DE2141329A1 - Festes Produkt aus Getreidesyrup mit hohem Fruktosegehalt und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Festes Produkt aus Getreidesyrup mit hohem Fruktosegehalt und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
2U1329
good Technology, Inc, Chicago, 111», TJ.S.A,
Festes Produkt aus Getreidesyrup mit hohem Fruktosegehalt
und Verfahren zu seiner Herstellung
Diese Erfindung "betrifft ein festes, pulverförmiges Produkt
aus Getreidesyrup mit hohem Fruktosegehalt und ein Verfahren
zu »einer Herstellung.
Unter der Bezeichnung "Getreidesyrup mit hohem Fruktosegehalt"
(high fructose corn syrup) wird hier ein Getreidesyrup, insbesondere ein Maissyrup verstanden, dessen Feststoffe mindestens
40 Gew.^ Fruktose (Lävulose) und mindestens 40 Gew.^
Glukose (dextrose) enthalten, wobei der Rest höhere Saccharide, insbesondere Haitose sind. Der Wassergehalt eines derartigen
Syrup· liegt in der Regel bei etwa 29,0 Gew.$. Der
Gehalt an mineralischen Stoffen ist klein und liegt in der Hegel bei etwa 0,05 Gew.^. Ein typisoher Maissyrup mit hohem
Fruktoeegehalt enthält 29,0% Wasser und 71$ Feststoffe. Die
Feststoffe bestehen im wesentlichen aus 42$ Fruktose, 50,0$
Glukose und 8,0$ höhere Saccharide, insbesondere Maltose.
Während ein normaler Haissyrup sprühgetrocknet werden kann,
ist es wegen der Zusammensetzung eines derartigen Maissyrupθ
mit hohem Fruktosegehalt nioht möglich ihn sprühzutrocknen.
Übliche Haissyrupβ haben nach der Veröffentlichung in Proceeding·
of the 37th Annual Meeting of the Bakery Engineers (1961) Seite 103, Tabelle 3 folgende Zusanm©n@@tzungi
normal
mittel
hoch
Wasser | 19,7 | 19,3 | 18,2 |
Feststoffe | 80,3 | 80,7 | 81,8 |
Asche (Mineralien) | 0,3 | 0,4 | * 0,3 |
Die Feststoffe des Maiesyrups aind lauter Kohlenhydrate ait
der Ausnahme von einer kleinen Menge Asch® oder mineralischen
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Bestandteilen. Die Zusammensetzung des Kohlenhydratanteils
ist wie folgt:
normal mittel hoch
Glukose | 19,3 | 9,1 | 37,0 |
Maltose | 14,3 | 51,9 | 31,5 |
Höhere Saccharide | 66,4 | 39,0 | 31,5 |
Aus diesen Angaben geht hervor, daß in der Zusammensetzung zwischen einem Mai a syrup mit hohem Fruktosegehalt und einem
üblichen Maissyrup wesentliche Unterschiede bestehen.
Ein anderer zuokerartiger Syrup, der beim Trocknen Schwierigkeiten
bereitet, ist der flüssige Honig. Honig hat nach einer Untersuchung von 490 Proben von flüssigem Honig gemäß
der Veröffentlichung "Composition of American Honey", United States Department of Agriculture Research Technical Bulletin
lM-2b, Seite 11, Tabelle 1, folgende Zusammensetzung:
Gew.!
Normaler flü£ siger Honig 20
Normaler flüs siger Honig |
Feststoffe, be rechnet auf Trockene Basis |
|
Wasser | 17,200 | — |
Fruktose | 38,190 | 46,200 |
Glukose | 31,280 | 37,705 |
Saccharose | 1,310 | 1,582 |
Maltose | 7,310 | 8,828 |
Höhere Saccharide | ,1,500 | 1,810 |
Asche | 0,169 | 0,204 |
Stickstoff | 0,041 | 0,050 |
Nicht-bestimmte Anteile | 3,000 | 3,621 |
100,000 100,000
Wenn man flüssigen Honig mit Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt
vergleicht, stellt man fest, daß der Fruktösegehalt
bei beiden Produkten nicht stark voneinander abweicht.
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Flüssiger Honig enthält aber im Unterschied zu diesem Maissyrup
eine nennenswerte Menge an Saccharose und außerdem auch Stickstoff bzw. Proteine. Außerdem ist die Menge an
Glukose in dem Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt wesentlieh
höher als im flüssigen Honig. Wegen dieser Merkmale bereitet offensichtlich die Entwässerung von Getreidesyrup,
insbesondere von Maissyrup, Schwierigkeiten und erfordert
eine besondere und neuartige Arbeitsweise. Heben der Trocknung ist noch von größerer Bedeutung die Stabilisierung des
getrockneten Produktes, so daß es im wesentlichen nichthygroskopisch ist.
In der US-PS 2 693 +20 (Sträub) ist ein Verfahren zur Herstellung
eines festen Honigproduktes beschrieben, bei dem ein Stärkematerial verwendet wird. Nach dieser Patentschrift
können verschiedene Stärken benutzt werden, einschließlich der Stärken, die aus Heis, Kartoffeln, wachsartigem Mais,
Bataten, Tapioka und Pfeilwurz gewonnen werden. Die Stärke kann verkleistert bzw. geliert oder vorverkleistert bzw.
vorgeliert (gelatinized or pre-gelatinized) oder in anderer
Weise modifiziert werden. Als Stärke kann Weizenmehl oder ein anderes stärkehaltiges Mehl verwendet werden. Das Stär-
kematerial wird mit dem flüssigen Honig gemischt und die
Mischung wird in Mulden in einem Kanaltrockner oder in einem pfannenartigen Verdampfer erwärmt. Anschließend wird das
getrocknete Produkt grobzerkleinert, pulverisiert oder gemahlen. Alternativ kann die Mischung aus Honig und Stärke
mit Wasser gemischt und auf einem Walzentrockner oder in einem Sprühtrockner getrocknet werden.
