Aggregatszustände von Fettpulver und Zumischprodukt voneinander abweichen sollten.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die im wesentlichen einen temperierbaren Schmelzbehälter und bzw. oder mindestens einen Temperierbehälter, eine Pumpe und ein Dosiergerät, sowie einer den Düsen vorgeschalteten Druckbehälter für die Fette, Öle bzw. deren Mischungen, Emulsion oder Supension und bzw. oder einer die Zerstäubung an den Düsen bewirkenden Drucklufterseunger sowie einer Kristallisationkanal mit einem Austrittstrchter, eine Zumischeinrichtug und einen Durchlaufmischer mit Auffangtrichter und einer Absankvorrichtunng umfaßt. Erfindungsgemäß mündet in die Druckluftzuleitung eine Stickstoffleitung bzw. ist jedem Fettsprühkegel der Düse ein Stickstoffsprühkegel einer weiteren Düse zugeordnet und sußerdem dem Austrittstrichter mindestens eine Kammer nachgeschaltet mit weiteren Sprühdüsen zur kontinuierchen Nachbehandlung der pulverigen Fettkristalle mit gerigen Mengen flüssigen Stickstoffes.
Vorsugsweise weist der Austrittstrichter einer Vibrationsfölderer als Astragseinrichtung auf, dessen Fordergeschwindigkeit kontinuierlich entsprechend der Sprühkspesität der Düse ragelber ist. Dadurch läßt sich die jeweilige Verweilzeit des Fettpulvers in der Kristallsationskammer dem jeweiligen Produktionablauf anpassen. Außerdam können die Abmessungen des Anstrittstichters relativ klein gehalten sein.
Atmosphärische Einflüsse und sonstige, die Kristallisation und den Miscungsprozeß störende Enflüsse werden erfindungsgemäß dadurch augeschaltet, daß der Austrittstichter direkt in eine von der Außenluft abgeschlossene Temperierkammer mündet, in welcher mindesstens ein fettsäurebeständiges Transportband einer Dosierbandwaage angeordnet ist.
Der kontinuierliche Ablauf des Produktionsprozesses wird erfindungagemäB dadurch erleichtert, daß die Dosierbandwaage für Fettpulver und eine weitere Dosierbandwasgs, die über eine regelbare Förderschnecke mit Zumisch-Substanzen beischickbar ist, in einen Durchlaufmischer entleerbar sind, dessen Durchaufgeschwindigkeit durch Änderung seiner Neigung verstellbar ist.
Alles weitere über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen, in denen mehr oder weniger schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Ss zeigen' Fig. 1 in einem Blockschema eine Übersich über die wasentlichen Verfahrensschritte nach der Erfindung, Fig. 2 ein nicht maßstabgetreues Schema einer -Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, im wesentlichen nach rig. 1, Fig. 3 ein Schema einer bevoszugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drucklfzerstäubung von Fett aus Steigrohren, Fig. 4 einer Längeschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kristallisationskammer in vergrößertem Maßstab und Fig. 5 einen Querschnitt nach Fig. 4 entlang der Schnittlinie V-V.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich im wesentlichen in zwei Verfahrensabscnitte, nämlich in die Umstrukturierung 1 und das Vermischen 2 aufteilen, wie in Fig. ? durch gestrichelte Kästchen angedeutet ist. Der Verfahrensabschnitt Umstrukturierung läßt sich weiterhin in die Verfahrensschritte Aufbereitung 3, Vorbehandlung 4, erste Stufe der Kristallisation 5 und zweite Stufe der Kristallisation 6 unterteilen. Die Verfahrensschritte lassen sich wiedeerum in eine Reihe von harmonisch aufeinnander abgestimmte Verfahrensmerhmals aufteilen, auf die bei der nachfolgenden Behadlung dbr einzelnen Verfahrensschritte noch näher einzugehen ist.
Die Anlieferung der Fettkomponenten in aufbereitetem reinem Zustand ist in Fig. 2 durch einen Bebälter 20, einen Sack 31 und einen losen Haufen Schü.ttgut 32 angedeutet.
