DE2461543C2

DE2461543C2 - Verfahren zum Herstellen einer Zuckermasse für Confiseriezwecke

Info

Publication number: DE2461543C2
Application number: DE2461543A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Creusot Loire 75008 Paris; Creusot Loire SA
Current assignee: Clextral SAS
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE2461543A1; NL176218B; FR2288475A1; GB1467626A; NL7416567A; FR2288475B1; NL176218C; US3983862A; IT1027171B

Description

A. daß Glucosesirup mit handelsüblichem Wassergehalt zusammen mit Kristallzucker in vorgegebenem Mengenverhältnis bei Umgebungstemperatur in einen Doppelschneckenextruder eingebracht und in einer ersten Behandlungsstufe zu einer viskosen Mischung vermischt wird,

B. daß diese Mischung in einer anschließenden Behandlungsstufe bei einer Temperatur von >o 130^cC jnd erhöhtem Druck unter Wasserdampfentwicfelung durchgeknetet und dabei der Kristallzucker entkristallisiert wird,

C. daß die viskose Mischung anschließend in einer weiteren Behandlungsstufe wieder entspannt wird, wobei der sich bildende Wasserdampf aus der Mischung abgeführt werden kann, und

D. daß die entkristallisierte durchsichtige Mischung anschließend vor dem Austritt aus dem Extruder in einer Behandlungsstufe auf bis zu jo 200 bar komprimiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf im überhitzten Zustand in der unter Uruck gehaltenen Mischung verbleibt und unter Entspannt .ig der Zuckermasse unmittelbar nach deren Austritt aus dem Doppelschneckenextruder entweicht.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Zuckermasse für Confiseriezwecke, bei dem ein Gemisch aus Zucker und Wasser enthaltenden Ausgangsmaterialien, wie Glucosesirup, in einer Strängst presse bei Temperaturen bis 150⁰C und unter einem f_t Druck bis 200 bar durchgeknetet und als entkristallisier-J?; te, geschmolzene, praktisch wasserfreie Masse ausge- || tragen wird.
'Ί Zuckermassen für Confiseriezwecke werden normalerweise auf der Basis von Zucker, Glucose und '■' Wasser hergestellt. Das Wasser dient dabei lediglich zur κ'· Entkristallisierung des Zuckers in einem erwärmten Rezipienten. Aus dem erhaltenen Sirup wird anschlie-Bend das überschüssige Wasser diskontinuierlich oder kontinuierlich verdampft. Der wesentliche Nachteil dieser herkömmlichen Behandlung liegt in der notwendigen Verwendung relativ großer Wassermengen zur Auflösung des kristallisierten Zuckers, die anschließend durch kostspielige Wärmezufuhr wieder ausgetrieben werden müssen.

Aus der DE-AS 12 18 861 ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zur Herstellung von Zuckerwaren bekannt, bei dem zur Vermeidung einer Intensivtrocknung der Masse durch Verdampfung Stärke oder Stärkeabbauprodukte und Zucker mit einem Wassergehalt bis zu 25% sowie ggf. Giucosesirup

65 miteinander gemischt werden, woraufhin diese Mischung in einer Strangpresse bei Temperaluren bis zu 185°C einem Druck von ca. 35 bis 350 barunterworfen wird. Die aus der Strangpresse dusgetragene entkristallisierte plastische Masse ist praktisch wasserfrei und bedarf keiner besonderen Trocknung mehr. Zum Erhalt der erforderlichen Plastizität der Masse in der Pressenkammer wird der Ausgangsmischung ein Weichmacher zugesetzt, welcher auch die Einstellung der Auflösungsgeschwindigkeit der fertigen Zuckerware ermöglicht. Die technische Lehre bei diesem bekannten Verfahren besteht somit in der Verwendung einer vergleichsweise wasserarmen Ausgangsmischung, aufgrund deren geringem Wassergehalt besondere Trocknungsmaßnahmen durch Verdampfung entbehrlich werden. Diese relativ geringen Wasseranteile bleiben während der gesamten Behandlungsvorgänge im Material. Die Anwendung dieses bekannten Verfahrens ist jedoch nur mit Stärke oder Stärkeabbtuprodukten von ausreichender Klebrigkeit als Ausgangsmaterial beschränkt, wobei die Ausgangsmaterialien vorab zu einem Gemisch vermengt und die Stärke während der Verpressung verkocht wird.