Wenn man versucht, diese Arbeitsweisen auf einen Getreidesyrup mit hohem Pruktosegehalt zu übertragen, so erhält man
keine befriedigenden Ergebnisse.
Obwohl man Getreidesyrup mit hohem Fruktösegehalt in flüssiger
Form verwenden kann, besteht der Wunsch nach einem festen Produkt mit einem hohen Pruktosegehalt in Form eines trocken
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erscheinenden fließfähigen Pulvere, das dem Rohrzucker gleicht.
Gewöhnlicher Rohrzucker bleibt in seiner frei-fließenden Form erhalten, obwohl er hygroekopieoh ist. Ein festes Produkt, das
frei-fließend ist, hat aber eine Reihe von Vorzügen, insbesonder« bei der Herstellung von Lebensmitt eiprodukt en, wie Brot,
Kuchen, Mehlspeisen, Speiseeis u.dgl.
Ea ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
neu·· und festes Produkt aus Getreidesyrup mit hohem Fruktor
•egehalt, insbesondere Maissyrup, mit hohem Fruktοaegehalt
herzustellen, wobei dieses Produkt trocken erscheinen soll und frei von gummiartigen, klebenden und klumpigen Merkmalen
oder Bestandteilen sein soll. Das neue Produkt soll außerdem beständig gegenüber Feuchtigkeit sein.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein neues und verbeesertes Verfahren zur Herstellung eines entwässerten Produk
te· Hit einem hohen Fruktosegehalt aus einem Getreidesyrup,
insbesondere einem Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt·
Sin· andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
einer neuen Zubereitung, die die Feststoffe von Getreidesyrup mit hohem Fruktosegehalt, insbesondere Maissyrup mit hohem
Fruktosegehalt, und Honigfe st stoffe enthält.
Ander· Aufgaben der Erfindung sind aus der folgenden Charakterisierung der Erfindung erkennbar.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Entwässern eine· Getreidesyrups mit einem hohen Gehalt an Frukt öse,
insbesondere eines Maissyrups mit einem hohen Gehalt an
Frukt öse, bei dem man diesen Syrup gründlich mit einer ausreichenden Menge einer nioht-verkleisterten (nicht-gelierten) Stärke mit einer Verkleisterungstemperatur bzw.
Oeliertemperatur von mindestens 65,60C (1500F) misoht, so
daB «in Brei (slurry) entsteht, diesen Brei auf eine Temperatur von 8,3 bis 16,7°0 unterhalb der Verkleisterungs- bzw.
Geliertemperatur dieser Stärke erwärmt, bis die Stärke soweit
(15 - 30 F) 209810/0292
konditioniert ist, daß sie nur teilweise geliert, wenn sie nachher auf ihre Verkleisterungstemperatur oder darüber erwärmt wird, und daß man nachher diesen Brei auf eine Temperatur
oberhalb der Verkleiaterunge» "bzw. Geliertemperatur
zur Entfernung des Wassers und zur partiellen Verkleisterung
bzw. Gelierung der Stärke erwärmt, wobei die Menge der Stärke
und der Grad der Verkleisterung bzw. Gelierung ausreichend ist, um ein Produkt zu ergeben, das in zerkleinertem Zustand
ein trocken erscheinendes fließfähiges Pulver ist, das frei von gummiartigen, klebenden und klumpigen Bestandteilen bzw.
Merkmalen ist.
Gewünschtenfalls kann ein Teil des Getreidesyrups mit hohem
Fruktosegehalt durch Honig ersetzt werden. Vorzugsweise werden
dem Syrup Mittel zur Erleichterung der eingeschlossenen Luft (deaerating agents), z.B. Emulgatoren, und Anti-Feuehthaltemittel
(anti-humectants) zugesetzt.
Das neue feste Kohlenhydratprodukt nach der Erfindung, das in
Form eines trocken erscheinenden fließfähigen Pulvers vorliegt, da» frei von gummiartigen, klebenden und klumpigen Bestandteilen
oder Merkmalen ist, besteht im wesentlichen aus folgenden Stoffen:
Feststoff· von Getreidesyrup,
insbesondere Maissyrup mit
hohem Fruktosegehalt 40-70
insbesondere Maissyrup mit
hohem Fruktosegehalt 40-70
Teilweise verkleisterte bzw.
gelierte Stärke mit einer Ver-
kleieterungs- bzw. Gelierungs-
temperatur von mindestens 65,6 C 60-30
Honigfeststoffe 0-60
Wasser 0,5-4,0 Emulgator 0-1
Anti-Feuchthaltemittel 0-1
Um bei der Erfindung optimale Ergebnisse zu erhalten, wird der Brei aus der nioht-verkleiettrten Stärke und aus dem
Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt (mit oder ohne Zugabe von
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Honig) während des Erwärmens entlüftet bzw. von der eingeschlossenen
Luft befreit. Die Entlüftung wird durch Zugabe einer kleinen Menge eines Emulgators, z.B. 0,2 bis 0,8 0A- und
üblicherweise nicht mehr als 1$ Emulgator, bezogen auf die
gesamten Feststoffe, erleichtert. Emulgatoren enthalten bekanntlich
sowohl hydrophile als auch hydrophobe Gruppen und fördern die Freigäbe von eingeschlossener Luft. Die Abgabe
dtr Luft kann durch Prüfung des Breies unter einem Mikroskop beobachtet werden. Ein bevorzugter Emulgator für die
Entfernung der eingeschlossenen Luft ist hydroxyliertes
Lecithin· Andere geeignete Emulgatoren sind Glycerinmonostearat
und Glycerindistearat oder beliebige polyoxyäthy-1iertβ
Emulgatoren, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Brot und anderen Bäokereiprodukten verwendet werden.