Zur Vorbehandlung kommen die Fette in einen Schmelzbehälter 40, wo sie bei einer Temperatur von nicht mehr als 150O über dem Klarschmelzpunkt geschmolzen,vermisch und gegebenenfalls homogenisiert werden. Wie in Fig. 1 durch ein punktiertes Kästichen 40b angedeutet ist, können dabei fettfreie Substnzen in getrockneter, feinpartikularer Form den geschmolzenen Fetten zugegeben werden, um -wie eingangs am Beispiel Sahne erläutert-bestimmte stoffliche Eigenschaften der Fette zu bewaren bzw. zu erzielen. Insbesondere bein Zusatz von feitpartikularen Substanzen muß darauf werden, daß die für Teilchenfeinheit erforderliche Viskosität eingehalten wird. Nach ausreichendem Mischen und gegebenenfalls Homogenisieren sowie sontingen stofflichen Aubereitungen, wird die über dem Klarschmelzpunkt erhitzte flüssige Fettphase in einem Temperierbehälter rasch auf eine Temperatur abgekühlt, die im unter Drittel zwischen Erstarrungspunkt und Klarschmelpunkt liegt. die Fettkomponente bzw. das mit Bagleitstoffen angereicherte Milchfett wird sodann bis zu 30 Minuten im Temperierbehälter gehalten. In Anschluß an die Verweilzeit wird das Fett allmählich bis zu einer Temperatur erwärmt, die etwa 10% unter dem Klarschmelzpunkt liegt. Aus dem Temperierbehälter 41 wird das Fett über eine Pumpe 44, die von einem Dosiergerät 45 gesteuert ist, einem Bruckbehälter 46 oder einem Nivellierbehälter zugeführt.
Das auf diese Weise vorbehandolto Fett wird unter Einhaltung vorgebbarrer Größen, z.B. unter einem bestimmten Bruck, mit einer bestimmten Menge pro Zeiteinheit bei einer Temperatur nahe den Klarschmelzpunkt Dt!aen 50 in einer Kristallisationskammer 51 zugeführt.
wie ensbesondere die Fig, 4 und5 zeigen, besstht die kristallisationskammer 51 aus eine waagrechten Kanal 52, das in einer stehenden Zylinder 53 übergeht und unten in einem Austrittstrichter 54 mit einer Vibrationseinrichtung 55 als regalbarer Auslaß ausläuft. Der Kristallisationskanal 52 wird in Richtung auf den Auslaßtrichter 54 zu mit tiefgekünter Luft 56 bestchickt, die aus dem stehenden Zylinder 33 über Kanäle 58 in geschlossenKreislauf über ein Filtersystem 59, einem Verdichter 60, eine Rückkühleinrichtung 61 mit Lufttrockner 62 sowie einem Umlenkkanal 63 als von Fettpartikeln gereinigte, auf die Eingstemperatur Rückgekühlt und entfeuchtete kaltluft wieder der Kristallisationskammer zugeführt wird. Die Menge der ungewälzten Luft wird so gesteuert, daß sich die Lufttemperatur vom Eintritt in die Kristallisationskammer bis zur beginnenen Rückkühlung um nicht mehr als 8°C erwärmen kann. Durch Leit- bzw. Umlenkbleche 64, insbesondere im Strömungsbereich der Fettdüsen 50, wird ein gleichmäßig verteilter Luftstrom und gegebensfalls durch gelekte Luftführung eine intensive Kontaktnahme der in der Kristallisationkammer 51 befindlichen Stoffe erzielt.
Beim Einsprühen der flüssigen Fettphase über die Düsen 50 in der Kristallisationskanal 52 nimmt das serstäubte Fett durch Kotaktnahme mit der tiefgekuhten Luft 56 eine kristalline Stuktur an. In den Fig.2, 4 und 5 ist dieser zerstäubungs- und Umstrukturierungsvorgang durch einer gestrichelt dargestellten fettspruhkegel 65 angedeutet, der aus der Düse 50 austritt. Der Fettsrprühkegel wird über eine weitere Düse 66 von einem Strichpunktiert dangestellten Sticktoffsprühkegel 67 beauschlagt, wodurch naben der durch die tiefe Temperatur in der Kristallisationskammer 51 bewirkten strukturellen Veränderung des besonders günstige Bedigungen geschaffen werden, die einerseits eine biologische Inaktivierung der kristallisierenden Fettsubstanzen begünstigen und beschleunigen und andererseits durch Eindringen in die Fettsubstanz eine anti-oxydative Schutzhülle aufbanen. Der unter Stickstoffbeaufschlaung erfongende Sprühvorgang der flüssigen Fettphase in dem als Trügermedium für Kälte dienenden Luftstrom ist so abgestimmt, daß sich innerhalb der Kristallisationskammer 51 zunächst metastabile, biologich inaktive und mit einer anti-oxydativen Schutzhulle verzahene α- und ß-Kristallformen bilden, die jedoch aufgrund der Vorbehandlung sich schon in Richtung der stabilen Kristallform formieren.