Aus der US-PS 35 43 696 ist ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zuckermasse bekannt, bei welchem dem Zuckermaterial stets eine ausreichende Wassermenge zugesetzt wird, die zur Ausbildung einer gesättigten Lösung ausreicht. Durch intensives Mischen der behandelten Materialien soll diese Wassermenge zwar möglichst klein gehalten werden, die zum Erhalt der gesättigten Lösung notwendige Menge ist jedoch in jedem Falle erforderlich. Zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens wird eine durch Dampf mantelbeheizte Trommel als Mischer verwendet, in welcher zwei achsparallele Wellen mit daran befestigten Mischerschaufeln angeordnet sind. Das Wasser wird durch mehrere längs des Trommelmantels angeordneten Sprühdüsen in das Trommelinnere eingebracht.

Ferner ist aus der US-PS 34 86 4f 0 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dünnschichtkonzentrierung von Zuckersirup bekannt, bei denen einerseits kein Kristallzucker und andererseits erhebliche Mengen an Wasser als Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, das die Entkristallisierung des Zuckers ohne vorheriges Auflösen in einer entsprechend großen Wassermenge ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die Maßnahmen A. bis D. im Kennzeichendes Patentanspruchs 1 gelöst.

Die nicht vorgemischten Aufgabematerialien durchlaufen kontinuierlich unterschiedliche Behandlungsstufen in einem Schneckenextruder, in denen sie wechselnden Druck- und Temperaturbeanspruchungen ausgesetzt werden. Diese abwechselnden Druck- und Temperaturbedingungen führen zu einem entsprechend großen Anstieg und Abfall von intensiven Kneiwirkungen und Scherkräften, unter deren wiederholter Einwirkung sich die Plastifizierung und Entkristallisierung bis zu der homogenen, praktisch wasserfreien Masse vollzieht.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand des Unteranspruchs.

Im folgenden wird ein besonders zweckmäßiger Schneckenextruder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig.! einen schema uichen horizontalen Längsschnitt des Schneckenextruder;

Fig.2 den Querschnitt I! des Extruders nach Fig. 1; F i g. 3 den Querschnitt 111 des Extruders nach F i g. l ■

In der dargestellten Ausführung besitzt die Vorrichtung ein Gehäuse 1, das zwei ineinandergreifende Schnecken 2 und 3 umschließt. Jede Schnecke ist au:. mehreren Teilstücken zusammengesetzt, die auf einer längsgenuteten Welle aufgezogen und gegeneinander verspannt sind. Das Spiel zwischen den Schnecken 2,3 ist sehr gering, und die Profile sind so ausgeführt, daß die Schneiden 2. i .-ich ständig gegenseitig reinigen.

Bei jeder Schnecke 2, 3 wird dabei von oben nach unten ein Teilstück 21, 31 mit relativ weitem Schneckengang, ein Teilstütk 22,32 mit engerem Gang, ein Teilstück 23, 33 mit weiterem Gang sowie ein Teilstück 24, 34 mit engem Gang unterschieden. Jede Schnecke endet mit einer Spitze. Das Gehäuse 1 weist einen konischen Endteil 11 auf, der ein Düsenstück 12 mit einer Austrittsöffnung 13 trägt.

Am anderen Ende der Vorrichtung ist eine Zufühmngsöffnung 14 (vgl. F i g. 2) vorgesehen, in die ein Trichter !5 zum Eintrag der Ausgangsma'.erialien mündet.

Die Vorrichtung wird mit einem Gemisch von kristallinem Zucker und Glucosesirup beschickt, die bei Raumtemperatur in den Trichter 15 getrennt eingebracht werden. Der kristallisierte Zucker wird normalerweise aus einer Beschickungseinrichtung eingebracht, die aus einem Vorratsbehälter aus rostfreiem Stahl besteht, auf dessen Boden sich eine Archimedesschnecke mit konstanter Ganghöhe mit variabler Geschwindigkeit dreht, wodurch eine genaue volumetrische Dosierung des Zuckers ermöglicht wird. Der Glucosesirup wird aus einem mit einem Hahn versehenen Behälter direkt in den Trichter eingeführt, wobei das Innere des Behälters vorzugsweise so unter Druck steht, daß die Durchflußmenge an Glucosesirup leicht einzustellen ist.

Auf diese Weise können die Mengenverhältnisse von Zucker und Glucosesirup nach Bedarf eingestellt werden.

