DE2522508A1

DE2522508A1 - Verfahren und vorrichtung zur solubilisierung einer kaseinsuspension in einem waessrigen medium

Info

Publication number: DE2522508A1
Application number: DE19752522508
Authority: DE
Inventors: Ernest Badertscher; Michel Chaveron; Valentin Wenner
Original assignee: Nestle SA
Current assignee: Nestle SA
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1975-05-21
Publication date: 1976-09-23
Also published as: BE838794A; NL186292B; JPS6126334B2; DK112676A; NL7602908A; AR215431A1; BR7601705A; DE2522508B2; IT1065974B; JPS5635958A; IE43217B1; RO81181B; RO81181A; GR59792B; NL186292C; AU1175776A; JPS51118862A; IE43217L; ZA761213B; CH600787A5

Description

Patentanwalt

D-3 München 22

Vv/'.denmüyerstraöe 46
Tel. (O 89) 29 51 25

Socie*te des Produits Nestle S.A. in Vevey / SCHWEIZ

"Verfahren und Vorrichtung zur Solubilisierung einer Kaseinsuspension in einem wäßrigen Medium"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Solubilisierung einer Kaseinsuspension in einem wäßrigen Medium und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Kasein, welches das wichtigste und wertvollste Protein der Milch ist, kann leicht durch Desolubilisierung isoliert werden. Diese Desolubilisierung kann nach drei grundlegenden verschiedenen Verfahren durchgeführt werden, und zwar durch Ansäuern der Milch bis zum isoelektrischen Punkt des Kaseins, der in der Gegend von pH 4,5 liegt (man spricht dann von Säure-Kasein), durch Zusatz von Kalziumsalzen zur Milch

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(man spricht dann von Phosphokalzium-Kasein) und schließlich durch Zusatz eines mit Lab bezeichneten Enzyms unter gewissen Bedingungen (man spricht dann von Lab-Kasein).

Um von geographischen Grenzen und von Saisonschwankungen unabhängig zu werden, ist es im Interesse der Industrie, daß diese Kaseine in einer leicht lagerbaren und transportierbaren Form (d.h. in Pulverform) zur Verfügung stehen und ohne größere Schwierigkeiten in Wasser aufgelöst werden können, um Milch oder Milchprodukte nach Bedarf anmachen zu können. Obwohl von der Theorie her gesehen das Wiederauflösen von pulverförmigen Säure Kasein ganz einfach durch Zusatz einer Base möglich sein sollte, muß dies in der Praxis mit sehr viel Sorgfalt erfolgen (um die Bildung von auf immer unlöslichen Klümpchen zu vermeiden), so daß die Anwendung von pulverförmigem Säure-Kasein nicht die Entwicklung genommen hat, die man eigentlich erwarten sollte. Das Auflösen von pulverförmigem Phosphokalzium-Kasein mit Hilfe von Solubilisierungssalzen macht ähnliche Schwierigkeiten. Pulverförmiges Lab-Kasein ist überhaupt unlöslich.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun eine Lösung dieser Probleme. Sie betrifft ein Verfahren zur Solubilisierung einer Suspension von Kaseinpulver in einem wäßrigen Medium, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man diese Kaseinsuspension, welche höchstens 270 g Kasein/l wäßriges Medium enthält, während mindestens 10 min reifen läßt und daß man zu dieser Suspension allmählich ein Solubilisierungsmittel zugibt, bis eine homogene Lösung erhalten worden ist.

Mit dem Ausdruck "man läßt eine Suspension von Kaseinpulver

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reifen" ist gemeint, daß die Zugabe des Solubilisierungsmittels zur Suspension während einer Zeit verzögert wird, daß das pulverförmige Kasein gut hydratisieren kann. Wenn man diese Reifungszeit nicht einhält, dann bilden sich während der Zugabe des Solubilisierungsmittels unlösliche Klümpchen, weil die Kaseinteilchen, welche innen noch trocken sind, sich mit einer undurchlässigen Schicht aus dem Produkt der Reaktion von Kasein und SoIubilisierungsmittel überzieht. Anders ausgedrückt heißt das also, daß man keine homogene Lösung erhalten kann. Es hat sich gezeigt, daß die F.eifungszeit mindestens 10 min, vorzugsweise 1/2 st, dauern soll, wobei die Suspension vorteilhafterweise gerührt wird. Diese Suspension soll nicht mehr als 270 g Kasein/l wäßriges Medium enthalten, da andernfalls eine noch Kaseinteilchen enthaltende unhomogene Lösung erhalten wird. Dieser obere Grenzwert ist ein theoretischer Grenzwert, da in der Praxis es kaum möglich ist, Werte von mehr als etwa 250 g/l zu überschreiten, da die erhaltenen Lösungen allzu viskose werden und schwierig handzuhaben sind. Vorzugsweise werden deshalb Kaseinsuspensionen verwendet, die 180 bis 2¹IO g/l Wasser oder wäßriges Medium enthalten, da dabei Lösungen von normaler Pluidität erhalten werden.