Bemit ist die erste Stufe der Kristallisation abgezchlossen und das Fettpulver wird über die Vibrationseinrichtung 55 aus dem Austrittstrichter 54 ausgetragen.
Die Zerstäubtung der entsprechend vorbehandelten flüssigen Fettphase kann, wie insbesondere die Fig. 3 bis 5 arkennen lassen, dadurch erfolgen, daß anstalle der Düsen 50 Fettsteigrohre 49 mit einem Innerdurchnesser von etwa 6 bis 8 mm vorgesehen sind, deren Öffnungen von Druckluftdüsen 48 unter einem Neigungswinkel von etwa 40 bis 50° beaufschlagt werden.
Dabei kann anstelle des Druckbehälters 46 auch ein offener Behälter, d.h. ein Nivellierbehälter 47, verwendet werden, dessen Fettfüllung auf einer Konstanten Höhe gehalten wird, so daß das natürliche Druckgefälle ausreicht, uber ein hinreichend langes, im wesentlichen horisontal verlaufendes und als Beruhigungzstracke ausgebindetes, beheizbares Versorgungarohr die Enden der Fettsteigrohre unter entsprechendem Druck mit flüssiger Fettphase zu versorgen. Diese Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich besonders für die Umstrukturierung von Retten in Großanlagen, vor allem, wenn diese 5m Mehrschichtenbetrieb arbeiten.
Zum besseren verständnis sind die wesentlichen Merkmale dieser Zerstäubungstart in Pig. 3 schematisch ohne Berücksichtigung eines Maßstabes besonders hervorgehoben. Wesentlich ist dabei, daß der Abstand a des Pegalstandes in dem Nivellierbehälter 47 gqerdiber einer gedachten Horizontalen 82, ,welche die Mittelachse 83 des Steigrohres 49 schneidet, nie größer ein darf als der Abstand b, der durch die Horizontale 82 und dem Pegelstand der füssigen Fettphase im Steigrohr 49 definiert ist und ab dem durch die Druckluft nur mehr ungenügend oder gar kein Fett mehr versprüht wird. Die Auslegung muß somit so erfolgen, daß die Strahpumpenwirkung der Druckluft gegenüber der flüssigen Fettphase im Steigrohr stets gewährleistet ist und ohne daß Fett aus den Steingrohren ausschwappt.
Wiersn ist es erforderlich, daß der Drucklufterzeuger 84 regelber ist. Von besonderem Vorteil ist dabei, in die Druckluftleilung 85 eine Stickstoffleitung 86 eines ebenfalls regelbaren Stickstoffbehälters 87 einmünden zu lassen, weil sich dann Stickstoff in der Druckluft bereits vorentspannt, zur Kühlung mit beträgt und keine zusätzlichen Düsen erforderlich sind. Die Saug- und Sprühwirkung der Druckluftdüsen 48 ist an besten ,wenn die Düsenachse die Mittelachse 85 in der Ebene des Fettsteigrohrendes 49 schneidet und mit der gedachten Horizontalen 82 zusammenfällt. Die auskristallisierenden Fettpartikel werden dann vor der Luft-Stickstoff-Ummantelung getragen und dabei eine gegenseitige Beeinflussung sowohl durch benachbarte Düsen als auch hinsichtlich der Gefahr einer Agglomeration in flüssiger Phase durch die Gleitwirkung des sich ausbildenden Luftpolsters unterbunden. Darüber hinaus läßt sich der Vorgang noch auf einfachste Weise, nämlich durch Änderung des Pagelstandes in Nivellierbehälter 47 regeln. Entsprechend der dosierbaren Zugabe von Druckluft fallen die Fettkristalle unter Gravitationseinwirkung in den Austrittstrichter 54 der Kristallisationskammer, während die Druckluft, entspannt und vermengt mit der Kühlluft über die Kanäle 58 zum Filtersystem 59 gelangt. Dort werden von Luftstrom 56 mitgerissene kleinste Fettpartikelchen aufgefangen und die Luft wie vorbeschriben in geschlossenem Kreilauf weitergeleitet und für weitere kontinuerlich ablaufende Kristallisationsprosesse verwendet.