Eine Heizvorrichtung 4 umgibt das Gehäuse 1. Gemäß Fig. 1 sind mehrere Heizeinrichtungen 41, 42, 43 längs des Gehäuses 1 angeordnet, deren Temperaturen getrennt so einreguliert werden können, daß jeder Teil der Vorrichtung auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden kann. Auf diese Weise kann eine progressive Heizung der Substanzen und zugleich eine genaue Temperaturkontrolle an allen Punkten der Vorrichtung erreicht werden. Die eintragsseitige Heizeinrichtung 41 hält eine Temperatur zwischen 50 und 100⁰C. die miniere (43) zwischen 150 und 200⁰C und die austragsseitige Heizeinrichtung (43) zwischen 160 und 180⁰C, so daß das Material fortschreitend auf eine Temperatur von 130 bis 140⁰C im Mittelteil der Vorrichtung gebracht werden kann und beim Austritt aus der Vorrichtung 15O⁰C erreicht.

Das Gehäuse 1 wird im Bedarfsfall mit Entgasungsöffnungen 16 (vgl. Fig. 3) versehen, die an eine Vakuumpumpe angeschlossen werden können.

Bei einer Drehzahl der Schnecken 2, 3 von 80 bis 120 U/min und unter Verwendung von Extruderdüsen von 1.5 mm Durchmesser kann eine Menge von 70 bis HO kg/h an Ausgangssubslany.cn verarbeitet werden, die im wesentlichen aus kristallisierter Saccharose und Crlucosesirup mit 20"/« Wasser in gleichen Mengen besteh!.

Wie bfMeiti ervväiiiii, besteht ein charakteristisches Merkmal der Vorrichiung darin, dall der Zucker nicht durch vorheriges Ai/'ösen ;r>i Wasser '.i-kiisidüisitri wird, sondern die Eiitkristallisierung im Gegenteil im "> InüuTen der Vorrichtung vor sich geht. Aus diesem Grund werden in den Trichter 15 bei Umgebungstemperatur der kristallisierte Zucker und der Giutosesiivp getrennt eingeführt, die in der Beschiekungs- und Mischzone 21 eine viskose Mischung bilden. Die viskose

"' Mischung könnte in einer Vorrichtung mit nur einer Schnecke nicht weilerbewegt werden. In einer Vorrichtung mit mehreren Schnecken wird jedoch eine Art Pumpeffekt erzielt, was eine Vorwärtsbewegung auch sehr viskoser Materialien ermöglicht. Darüber hinaus

is bewirkt das Ineinandergreifen der beiden Schnecken 2, 3 ein intensives Kneten der beiden Mischungsbestandteile längs der Vorrichtung. Die Entkristallisierung des Zuckers wird so durch kombinierte Einwirkung des Knetens, der Temperaturerhöhung sowie durch denn

²ⁿ Druckeinfluß erreicht. Der Beschiekungs- und Mischzone 21, 31 folgt eine Knet- und Druc^rone 22, 32, in welcher die Schnecken 2,3 enge Schnecken-Gänge von ggf. entgegengesetztem Drehsinn aufweisen. Das Material wird in dieser Knet- und Druckzone 22, 32

-⁵ gebremst und muß zur Überwindung des dadij'ch hervorgerufenen Materialstaus in der Beschickungszone unter Druck gesetzt werden, was eine Intensivierung der Knetwirkung zur Folge hat. Am Ende dieser Knet- und Druckzone 22,32 hat das Material eine Temperatur

«· von etwa 130⁰C erreicht und gelangt in eine Entspannungszone 23, 33, in der die Schnecken 2, 3 einen weiteren Gang besitzen. In dieser Entspannungszone 23, 33 kann das Wasser, das anfänglich im Glucosesirup in einem Mengenanteil von etwa 20% enthalten war und den Beginn der Entkristallisierung des Zuckers ermöglichte, als Dampf durch die Dampfabzugsöffnungen 16 entweichen, wobei das Abdampfen durch ein angelegtes Vakuum von beispielsweise 2,66 ■ 10³ Pa begünstigt werden kann. Auf diese

i^(l Weise wird am Ende der Entspannungszone 23, 33 ein praktisch wasserfreies Produkt erhalten, das anschließend in ein=r Druckzone 24, 34 mit engem Schnecken-Gang einem stärkeren Druck bis 200 bar unterworfen und über die Düsenöffnung 13 ausgetragen wird. Die

·'» Druckzone 24, 34 kann vorteilhaft einen Vorkompressionsabschnitt 241, 341 mit engerem Schrecken-Gang als in der Entspannungszone 23, 33 enthalten, wobei diesem Abschnitt 241, 341 ein Pumpabschnitt 242, 342 mit sehr engem Schnecken-Gang folgt, um den

'" Durchtritt des Materials in die Ausgangsdüse sicherzustellen.

