DE2318770C2

DE2318770C2 - Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmittelsäuren und Zucker enthaltenden feinteiligen Nahrungsmitteln

Info

Publication number: DE2318770C2
Application number: DE2318770A
Authority: DE
Inventors: Charles von Battle Creek Mich. Fulger
Original assignee: Kellogg Co
Current assignee: Kellanova
Priority date: 1973-04-13
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE2318770A1

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Nahrungsmittelsäure und einen Zucker in fester Form enthaltenden Nahrungsmittels, bei weichem die Nahrungsmittelsäure an feinteiligen oaer agglomerierten Zucker oder trockene zuckerhaltige Produce gebunden wird, so daß einzelne Teilchen oder poröse Klümpchen erhalten werden.

Zuckerteilchen enthaltende Nahrungsmittel werden allgemein dadurch agglomeriert, daß man einen begrenzten Kontakt zwischen den Teilchen unter feuchten Bedingungen herbeiführt, wodurch die Teilchen aneinanderkleben und poröse Klümpchen oder Agglomerate bilden. Eine Methode zur Überführung von pulverförmigem Material in Agglomerate besteht darin, daß man das Material über ein vibrierendes Sieb schickt, während heiße Luft und Dampf nach oben durch das Sieb getrieben werden. Eine andere Methode umfaßt die Behandlung freifallender Teilchen mit Dampf.

Die vorstehenden Methoden sind in A. K. Johnson und M. S. Peterson, Encyclopedia of Food Technology, Westport, Cona, USA 1974, S. 18, beschrieben und eignen sich besonders zur Agglomerierung von Zuckerteilchen, da die feuchte und warme Atmosphäre die Teilchen klebrig macht und zusammenkleben läßt Verschiedene Probleme entstehen jedoch dann, wenn dem Zukker oder Oligosaccharide enthaltenden pulverförmigen Material zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Agglomerierung unter feuchten Bedingungen Nahrungsmittelsäure einverleibt wird. Bei Anwendung der üblichen Agglomerierungsmethoden neigt nämlich die Säure dazu, den Zucker zu invertieren oder abzubauen, und das behandelte Material wird dann übermäßig klebrig und nicht mehr handhabbar, es haftet an der Verarbeitungseinrichtung oder verstopft sie. So ist es aus der DE-AS 12 98 960 bekannt, ein eine geringe Menge Fumarsäure enthaltendes Zuckergemisch in einer feuchten Atmosphäre in einer Wirbelschicht zu granulieren, wobei je-

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Der Ausdruck »Zucker« umfaßt Saccharose, bzw. jede zuckerähnliche Polyose oder alle Oligosaccharide oder deren Mischungen, die rasch durch organische Nahrungsmittelsäuren invertiert oder abgebaut werden. Jede Nahrungsmittelsäure, die unterhalb etwa 200° C ohne zu weitgehende Zersetzung geschmolzen werden kann, ist verwendbar. Geeignete Nahrungsmittelsäuren und ihre Schmelzpunkte umfassen Apfelsäure (128° Q,

*o Zitronensäure (152⁰Q, Adipinsäure 052"Q und möglicherweise Weinsäure (170°Q und Bernsteinsäure (188° Q.

Die Nahrungsmittelsäure wird vorzugsweise kontinuierlich auf in Bewegung befindliche Teilchen oder Agglomerate eines Zuckerprodukts aufgebracht, indem beispielsweise geschmolzene Säure auf eine in Bewegung befindliche Schicht aus dem Zuckerprodukt oder auf einen Vorhang aus freifallendem Material aufgesprüht wird. Die Zeichnung zeigt eine für diesen Zweck

so geeignete Vorrichtutig, die ganz allgemein Mittel zum Schmelzen der Nahrungsmittelsäure und Mittel zur Aufbringung der zerstäubten Schmelze auf aufeinanderfolgende Teilchen oder Agglomerate aus dem Zuckermaterial aufweist Bei der bevorzugten Ausführungs- form wird die geschmolzene Säure aufgesprüht und geeignete Mittel sind vorgesehen, um geschmolzene Säure unter Druck Sprühdüsen zuzuführen, die auf eine Zone gerichtet sind, innerhalb der die Säure aufgebracht werden soll.