Ein Teil der gefilterten Luft kann dem Drucklufterzeuger 84 für die Druckluftdäsen 48 zugeführt werden.
Die zweite Stufe der Kristallisation erfolgt in einer Reaktivierungskammer 68, oder in einem temperierten Kanal, in welchen die die α- und ß-Kristallformen bei trockener Luft und einer Lufttemperatur von 0°C bis +10°C während eines Zeitraums von bis zu etwa 5 Minuten in einem Reifungsprozeß eine Umstrukturierung in vorwiegend ansgeprägte und stabile ß-Kristallformen erfahren. Gleichzeitig mit der Phasenstabilisierung und Festigung des Kristallgefügs, die durch Berienslung mit geringen Mangen flüssigen Stickstoffs über Düsen 69 begnüstigt wird, erfolgt eine biologische Reaktivierung. Eine gleichmäßige Stickstoffzugabe wird dadurch erreicht, daß die Stickstoffberieselung des Fettpulvers während seines Transportes auf einem Förderband 70 unterhalb der Vibrationseinrichtung 55 bis einem Zwischenbehälter 71 erfolgt.
Der Zwischenbehälter ist - wie in der Zeichnung nicht dargestellt ist - als Waage ausgebildet und mit einer durch das Füllgewicht selbstättig oder über Fernsteuerung betätigbaren Auslaßklappe 72 versehen, durch welche das Fettpulver in gennuer Dosierung auf ein weiteres Förderband 75 gelangt. Damit ist die zweite Stufe der Kristallisation und zugleich der Umstrukturierungsproseß beendet und das Fettpulver kann in stabilen, homogen mit pulverigen Substanzen vermischeren ß-Kristallformen zu reaktiviertem Zustand des Vermischrungprozeß geführt werden. Als Enmisch-Substanzen konnen in mever I@nil die der Zus@@sch als @@führender fet@frei@ Milchbert@@@@ menge, die ge@einsam mit dem Fett versprüht werden und im feinkristallinen Fettpulver den Sahnecharakter begründen. Bei allen Produkten kommt es darauf an, die Fettpulverkomponente erst im reaktivierten Zustand mit der Trägersubstanz zusammenzuführen. Die Aufbereitung und Vorbehandlung der Fettphase als Mittel der Kristallisationsbegüngstigung soll den Umstrukturierungsprozeß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vornehmen und steuern. Im Schema nach Fig. 1 ist dies durch die gestrichelten Kästchen Analyse 33, Fettsubstanz 34, gegebenenfalls fettfreie Substanz 35 angedeutet.
Die in Behältern 74, 75 usw. gespeicherten Zumischsubstanzen werden untereinander vorgemischt oder, wie in Fig. 2 dargestellt, über einen Zulaufkanal 76 von einem in nicht dargestellter Weise von der Dosierbandwaage 70 bis 73 gesteuertgn Förderschnecke 77 abgezogen. von der Dosierbandwaage 70 bis 73 gelangt das Fettpulver und von einer oder mehreren Dosierbandwaagen 77 bis 80, die zur Anpassung des Aggregatzustands der Zuminschsubstanzen ebenfalls in klimatisierten und temperierten Kammern 81, gegebenenfalls unter Ausschluß der atmosphärischen Bedigungen, angeordnet sind, gelangen die zu vermischenden Produkte Jeweils gleichzeitig über einen gemeinsamen Zulaufnnal 20 über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Vormischer in einen Durchlaufmischer 21.
Dieser besteht im wesentlichen aus einer rotierenden Trommel 22 mit von der Innenwandung in das Innere ragenden, schalenartigen Mischblechen 23, welche bei Jeder Umdrehung das Mischgut anheben und dadurch eine intensive Schüttmischung bewirken.