Der Ausdruck "Solubilisierungsmittel" bezieht sich auf ein Mittel, welches dazu befähigt ist, die einzelnen Kaseinteilchen zum Verschwinden zu bringen, so daß eine homogene Lösung erhalten wird. Zum Zwecke einer leichteren Darstellung sollen drei Fälle unterschieden werden, je nach dem, ob das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Kasein ein Säure-Kasein, ein Phosphokalzium-Kasein oder ein Lab-Kasein ist.

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Wenn das in der Suspension vorliegende Kasein ein Säure-Kasein ist, dann ist das Solubilisierungsmittel ein alkalisches Mittel, wie z.B. eine Base oder ein basisches Alkali- oder Erdalkalisalz. Dabei erhält man eine richtige Lösung, d.h. eine wäßrige Lösung eines in ein Salz überführten Kaseins, welches auch als Kaseinat bezeichnet wird. Auf diese Weise kann man Natrium-, Kalium- oder Kalziumkaseinat herstellen, wenn man der Ausgangssuspension Natrium-, Kalium- oder Kalziumhydroxyd bzw. Natrium-, Kalium- oder Kaliumcarbonat oder -bicarbonat zusetzt. Die Solubilisierung wird bei einem pH in der Größenordnung von 6,5 bis 7,0 erhalten. Der Ausdruck "Säure-Kasein" soll im weiten Sinn verstanden werden. Er umfaßt das übliche Säurekasein, das direkt durch Ansäuern von Milch erhalten wird, wie auch Säure-Kaseine, die indirekt erhalten werden, wie z.B. ein Lab-Kasein, das wieder angesäuert worden ist, d.h. das durch Waschen mit reichlich Säure von der Hauptmasse des Kalziums befreit worden ist.

Wenn das in Suspension befindliche Kasein ein Phosphokalzium-Kasein ist, dann ist das Solubilisierungsmittel ein Mittel, welches Kalzium komplexiert, wie z.B. ein Citrat oder Phosphat. Die erhaltene Lösung ist eine echte Lösung. Auf diese Weise kann man gemischte Kaseinate von Kalzium und Natrium oder von Kalzium und Kalium erhalten, wenn man der Ausgangssuspension Natriumeitrat oder -phosphat bzw. Kaliumeitrat oder -phosphat zugibt. Es soll darauf hingewiesen werden, daß durch die Zugabe des Mittels, welches Kalzium komplexiert, eine Änderung des pH des Mediums stattfindet, der zu Beginn in der Größenordnung von 6 liegt. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß die Solubilisierung bei Verwendung eines Citrats als Komplexierungsmittel

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eintritt, wenn der pH 6,8 erreicht. Bei Verwendung eines Phosphats als Solubilisierungsmittel tritt dagegen die Solubilisierung ein, wenn der pH 7,5 erreicht. Diese pH-Werte entsprechen einer Zugabe von etwa 0,3 mMol Komplexierungsmittel/g Phosphokalzium-Kaseinat, sofern ein Citrat verwendet wird, und 0,7 mMol/g Phosphokalzium-Kaseinat, sofern ein Phosphat verwendet wird. Vorzugsweise werden 0,4 bis 1 mMol/g zugegeben, so daß ein pH zwischen 6,9 und 8,0 bzw. 7»5 und 8,0 erhalten wird.

Wenn schließlich das in der Suspension vorliegende Kasein ein Lab-Kasein ist, dann ist das Solubilisierungsmittel ebenfalls ein Mittel, welches Kalzium komplexiert, wie z.B. ein Citrat oder Phosphat. Die erhaltene Kaseinatlöaung ist jedoch dann eine kolloidale Lösung bzw. ein Gel. Für eine Suspension in Wasser beträgt die Mindestmenge an Mittel, welches Kalzium komplexiert, ungefähr 2 mMol/g Lab-Kasein. Vorzugsweise werden 5 bis 15 mMol/g zugegeben. Die Solubilisierung wird bei einem niedrigeren pH als bei Phosphokalzium-Kasein erhalten, und zwar beispielsweise in der Nähe von 6,1, wenn das Mittel, welches Kalzium komplexiert, ein äquimolekulares Gemisch aus einem Citrat und einem Phosphat ist.

