DE2352894A1

DE2352894A1 - Verfahren zur herstellung von pulver aus milch oder aehnlichen fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2352894A1
Application number: DE19732352894
Authority: DE
Inventors: Jan Pisecky; Vagn Westergaard
Original assignee: Niro Atomizer AS
Current assignee: GEA Process Engineering AS
Priority date: 1973-10-22
Filing date: 1973-10-22
Publication date: 1975-04-30
Also published as: CS196256B2; CA1029594A; DK546774A; JPS50105859A; SU637067A3; SE7413221L; DE2352894B2; ZA746574B; NL7413829A; IE41465B1; US3956521A; FI60808C; SU993805A3; FI305874A7; FI800746A7; FR2247980A1; ES431417A1; IE41465L; FR2247980B1; FI60808B

Description

pl!1S₆„_Bo^CH^Ki A"? 22 ΟΚΤ.,973

AKTIESELSKABET NIRO ATOMIZER, S0borg, Dänemark 2352894

Verfahren zur Herstellung von Pulver aus Milch oder ähnlichen Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pulver aus Milch oder ähnlichen Flüssigkeiten, nach welchem die Flüssigkeit, vorzugsweise in der Form eines Konzentrats, .unter Anwendung eines rotierenden Zerstäubers in einer ersten Stufe mit Heissgas zu einem feuchten Pulver zerstäubungsgetrocknet wird, das in einer zweiten Stufe mit Heissgas in einem Wirbelbett auf den Feuchtigkeitsgehalt des erwünschten endgültigen Erzeugnisses nachgetrocknet wird, wobei die mitgerissenen feinen Partikeln aus dem Abgas der beiden Stufen abgeschieden werden.

Der Ausdruck Wirbelbett wird hier in dem Sinne verwendet, dass auch solche Trockner umfasst werden, in welchen die Geschwindigkeit der Trockenluft nicht dazu ausreicht, um das Pulver hierin schwebend zu halten, wo aber die Beweglichkeit des Pulvers in der Hauptsache durch Vibration hervorgerufen wird.

Unter "Milch oder ähnliche Flüssigkeiten" sind hier Flüssigkeiten zu verstehen, die bei gewöhnlicher Zerstäubungstrocknung, bei der die Trocknung in der Trockenkammer so weit durchgeführt wird, dass das die Trockenkammer verlassende Pulver einen Feuchtigkeitsgehalt hat, der annähernd der gewünschten Restfeuchtigkeit im" endgültigen Erzeugnis entspricht, Partikeln bilden, deren Inneres in wesentlichem Grad mit Vakuolen gefüllt ist".' Die Entstehung dieser Vakuolen ist eine Folge davon, dass sich beim Trocknen der durch die Zerstäubung gebildeten Flüssigkeitspartikeln ein diese Partikeln umgebendes Häutchen bildet, welches bei gewöhnlicher Zerstäubungstrocknung auf den Feuchtigkeitsgehalt, den das endgültige Erzeugnis haben soll, eine derartige Steifigkeit erreicht, dass es während des Trocknens nicht zusammensinkt, sondern eine fast, kugelartige Form bewahrt und diejenigen Hohlräume umgibt, die beim Trocknen teils infolge des Entfernens von Flüssigkeit durch Verdampfung und teils infolge der Expansion entstehen, die in einem früheren Stadium der Trocknung aufgrund der inneren Verdamp-

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fung und Freiwerdung und Erhitzung der in der Flüssigkeit enthaltenen Luft stattfindet.

Als Beispiele für andere Flüssigkeiten als Milch und milchhaltige Erzeugnisse, wozu auch angesäuerte Milcherzeugnisse zu zahlen sind, die lebende Bakterienkulturen enthalten und bei Zerstäubungstrock-. nung nach den gewöhnlichen Verfahren Partikeln mit einem Gehalt an Vakuolen ergeben, können andere Proteinhaltige Flüssigkeiten, wie Eiweiss, Eidotter, Volleier, Gelatinelösungen und Kaseinatlösungen, genannt werden.

Bei der Zerstäubungstrocknung von Flüssigkeiten dieser Art nach den gewöhnlichen Verfahren bewirkt die genannte Eigenschaft, dass das hergestellte Pulver einen hohen Gehalt an Vakuolen und somit eine niedrige Dichte der Partikeln mnd eine niedrige Schüttdichte (Bulk density) erhält. Die kleine Schüttdichte des Pulvers führt einen relativ hohen Aufwand an Verpackungsmaterialien und entsprechenden Platzbedarf bei Versand und Lagerung mit sich. Ausserdem drangt mit der Zeit Luft in die Vakuolen ein, welche Luft zusammen mit derjenigen Luft, die sich bereits in den Vakuolen im frisch hergestellten Pulver befindet und von derjenigen Luft herrührt, die in den Flüssigkeitstropfen enthalten war, beim Lösen des Pulvers frei wird und somit bei Anwendung des Pulvers Anlass zu störender Schaumbildung gibt.