Der Durchlaufmischer 21 ist an seiner Auslaßseite in einem Querlager 24 kippbar gelagert und auf seiner Einlaßseite über eine mechanisch, hydraulisch oder elektrisch betätigbare Höhenverstellung 25 um die Achse des Querlagers 24 neigbar und somit durch Änderung der Neigung der Trommel 22 die Durchlaufgeschwindigkeit des Schüttgutes veränderbar. Aus dem Durchlaufmischer 21 wird das Endprodukt kontinuierlich als homogene Mischung einer einen' Auslaß = al 26 einem Auffangtrichter 27 zugeführt. Aus dem Auffangtrichter wird das Endprodukt über ein l6rderband 15 einer mit einer Abfüllwaage 16 gekoppelten Absackvoorrichtung 28 zugeführt. Ein Transportband 29 bringt die abgefüllten Säcke 17 direkt zu einer Laderampe 18, von welcher sie durch andere Transportmittel 19, wie Pkw, Eisenbahnwaggon usw. übernommen werden Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere wtre es awh möglich, die Aufbereitung der Fette, Öls bzw. Fettmischungen, Emulsionen oder Suspensionen entsprechend dem Anlieferungszustand auf andere geeignete und zweckmäßige Weise vorzunehmen. Auch die zur Vorbehandlung aufgezeigten Verfahrensmerkmale können unter Berücksichtigung der für den jeweiligen Umstrukturierungsprozeß zu beachtenden stofflichen Eigenarten eine Abwandlung erfahren, insbesondere durch zusätzliche Maßnahmen ergänzt werden. Dies gilt vor allem für die in Fig. 2 der besseren Übersichtlichkeit halber in der Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zusammengedrängt dargesstellten Verfahrensschritte. So kann beispielsweise zur Anspassung an einen kontinuierlichen Verfahrensablauf der Schmolzbehälter 40 größer ausgebildet sein als in der Zeichnung dargestellt. Aus dem Schmelzbehälter können mehrere Abzweigungen zu mehreren Temperierbehältern 41 führen oder aber eine Entnahmeleitung umachaltbar ausgebildet sein.
Entsprechend der Kühlleistung der Temperierbehälter 41 können wahlweise jeweils ein oder mehrere Verweilbehälter gleichzeitig oder hintereinander beaufschlagt werden, wobei das Volumen von parallel geschalteten V Verweilbehältern so groß gehalten sein muß, daß durch die 30 Minuten Verweilzeit keine Stockung des kontinuerlichen Verhafrensablaufes eintreten kann. Weiterhin kann der Wärmehsushalt der Temperierbehälter mit dem Wärmebedarf einen Vorwärmbehälters bzw. des Schmelzbehälters oder des Druckbehälters bzw. Nivollierbehälters 46 gekoppelt sein. Auch können beispielsweise die Temperierbehälter 41 als Verweibehälter dienen und auch gleichzeitig als Vorwärmbehälter bzw. als Druckbehälter 46 oder als Nivelierbehälter dienen und entsprechend ausgebildet sein. Auch ist eine Stickstoffbeaufschlagung über die Pumpe 44 oder das Bosiergerät 45 denkbar.
Weiterhin kann auch der Kristallisationsprozeß in mehr als 2 Stufen unterteilt sein. Ferner kann auch die Form und Anordnung der Kristallisationskammer 51 erhebliche Abweischungen von der in der Zeichnung dargestellten Ausführung aufweisen. So läßt sich beispielsweise die Verweilzeit der Fettpartikel im Düsenaustritts- oder Steigrohrendbereich dadurch variieren, daß der Sprünkegel mehr nach oben bzw. nach unten gerichtet und bzw. oder die Düsen ringartig angeordnet und dementsprechend auch die Kristallisationskammer als Ring oder Kügel ausgebildet ist. Dementsprechend kann auch das Verhältnis von zerstäubtem Fett zur Menge verfügbarer, tiefgekühlter Luft so geregelt werden, daß in den für die erzte Stufe der Kristallisation wesentlichen Bereichen der Kristallisationskammer die Temperatur nahezu konstant bleibt und der für die Kristallsation wesentliche Kälteschock voll zum Tragen kommt. So ist es beispielsweise möglich, daß die in der Kristallisationakammer vorhandene tiefe Temperatur neben der strukturellen Veränderung der Fettphase auch bereitz eine ausreichend biologische Inaktivität bewirkt und durch die Ausbildung geometrisch aufgebauter Kristalle auch bereits ein gewisser Schutz gegen oxydativen Fettabbau gegeben ist Ferner kann die Stickstoffzugabe auch teilweise oder ganz über den getrockneten und tiegekühlten Luftstrom erfolgen.