Genauer ausgedrückt enthält die Vorrichtung einen senkrecht angeordneten zylindrischen Behälter 10 mit einem oberen mit einem Flansch versehenen Auslaß, auf dem eine teilweise Abdeckung 12 befestigt ist und mit einem unteren Abschluß 14 mit einem Auslaß 16 darin, der sich nach unten aus dem Behälter erstreckt Ein innerer zylindrischer Teil 18 ist axial in dem Zylinder 10 angeordnet und besitzt einen Abstand von diesem, so daß sich ein ringförmiger Raum bildet, in dem Dampf

zirkulieren kann. Der Raum innerhalb des unteren Abschlusses 14 kann ebenfalls mit Dampf erhitzt werden, so daß der gesatr.te Behälter einen Dampfmantel besitzt Jedes andere geeignete Erhitzungsmittel, z. B. eine elektrische Widerstandswicklung, kann zur Erhitzung des Behälters dienea

Eine hohle Welle 20 ist zentral oder axial in dem Bt häiter 10 angeordnet und an ihrem unteren Ende in einem Lager 22 drehbar moniiert; das Lager 22 ist in einem mit einem 5-chlitz versehenen Träger 24 angeordnet, der von der Innenseite des Behälters nahe an dessen unterem Ende nach innen vorspringt Das obere Ende der Welle 20 ist drehbar in einem Lager 26 angeordnet das in einem Träger 28 ruht der oberhalb und außerhalb des Behälters 10 verläuft Ein Kettenrad oder eine Riemenscheibe 30 ist an der Welle oberhalb der Abdeckung 12 befestigt und wird durch eine endlose Kette oder einen Riemen 32 angetrieben, der zu einem zweiten, mit dem ersten ausgerichteten Kettenrad oder einer Riemenscheibe 34 führt, die durch einen Motor 36 angetrieben wird, der auf einem an dem Behälter 10 befestigten Träger 38 ruht. Durch die Weile 20 kann mittels eines oben auf der Welle befindlichen umlrufenden Teils 40 mit einem Dampfeinlaß Dampf zirkuliert werden.

Zwei oder mehr Leitungen, z. B. die einander gegenüberliegenden Leitungen 42 und 44, stehen an ihren Enden in Flüssigkeitsverbindung mit der hohlen Welle 20 innerhalb des Behälters, so daß Dampf durch diese Leitungen zirkulieren kann. Die Leitungen 42 und 44 verlaufen jeweils rechtwinklig nahe am oberen und unteren von ihnen umfaßten Teil der Welle und sie besitzen dazwischen vertikale Teile nahe an der Innenwand des inneren zylindrischen Teils 18, weiche parallel zur Achse des Teils 18 angeordnet sind. Mehrere senkrechte Schaber sind auf jedem Ende der Leitungen 42 und 44 angeordnet und erstrecken sich radial von diesen Enden, so daß die Außenkanten dieser Schaber sich dicht an der innenwand des inneren zylindrischen Teils 18 und parallel mit diesem befinden. Eine Drehung der Welle 20 bewirkt dahet eine Drehung der erhitzten Leitungen 42 und 44 und der Schaber 46 im Innern des zylindrischen Innenteils 18, so daß die Säure in diesem Teil umgerührt und kontinuierlich von der heißen Wand dieses Teils abgeschabt wird. Auf diese Weise wird die Säure rasch und wirksam geschmolzen und der Sprühvorrichtung zugeführt