Es sind zahlreiche Massnahmen zur Erzielung eines Pulvers mit grösserer Schüttdichte bei der Zerstäubungstrocknung von Milch vorgeschlagen worden, vgl. z.B. die Beschreibung zum britischen Patent Nr. 1 044 501.

Nach dieser Patentbeschreibung werden relativ grosse Schüttdichten für Magermilchpulver dadurch erreicht, dass als Ausgangsmaterial ein Konzentrat mit höherem Trockensubstanzgerhalt als gewöhnlich und mit einer höheren Temperatur als gewöhnlich, vorzugsweise von 6O-65°C, Anwendung findet und dass die Trocknung in zwei Stufen durchgeführt wird, und zwar derart, dass in der ersten Stufe durch Zerstäubungstrocknung ein Pulver mit einem Wassergehalt zwischen 4,5 und 7%, vorzugsweise zwischen 4*5 und 6$, erreicht wird,welches Pulver daraufhin einer sekundären Trocknung mit Heissgas bis auf

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einen Wassergehalt von ca. 3,5% unterzogen wird. In der Patentschrift ist angegeben, dass dieses Verfahren in Verbindung mit der Anwendung von Zerstäubungsdüsen besonders gut geeignet ist, dass sich gute Ergebnisse jedoch auch in gewissen Fällen unter Anwendung eines Zerstäubers mit rotierendem Zerstäuberrad erreichen lassen.

Die genannte Patentschrift gibt ferner folgende Beispiele für bekannte Massnahmen zur Erzielung einer grösseren Schüttdichte an: Vergrösserung der Viskosität des Konzentrats, das zerstäubungsgetrocknet werden soll, Herabsetzung der Drehzahl des Zerstäuberrades oder Herabsetzung des Druckes in den Zerstäubungsdüsen sowie schliesslich "Modifikation der Temperatur des Trockengases bei seinem Eintritt in den Zerstäubungstrockner«

Diese "Modifikation" musste vom Fachmann als eine Senkung der Temperatur des Trockengases beim Eintritt aufgefasst werden, und zwar nicht nur wegen des gewählten Ausdrucks, sondern auch im Hinblick darauf, was im allgemeinen in der einschlägigen Fachliteratur über die Bedeutung der Eintrittemperatur der Trockenluft für die Schüttdichte des hergestellten Pulvers enthalten ist. Beispielsweise geht aus K. Masters: "Spray Drying", Leonard Hill Books, London (1972), Seite 3lS, hervor, dass eine Erhöhung der Eintrittemperatur der Trockenluft eine Herabsetzung der Schüttdichte des zerstäubungsgetrockneten Erzeugnisses für alle diejenigen Materialien mit sich führt, für welche Ergebnisse in der betreffenden Literaturstelle wiedergegeben sind. Es geht hervor, dass dies also auch für Gelatinelösungen gelten sollte, vgl. USA-Patent Nr. 1 734 200.

Deshalb war es für den Fachmann überraschend, dass sich eine höhere Schüttdichte erzielen liess, als bisher bei Anwendung rotierender Zerstäuberräder möglich gewesen ist, und zwar durch Anwendung eines Verfahrens der im ersten Abschnitt dieser Beschreibung definierten ' Art, welches erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch eine Kombination folgender Massnahmen:

a. Die Temperatur des Heissgases, welches in die erste Stufe eingeleitet wird, liegt wenigstens lo°C höher.als die Höchst- .

temperatur, die für die betreffende Flüssigkeit zulässig ware, falls die Zerstäubungstrocknung zur Herstellung der endgültigen Erzeugnisses mit dem erwünschten Feuchtigkeitsgehalt in nur einer .-Stufe und mit demselben Hitzbeschädigungsgrad erfolgen würde, .

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b. die Zerstäubungstrocknung in der ersten Stufe wird bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt des aus dieser Stufe entnommenen Pulvers durchgeführt, der abhängig von der zu trocknenden Flüssigkeit 2-13% über dein Feuchtigkeitsgehalt des erwünschten endgültigen Erzeugnisses liegt und dessen Höchstwert so festgesetzt wird, dass Agglomeration im wesentlichen vermieden wird,

c. die abgeschiedenen feinen Partikeln werden der Hauptmenge des hergestellten Pulvers zugesetzt, nachdem dieses aus der ersten Stufe entnommen und so weit getrocknet worden ist, dass die feinen Partikeln nicht daran festkleben.