Auch kann anstelle des Luftstroms ein anderes, insbesondere inertes gasförmiges Medium als Träger für die Kälte verwendet werden. Stickstoff kann auch über die Druckluft, die den Zerstäubungseffekt an den Enden der Fettsteigrohre bewirkt, der Kristallisationskammer 51 zugeführt werden.
Die Fettpartikel werden dabei noch in flüssigen Aggregats zustand besonders intensiv mit Stickstoff umhüllt und unter der Wirkung der aufprallenden Stickstoffpartikel geschoßartig zerstäubt. Aufgrund der spezifischen Eigenschaften von Stickstoff dringt dieser dabei bereit;8 vor der Kristallbildung in die Fettsubstanz ein und baut eine anti-oxydative und bionegative Schutzhülle auf. Demgegenüber ist eine theoretisch denkbare, ungünstige Beeinflussung der Pettsubstanz durch Luftpartikel infolge der durch die tiefe Temperatur äußerst träge verlaufenden Reaktion praktisch ausgeschaltet und ohne Bedeutung. Da die Kristallisation unter der Wirkung des Kälteschocks schlagartig einsetzt und mit der Kristallisation zugleich der primäre, substanzielle Eigenschutz geschaffen wir, der durch den Stickstoff in zweifacher Hinsicht verstärkt wird, genügt in der Regel die Verwendung von inerten Schutzgasen im engeren Sprühbereich der Fettsubstanz.
Die Doppelfunktion des Stickstoff die einerseits die Kristallbildung und die Ausbildung des biologisch inaktiven Verhaltens der Fettkristalle in tiefgekühltem Zustand bewirkt und andererseits eine die Tiefkühlung und Reaktivierung überdauernde und durch keine andere Maßnahme in ihrer Wirksamkeit zu ersetsende Vorkehrung gegen oxydativen Fettabbau bedeutet, kann dabei bereits bei der Vorbehandlung wie auch bei der Nachbehandlung in der zweiten Stufe der Kristallisation jeweils den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes angepaßt werden.
Die Ausreifung der Fettkristalle in der zweiten Stufe der Kristallisation und die hierfür erforderliche Nachbehandlung und Verweilzeit bis zu 5 Minuten bei einer Temperatur von etwa 0° bis 10°C unter Zugabe von geringen Mengen flüssigen Stickstoffs kann auob in einem Kanal oder einer der Dosierbandwaage 70 bis 73 entsprechenden Pbrder- und Dosiernrichtung erfolgen. Wesentlich ist hierbei, daß die Nachbehandlung in feuchtig-keitsfreier Luft vorganommen und darauf geachtet wird, daß der Taupunkt der Luft unterhalb der Eigentemperatur des aus der Kristallisationskammer austretenden Fettpulvers liegt. Auch darf der Reifungsprozeß, insbesondere die Reaktivierung des Fettpulvers, niemals einen schockartigen Verlauf annehmen. Besonders geeingnet für den Reifungsprozeß aind deshalb großflächige Transportbänder, die eine gleich.
mäßige und intensive Temperatur und Stickstoffbeaufschlagung des Pettpulvers ermöglichen und die Gewähr dafür beten, daß die Ausreifung homogen verläuft und das Fettpulver alle jene Eigenschaften auszubilden vermag, die es gegenüber anderen feinpulverrigen Produkten erst mischungsfähig nacht.
Der gesamte Produktionsablauf kann voll- bzw. halbautomatisch einschließlich der Vermischung, des Abfüllens und des AS transportes des Endsproduktes ablaufen. Auch ist es möglich, vor dem Durchlaufzischer ausgereifte Fettprodukte über eine Rutsche 11 abzuziehen. Treten aus irgendwelchen Gründen bei der Fettpulverproduktion geringfügige Mengenschwankungen auf, so lassen sich Fehl- bzw. Überschußmengen über die Dosierbandwange 70 bis 73 ohne weiteres dadurch ausgleichen, daß die als Führungsgrüße arbeitende Dosierbandwaage für das Fettpulver die nach genauen Verhältniswerten arbeitende Bandwaage für die Zumisch- oder Trägersubstanz entsprechend korrigert. In den Durchlaufmischer treten daher die beiden Mischkomponenten immer in gleichbleibendem Mengenverhältnis ein. Als Führungsgröße dient hierbei die Dosierbandwaage 70 bis 73, die in Abhängigkeit der Fettpulverproduktion die Dosierbandwaage 76 bis 80 für die Zumischsubstanzen über eine in der Zeichnung nicht dargestellte, elektronische Koppelung steuert.