Ein fester oder körnige Säure enthaltender Trichter 48 kann nahe am oberen Ende des beheizten Behälters 10 vorgesehen sein und kann eine Tülle 50 besitzen, die über eine Öffnung in der Abdeckung 12 ragt Der Trichter kann zur kontinuierlichen Zuführung körniger Säure zu dein beheizten Behälter während einer kontinuierlichen Sprühung dienen. Ein Teil des unteren Trägers 24 ist trichterförmig nach unten abgeschrägt und begrenzt so den unteren Teil des inneren zylindrischen Einsatzes, und in diesem trichterförmigen Teil kann sich geschmolzene Säure ansammeln. Ein Absperrorgan 52 steht in Flüssigkeitsverbindung mit dem Bodenauslaß des Inneneirisatzes und reguliert den Strom der geschmolzenen Säure aus u.^sem Einsatz. Das Absperrorgan 52 ist in üblicher Weise mittels eines von außen zu betätigenden Handrads 54, das mit dem Absperrorgan in Betriebsverbindung steht, einstellbar. Es sei auch bemerkt, daß das Absperrorgan 52 sich im unteren Teil des beheizten Behälters 10 befindet und daher durch den innerhalb des Raums zirkulierenden Dampf erhitzt wird. Eine Auslaßleitung ^rfi geht von dem Absperrorgan 52 aus und erstreckt vsl. nach hinten außerhalb des Behälters 10 und mündet in den Einlaß einer Pumpe 58. Zwischen der Pumpe 58 und dem Behälter IG isi die Leitung 56 vor. einer beheizten oder mit Dampf gefüllten Muffe 60 u.T-gäücn, die mit dem Dampfmantel des Behälters in Verbindung steht Auf diese Weise wird die Säure nach Verlassen des beheizten Behälters 10 in geschmolzenem Zustand gehalten. Ein Anschluß 62 für Reinigungsdampf kann nahe am unteren Ende der

ίο Muffe 60 vorgesehen sein, um bei geschlossenem Absperrventil 52 die Innenteile durchspülen oder reinigen zu können.

Die Pumpe 58 kann von beliebiger Bauart sein, z. B. eine Zahnradpumpe und sie kann ebenfalls einen Dampfmantel besitzen oder beheizt werden, um die darin befindliche Säure im geschmolzenen Zustand zu halten. Ein auf einem ortsfesten Träger 66 befindlicher Motor 64 treibt ein Kettenrad oder eins Riemenscheibe 68 an, die über eine Kette oder einen Riemen 70 mit einem darauf ausgerichteten Kettenrad oder einer Riemenscheibe 72 der Pumpe in Arbeitsv<»rbindung steht Eine Leitung 74 erstreckt sich vom Auslaß der Pumpe nach unten und steht mit einer oder mehreren Sprühdüsen mit verengtem Mundstück, z. B. den Düsen 76 und 78, in Verbindung, durch weiche die geschmolzene Säure in die gewünschte Richtung gesprüht wird. Die Leitung V4 ist vorzugsweise nach außen und unten von der Achse der Welle 20 weggebogen und endet in einem unteren unter einem Winkel verlaufenden gera den Teil, in welchem die Sprühdüsen 76 und 78 angeord net sind Die Leitung 74 ist an ihrem freien Ende geschlossen und kann von einer Muffe 80 umgeben sein, weiche die Einführung von Dampf zwecks Erhitzung der Leitung ermöglicht Gegebenenfalls können die Düsen 76 und 78 auch getrennt durch elektrische Heizwicklungen oder dergleichen erhitzt werden, um so einen freien Durchfluß der geschmolzenen Säure durch die Düsen zu gewährleisten.