Das Komplexierungsmittel für das Kalzium kann so wie es ist zugegeben werden, beispielsweise in Form des Citrats oder Phosphats von Natrium oder Kalium, aber es kann auch in zwei Stufen zugegeben und in situ erzeugt werden. So kann man die Suspension zunächst mit Zitronensäure oder Phosphorsäure behandeln, unter der Voraussetzung, daß der pH der Suspension nicht unter etwa 4,6 fällt, worauf dann ein alkalisches Mittel zugegeben wird, wie z.B. Natrium-oder Kaliumhydroxyd oder ein entsprechendes

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Carbonat oder Bicarbonate, derart, daß der pH des Mediums wieder auf einen Wert von mindestens 6,8 bzw. 7,5 gebracht wird, je nachdem, ob Zitronensäure oder Essigsäure verwendet worden ist. Vorzugsweise wird der pH auf einen Wert zwischen 6,9 und 8,0 bzw. 7,5 und 8,0 angehoben.

Das wäßrige Medium, in welchem das Kasein suspendiert ist, kann aus reinem Wasser oder aus einer wäßrigen Lösung bestehen, die verschiedene Bestandteile enthält, wie z.B. Salze, Zucker, Färbemittel, Aromastoffe, lösliche Proteine, insbesondere Lactalbumin (beispielsweise ein wäßriges Medium von der Art von Molke) usw. Aus den vorstehenden Ausführungen folgt klar, daß diese wäßrige Lösung natürlich keine wesentlichen Mengen eines Solubilisierungsmittels enthalten darf, da widrigenfalls augenblicklich eine Reaktion zwischen Kaseinat und Solubilisierungsmittel eintreten würde und die Suspension keine Möglichkeit zum Reifen hätte. Es ist deshalb nötig, die Anwesenheit eines alkalischen Mittels oder eines Komplexierungsmittels für Kalzium zu vermeiden.

Die Temperatur, bei welcher alle diese Vorgänge durchgeführt werden, ist nicht aehr wichtig, sofern aie keinen Einfluß auf die Natur des Kaseins hat. Die Temperatur kann bis zu 8O⁰C betragen. Vorzugsweise liegt sie zwischen 20 und 7O⁰C.

Die erhaltene Lösung kann so wie sie ist bei der Herstellung einer Nahrungsmittelzusammensetzung verwendet werden, und zwar gegebenenfalls nach einer Einstellung des pH. Sie kann auch konzentriert und dann durch irgendein Verfahren getrocknet werden. Dabei wird ein Kaseinat in Form eines weißen Pulvers erhalten. Im Gegensatz zum Ausgangskaseinpulver

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kann ein solches Kaseinat direkt in Wasser aufgelöst werden, wobei eine echte Lösung bzw. eine kolloidale Lösung oder ein Gel erhalten wird. Vor oder nach der Trocknung kann die Kaseinatzusammensetzung modifiziert, und zwar insbesondere standardisiert, werden, indem beispielsweise Magnesiumsalze oder Chloride zugegeben werden. Diese Kaseinate können außerdem pasteurisiert oder sterilisiert werden.

Es versteht sich von selbst, daß die erhaltene Lösung nur hinsichtlich des Kaseins und der löslichen Stoffe homogen ist. Wenn neben dem Kasein im Ausgangsmaterial unlösliche Stoffe vorliegen, dann bleiben diese natürlich ungelöst. Wenn beispielsweise neben dem Kasein äesolubilisiertes Lactalbumin vorliegt, dann bleibt dieses zumindest teilweise ungelöst. Dieser Fall tritt ein, wenn man gemeinsame Fällungen behandelt, die neben dem Kasein Lactalbumin enthalten, das bei einer Temperatur Ober etwa 6O⁰C koaguliert worden ist.

Bei der Durchführung des erfIndungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise ein Kasein verwendet, das vorher gewaschen, gegebenenfalls pasteurisiert oder sterilisiert, und auf eine geeignete und gleichmäßige Korngröße zerkleinert worden ist. Diese Maßnahmen können dadurch ausgeführt werden, daß man das rohe Kasein in einem sehr großen Volumen Wasser suspendiert, das Kasein im Wasser zerkleinert, mindestens einen Teil des Waschwassers entfernt (durch Dekantierung, Zentrifugierung oder ein anderes Verfahren) und das gewaschene, hydratisierte und zerkleinerte Kasein wieder in einer geeigneten Menge wäßrigen Mediums suspendiert. Diese Maßnahmen werden vorteilhafterweise direkt vor den Maßnahmen des erfindungsgemäßen Ver-

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fahrens durchgeführt.