Mit Hilfe dieser elektronischen Steuerung können jeweils auch die Mischvberhältnisse zwischen Fettpulver und er Zumischsubstanz entsprechend dem gewünschten Endprodukt eingestellt und selbsttätig konstant gehalten werden. Auf diese Weise lassen sich überaus genaue Mischungsverhältnisse im kontinuierlichen Durchlafverfahren erzielen. Dabei können mehrere Auffangtrichter wahlweise mit ein und derselben Absackvorrichtung 28 sowie Füllwaage 16 und Förderband 15 verbindbar sein. Das im Auffangtrichter 27 jeweils in homogener Mischung vorliegende Endprodukt kann auch unter Ausschaltung der Absackvorrichtung 28 in ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Silo oder aber auch in die Behälter 74, 75 abgefüllt und von dort als Zumischsubstanz einem weiteren Mischvorgang zugeführt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von Fetten und Ölen bzw. deren Mischungen, Emulsionen oder Suspensionen in eine kristalline, feinpulverige Struktur und zum Vermischen von Fettpulver mit anderen pulverigen Substanzen, wobei die Fette nach einer Vorbehandlung in flüssiger Phase unter Druck durch Düsen in einem Kristallisationskanal serstäubt, der Einwirkung von trockener und gekühlter Luft sowie gegebenenfalls von Stickstoff ausgesetzt und' mit anderen Substanzen vermischt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die aufbereiteten Fette bzw. Fettmischungen (30-32) bei einer Temperatur von nicht höher als etwa 1500 über dem Klarschmelzpunkt des Fettes oder der Fettmischungen geschmolzen (40) und die verschiedenen Fettkomponenten vermischt werden, sodann die homogenisierten Fette rasch bis auf eine Temperatur abgekühlt (41) werden, die im unteren Drittel zwischen Erstarrungspunkt und Klarschmelzpunkt liegt und die Temperatur der abgekühlten Fette bis zu 30 Minuten aufrechterhalten (42) wird, daraufbin die Temperatur der Fette allmählich bis etwa 10 % unter dem Klarschmelzpunkt erhöht (43) wird- und die so vorbehandelten Fette bzw. Fettmischungen (40-47) in flüssiger Phase in eine Kristallisationskammer (51) eingesprüht (50) werden, in welcher ein entfeuchteter Luftstrom (56-64) in geschlossenem Kreislauf bei einer Temperatur von etwa -15° bis -30°C umgewälzt wird und der kristallisierenden flüssigen Fettphase (65) Stickstoff (66,67) zur Bildung eines bionegativen Primärschutzes sowie einer Schutzhülle gegen oxydativen Fettabbau zugeführt wird, wobei beim Zerstäuben der Fette als erste Stufe der Kristallisation (5) in wesentlichen metastabile und biologisch inaktive α und ß-Kristallformen gebildet werden, die aus der Kristallisationskammer (51-54) mittels einer Vibrationseinrichtung (55) ausgetragen und zur anschkießenden Nachbehandlung einem Reifungsprozeß, d. h. einer Phasenstabilisierung und einer bilogischen Reaktivierung als zweite Stufe der Kristallisation (6) in einer auf etwa 0°C bis +10°C temperierten Kammer (68) bis zu etwa 5 Minuten unterworfen und dabei vorwiegend in ausgeprägte und stabile ß-Kristallformen überführt werden., wobei die Überführung der Fette und Öle bzw. deren Mischungen auf eine kontinuierliche Vermischung des Fettpulvers mit anderen pulverrigen Substanzen (a,b,c usw.) insbesondere mit aufzufettenden Trägersubstanzen (35) abgestimmt ist und daß endlich die Vermischung des umstruktuierten und reaktivierten Fettpulvers mit mindestens einer Zumisch-Substanz (a,b,c, bzw. 35) in einem Durchaufmischer (21) erfolght, wobei zumindest die Durchlaufgeschwidigkeit und das Mengenverhältnis der Beschickung durch den Fettpulveranfall an einer dosierbandwaage (70-73) als Führungsgröße für mindestens eine weitere Dosierbandwaage (77-80) für die Zumisch- bzw. Trägersubstanz selbzttätig gesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e'k e a n -s e i o h n e t , daß die Kristallisation (5,6) stufenweise entsprechend der strukturellen Substanz-Umschichtung und dem jeweiligen Kristallisationsrythmus der Fettmischung engepaßt gelenkt wird.