Ein Endlosförderband 82 ist unter den Spriihdü&e.n 76

und 78 angeordnet, welches eine fortlaufende Schicht aus Kohlenhydratmaterial unter den Sprühdüsen in der von -"iem Pfeil angezeigten Richtung vorbeiführt Auf diese Weise kann eine Schicht aus agglomeriertem oder feinteiligem Material kontinuierlich durch eine Säure aufbringungszone geführt werden. Gegebenenfalls kann das besprühte Material mittels eines Recixns oder dergleichen umgewendet und erneut besprüht werden, so daß es auf allen Seiten einen Säureüberzug erhält Im Betrieb wird pulverförmige oder körnige Nah rungsmittelsäure in den Behälter 10 aus dem Trichter 48 eingefüllt Der Behälter 10 wird mittels Dampf oder auf andere Weise bis zum Schmelzen der Säure erhitzt. Während des Schmelzens wird die Säure durch Drehen der Welle 20, der Leitungen 42 und 44 und der Schaber 46 in Bewegung versetzt, und geschmolzene Säure sammelt sich am Boden des Behälters an. Die flüssige geschmolzene Säure wird mittels der Pumpe 58 unter Druck zu den Sprühdüsen 76 und 78 gepumpt. Gleichzeitig wird am unteren Ende des angetriebenen Förder-

eo bands 82 zuckerhaltiges oder agglomeriertes Nahrungsmittel aufgelegt Eine Bewegung des Förderbands in Pfeilrichtur.g bedingt dann, daß die Körnerschicht nacheinander den aus den Düsen 76 und 7S 'austretenden Sprühstrahlen ausgesetzt wird.

Die Temperatur des Behälters wird vorzugsweise auf 2 bis 10°C über den Schmelzpunkt der Säure eingestellt, so daß mit Sicherheit die Säure vollständig geschmolzen ist. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die Tempe-

rnlur unterhalb derjenigen bleibt, die eine mögliche Wärmezersetzung der Säure bewirken würde. Wenn beispielsweise Zitronensäure mit einem Schmelzpunkt von etwa 153°C verwendet wird, soll die Temperatur zwischen etwa 154 und 160⁰C und vorzugsweise auf etwa 155°C gehalten werden. Gegebenenfalls können die Sprühdüsen 76 und 78 ohne ernsthafte Beschädigung der Säure auf höhere Temperaturen erhitzt werden, um den besprühten Teilchen zusätzliche Wärme zuzuführen und ein Verschmelzen dieser Teilchen mit der Nahrungsmittelsäure zu gewährleisten.

Außer reiner geschmolzener Säure kann auch eine die Säure und eine kleinere Wassermenge enthaltende Mischung verwendet werden; die Temperatur der daraus resultierenden Flüssigkeit muß jedoch so hoch gehalten werden, daß das Wasser aus dem Sprühstrahl nahezu vollständig verdampft und daß so eine Zerstörung der kristallinen Struktur des Zuckers vermieden wird. Im allgemeinen hat sirh gezeigt, daß bis etwa 20 Gew.-% Wasser der flüssigen Säure zugegeben werden können, wenn die Temperatur des Sprühstrahls über 100°C gehalten wird. Es sei bemerkt, daß der Zusatz selbst geringer Wassermengen stark lösliche Säuren in Lösung bringen kann, die wesentlichen Eigenschaften solch hochkonzentrierter heißer Lösungen sind jedoch für die erfindungsgemäßen Zwecke im wesentlichen die gleichen wie die einer echten Schmelze. Der Ausdruck »geschmolzen« soii daher hier auch dieses vorstehend beschriebene Äquivalent umfassen.

Ein Vorteil der hier beschriebenen Vorrichtung ist ihre Möglichkeit, die auf ein Nahrungsmittel aufgebrachte Säuremenge variieren zu können. Die auf das Nahrungsmittel aufgebrachte Säuremenge kann nämlich dadurch variiert werden, daß man die Geschwindigkeit des Förderbands 82 regelt oder daß man die Geschwindigkeit der Pumpe 58 steuert. Abgemessene Mengen von bis zu 50% Säure: Nahrungsmittel können ohne Schaden für das Kohlenhydrat aufgebracht werden.