Zur näheren Erläutung der oben unter Punkt a. genannten Ma ssnahme sei bemerkt, dass man bei der Zerstäubungstrocknung von Flüssigkeiten, die hitzeempfindliche Bestandteile enthalten, so wie es bei denjenigen Flüssigkeiten der Fall ist, die als Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren in Betracht kommen, gewöhnlich eine Trockengas-Eintrittemperatur benutzt, .die so hoch liegt, wie überhaupt zugelassen werden kann, ohne dass das Erzeugnis durch die Hitze in einem solchen Ausmass beschädigt wird, dass erwünschte Eigenschaften des Erzeugnisses verlorengehen. Bei der Herstellung von Vollmilchpulver und Magermilchpulver zeigt sich eine eventuelle Beschädigung des Erzeugnisses durch'Hitze insbesondere durch verringerte Löslichkeit desselben in Wasser. Damit ein Erzeugnis die Qualitätsbezeichnung "Extra grade" nach ADMI tragen kann, wird ein "Solubility index" gefordert, der, gemessen nach dem ADMI-Verfahren, für Vollmilchpulver auf höchstens o,5 und für iYIagermilchpulver auf höchstens 1,25 liegt. In der Praxis wird gewöhnlicherweise jedoch nur ein "Solubility index" von höchstens o,5 für beide Erzeugnisse gefordert. Bei anderen Erzeugnissen zeigen sich eventuelle Beschädigungen durch Hitze in ausgeprägterer Weise durch andere Änderungen des Erzeugnisses. Beispielsweise zeigt sich eine HitzebeSchädigung bei der Trocknung angesäuerter Milcherzeugnisse, die lebende Bakterien enthalten, durch eine erhebliche Herabsetzung der Bakt.erienaktivität im hergestellten Pulver. Bei der Herstellung von Pulver aus Eiweiss ist es insbesondere

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■ S

die Fähigkeit, sich steif schlagen zu lassen, welche die kritische Eigenschaft des endgültigen Erzeugnisses darstellt und welche sich durch eine eventuelle Beschädigung durch Hitze verschlechtern würde· Diese Eigenschaften der verschiedenen Flüssigkeiten bewirken, dass einem gegebenen Grad der Beschädigung durch Hitze eine bestimmte Höchsttemperatur des eingeleiteten Trockengases entspricht, falls die Trocknung in einer einzelnen Stufe als eine Zerstäubungstrocknung auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt vorgenommen wird.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitet"man, wie unter Punkt a. angeführt, mit einer höheren Temperatur, als es bisher bei entsprechenden Trocknungsvorgängen möglich war, was sich als Folge davon,· dass Massnahmen b. und c. getroffen worden sind, durchführen lässt, ohne dass die Hitzebeschädigung umfassender wird, weil man' durch Ergreifung der Massnahme b. vermeidet, dass die erhöhte Temperatur des Trockengases eine Erhöhung der Pulvertemperatur bewirkt, und durch Ergreifung der Massnahrae C vermeidet, dass die feinen Partikeln in die Trockenkammer zurückgeleitet werden, so wie es bei einer gewöhnlichen Zerstäbungstrocknung erfolgt, bei der man eine Agglomeration anstrebt. Auf diese Weise vermeidet man, dass die feinen Partikeln Anlass zur Bildung von agglomerierten Partikeln im Zerstäubungstrockner geben, welches von Bedeutung ist, da es sich - im Gegensatz zu dem, was bisher angenommen wurde - gezeigt hatj dass es gerade die agglomerierte Partikeln sind, die die grösste Empfindlichkeit in bezug auf die Hitzebeschädigung im Zerstäubungstrockner haben.

Bei einer Zerstäubungstrocknung sucht man, mit einer so hohen Eintrittemperatur des in den Zerstäubungstrockner eingeleiteten Gases wie möglich zu arbeiten, da sich dadurch die beste Wärmewirtschaftlichkeit der Trocknung erreichen lässt· Dies geht daraus hervor, dass sich der prozentuale thermische Gesamtausnutzungsgrad ?/ mit Annäherung durch folgende Beziehung ausdrücken lässt:

T₁ - T₂ ^T1-^TO

χ loo

worin T-^ die Temperatur der Trockenluft beim Eintritt, T₂ die Temperatur der Trockenluft beim Austritt (geltend für einen adiabatischen Vorgang) und T_Q die Temperatur der Umgebung bezeichnet.