Die nioht-verkleisterte Stärke, die bei dem Verfahren der
Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise Weizenstärke, die eine Yerkleisterungstemperatur von etwa 71°C (1600F)
hat. Beispiele von anderen geeigneten Stärken sind Maisstärke und Reisstärke. Weizenstärke und Reisstärke sind der
Maisstärke überlegen, da sie nur einen geringen Geschmack haben, wogegen die Maisstärke ein bestimmtes Geschmacksmerkmal
besitzt, das sie auf das fertige getrocknete Produkt überträgt.
Bs können auch andere Getreidestärken der eingangs bereits
erwähnten Art verwendet werden, vorausgesetzt, daß ihre Verkleisterungstemperatur nicht niedriger als 65,60C beträgt.
Anstelle der extrahierten Stärken können auch Weizenmehl, Maismehl und Reismehl verwendet werden. Der Geschmack
des Mehls ist jedoch in jedem Fall eindeutig ausgeprägter als derjenige der extrahierten Stärke. Aus diesem
Grund ist es für eine kommerzielle Nutzung der Erfindung im Hinblick auf den Gesohmack des fertigen trooknen Produktes
wenig ratsam, mit den angegebenen Mehlsorten zu arbeiten, obwohl sie tob technischen Standpunkt aus durchaus geeignet
sind.
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Stärken aus Wurzeln von Pflanzen, wie Tapiokastärke und Kartoffelstärke sind für die Erfindung nur sehr wenig oder nahezu ungeeignet, da die Gefahr besteht, daß wegen ihrer niederen Verkleisterungstemperatur eine zu hohe Verkleisterung
während der Trocknungestufe eintritt.
Gemäß der Erfindung wird der Brei aus der nioht-gelierten
Stärke und dem Maissyrup mit hohem fruktosegehalt durch Erwärmen auf eine Temperatur ron 8,3 bis 16,7*unterhalb der
Verkleisterungstemperatur der Stärke durch Erwärmen so kon-. ditioniert, daß die Stärke während der Entwässerung teilwei
se verkleistert. Der erhaltene Brei wird dann getrocknet.
FUr die Trooknung gibt es verschiedene ÄuefUhrungsformen.
Bevorzugt wird bei der Erfindung eine Arbeitsweise benützt, bei der die breiartige Masse in Form eines dünnen Filmes
15. getrocknet wird. Dieses kann in verschiedener Weise unter Verwendung von in der Technik üblichen Trooknungsvorrichtungen erfolgen. Derartige Vorrichtungen sind z.B. Walzentrockner, die entweder bei atmosphärischem Druck oder in einer Vakuumkammer betrieben werden. Andere geeignete Trock-
nungsvorrichtungen sind Muldentrockner oder Trockenbänder,
dl· ebenfalls bei atmosphärischem Druck oder in einer Vakuumkammer betrieben werden können. Das wesentliche Merkmal
dieser Trockenverfahren besteht darin, daß ein dünner Film des Breies aus dem Maissyrup mit hohem Frukt öse gehalt unter
Zugabe oder in Abwesenheit von Honig mit einer erwärmten Oberfläche in Berührung kommt. Die Temperatur dieser Oberfläche wird üblicherweise auf etwa 163 bis 190°C (325-3750F)
eingestellt. Die Berührung des Films mit einer derartigen Oberfläche 1st relativ kurz und dauert im allgemeinen etwa
5 bis 30 Sekunden.
Das Wirkungsprinzip bei diesem Trocknungsverfahren besteht darin, daß man den Haissyrup mit hohem Fruktosegehalt mit
der Stärke verbindet bzw. kombiniert. Während der Einwirkung der erwärmten Oberfläche auf den Brei aus dem Syrup
und der Stärke wird die Stärke teilweise "in situ" ver-
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kleistert. Unter diesen Umständen wird das Wasser des Syrups rasch von den Zuckermolekülen auf die Stärkemoleküle überführt,
wodurch die Stärke teilweise verkleistert wird. Dann werden die Stärkekörner durch die Erwärmung gezwungen, das
Wasser durch Verdampfen freizugeben. In der erhaltenen trocknen Hasse können teilweise verkleisterte Stärkekörner beobachtet
werden. Es liegen auch Anzeichen dafür vor, daß eine chemische Kombination oder Verbindung zwischen der Stärke
und dem Zuoker eingetreten ist, da der Zucker aus dem getrockneten
Produkt nicht wieder extrahiert und in seine ursprüngliche Form übergeführt werden kann. In ähnlicher Weise
kann auch die Stärke nicht extrahiert oder von dem Zucker getrennt werden. Mikroskopische Untersuchungen zeigen, daß die
Stärke nur teilweise und nicht vollständig verkleistert ist.