Diese Suspension wird reifen gelassen, und zwar vorzugsweise unter Rühren, worauf dann langsam und allmählich das Solubilisierungsmittel zugegeben wird, wie z.B. das alkalische Mittel oder das Komplexierungsmittel für Kalzium, wobei letzteres entweder direkt (Citrate oder Phosphate) oder in zwei Stufen (Zitronensäure oder Phosphorsäure und dann alkalisches Mittel) zugesetzt wird. Im letzteren Fall kann beispielsweise das Phosphokalzium-Kasein direkt in Zitronensäure oder Phosphorsäure in Suspension gebracht werden. Es ist darauf zu achten, daß die Zugabe oder die Zugaben allmählich erfolgen, damit in der Suspension keine Bereiche mit einer scharfen Änderung des pH oder des Komplexierungsmittels für Kalzium vorkommen. Deshalb wird vorzugsweise ein Verdünntes Solubilisierungsmittel und auch eine Vorrichtung verwendet, wie sie weiter unten näher beschrieben wird.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung für die kontinuierliche Solubilisierung einer Suspension von Kasein in einem wäßrigen Medium, welche gekennzeichnet ist durch ein Mittel, mit welchem die Suspension im Kreis geführt werden kann, ein Mittel, welches vor der Zugabe eines Solubilisierungsmittels eine Verweilzeit von mindestens 10 min ermöglicht, und ein Mittel, welches die allmähliche Einführung des Solubilisierungsmittels in die Suspension gestattet.

Eine solche Vorrichtung stellt eine Pabrikationsanlage dar, die am Eintrittsende mit einer Einrichtung zum Waschen und Zerkleinern des Rohkaseins und am Austrittsende mit einer Einrichtung zum Trocknen der erhaltenen Lösung ausgerüstet ist.

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Das Mittel, welches eine Verweilung der Suspension vor der Zugabe des Solubilisierungsmittels ermöglicht, kann aus einem Pufferkessel mit ausreichendem Volumen oder aus ein oder mehreren Rohren ausreichender Länge bestehen, wobei diese Länge beispielsweise aus der Zirkulationsgeschwindigkeit der Suspension errechnet ist.

In den beigefügten Zeichnungen ist eine Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.

Fig. 1 zeigt ein Schema einer bevorzugten Fabrikationsanlage, welche die Solubilisierung eines Kaseins in einer Stufe ermöglicht.

Fig. 2 zeigt ein Schema einer bevorzugten Fabrikationsaftlage, welche die Solubilisierung eines Kaseins in zwei Stufen ermöglicht.

In den Zeichnungen bedeuten gestrichelte Linien Steuerleitungen und sind Flüssigkeiten (Suspensionen oder Lösungen) durch Punktierungen angedeutet.

Die Fabrikationsanlage von Fig. 1 umfaßt zahlreiche Elemente, die alle an einer Leitung 1 liegen. Die in der Reihenfolge ihrer Anordnung bezifferten Elemente sind in Stromrichtung die folgenden:

- ein Zuführtrichter 2, der mit einer Dosierschnecke 3 ausgerüstet ist, welche durch einen Motor 4 angetrieben wird;

- ein Hydratisierungsbehälter 5, der mit einem Rührer ausgerüstet ist und der durch den Trichter 2 mit

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Kasein und durch eine Leitung 7 mit Wasser gespeist wird;

- eine Förderpumpe 8;

- eine Kolloidmühle 9;

- eine Leitung 10 für die Rückführung eines Teils der Kaseinsuspension;

- ein Verweilbehälter 11, der mit einem Rührer 12 ausgerüstet ist;

- eine Pumpe 13;

- ein Horizontaldekantierer l^t, der mit einem Wasserablaufrohr 15 ausgerüstet ist;

- ein Solubilisierungsbehälter 16, der mit einem Rührer und einem Schwimmer 18 ausgerüstet ist, wobei letzterer eine Förderpumpe 28 regelt, die stromabwärts in der Leitung 1 angeordnet ist, wobei dieser Behälter durch eine Leitung 19 mit Wasser gespeist wird und wobei am Ausgang dieses Behälters eine Leitung 20 abzweigt, durch welche das Solubilisierungsmittel zugeführt wird, welches (durch eine Dosierpumpe 21 , die über ein stromabwärts in der Leitung 1 angeordnetes pH-Meter 26 geregelt wird) von einem Vorratsbehälter 22 zugeführt wird, welcher mit einem Rührer 23 ausgerüstet ist;

- eine Förderpumpe 24;

- eine Kolloidmühle 25;

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- der pH-Meter 26, welcher die Dosierpumpe 21 regelt, die ihrerseits die Zugabe des Solubilisierungsmittels regelt;

- eine Leitung 27 für die Rückführung eines Teils des durch das Solubilisierungsmittel behandelten Kaseins zum Solubilisierungsbehälter l6j

- die Pumpe 28, die durch den Schwimmer 18 im Solubilisierungsbehälter geregelt wird;

- einen Dampf einspritzer 29 mit einer Dampfzuführleitung 30;

- einen Entgaser 31;

- eine Förderpumpe 32;

- gegebenenfalls einen (nicht dargestellten) Trockenturm 33.