Ein Siebeinsatz 17 und ein Filter 18, die sich vor der Austragsöffnung 13 befinden, hemmen den Materialaustrag und steigern dadurch den Druck in der Druckzone

" 24, 34, wodurch ein abschließender Kneteffekt durch Einwirkung von Scherkräften sowie durch Umwälzen des Materials bewirkt wird. Diese Endkompression des Materials mit besonders intensivem Kneten sichert eine vollständige Homogenisierung, wobei im wasserfreien

¹⁽¹ Material evtl. noch vorhandene Kristalle eliminiert werden und man am Austrag der Vorrichtung eine geschmolzene und vollkommen entkrislallisicrfe Masse erhält, die zur Verwendung in der Confissne geeignet ist. Bei Betrachtung mit bloßem Auge ist die erfindungsgemäß erhaltene gekochte Zuckermassc vollkommen .inrchsicl ',ig und farblos. Die mikroskopischen Untersuchungen bestätigten das Fehlen <nn Kristallen, w.ib'^i 'cdielich einige in der Masse verteilte

Punkte von einigen μπι Größe in einigen Proben festgestellt werden konnte.

Die Vorrichtung erlaubt darüber hinaus eine besonders leichte Regulierung. Durch entsprechende Einstellung der verschiedenen Parameter, wie der Drehzahl b/.w. des Profils der Schnecken, des Durchsatzes sowie des Mengenverhältnisses der Ausgangsstoffe, kann der Entkristallisicrungsvorgang entsprechend kontrolliert werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform des erfin- ι dungsgemäßen Verfahrens können die Dampfabzugsöffnungen 16 im Mittelteil der Vorrichtung weggelassen werden. Ebenso kann die Entspannungszone 23, 33 mit weitem Schnecken-Gang entfallen, wobei die Kompression des Materials dann in der Vorrichtung in ι Förderrichtung kontinuierlich vor sich geht. Auf diese Weise verbleibt die ursprünglich im Glucosesirup enthaltene Wassermenge in Form von überhitztem Dampf in der viskosen Masse. Der intensive Knetvorbcschickt wird, kann es ggf. günstig sein, in die Zuflußöffnung in gleicher Weise eine bestimmte Menge Wasser zusätzlich zu der im Glueosesirup enthaltenen Wassermenge zuzugehen. Diese Menge kann beispielsweise etwa I ^ri Vol.-¹Vo der Glucose betragen.

Die erziehe Knel- und Honiugenisieiungswirkung begünstigt darüber hinaus das Vermischen des Zucker malerials mit anderen Produkten wie Aromastoffen. Farbstoffen bzw. Färbemitteln oder FApansionsmitteln. die durch den Trichter I) am eintragsseitigen linde der Vorrichtung eingebracht werden können.

I iner der Vorteile der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß .ille Hehandlungsschritte zur Herstellung einer entkristallisierten geschmolzenen Masse in einer einzigen Vorrichtung von relativ kleinen äußeren Abmessungen durchgeführt werden können, wobei diese erhaltene Masse nach der Behandlung direkt für Confiscriezweckc verwendet werden kann. Die bisher übliche Fntkristallisierung des Zuckers durch vorheriges

gang ium ι /u v.mk.1 pK.ii.iiiiiai.Mgv.il tv.iiiipi vt-i it-iiinig, in.1 an der Austragsöffnung 13 austritt und eine Expansion des Produkts bewirkt. Auf diese Weise werden zelluläre bzw. zellartige Zuckerprodukte erhalten.

Da ein typisches Merkmal der Vorrichtung darin besteht, daß sie getrennt mit kristallisiertem Zucker und Glucosesirup ohne vorheriges Auflösen des Zuckers werden mußte, wird vermieden, da die Entkristallisierung in der Vorrichtung selbst stattfindet.

Ein weiterer, nicht außeracht zu lassender Gesichtspunkt ist die Schnelligkeit des Verfahrens; die mittlere Vcrweilzcit der Stoffe in der Vorrichtung beträgt 1 bis 2 min.

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zum Herstellen einer Zuckermasse für Confiseriezwecke, bei dem ein Gemisch aus Zucker und Wasser enthaltenden Ausgangsmaterialien, wie Glucosesirup, in einer Strangpresse bei Temperaturen bis 150⁰C und unter einem Druck bis 200 bar durchgeknetet und als entkristallisierte, geschmolzene, praktisch wasserfreie Masse ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet.

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