Die bevorzugte Vorrichtung zum Trocknen des Breies in "Form
eines dünnen Films ist der Doppelwalzentrockner mit zwei heißen Zylindern (double drum hot roll drier). Bei Verwendung
dieser Einrichtung ist es möglich, die Oberflächentemperatur der Zylinder durch die Einstellung des Druckes des
Dampfes, mit dem die beiden Trommeln beheizt werden, zu steuern. Bei der Erfindung lassen sich aber auch andere bekannte
Verfahren für die Trocknung von dünnen Filmen verwenden. Von größerer Bedeutung ist bei der Erfindung die
Trooknung des Breies in Form eines dünnen Filmes gegenüber der Bedeutung der speziell verwendeten Trockeneinrichtung.
Für die Durchführung der Erfindung in technischem Ausmaß
sind auch die wirtschaftlichen Aspekte des Trockenverfahrens von erheblicher Bedeutung. Daraus ergibt sich, daß
der Brei, der den Trookenvorrichtungen zugeführt wird, leicht zu handhaben sein soll und daß auch das getrocknete Produkt,
das die Trockner verläßt, in solchem Zustand sein sollte, daß es gut handhabbar und leicht und rasch in eine pulverförmige
Hasse umgewandelt werden kann. Außerdem liegt es auf der Hand, daß das Verfahrens produkt in diesem Zustand
über längere Zeiträume lagerfähig sein soll. Die Erfindung
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umfaßt deshalb alle bekannten Verfahren zur Erreichung dieser
Ziele.
Bei der Erfindung bildet die Miaohung aus dem Maissyrup mit
hohem Fruktösegehalt und der Weizenstärke einen glatten homogenen,
halbviekoeen Brei. Dieser Brei wird auf den Doppelwalzentrookner
oder einen anderen Trockner gepumpt. Die "beiden ' Walzen, die gegeneinander rotieren, nehmen den Brei aus Syrup
und Stärk· auf und bilden einen dünnen Film. Unter dem Einfluß der hohen Temperatur der Oberflächen der Walzen tritt eine
partielle Verkleisterung der Stärke ein, wobei das an die Fruktos· und die anderen Zuckermoleküle des Maiasyrups gebundene*
Wasser für diese Verkleisterung verwendet wird. Dieses Wasser wird dann aus der entstandenen Kombination bzw.
Mischung verdampft, während der Film sich auf der Oberfläche der Walzen befindet. Die Geschwindigkeit, mit der die Walzen
sich drehen, bestimmt bei einer gegebenen Temperatur den Grad der Verkleisterung. Beim üblichen Betrieb eines Heißwalzentrookners
ist ein Sohabmesser vorgesehen, das den getrockneten
Film von der Oberfläche der Walzen entfernt. Das Schabmesser ist sehr soharf und ist mit großer Präzision auf die
Oberfläche der Walzen eingestellt.
Bei der Durchführung der Erfindung ist es für den Fachmann
nicht schwierig, die Geschwindigkeit der Walzen so einzustellen, daß eine optimale partielle Verkleisterung bei der Trocknung
dee Breies eintritt. Wenn die Geschwindigkeit der Walzen
zu groß ist oder wenn die Kombination aus Stärke und Maissyrup mit hohem Fruktösegehalt (mit oder ohne Honig) nioht
richtig abgemisoht ist, kann die Stärke nicht ausreichend verkleiBtert werden, bevor der Film das sohabmesser erreicht·
Dieses kann dazu führen, daß eine klebende Masse entsteht, die nicht ausreichend getrocknet ist. Wenn aber die Stärke
ausreichend partiell verkleistert ist, erhält man durch das Abschaben von der Oberfläche der Walze einen kontinuierlichen
aber leioht zerbrechlichen Film, der, solange er warm ist,
eine ausreichende Festigkeit besitzt, um auf eine Einrichtung
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zur Weiterverarbeitung überführt zu werden. Die Verkleisterung der Stärke kann aber auch zu weit führen. Dieses kann
auf eine zu langsame Bewegung der Walzen oder auf eine Kombination von Defekten, die später noch näher beschrieben
werden, zurückzuführen sein. In einem derartigen Fall ist die Stärke vollständig verkleistert oder sogar noch weiter
behandelt, so daß ihre Struktur vollständig zerstört ist. Ein derartiger Film bildet bei dem Absohaben von den Walzen
eine relativ dicke Masse. Er ist kautschukartig und hat eine
hohe Zugfestigkeit. Außerdem ist der Film klebrig und rollt sich (form into rolls) an der Kante des Schabmessers auf.
Man erhält also nicht einen dünnen, kontinuierlichen aber leicht zerbreohlichen Film, wie bei der nur partiellen Verkleisterung
der Stärke. Aus diesem Grund ist eine vollständige Verkleisterung der Stärke unerwünscht, da in einem derartigen
Fall keine befriedigende Trocknung des Produktes in technischem Maßstab möglich ist.
Im Ergebnis besteht das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Stärke nur teilweise verkleistert wird,
wodurch der Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt (mit oder
ohne Honigfeststoffe) in einen trocknen Zustand übergeführt wird, so daß beim Abkühlen ein Produkt von kristallinem
Charakter entsteht, das in ähnliche Teilchengrößen wie Saccharose bzw. Rohrzucker übergeführt werden kann. Die erhaltenen
Teilchen sind beständig und verhältnismäßig nichthygroskopisch. Die Teilchen können in Säcken, z.B. 20 kg
oder 50 kg-Säoken unter normalen Lagerhausbedingungen gelagert werden, ohne daß das getrocknete Produkt wieder in den
flüssigen Zustand durch Absorption von Feuchtigkeit aus der
30' Atmosphäre zurückkehr. Dieses ist sehr überraschend, da Fruktose
in beliebigen Formen die Eigenschaft hat, Wasser aus der Atmosphäre zu absorbieren. Diese Eigenschaft ist noch
ausgeprägter, wenn die Fruktose getrocknet wurde. Offensichtlich ist dies eine natürliche Eigenschaft dieser Zuckerart.