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Dieser allgemein bekannten Beziehung lässt sich entnehmen, dass der thermische .Ausnutzungsgrad dadurch verbessert werden kann, dass man T₁ erhöht und gleichzeitig T₂ ^un<3· ^₀ i^m wesentlichen konstant hält. Bei der Erhöhung von T-, , die nach, dem erfindungsgeaüssen Verfahren erfolgt, ist es zwar nicht möglich, Tg völlig unverändert zu halten, doch ist die Erhöhung von T₂ in bezug auf. die Erhöhung von T-, nur unwesentlich»

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren liegt, wie bereits erwähnt, die Temperatur des Trockengases beim Eintritt in den Zerstäubungstrockner wenigstens lo°C höher als die Höchsttemperatur, die für die betreffende Flüssigkeit zulässig wäre, falls die Zerstäubungstrocknung zur Herstellung des endgültigen Erzeugnisses mit dem erwünschten Feuchtigkeitsgehalt in nur einer Stufe und mit demselben Hitzebeschädigungsgrad erfolgen würde. Bei der Pestlegung dieses Kleinstwertes von lo°Cwurde von der Betrachtung ausgegangen, dass bereits durch diese Temperaturerhöhung eine nicht unwesentliche Verbesserung der Wärmewirtschaftlichkeit erreicht wird. Wie weit die Temperaturerhöhung diese genannten lo°C überschreiten darf, muss von Fall, zu Fall durch Versuche ermittelt werden, so dass der maximale thermische Ausnutzungsgrad der Trockenluft erreicht werden und gleichzeitig sichergestellt werden kann, dass die Hitzebeschädigung des Pulvers innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten wird. Gewöhnlich wird sich die Erhöhung der Eintrittemperatur des Trockengases auf einen Wert zwischen Io und 9o°C in bezug auf die Eintrittemperatur bei einer entsprechenden I-Stufen-Zerstäubungstrocknung belaufen.

Durch .Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird somit teils ein Erzeugnis mit einer Schüttdichte erzielt, die grosser ist, als die bisher mit Zerstäubungstrocknern mit rotierenden Zerstäuberrädern erreichbaren, und teils eine bessere Wärmewirtschaftlichkeit des Trocknungsvorgangs erreicht, weil das Trockengas bei seinem Eintritt in den Zerstäubungstrockner eine höhere Temperatur hat.

Eine weitere Eigenschaft des erfindungsgemässen Verfahrens, die dazu beiträgt, dass eine besonders gute Wärmewirtschaftlichkeit

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erreicht werden kann, ist, dass das Verfahren ähnlich, wie das Verfahren nach, der eingangs erwähnten britischen Patentschrift die Anwendung eines Ausgangsmaterials mit relativ hohem Trockensubstanzgehalt "ermöglicht, ohne dass das endgültige Erzeugnis in wesentlichem Ausmass hitzebeschädigt wird. In Verbindung mit der Zerstäubungstrocknung von Milcherzeugnissen ist es allgemein bekannt, dass, die Anwendung eines hohen Trockensubstanzgehaltes des Ausgangsmaterials bei im übrigen unveränderten Bedingungen eine schlechtere Löslichkeit des endgültigen Erzeugnisses mit sich führt, doch sind nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch bei der Anwendung von beispielsweise Magermilchkonzentraten mit einem sehr hohen Trockensubstanzgehalt als Ausgangsmaterialien Erzeugnisse mit zufriedenstellender Löslichkeit erreichbasi·

Der Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers, welches dem Zerstäubungstrockner entnommen wird, ist, wie bereits erwähnt, 2-15$ höher als der !Feuchtigkeitsgehalt des angestrebten Endgültigen Erzeugnisses und davon abhängig, welche Flüssigkeit zerstäubungsgetrocknet wird. IJm mit einer so hohen Eintrittemperatur des Trockengases in den Zerstäubungstrockner wie möglich arbeiten zu können, ohne die Löslichkeit des endgültigen Erzeugnisses zu beeinträchtigen, ist es wünschenswert, das Pulver mit einem relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt aus dem Zerstäubungstrockner zu entnehmen, doch darf das Pulver auf der anderen Seite selbstverständlich nicht so feucht sein, dass es sich beim Trocknen in der zweiten Stufe nicht behandeln lässt, und es darf ferner auch nicht so feucht sein, dass während des Trocknens in irgendeiner der stufen eine wesentliche Agglomeration der Partikeln stattfindet, da eine derartige Agglomeration eine Reduktion der Schüttdichte des 'fertigen Erzeugnisses bewirken würde. Der Fachmann wird daher je nach Art und Konzentration der Flüssigkeit, die zerstäubungsgetrocknet werden soll, durch Versuche ermitteln, welcher Feuchtigkeitsgehalt innerhalb des genannten Bereiches zu wählen ist, damit die optimale .Kombination von guter Wärmewirtschaftlichkeit, hoher Schüttdichte des Pulvers und guter Löslichkeit des fertigen Erzeugnisses erzielt werden kann.