Es können auch Mittel vorgesehen sein, um geschmolzene zersprühte Nahrungsmittelsäure in einen üblichen Trockenturm einzublasen, so daß die Säure gegen oder auf den Turm durchfallende Granulate gerichtet wird. Auch kann der Trockenturm mit der

ίο Fördervorrichtung 82 verbunden sein, um so eine kontinuierliche Ablagerung von Agglomeraten auf das Förderband zu ermöglichen, die dann mit Säure besprüht werden.

Das erhaltene Produkt befindet sich in Form freiflie-Bender einzelner Teilchen oder Agglomerate von Zukker oder zuckerhaltigen Stoffen mit zusammenhängenden Überzügen oder partiellen Überzügen aus mit den Teilchen verschmolzener oder damit verbundener Nahrungsmittelsäure. Wenn der Zucker zuerst zu porösen Klümpchen vor Behandlung mit der zerstäubten geschmolzenen Säure agglomeriert wird, ist das erhaltene Produkt ebenfalls porös und bleibt in einem hohen Maße sofort löslich. Außerdem verursacht die hier beschriebene Art der Aufbringung von Nahrungsmittelsäure keine merkliche Inversion oder keinen merklichen Abbau des Zuckers.

Das erfindungsgemäß hergestellte Produkt kann für viele Zwecke verwendet werden und eignet sich besonders zusammen mit Trockenfrucht-Mischgetränken, die Nahmngsmittelsäuren und Saccharose als Hauptbestandteile enthalten. Außer Saccharose und Nahrungsmittelsäure, z. B. Zitronensäure, kann das Mischgetränk färbende und geschrnacksverbessernde Mittel enthalten, die eine leichte Überführung der Mischung in ein Getränk bei Zugabe von kaltem Wasser ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmittelsäuren und Zucker enthaltenden, feinteiligen Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nahrungsmittelsäure schmilzt und die geschmolzene Säure in zerstäubter Form auf ein zuckerhaltiges Material oder Zucker aufbringt, wobei die Säure, bevor sie mit dem Zucker in Kontakt kommt, auf eine Temperatur erhitzt wurde, die zur nahezu vollständigen Verdampfung von in der geschmolzenen Säure enthaltenem Wasser ausreicht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zucker in Form von Agglomeraten vorliegt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Säure 0 bis etwa 20% Wasser enthält

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daiJ als Nahningsmittelsäure Apfelsäure, Zitronensäure, Adipinsäure, Weinsäure, Bernsteinsäure oder Mischungen derselben verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zucker Saccharose ist

doch infolge der geringen Fumarsäuremenge die genannten Probleme kaum auftreten.

Das Aufschmelzen von Aromastoffen auf Zucker ist aus der DE-AS 11 71 717 bekannt Eine mechanische trockene Mischung aus einer Nahrungsmittelsäure und einem nicht agglomerierten, Zucker enthaltenden Nahrungsmittel ist unerwünscht da die Mischung sich bei der Verpackung und Lagerung in Schichten trennt Die Erfindung besteht darin, daß man die Nahrungs mittelsäure schmilzt und die geschmolzene Sä.ire in zerstäubter Form auf ein zuckerhaltiges Material oder Zucker aufbringt, wobei die Säure, bevor sie mit dem Zucker in Kontakt kommt auf eine Temperatur erhitzt wurde, die zur nahezu vollständigen Verdampfung von

is in der geschmolzenen Säure enthaltenem Wasser ausreicht Auf diese Weise baut die Säure den Zucker nicht ab oder bewirkt keine Inversion desselben, und die erhaltene Zusammensetzung trennt sich auch nicht in Schichten. Wenn der Zucker vorher agglomeriert war, bewirkt die anschließende Aufbringung der Säure in geschmolzener Form keinen Zusammenschluß der Agglomerate. Man kann somit ein säurehaltiges agglomeriertes Zuckerprodukt ohne Störung des eigentlichen Agglomerierungsvorgangs erhalten.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.