Durch die Erfindung würde diese Neigung zur Aufnahme von
Wasser aus der Atmosphäre für den an Fruktose reichen, ge-
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trockneten Maissyrup beseitigt. Dieses Ergebnis ist auch im
Hinblick auf die Verwendung des getrockneten Produktes aus dem an Fruktose reichen Maissyrup und Stärke als Backzusatzstoff,
z.B. zum Brotbacken von Bedeutung, da dieses Produkt mehr Wasser absorbiert als durch die Entwässerungsstufe bei
dieser Erfindung entfernt wurde. Dabei wird das Wasser fest an die Kombination aus dem fruktosehaltigen Syrup und der
partiell verkleisterten Stärke gebunden. Das Brot bleibt deshalb längere Zeit weich als bei Verwendung eines flüssigen
fruktosehaltigen Maissyrups.
Bei der Durchführung dieser Erfindung ist der Zusatz eines
Entlüftungemittels bzw. Emulgators, wie ein hydroxyliertes
Lecithin, Glycerinmonostearat oder Kombinationen von Glyerinmono-
und -distearat, von großem Vorteil bei dem Arbeiten in technischem Maßstab, da sich in einem derartigen Fall das
partiell verkleisterte getrocknete Produkt bei Verwendung von Walzentrocknern von der heißen Walze viel besser mit dem
Schabmesser ablösen läßt. Beim Zusammenmischen des Maissyrups mit hohem Fruktosegehalt mit der Stärke entsteht in Anwesenheit
oder Abwesenheit von Honig ein ziemlich viskoser Brei, in dem Luft durch den in der Regel verwendeten Rührer des
Mischgefäßes leicht in den Brei eingetragen und dort eingeschlossen wird. Wenn man diese Luft in dem Brei läßt, besteht
die Gefahr, daß das getrocknete Material, das aus dem Film des Breies auf der Oberfläche der heißen Walzen entsteht,
porös und diskontinuierlich bei der Abnahme durch das Schabmesser ist. Durch Zugabe von hydroxyliertem Lecithin oder
eines anderen Emulgators wird erreicht, daß die Luft nicht in dem Brei festgehalten sondern an die Umgebung abgegeben
wird. Gleichzeitig wird dadurch auch eine bessere Abnahme des gebildeten trocknen Films oder Blattes durch das Schabmesser
erleichtert. Obwohl die Erfindung auoh ohne Verwendung dieser Hilfsmittel durchführbar ist, wird die Trocknung
und die Handhabbarkeit des getrockneten Materials durch die Anwesenheit der Entlüftungemittel wesentlich erleichtert.
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65 | ,0 |
34 | ,5 |
O | ,5 |
2 U 1329
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert· Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, falls
nicht ausdrücklich etwas anderes aigegeben wird.
Beispiel 1
Es wird eine Mischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Es wird eine Mischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Beatandteile Teile
Maissyrup mit hohem Fruktοsegehalt (Syrup)
Weizenstärke
Hydroxyliertes Lecithin
100,0
Diese Ge samt mischung hat ein G-ewicht von 45,4 kg. Die Bestandteile
werden gemischt, indem man den Syrup in einem Mischgefäß mit einem kräftigen Rührer vorlegt. Der Rührer
ist in der Mischung so angeordnet, daß er um eine horizontale Achse rotiert. Der Mischbehälter ist im Querschnitt
U-förmig. Der Mischer hat die Gestalt einer Teilspirale. Ee können auch andere Mischer verwendet werden, vorausgesetzt,
daß die Rührblätter eine kräftige Konstruktion besitzen und durch einen Motor von ausreichender Kraft angetrieben
werden, um das viskose Material vermischen zu können. Der Mischbehälter ist ummantelt, so daß der Behälter
geheizt werden kann. Man kann die Heizung aber auch durch den Rührer vornehmen, wenn man einen Hohlrührer verwendet,
durch den Dampf geleitet werden kann.
In den vorgelegten Syrup wird die Weizenstärke bei laufendem
Rührer portionsweise eingetragen. Nachdem die gesamte Stärke zugegeben worden ist, wird das Mischen fortgesetzt,
bis ein glatter Brei (smooth slurry) erhalten worden ist, in dem die gesamte Stärke gleichförmig in dem Maissyrup verteilt
ist. Zu diesem Zeitpunkt läßt man Dampf in die Ummantelung
des Mischers oder in den hohlen Rührer eintreten und erwärmt dadurch die Temperatur der Mischung auf 54,440C (130°P).
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Zu diesem Zeitpunkt wird das hydroxylierte Lecithin zugegeben
und das Mischen wird zur Entlüftung des Breies fortgesetzt. Die erforderliche Zeit für das Mischen in dieser
ersten Stufe hängt von der Größe des Ansatzes und des Mischere ab. Wenn man einen Ansatz von 45,4 kg und einen Mischer
von einer entsprechenden Größe verwendet, werden etwa 7 bis 10 Minuten für die erste Mischstufe benötigt. Für
die Entlüftung benötigt man weitere 5 Minuten.