Bei der Herstellung von Vollmil.chpulver,mit einem Feuchtigkeits-

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gehalt des fertigen Erzeugnisses von l,o-2,5 Gew.-^ aus einem Vollmilchkonzentrat mit einem Trockensubstanzgehalt von 48-57 Qew.-'/o hat es sich, als möglich erwiesen, durch "Anwendung eines Verfahrens der erwähnten Art eine Schüttdichte des Pulvers "bis zu o,67 g/om^J zu erzielen, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Heissgas, welches in die erste Stufe eingeleitet wird, eine Temperatur zwischen 19o und 27o°C hat und dass die Zerstäubungstrocknung in der ersten Stufe bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers von 5-7 Gew.'-$ durchgeführt wird. Von der Erreichung einer so grossen Pulver-Schüttdichte unter Anwendung eines rotierenden Zerstäuberrades ist bisher noch nirgends berichtet worden.

Bei der Herstellung von Magermilchpulver mit einem !Feuchtigkeitsgehalt von 1-4 Gew.--/6 wird normalerweise von einem Magermilchkonzentrat mit einem Trockensubstanzgehalt von 48-57 Gew.-5* ausgegangen und ein Verfahren angewendet, welches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass das Heissgas, welches in die erste Stufe eingeleitet wird, eine Temperatur zwischen 21o und "29o°G hat und dass die Zerstäubungstrocknung in der ersten Stufe bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers von 5-7 Gew.-^ durchgeführt wird. Hierdurch ist es möglich, eine Pulver-Schüttdichte bis zu o,77 g/cm'' zu erzielen. Auch dieser Wert ist grosser als alle bisher bei der Herstellung von Magermilchpulver durch Zerstäubungstrocknung mit rotierenden Zerstäuberrädern erreichten Schüttdichten.

Der Grund dafür, dass sich durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens eine besonders grosse Schüttdichte des fertigen Pulvers erreichen lässt, ist teils, dass ein kleineres Volumen der einzelnen Partikeln von Vakuolen eingenommen wird, und teils, dass die Partikeln nur in ^erin.^em Ausmass agglomeriert niiv";.

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stizität so lange "beibehalten, dass die Wände unter dem Einfluss des Vakuums, das, wie oben erwähnt, in einem gewissen Stadium der Trocknung der Partikeln entsteht, nach innen gesaugt v/erden können. Im Gegensatz hierzu zeigen mikroskopische Untersuchungen von Magermilchpulver, welches im Zerstäubungstrockner bis auf eine Restfeuchte von 3,5;» getrocknet worden ist, dass die einzelnen Partikeln annähernd Kugelform besitzen und ausschliesslich konvexe Oberflächen haben.

Weil man nach dem beschriebenen Verfahren die Trocknung in der ersten Stufe in Übereinstimmung mit dem unter Punkt b. Angeführten durchführt und durch Ergreifung der Massnahme c. des Verfahrens vermeidet, dass die aus dem ibgas des Zerstäubungstrockner und des Wirbelbetts abgeschiedenen feinen Partikeln in den Zerstäubungstrockner zurückgeführt werden, v/o sie sich an den feuchten grösseren Partikeln festkleben könnten, wird nach dem erfindungsgeiaässen Verfahren ein Erzeugnis erzielt, das nur in sehr geringem ilusmass agglomeriert ist, welche Eigenschaft, wie bereits erwähnt, zur Erreichung der hohen Schüttdichte beiträgt.

Im Zusammenhang mit vielen der bekannten Verfahren zur Herstellung von Pulver aus Flüssigkeiten derjenigen Art, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren verarbeitet werden können, insbesondere im Zusammenhang mit den bekannten Verfahren zur Herstellung sogenannter "sofort löslicher" (instant) Vollmilchpulver und Magermilchpulver, wurde danach gestrebt, eine weitgehende Agglomeration zu erzielen, da das Erzeugnis hierdurch eine gute Uetzbarkeit erhält und seine Wiederauflösung somit erleichtert wird. Das Erzeugnis, welches nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wird, .hat infolge der. fehlenden Agglomeration eine relativ geringe Netzbarkeit. Dies ist jedoch in den zahlreichen Fällen, in welchen man sowieso mechanische Hilfsmittel bei der Wiederauflösung verwendet, oder in den häufig vorkommenden Pällen, in denen überhaupt keine eigentliche Wiederauflösung erfolgt, nämlich wenn Milchpulver in relativ feste Massen eingeknetet wird, wie z.B. bei der Herstellung von Schokolade, Backwaren oder Wurstwaren, nur von untergeordneter Bedeutung.

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- Io -

Das erfindungsgemässe Verfahren wird unter Bezugnahme auf die Zeichnimg, die schematisch eine Prinzipskizze des Verfahrens veranschaulicht, näher erläutert.