Darüberhinaus ist diese Leitung mit zahlreichen Ventilen für die Regulierung der Durchgangsmengen ausgerüstet. Zusätzlich kann, wie in den Zeichnungen dargestellt, die Leitung mit einem Hilfseingang 35 für Wasser wie auch mit einem Dampfeinspritzer 36> der durch eine Dampfzuführleitung 37 gespeist wird, ausgerüstet sein, wobei der Dampfeinspritzer 36 zwischen der Leitung 20 für die Einführung von Solubilisierungsmittel und der Förderpumpe 24 liegt. Der Hilfseingang für Wasser und der Dampfeinspritzer bestimmen und regeln die Temperatur. Diese zusätzlichen Einrichtungen können durch Erhitzer, beispielsweise Röhrenerhitzer, ersetzt werden. Die Leitung 1 kann außerdem mit Diaphragmen 38 ausgerüstet sein. Eine solche

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Anlage kann zur Solubilisierung von Suspensionen von Säurekasein durch Neutralisation oder zur Solubilisierung von Suspensionen von Phosphokalzium- oder Lab-Kasein mit Hilfe von Citraten oder Phosphaten verwendet werden.

Die Pabrikationsanlage von Fig. 2 besitzt die gleichen Elemente wie die Anlage von Fig. 1, wobei der Solubilisierungsbehälter 16 die Rolle eines Behälters für die Vorbehandlung mit Zitronen- oder Phosphorsäure spielt. Die eigentliche Solubilisierung findet im Behälter 16' statt, der genauso wie der Behälter 16 mit Hilfseinrichtungen 17' und 18' ausgerüstet ist. Diese Anlage kann zu einer Solubilisierung in zwei Stufen verwendet werden (Behandlung mit Zitronen- oder Phosphorsäure und anschließende Neutralisation).

Die folgenden Beispiele erläutern die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 1 Natriumkaseinat aus Säure-Kasein

Es wird die Fabrikationsanlage von Fig. 1 verwendet.

Mit Hilfe des Trichters 2 wird der Behälter 5 mit pulverförmigem Säure-Kasein beschickt, das eine Feuchtigkeit von 10? und eine ziemlich grobe Textur aufweist. Die Beschickung des Kaseins erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 565 kg/st, über die Leitung 7 wird in den Behälter 5 Wasser von 45°C mit einer Geschwindigkeit von 2000 kg/st eingeführt. Die erhaltene Suspension wird durch die Pumpe 8 vorwärts gepumpt und durchläuft die Kolloidmühle 9, wo die Kaseinkörner zerkleinert werden. Etwa 9/10 der

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Suspension werden durch die Leitung 10 in den Behälter 5 zurückgeführt, während die restlichen 1/10 kontinuierlich abgeführt und zum Verweilbehälter 11 geleitet werden, der so dimensioniert ist, daß die Suspension etwa 1/2 st unter heftigem Rühren verweilt. Die Suspension des hydratisierten Kaseins wird kontinuierlich durch die Pumpe 13 abgezogen und durch die Zugabe von kaltem Wasser (10 bis 12⁰C) über die Leitung 35 abgekühlt. Diese Zugabe erfolgt vor der Pumpe 13 in einer Menge von ungefähr 9000 kg Wasser/st. Die Suspension verläuft dann durch ein Diaphragma 38 und schließlich durch eine Dekantierzentrifuge 14, wo sie von Waschwasser befreit wird, welches durch die Leitung 15 (Ausstoß 10 565 kg/st) abgelassen wird. Dabei fallen 1000 kg/st rekonstituierter Quark an, der einen Peststoffgehalt von ungefähr 502 aufweist. Dieser Quark wird in den Behälter 16 überführt, der als Solubilisierungsbehälter bezeichnet wird, wo eine heftige Rührung stattfindet. In diesem Behälter werden durch die Leitung 19 Wasser in einer Menge von 1280 kg/st und durch die Leitung 27 ein Teil des gebildeten und zurückgeführten Kaseinats eingeleitet. Am Austritt des Behälters mündet die Leitung 20, die eine 3%ige Ätznatronlösung in einer Menge von 425 kg/st zuführt. Durch den Einspritzer 36 wird Wasserdampf eingeführt, um das Ganze auf 70 C zu erwärmen und die Viskosität zu vermindern. Das Ganze läuft durch das Diaphragma 38 und die Kolloidmühle 25 im Kreis und wird durch den pH-Meter 26 überwacht.