Wenn das Mischen und die Entlüftung beendigt ist, werden der Dampf und der Rührer abgestellt. Man läßt dann die Mischung
mindestens 8 Stunden und höchstens 16 Stunden stehen. Während dieses Stehens fällt die Temperatur der Mischung unterhalb
54,40C (1300I1).
Der Mischer wird dann wieder angestellt und die Temperatur wird erneut auf 54,40C erhöht. Sobald diese Temperatur erreicht
ist, ist der Brei fertig, um auf den Walzentrockner gepumpt zu werden.
Der Brei wird auf den Trockner in der Weise gepumpt, daß er in den "Spalt" (nip) zwischen den beiden im Gegensinn laufenden
Walzen fällt. In dem Spalt wird ein Niveau von etwa 15 bis etwa 25 cm (6 bis 10 inches) für die Tiefe des Breies
aufrechterhalten, wobei die Walzen des Trockners einen Durchmesser von 122 cm (48 inches) und eine Länge von 3m (10 feet)
haben.
Der Dampfdruck in den Walzen wird vorzugsweise bei 5,95 kg/cm*
(85 psi) gehalten. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen liegt vorzugsweise bei 2,5 upm. Falls die Walzengeschwindigkeit
leicht erhöht wird, ist es zweckmäßig, auch den Dampfdruck leicht zu erhöhen. Andererseits kann auch der Dampfdruck
gesenkt werden, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen entsprechend reduziert wird. Derartige Einstellungen
der mechanischen und thermischen Bedingungen sind für den Fachmann selbstverständlich.
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Auch die Einstellung des Walzenabstandes im Walzenspalt ist
eine Größe, die einen wesentlichen Einfluß auf den Umfang der Verkleisterung hat. Es liegt auf der Hand, daß die öffnung
des Walzenspaltes in Abhängigkeit von der Menge der Stärke und auch von dem Verhältnis der Konzentration der
Stärke zu derjenigen des Syrups in dem Brei variiert werden kann. Auch eine derartige mechanische Einstellung bereitet
dem Fachmann keine Schwierigkeiten.
Wenn alle diese Gesichtspunkte berücksichtigt werden, entsteht
auf der Walzenoberfläche ein Film, der bei Erreichung des Schabmessers leicht von der Oberfläche der heißen 7/alze
abgenommen werden kann. Der Film bzw. das Blatt auf der 7/alzenoberfläche
hat bei dem Erreichen des Schabmessers das Aussehen eines dünnen weißen Papiers. Beim Abnehmen ist der
Film geschmeidig, da seine Temperatur relativ hoch ist. In dem Ausmaß, in dem der Film abkühlt, wird er sehr schnell
zerbrechlich und schlagempfindlich. Diese Änderung vollzieht sich in Sekunden. Der Film bzw. das Blatt kann dann sehr
leicht in einer Hammermühle oder in einer anderen Zerkleinerungsvorrichtung
zerkleinert werden, so daß Teilchen von der gewünschten Teilchengröße erhalten werden. In der Regel
werden Teilchen bevorzugt, die zu 100$ durch ein Sieb mit 30 Maschen gehen.
Beispiel 2
Es werden die folgenden Bestandteile kombiniert:
Es werden die folgenden Bestandteile kombiniert:
Bestandteile Teile
Maissyrup mit hohem Fruktοsegehalt (Syrup)
Weizenstärke
Hydroxyl!ertes Lecithin
100,0
Hydroxyl!ertes Lecithin
100,0
Auch in diesem Fall werden die Bestandteile in solchen Mengen
verwendet, daß die Gesamtmiechung ein Gewicht von 45,4 kg
hat.
209810/0292
70 | ,0 |
29 | ,5 |
0 | ,5 |
50 | ,0 |
49 | ,5 |
0 | ,5 |
2U1329
Es wird wie in Beispiel 1 vorgegangen. Das Produkt, das von dem Schabmesser abgenommen wird, ist ein glattes kontinuierliches
Blatt, das nach dem Abkühlen sehr leicht zerkleinert werden kann.
Es werden folgende Bestandteile kombiniert:
Bestandteile Teile
Maissyrup mit hohem Fruktösegehalt (Syrup)
Weizenstärke
Hydroxyliertes Lecithin
Hydroxyliertes Lecithin
100,0
Auch in diesem Fall hat die Gesamtmischung ein Gewicht von
45,4 kg.
Es wird wie in Beispiel 1 vorgegangen. Das vom Sohabmesser
abgenommene Produkt ist trocken und läßt sich nach dem Abkühlen sehr gut zu einem körnigen Material zerkleinern.
Es werden folgende Bestandteile kombiniert:
Bestandteile Teile
Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt (Syrup) Weizenstärke
Hydroxyliertes Lecithin
Hydroxyliertes Lecithin
100,0
Auch in diesem Fall hat die Gesamtmischung ein Gewicht von 45,4 kg.
65 | ,0 |
34 | ,5 |
0 | ,5 |
209810/0292
-μτ-
In diesem Beispiel wird der Brei auf eine Temperatur von 54,40C (1300F) erwärmt und dann sofort auf den heißen Walzentrockner
gepumpt. Das von dem Schabmesser abgenommene Blatt aus der getrockneten Masse besitzt eine sehr schlechte
Qualität und kann nur mit großen Schwierigkeiten gehandhabt werden. Das Blatt ist klebrig und feucht, woraus sich
ergibt, daß es nicht ausreichend getrocknet ist. Durch Erhöhung des Dampfdruckes oder durch Erniedrigung der Umlaufgeschwindigkeit
der Walzen können diese Mängel nicht besei-
1Ö tigt werden. Die Prüfung des fertigen Produktes ergibt, daß
keine befriedigende partielle Verkleisterung der Stärke eingetreten ist. Aus diesem Beispiel geht hervor, daß man den
Brei längere Zeit bei den angegebenen Temperaturen, bevorzugt bei einer Temperatur von 54,4°C, halten muß, um eine
gute partielle Verkleisterung der Stärke zu erreichen.