Auf der Zeichnung bezeichnet 1 einen Zerstäubungstrockner mit einem rotierenden Zerstäuberrad 2. Die flüssigkeit, die zerstäubungsgetrocknet werden soll, wird durch ein Rohr 3 zugeführt, und zwar vorzugsweise in der Form eines Konzentrats, wie z.B. als Vollmilchkonzentrat oder als Magermilchkonzentrat. Durch eine Leitung 4 wird Trockenluft mit einer Temperatur eingeleitet, welche die unter Punkt a. erwähnte Bedingung erfüllt.

Das Verhältnis zwischen der durch das Rohr 3 zugeführten Flüssigkeitsmenge und der durch die leitung 4 eingeleiteten Trocken luftmenge wird so abgestimmt, dass das Pulver, welches den Zerstäubungstrockner 1 durch dessen Pulveraustritt 5 verlässt, einen Feuchtigkeitsgehalt besitzt, der die oben unter Punkt b. angeführte Forderung erfüllt.

Vom Pulveraustritt 5 gelangt das Pulver in eine Trockenvorrichtung mit einem Wirbelbett, welche Trockenvorrichtung vorzugsweise vom Vibrationstyp ist.

In die Trockenvorrichtung 6 wird Trockenluft durch die Leitungen 7, 8 und 9 zum Trocknen und Kühlen des"Pulvers eingeleitet, so dass letzteres die Trockenvorrichtung β durch eine Leitung Io mit dem gewünschten Restfeuchtigkeitsgehalt verlassen kann.

Das Abgas des Zerstäubungstrockners 1, welches einen Teil feiner Partikeln enthält, verlässt den Zerstäubungstrockner durch eine Leitung 11 und gelangt in einen Zyklon 12. Das Abgas, welches die Trockenvorrichtung durch eine Leitung 13 verlässt, enthält ebenfalls einen Teil feiner Partikeln und' wird zu einem Zyklon 14 geleitet.

Das im Zyklon 12 von Partikeln befreite Gaa wird durch eine Leitung 14 abgeblasen, wShrend das im Zyklon abgeschiedene Pulver unten den Zyklon durch eine leitung 15 verlässt. Dementsprechend

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- ία -

wird das im Zyklon 14 von Partikeln "befreite Gas durch eine Leitung 16 abgeblasen, während das Pulver durch eine Leitung 17 unten aus dem Zyklon abgezogen wird. Bei der veranschaulichten Ausfuhr ungsform werden die Leitungen 15 und 17 vereint und leiten das in den Zyklonen abgeschiedene, aus feinen Partikeln bestehende Pulver zurück zur Hauptmenge des Erzeugnisses, und zwar an einer Stelle in der Nähe des Austritts der vibrierenden Trockenvorrichtung 6. Alternativ könnte das Pulver aus den Leitungen und 17 selbstverständlich auch, in einer nachgeschalteten Stufe zur Hauptmenge des Erzeugnisses hinzugesetzt werden. Entscheidend ist nur, dass dieses aus feinen Partikeln bestehende Pulver nie lit, so wie es sonst oft der Pail ist, in den Zerstäubungstrockner zurückgeleitet wird, wo es agglomerieren könnte, i.usserdem darf das Pulver, welches den Zyklon 12 durch die Leitung 15 verlässt, nicht an einer Stelle unmittelbar vor oder im vorderen Teil der Trockenvorrichtung 6 wieder in die Hauptmenge des Erzeugnisses eingetragen werden, sofern der Hauptstrom des Pulvers an dieser Stelle so klebrig ist, wie es beispielsweise bei der Herstellung von zuckerhaltigen Erzeugnissen, wie beispielsweise von Erzeugnissen für die Säuglingsernährung, der Fall wä're. Bei der Herstellung von gewöhnlichem Vollmilchpulver oder Magermilchpulver können die von den Zyklonen kommenden, feinen Partikeln hingegen ohne weiteres in den vorderen Teil der Trockenvorrichtung eingeleitet werden, ohne dass eine .Agglomeration zu befürchten ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird mit Hilfe der nachfolgenden Vergleichs- und Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Beispiele

Es wurde eine Reihe von Versuchen in einer Zerstäubungstrocknungsanlage des Fabrikats FIRO ATOMIZER durchgeführt. Die Trockenkammer hatte einen Durchmesser von Io m und war mit einem Zentrifugalzerstäuber ausgerüstet.

Das Zerstäuberrad hatte einen Durchmesser, von 21o mm und seine Drehzahl betrug bei allen Versuchen"15 ooo U/min.

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Die genaueren Angaben über die Bedingungen, unter denen die Versuche ausgeführt wurden,- und über die erzielten Ergebnisse sind der am Schluss dieser Beschreibung befindlichen Tabelle zu entnehmen.

Bei den Versuchen 1-8 wurde als .Ausgangsmaterial ein Magermilchkonzentrat benutzt, und bei den Versuchen 9-15 war das Ausgangsmaterial ein Vollmilchkonzentrat.