Wenn ein pH von 6,8 erreicht ist, dann werden kontinuierliche Bedingungen eingestellt, wobei die Einführung der Ätznatronlösung durch den pH-Meter 26 gesteuert wird. Ein Teil des gebildeten Kaseinats wird durch die Pumpe

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abgezogen, während der Rest durch die Leitung 27 zum Behälter 16 zurückgeführt wird. Diese Pumpe 28 wird mittels eines Schwimmers 18 gesteuert, um im Behälter l6 ein konstantes Niveau aufrechtzuerhalten. Der abgezogene Teil verläuft zum Dampfeinspritzer 29, wo Dampf mit 130⁰C zwecks Pasteurisierung eingeführt wird. Hierauf verläuft er zum Entgaser 31 und wird durch die Pumpe 32 zum Trockenturm 33 geführt.

Auf diese Weise erhält man 500 kg/st pulverförmiges weißes Matriumkaseinat mit einer Restfeuchtigkeit in der Größenordnung von k%. Dieses Kaseinat ist in Wasser löslich.

Beispiel 2 Kaliumkaselnat aus Säure-Kasein

Das Herstellungsverfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei von einem Säurekasein ausgegangen wird, das eine Feuchtigkeit von 10£ aufweist und auf eine Korngröße von etwa 0,165 mm gemahlen worden ist. Die Zuführung des Kaseins erfolgt mit SO kg/st. 260 kg/st Wasser von 45°C werden zufließen gelassen. Die Suspension wird mit einer Geschwindigkeit von 700 kg/st zirkuliert, wobei 350 kg/st durch die Leitung 10 in den Behälter 5 zurückgeführt werden und 350 kg/st in den Behälter 11 geleitet werden, in welchem die Verweilzeit etwa 1/2 st beträgt. Am Ausgang dieses Behälters werden durch die Leitung 35 lOOOkg/st Wasser mit 10-12⁰C eingeführt. Nach dem Durchgang durch das Diaphragma 38 und nach der Abtrennung im Zentrifugendekantierer 14 wird ein rekonstituierter Quark mit einem Peststoffgehalt von ^5% in einer Menge von 178 kg/st erhalten. Die Neutralisation erfolgt kontinuierlich, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, unter Rückführung durch das Diaphragma 38

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und die Kolloidmühle 25 , wobei durch die Leitung 19 Wasser von 5O⁰C mit einer Geschwindigkeit von 220 kg/st und durch die Leitung 20 eine 3iige Kaliumhydroxydlösung zugeführt wird. Das Ganze wird durch Einführen von Dampf durch den Einspritzer 36 auf 7O⁰C gehalten. Am Ausgang beträgt der pH 6,8. Nach einer Pasteurisierung, Entgasung und Trocknung, wie vorher beschrieben, werden 80 kg/st Kaliumkaseinat erhalten.

Beispiel 5 Kalziumkaseinat aus Säure-Kasein

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei die Herstellungsdaten wie folgt sind:

- Säure-Kasein mit 5% Feuchtigkeit: 102 kg/st

- Wasser mit 45°C (Leitung 7): 500 kg/st

- Verweilzeit: etwa 1/2 st

kaltes Wasser mit 30⁰C (Leitung 35): 1550 kg/st

Auf diese Weise wird nach dem Durchgang durch das Diaphragma 38 und nach Trennung im Dekantierer 14 ein rekonstituierter Quark mit einem Peststoffgehalt von Ίδί in einer Menge von 200 kg/st erhalten.

- kontinuierliche Neutralisation mit einer 5?igen Kalziumhydroxydlösung (Leitung 20): 58 kg/st

- heißes Wasser mit 6O-7O°C (Leitung 19): 225 kg/st

- Rückführung unter Durchgang durch das Diaphragma 38 und die Kolloidmühle 25

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- kein Dampfeinspritzer 36, aber Röhrenerhitzer

- kontinuierlicher Austritt mit pH 6,8

Nach einer Pasteurisierung bei 130⁰C, Trocknung und Entgasen werden 95 kg/st eines Kalziumkaseinatpulvers mit einer Restfeuchtigkeit von k% erhalten.

Beispiel 4 Gemischtes Kaselnat aus Phosphokalzium-Kasein

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei von Phosphokalzium-Kasein ausgegangen wird.