Es wird die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 1 verwendet mit der Ausnahme, daß folgende Bestandteile benützt
werden:
Bestandteile Teile
Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt 37
Flüssiger Honig · 33
Weizenstärke 29,5
Hydroxyliertes Lecithin 0,5
Es wird ein trocknes Produkt mit befriedigenden Eigenschaften und einem Honiggeschmack erhalten.
Es wird die gleiche Arbeitsweise verwendet wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß folgende Bestandteile verwendet werden:
209810/0292
21. | 1329 |
4 | |
Teile | |
33 | |
37 | |
29, | |
ο, | |
,5 | |
Maissyrup mit hohem Pruktosegehalt
Flüssiger Honig
Weizenstärke
Hydroxyliertes Lecithin
Flüssiger Honig
Weizenstärke
Hydroxyliertes Lecithin
Es wird ein trocknes Produkt mit befriedigenden Eigenschaften und einem Honiggeschmack erhalten.
In den folgenden Beispielen wird gezeigt, daß die Temperatur, auf die der Brei erwärmt wird, auch dann wichtig ist,
wenn man ihn 8 bis 16 Stunden stehen läßt, bevor er auf einem heißen Walzentrockner getrocknet wird. In diesem Zusammenhang
sei aber darauf hingewiesen, daß das Stehenlassen des Breies für 8 bis 16 Stunden zwar eine vorteilhafte Ausführungsform
dieser Stufe der Erfindung ist, doch ist es nicht erforderlich, die Konditionierung zur Erreichung einer
partiellen Verkleisterung beim Entwässern in dieser Weise durchzuführen. Man kann vielmehr durch Änderung des
Erwärmens und der Zeitdauer des Stehenlassens die partielle Gelierbarkeit der Stärke auch in anderer Weise erreichen.
In den Beispielen 7 bis 10 wird stets die folgende Mischung verwendet:
Bestandteile . Teile
Maissyrup mit hohem Fruktosegehalt 65,0
Weizenstärke 34,5
Hydroxyliertes Lecithin 0,5
100,0
Das Gesamtgewicht der Bestandteile beträgt 45,4 kg. Beispiel 7
Die Temperatur des Breis wird auf 48,90C (1200P) erhöht.
Dann wird die Erwärmung abgestellt und der Brei wird 16 Stunden stehen gelassen. Dann wird er erneut auf 48,90C
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/fS 2U1329
erwärmt und auf den Walzentrockner gepumpt. Das Blatt aus der getrockneten Mischung ist t>ei der Abnahme durch das
Schabmesser leicht klebrig, feucht und läßt sich nur schwer handhaben.
Es wird die Arbeitsweise von Beispiel 7 verwendet, doch wird
die Temperatur auf 60,00C (14O°F) erhöht. Dieser Brei läßt
sich gut trocknen und handhaben wie derjenige von Beispiel 1, bei dem eine Temperatur von 54f4°C (1500I1) verwendet wurde.
Es wird die gleiche Arbeitsweise verwendet wie in Beispiel 7 mit der Ausnahme, daß die Temperatur des Breies auf 65,60G
(15O°F) erhöht wird. Bei diesem Beispiel war das Blatt aus der getrockneten Masse bei der Abnahme durch das Schabmesser
leicht gummiartig, woraus sich ergibt, daß die Verkleisterung
zu weit gegangen ist.
Es wird die gleiche Arbeitsweise verwendet wie in Beispiel 7 mit der Ausnahme, daß die Temperatur auf 71,1°C (16O0F) erhöht
wird. Bei der Abnahme des Blattes durch das Schabmesser wird ein sehr dickes und kautschukartiges Blatt erhalten,
das nur schwer zu handhaben ist. Die Prüfung des getrockneten Materials zeigt, daß die Verkleisterung zu weit gegangen
ist.
In den Beispielen 1 bis 4 wird gezeigt, daß verschiedene Mengen an Stärke mit dem Maissyrup kombiniert werden können.
Für den Fachmann ist klar, daß das ideale Produkt möglichst wenig Stärke und möglichst viel Feststoffe aus dem Maissyrup
mit hohem Fruktosegehalt enthält. Der Anteil an Stärke beeinflußt aber den Grad der Verkleisterung, da dieser im
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Λ9 2U1329
Zusammenhang mit der Menge an Wasser in dem Maissyrup mit hohem Fruktösegehalt steht.
- In den Beispielen 5 und 6 wird die Herstellung und die Eigenschaften
von Mischprodukten erläutert, die die Peststoffe
aus Maissyrup mit hohem Pruktosegehalt und Honigfeststoffe enthalten.
In den Beispielen 7 bis 10 wird der Einfluß der Temperatur
auf den Brei vor dem Trocknen auf heißen Walzentrockner gezeigt. Die ideale Temperatur für die Konditionierung der
Stärke für die partielle Verkleisterung beträgt 54,40C (1300F)
Diese Temperatur liegt deutlich unterhalb der Verkleisterungstemperatur
von Stärke in Wasser allein. Die Verkleisterung von Weizenstärke beginnt im allgemeinen bei etwa 71,1°C (1600P)
Die Verkleisterungstemperatur von Weizenstärke in einer einfachen
Lösung von Zucker in Wasser ist höher als diejenige für die gleiche Stärke in Wasser allein. Aus diesem Grund
beginnt die Verkleisterung bei der Erfindung nicht schon während des Erwärmens des Breis, sondern erst später in der Entwas
serungsstufe.