Bei den Versuchen 1-6 und 9-13 war dem Zerstäubungstrockner eine vibrierende Trockenvorrichtung mit Wirbelbett nachgeschaltet, in die
wurde.

in die Trockenluft mit einer Temperatur von 9o°C eingeleitet

Bei den Versuchen 1-5 und 9-12, die Beispiele für Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind, wurden die aus dem Abgas der Zerstäubungstrocknungskammer und der vibrierenden Trockenvorrichtung abgeschiedenen, feinen Partikeln in die Hauptmenge des Pulvers, und zwar bei deren Austritt aus der vibrierenden Trockenvorrichtung, eingetragen.

Im Gegensatz hierzu wurden bei den Versuchen 6 und 13, die beide nach dem bekannten Einweg-Verfahren ausgeführte Vergleichsversuche waren, die feinen Partikeln, die aus dem .Abgas der Trockenkammer und der Trockenvorrichtung abgeschieden wurden, in den Zerstä'ubernebel in der Zerstäubertrocknungskammer zurückgeführt.

Die Versuche 7-8 und 14-15 sind Vergleichsversuche, die im selben Zerstäubungstrockner ausgeführt wurden, aber ohne Wachtrocknung, d.h. der Trockenvorgang wurde so vorgenommen, dass das zerstäubungsgetrocknete Erzeugnis das fertige Erzeugnis mit dem gewünschten Wassergehalt darstellte. In diesen Fällen wurden die feinen Partikeln nicht in den Zerstä'ubernebel der Trockenkammer zurückgeführt, sondern mit dem unten aus der Trockenkammer ausgetragenen Pulver vermischt.

Die Schüttdichte der erzielten Erzeugnisse wurden bestimmt, nachdem jede Probe, deren Schüttdichte zu ermitteln war, 125oma1,

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d.h. auf konstantes Volumen, gestampft worden war. Die Löslichkeit wurde nach ADFiI ermittelt und die auf diese Weise für den "Solubility index" gefundenen Werte sind in der Tabelle aufgeführt. Der Grad versengter Partikeln wurde ebenfalls nach ADMI bestimmt.

Zum Vergleich der ermittelten Versuchsergebnisse sei unter anderem folgendes bemerkt:

Bei den Versuchen 1-4 und 9-12, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren ausgeführt wurden, ergaben sich Erzeugnisse mit wesentlich höheren Schüttdichten als bei den Vergleichsyersuchen 6-8 bzw. 13-15.

Bei Versuch 3 hatte das Trockengas bei seinem Eintritt in den Zerstäubungstrockner eine Temperatur, die um lo°C höher war als die entsprechende Temperatur bei den Vergleichsversuchen 6 und 8, doch ist die Löslichkeit des bei Versuch 3 erzielten Erzeugnisses genauso gut wie die des Erzeugnisses, das bei Versuch 6 hergestellt wurde, und wesentlich besser als die Löslichkeit des Erzeugnisses, welches sich bei Versuch 8 ergab. Bei Versuch 3 wurde dieselbe Löslichkeit wie bei Versuch 7 erzielt, trotzdem das Trockengas bei seinem Eintritt in den Zerstäubungstrockner eine um 3ο C höhere Temperatur hatte.

Ein Vergleich der Versuche 1 und 2 mit dem Versuch 6 zeigt, dass, wenn man mit derselben Eintrittemperatur des Trockengases arbeitet, eine bessere Löslichkeit nach dem erfindungsgemässen Verfahren als nach dem Einweg-Verfahren erreicht wird, und zwar ausser einer, wie bereits erwähnt, weit grösseren Schüttdichte.

Die Versuche 4 und 5 zeigen, dass beim erfindungsgemässen Verfahren völlig verschieden von dem für das Einweg-Verfabren und insbesondere für das !"-Stufen-Verfahren .Gültige die Eintrittemperatur des Trockengases erheblich erhöht werden kann, bevor eine wesentliche Verschlechterung der Löslichkeit des Erzeugnisses zu befürchten ist. .

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Die bei den Versuchen 9-15 erzielten Ergebnisse mit einem Vollmilchkonzentrat spiegeln dieselbe Tendenz wie die Ergebnisse der Versuche 1-8 mit einem Magermilchkonzentrat wider.

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	2	3'	l-iggertnilch	5	6	"7	■' 8	I
1	52	52	4	5o .	5o	48	48	Ul I
48	2oo	21o	52	27o	2oo	18o	2oo:
2oo	85	86	25o	9o	87	97	99
81		9o

Yersuch ITr.