- Phosphokalzium-Kasein mit 4 JE Feuchtigkeit: 100 kg/st

- Wasser mit 40°C (Leitung 7): 3100 kg/st

- Verweilzeit etwa 1/2 st

Auf diese Weist wird nach dem Durchgang durch das Diaphragma 38 und nach Trennung im Dekantierer 14 ein rekonstituierter Quark mit einem Feststoffgehalt von %5% in einer Menge von 211 kg/st erhalten.

- kontinuierliche Zugabe einer "lOligen Lösung von K₃PO₁₁ (Leitung 20): 140 kg/st

- Wasser mit 50⁰C (Leitung 19): 223 kg/st

- kontinuierlicher Austritt mit pH 7,8.

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Nach einer Neutralisation bei einer hohen Temperatur, Entgasung und Trocknung werden 110 kg/st eines gemischten Kaseinats mit einer Restfeuchtigkeit von 4£ erhalten, wobei es sich um ein pulverförmiges und in Wasser lösliches Phosphokalziumkasein handelt.

Beispiel 5 Gemischtes Kaseinat aus Phosphokalzium-Kasein

Es wird die Herstellungsanlage von Fig. 2 verwendet. Der Behälter 16 wird zur Behandlung mit Zitronensäure verwendet, während der Behälter 16' zur Neutralisation dient. Die Herstellungsdaten sind wie folgt:

- Phosphokalzium-Kasein mit 105& Feuchtigkeit und einer groben Korngröße: 305 kg/st

- Wasser mit 40°C (Leitung 7): 65OO kg/st

- Verweilzeit: 1/2 st

Nach dem Durchgang durch das Diaphragma 38 und einer Trennung im Dekantierer 14 werden 610 kg/st eines rekonstruierten Quarks mit einem Feststoffgehalt von 45$ erhalten, der zum Behälter l6 geführt wird.

- kontinuierliche Zugabe einer 10?igen Zitronensäurelösung: 154 kg/st

- heißes Wasser mit 7O⁰C (Leitung 19): 850 kg/st

- Rückführung durch das Diaphragma 38 und die Kolloidmühle 25

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- kontinuierliches Abziehen mit pH ungefähr 4,6

- mittlere Kontaktzeit mit Zitronensäure: ungefähr 1 st Der abgezogene Teil wird zum Behälter l6· geführt.

- kontinuierliche Neutralisation mit 3/Siger Kaliumhydroxydlösung: 170 kg/st

- Rückführung durch ein Diaphragma 38 und eine Kolloidmühle 25'

- Abziehen mit pH 6,9·

Nach Pasteurisation, Entgasung und Trocknung werden 275 kg/st eines gemischten Kaseinats mit einer Restfeuchtigkeit von 4? erhalten, wobei es sich um ein pulverförmiges und in Wasser lösliches Phosphokalzium-Kasein handelt.

Beispiel 6 Gemisches Kaseinat aus Lab-Kasein

Es wird eine 2£ige Suspension von Lab-Kasein in Wasser hergestellt und diese wird unter heftigem Rühren eine 1/2 st hydratisieren gelassen (pH=7,l). Dann wird langsam ein äquimolekulares Gemisch aus Trinatriumcitrat und Mononatriumphosphat zugegeben, bis die Konzentration der Salze 1,34£ beträgt. Das Lab-Kasein geht dabei kolloidal in Lösung. Die Lösung besitzt einen pH von 6,44. Durch Trocknung wird ein in Wasser lösliches weißes Pulver erhalten.

Diese Arbeitsweise wird mit Suspensionen wiederholt, die 5% bzw. 1Oi Lab-Kasein in Wasser enthalten. Die Zugabe der gleichen Mengen Citrat und Phosphat ergibt keine Auf-

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lösung. Ein beträchtlicher Teil bleibt ungelöst. Dagegen wird bei der Zugabe von Citrat und Phosphat bei einer Temperatur von 2O°C bis zu einer Konzentration von 3»35% eine überführung der Suspension in einer Lösung erhalten, die 2%, 5% bzw. 1ΟΪ Lab-Kasein in Wasser enthält. Bei 2% und 5% Lab-Kasein werden kolloidale Lösungen (pH=6,10 und 6,24) erhalten, während bei 10$ ein viskoses Gel erzielt wird (pH=6,26).