In den vorstehenden Beispielen wurde ein Maissyrup mit hohem Pruktosegehalt verwendet, der ein typischer Maissyrup mit
hohem Pruktosegehalt ist, wie er eingangs beschrieben wurde und der 29,0$ Wasser und 71$ Peststoffe enthält. Ein derartiges
Produkt ist im Handel unter der Bezeichnung "Isomerose
100" erhältlich.
Die nach dem Trocknen und Zerkleinern erhaltenen Produkte sind trocken erscheinende fließfähige Pulver, die frei von
gummiartigen, klebrigen und klumpigen Bestandteilen sind. Wenn die Produkte über längere Zeiträume gelagert werden
sollen, ist es manchmal vorteilhaft, ein Anti-Peuchthaltemittel
zuzugeben, wobei dieser Zusatzstoff in der Regel in Mengen von nicht mehr als 1 Gew.$, bevorzugt 0,5 bis 1 Gew.^,
bezogen auf das trockne Produkt, zugegeben wird. Beispiele
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%0 2U1329
von geeigneten Anti-Feuchthaltemittein sind Calciumstearat,
mikronisiertes Siliciumdioxid, !Dicalciumphosphat und Magnesiumcarbonat.
Das Anti-Feuchthaltemittel kann dem getrockneten Produkt während der Zerkleinerung beigefügt werden.
Das bevorzugte Anti-Feuchthaltemittel ist Galciumstearat.
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Claims (14)
1. Ein festes Kohlenhydratprodukt in Form eines trocken erscheinenden
fließfähigen Pulvers, das frei von gummiartigen, klebenden und klumpigen Beetandteilen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen besteht:
Gewichtsteile
Feststoffe von Getreidesyrup mit hohem
Fruktösegehalt, insbesondere Maissyrup
mit hohem Fruktosegehalt 40-70
Teilweise gelierte Stärke mit einer Geliertemperatur von mindestens 65,60C 60-30
Honigfeststoffe ' 0-60 Wasser 0,5-4,0
Emulgator 0-1
Anti-Feuchthaltemittel 0-1
2. Ein Kohlenhydratprodukt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es 0,2 bis 0,8 Gew.$ hydroxyliertes Lecithin
als Emulgator enthält.
3. Ein Kohlenhydratprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es 0,5 bis 1 Gew.# Calciumstearat als Anti-Feuchthaltemittel
enthält.
4. Ein Kohlenhydratprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es die Feststoffe von Maissyrup mit hohem Fruktösegehalt und die Honigfeststoffe im Gewichtsverhältnis
von 15:85 bis 85:15 enthält.
5. Ein Kohlenhydratprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Stärke Weizenstärke verwendet wird.
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1% 2U1329
6. Ein Kohlenhydrat produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Stärke Y/eizenstärke und als Emulgator hydroxyliertes Lecithin in Mengen von 0,2 bis 0,8
Gew.$ enthält.
7. Verfahren sum Entwässern eines Maissyrups mit hohem Gehalt
an Fruktoee, dadurch gekennzeichnet, daß man den
Syrup gründlich mit ausreichenden Mengen einer nicht-verklelsterten
Stärke mit einer Verkleisterungstemperatur von mindestens 65,60G mischt, so daß ein Brei entsteht,
diesen Brei auf eine Temperatur von 8,3 bis 16,7°C unterhalb der Verkleisterungstemperatur dieser Stärke erwärmt,
bis die Stärke soweit konditioniert ist, daß sie nur teilweise verkleistert, wenn sie nachher auf ihre Verkleisterungstemperatur
erwärmt wird, und daß man nachher diesen Brei auf eine Temperatur oberhalb der Verkleisterungstemperatur
der Stärke zur Entfernung des Wassers und zur partiellen Verkleisterung der Stärke erwärmt, wobei die
Menge der Stärke und der Grad der Gelierung ausreichend ist, um ein Produkt zu ergeben, das in zerkleinertem Zustand
ein trocken erscheinendes fließfähiges Pulver bildet, das frei von gummiartigen, klebenden und klumpigen
Bestandteilen ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei während der Erwärmung entlüftet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung der Entlüftung eine ausreichende Menge eines
Emulgators zugegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß hydroxyliertes Lecithin als Emulgator verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Stärke Weizenstärke verwendet wird.
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2U1329
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Honig mit dem Maissyrup mit hohem Fruktοaegehalt in einem
Gewichtsverhältnis von Honigfeststoffen zu Peststoffen
des Maissyrups mit hohem Fruktosegehalt von 15:85 bis 85:15 gemischt wird·
13. Verfahren naoh Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entwässerung des Breies und zur teilweisen Verkleisterung
der Stärke der Brei in Form eines dünnen Filmes erwärmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß
der Brei zu einem dünnen Film geformt und zu einem papierdünnen
Blatt getrocknet wird, indem man den Brei in den Walzenspalt von zwei in engem Abstand stehenden,
gegeneinander rotierenden Walzen einführt, wobei diese Walzen eine Oberflächentemperatur von 162,8 bis 19O,6°C
haben und die Berührungszeit zwischen den heißen Walzenoberflächen und dem Brei 5 bis 30 Sekunden beträgt.
INSPECTED
209810/0292
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