3. Verfahren nach Lna"pruch 1 und bzw. 2, d a d ur c h g e k e n n z ei o h n e t , daß der Luftstrom in der Kristallisationskammer (51) inSprührichtung der Düsen (50) über ein Filtersystem (59, einen Verdichter (60) und eine Rückkühleinrichtung (61) mit einem Lufttrockner (62) umgewälst und in Abhängigkeit der Temperaturerhöhung kontinuierlich gesteuert wird.

4. Verfahren neoh einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d d u r O h g e k e n n z e i 9 h n r , daß der Reifungs- und Phasen-Stabilisierungzprozeß der kristallinen Fettphase in kontinuierlichem Ablauf durch Besprühen mit gerigen Mengen flüzeigen Stickstoffs (69) beschleunigt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Fettpulver durch Bewegung auf einem Transportband (70) innerhalb einer Temperierkammer (68) eine große Cherfläche vermittelt wird und es außerdem eine Anhebung der Eigentemperatur bis in jenen Bereich erfährt, innerhalb dessen biologische Vorgänge günstig ablaufen.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Fettpulver durch Temperieren gegenüber feinpulverigen Zumisch-Produkten optimal mischfähig gemacht wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem temperierbaren Sohmelzbehälter und bzw. oder mindestens einem Temperierbehälter, einer Pumpe und einem Dosiergerät sowie einem den Düsen vorgeschalteten Druckbehälter für die Fette, Öle bzw. deren Mischungen, Emulsionen oder Suspensionen und bzw. oder einem die Zerstäubung an den Düsen bewirkenden Drucklufterzeuger sowie einem Kristallisationskanal mit einem Austrittstrichter, dem eine Zumisch-Einrichtung sowie ein Durchlaufmischer zugeordnet und letsterem ein Auffangtrichter sowie eine Absackvorrichtung nachgeschaltet sind, d a d u r 6 h g e k e n n s ei 0 h n e t, daß jedem Fett-Sprühkegel (65) der Düse (50) ein Stickstoff-Sprühkegel (67) einer weiteren Düse (66) zugeordnet ist und dem Austrittstrichter mindestens eine Kammer (68) nachgeschaltet ist mit weiteren Sprühdüsen (69) zur kontinuierlichen Nachbehandlung der pulverigen Fettkristalle mit gerigen Mengen flüssigen Stickstoffes.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Austrittstrichter einen kontinuerlich regelbaren Vibrations-Förderer (55) als Austragseinrichtung aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und bzw. Anspruch 8, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Astrittstrichter in eine von der Außenluft abgeschloszene Temperierkammer (68) mündet, in welcher mindestens ein fettsäurebeständiges Transportband (70) einer Dosierbandwaage (70-73) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dosierbandwaage (70-73) für Fettpulver und eine weitere Dosierbandwaage (77-80), die über eine regelbare Förderschnecke (77) mit Zumisch-Substanzen beschickbar ist, in einen Durchlaufmischer (21) entleerbar sind, dessen Durchlaufgeschwindigkeit durch Änderung seiner Neigung verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß en Stelle der Düsen (50) Fettsteigrohre (49) mit einen Innerdurchmesser von etwa 6 bis 8 mm vorgeschen sind, deren Öffnungen von Druckluftdüsen (48) unter einem Neigungswinkel von etwa 40° bis 500 und einem Innerdurchmesser von etwa 3 bis 5 mm beaufschlagbar sind.

12. Vorrichtung nach mindestens Anspruch 11, d a d u r c h g e k a n n s e i c h n e t , daß in die Druckluftleitung (85) für die Druckluftdüsen (48) eine Stickstoffleitung (86) einmündet.

13. Vorrichtung nach mindestens Anspruch 11, d a d u r c h g e % e n n S e i c h n e t , daß die Achsen der DruckluftdtLsen (48) horizontal gerichtet und parallel zu einander verlaufen und Jeweils eine Achse (82) einer Druckluftdüse (48) eine Mittelachse (83) eines Fettsteigrohres (49) in dessen Austrittsebene schneidet.