Beispiel 7

Gemisches Kaseinat aus mit Säure gewaschenem Lab-Kasein Lab-Kasein, das 2,8OJt Kalzium enthält, wird mit reichlich Essigsäurelösung, die einen pH von 4,6 aufweist, gewaschen. Dieser Vorgang wird ein zweites Mal wiederholt. Nach dem Ablaufen wird das erhaltene Kasein in reinem Wasser suspendiert. Durch Neutralisation mit Hilfe von 0,6n Natriumhydroxyd bis zu einem pH von 6,5 wird eine Lösung dieses Kaseins erhalten. Die Konzentration liegt in der Größenordnung von 10?. Die Zugabe von Kalzium zu dieser Lösung hat die Ausfällung des Kaseins zur Folge. Dieses Kasein kann jedoch durch Zugabe von Citrat oder Phosphat wieder in Lösung gebracht werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Solubilisierung einer Suspension von pulverförmigem Kasein in einem wäßrigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kaseinsuspension, die höchtens 270 g Kasein/1 wäßriges Medium enthält, mindestens 10 min reifen läßt und daß man dann zu die ser Suspension allmählich ein Solubilisierungsmittel zugibt, bis eine homogene Lösung entstanden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges Kasein ein Säure-Kasein verwendet wird, das durch Ausfällung aus Milch beim isoelektrischen pH erhalten worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges Kasein ein Säure-Kasein verwendet wird, das durch Waschen von Phosphokalzium-Kasein oder Lab-Kasein mit Säure erhalten worden ist.

¹I.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges Kasein ein Phosphokalzium-Kasein verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges Kasein ein Lab-Kasein verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Solubilisierungsmittel ein alkalisches Mittel verwendet wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das alkalische Mittel bis zur Bildung einer homogenen tösung mit einem pH von 6,5 oder mehr zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche

4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß als Solubilisierungsmittel ein Komplexierungsmittel für Kalzium verwendet wird.

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexierungsmittel für Kalzium ein Citrat, ein Phosphat oder ein Gemisch aus einem Citrat und einem Phosphat verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Citrat oder Phosphat in situ durch aufeinanderfolgende Zugabe von zunächst Zitronensäure oder Phosphorsäure, wobei ein pH über etwa 4,6 eingehalten wird, und dann eines Neutralisationsmittels in situ erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurnh gekennzeichnet, daß ein Citrat zugegeben wird, bis eine homogene Lösung mit einem pH von 6,8 oder mehr entstanden ist.

12. Verfahren nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche

9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phosphat zugegeben wird, bis eine homogene Lösung mit einem pH von 7,5 oder mehr entstanden ist.

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13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium Wasser ist.

I¹I. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Suspension von pulverförmigem Kasein eine Suspension verwendet wird, die 180 bis 240 g Kasein/l wäßriges Medium enthält.

15· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaseinsuspension in wäßrigem Medium während einer Zeit von 1/2 st bis 1 st reifen gelassen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension reifen gelassen wird und daß das Solubilisierungsmittel bei einer Temperatur zwischen 20 und 70⁰C sugegeben wird.

17· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene homogene Suspension getrocknet wird.

18. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel, mit welchem die Suspension im Kreis geführt werden kann, ein Mittel, welches vor der Zugabe eines Sοlubillsierungs· mittels eine Verweilzeit von mindestens 10 min ermöglicht, und ein Mittel, welches die allmähliche Einführung des Solubilisierungsmittels in die Suspension gestattet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Mittel zum Waschen und Zerkleinern des Kaseins in ein Pulver aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,

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daß sie ein Mittel zur Trocknung der erhaltenen homogenen Lösung aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, welches die Einführung von Solubilisierungsmitfcel in die Suspension des pulverförmigen Kaseinats gestattet, in Stromrichtung die folgenden Elemente aufweist: einen Behälter (l6), der mit einem Rührer (17) und einem Schwimmer (18) ausgerüstet ist, der eine Förderpumpe (28) regelt, eine Zuführleitung (20) für Solubilisierungsmittel, welches von einer Dosierungspumpe (21) zugeführt wird, das durch ein pH-Meter (26) geregelt wird, eine Förderpumpe (24), eine Kolloidmühle (25), wobei der pH-Meter (26) die Dosierungspumpe (21) regelt, und eine Leitung (27), für die Rückführung eines Teils des mit dem Solubilisierungsmittel behandelten Kaseins zum Behälter (16).

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, welches die Einführung von Solubilisierungsmittel in die Suspension des pulverförmigen Kaseinats gestattet, in Stromrichtung folgende Bestandteile aufweist: eine erste Reihe von Elementen (16-28), die zur Behandlung des Kaseins mit Zitronensäure oder Phosphorsäure bestimmt sind, und eine zweite Reihe von analogen Elementen (l6^!-28^f), die zur eigentlichen Solubilisierung bestimmt sind.

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