Trockensubstanzgehalt ■ des Konzentrats in %

Temperatur des Trockengases beim Eintritt in 0

ο Temperatur des Trockenep gases beim Austritt in G Co

-» Wassergehalt des zerstäu- 6,5 6,5. 6,5 6,5 6,5 6,5 3,4 3,5

⁰⁰ . . bungsgetrockneten Pulvers "^ in %■■

001	¥assergehalt des Erzeugnisses in	fertigen	3	,4	3	,5	3	,4	' 3	,6	3	,4	3	,5	3	,4	3,	5	K)
	Schüttdichte des in g/cm	Pulvers	O	,74	O	,77	O	,76	O	,7o	O	,68	O	,55	0	,69	°>	68	352894
	Solubility index	(ΑΌΜΙ)	<ο	,1	<ο		O	,1	O	,2	O	,2	O	,1	O	,1	0,	5
	Grad versengter (ADMI)	Partikeln	A		A		A		A		A		A		A		A

■ . Vollmilch

Versuch Fr. 9 Io 11 12 15 ' 14 15

Trockensubstanzgehalt 48 5o 5o 52 5o 5o 5o des Konzentrats in $

Temperatur des Trocken- 18o 18o 19o 2oo 18o I6o 18o.

gases beim Eintritt in O . ,

cn Temperatur des Trocken- 78 8o 81 83 83 98 loo £

ο gases beim Austritt in O

to -

~ Ifassergehalt des zerstäu- 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 . 2,3 2,5 Z^ bungsgetrockneten PulTers
^. in ?°

ο Wassergehalt des fertigen 2,2 2,3 2,2 2,1 2,4 2,3 2,5 cd Erzeugnisses in fo

Schüttdichte des Pulvers o,65 o,67 o,66 o,67 o,52 o,64 o,63

in g/cra?

Solubility index (ADMI) <o,l <o,l o,l o,3 o,l o,l o,5 ΓΌ

Grad versengter Partikeln AAAAAAA Oi

(ADMI) I^

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Pulver aus Mi lc Ii oder ähnlichen Flüssigkeiten, nach welchem die Flüssigkeit, vorzugsweise in der Form eines Konzentrats, unter Anwendung eines rotierenden Zerstäubers in einer ersten Stufe mit Heissgas zu einem feuchten Pulver zerstäubungsgetrocknet wird, das in einer zweiten Stufe mit.Heissgas in einem Wirbelbett¹ auf den Feuchtigkeitsgehalt des erwünschten endgültigen Erzeugnisses nachgetrocknet wird, wobei die mitgerissenen feinen Partikeln aus dem Abgas der beiden Stufen abgeschieden werden, gekennzeichnet durch eine Kombination folgender Massnahmen:

a. die Temperatur des Heissgases, welches in die erste Stufe eingeleitet wird, liegt wenigstens lo°G höher als die Höchsttemperatur, die für die betreffende Flüssigkeit zulässig wäre, falls die Zerstäubungstrocknung zur Herstellung

. des endgültigen Erzeugnisses.mit dem erwünschten Feuchtigkeitsgehalt in nur einer Stufe und mit demselben Hitzebeschädigungsgrad erfolgen würde,

b. die Zerstäubungstrocknung in der ersten Stufe^wird bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt des aus dieser Stufe entnommenen Pulvers durchgeführt, der abhängig von der zu trocknenden Flüssigkeit 2-15$ über dem Feuchtigkeitsgehalt des erwünschten endgültigen Erzeugnisses liegt und dessen Höchstwert so festgesetzt wird, dass Agglomeration im wesentlichen vermieden wird,

c. die abgeschiedenen feinen Partikeln werden der Hauptmenge des hergestellten Pulvers zugesetzt, nachdem dieses aus der ersten Stufe entnommen und so" weit getrocknet worden ist, dass die feinen Partikeln nicht daran festkleben»

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Vollmilchpulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt von l,o-2,5 Gew.-^ und mit ■einem "Solubilit:/ index" nach ADMI vcn höchstens o,5 aus einem Vollmilclikonzentrat mit einem Trockensubstanzgehalt von A8-51f°, dadurch gekennzeichnet, dass das Heissgas, welches in die erste

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Stufe eingeleitet wird, eine Temijeratur zwischen 19o° und 27o°G hat und.dass die Zerstäubungstrocknung in der ersten Stufe bis. auf einen Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers von 5-7 Gew.-^ durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Magermilchpulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 1-4 Gew.-^ und mit einem "Solubility index" nach ADMI von höchstens o,5 aus einem Magermilchkonzentrat mit einem Trockensubstanzgehalt von 48-57 Grew.-$, dadurch gekennzeichnet, dass das Heissgas, welches in die erste Stufe eingeleitet wird, eine Temperatur zwischen 21o° und 29o 0 hat und dass die Zerstäubungstrocknung in der ersten Stufe bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers von 5-7 Gew./£ durchgeführt wird.

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