DE2523967B2

DE2523967B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Nahrungsmitteln in Stückform durch Aufsprühen einer Zuckermasse

Info

Publication number: DE2523967B2
Application number: DE19752523967
Authority: DE
Inventors: Keizo Kawasaki Mochizuki; Fumio Yokohama Yokomichi
Original assignee: Meiji Seika Kaisha Ltd
Current assignee: Meiji Seika Kaisha Ltd
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1979-03-01
Also published as: DE2523967C3; DE2523967A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von bewegten Nahrungsmitteln in Stückform durch Aufsprühen einer Zuckermasse in Form von flüssigen Tropfen, die von einem erwärmten Druckluftstrom transportiert werden.

Zur Herstellung von sogenannten kandierten, mit Zuckermassen beschichteten Nahrungsmitteln wie etwa Nüsse, gepuffte Getreidekörner, Zuckerlösung, Kekse, Zwieback, Biscuit, Reiskekse, Bonbons, Kaugummi, Gelees, Süßigkeiten usw. aber auch zur Herstellung von beschichteten Tabletten, Dragees, Kapseln usw. werden dieselben, vorwiegend im bewegten Zustand, also z. B. in Dragiertrommeln, mit einer Lösung des Zuckers besprüht und anschließend getrocknet

Derartige Verfahren und entsprechende Vorrichtungen sind bekannt und seit langem im praktischen Einsatz. Das DE-GM 18 81 846 z. B. beschreibt eine Vjrrich tung zum Dragieren in Drageeturbinen, die eine oder mehrere Sprühvorrichtungen aufweist, mit deren Hilfe das Beschichtungsmittel als Lösung, also z.B. eine wäßrige Zuckerlösung, auf das bewegte Material aufgedüst wird.

Gemäß einem aus der GB-PS 3 10 855 bekanntgewordenen Verfahren wird das flüssige, d. h. in Lösung vorliegende Beschichtungsmittel mit Hufe eines Druckluftstroms versprüht und das fein verteilte Material, das beschichtet werden soll, in den Sprühkegel des Beschichtungsmittel in der Nähe des Düsenaustritts eingebracht

Die im Sprühkegel beschichteten fein verteilten Partikel verbleiben anschließend so lange als Suspension in der Sprühluft, bis sie getrocknet und fest sind.

Aus der US-PS 34 80468 ist ein insbesondere galenisches Beschichtungsverfahren für Tabletten, Dragees, Kapseln usw bekannt, bei dem eine der Beschichtung dienende verdünnte, wäßrige Zuckerlösung durch einen schwach temperierten Luftstrom auf die vorerhitzten und bewegten Tabletten usw. aufgedüst wird.

Alle diese Verfahren weisen den Nachteil auf, daß das Beschichtungsmittel, also die Zuckermasse, in relativ verdünnter Lösung zum Einsatz kommt

Hierdurch bedingt ist nicht nur die Abdampfung bzw. Verdampfung erheblicher Lösemittel- bzw. Wassermengen von der Oberfläche der Nahrungsmittelstücke erforderlich, was einen hohen Energie- und Zeitaufwand zur Folge hat, es wirkt auch das abdampfende, heiße Lösemittel vielfach auf die Grundmasse, also die Nahrungsmittelstücke selbst ein.

Hierdurch können dieselben angelöst werden und damit sowohl ihre Oberflächenstruktur, ihre Festigkeit usw. als auch ihre Qualität verlieren.

Insbesondere wenn es sich bei den Nahrungsmittelstücken um solche handelt, die mit dem Lösemittel eine gelöste Phase bilden können, ist der Einsatz derartiger, insbesondere verdünnter wäßriger Zuckerlösungen nicht mehr möglich.

so Weiter neigen Lösungen, insbesondere wäßrige Lösungen von Zuckermassen zur unerwünschten Frühkristallisation, etwa beim Transport durch Düsen oder wenn der Transport der Lösung mit Hilfe heißer Luft erfolgt, wie dies z. B. beim Verfahren der GB-PS 3 10 855 der Fall ist. Derartige Frühverdampfungen und -kristallisationen sind beim Einsatz von Zuckerlösungen nur mit Hilfe ganz spezieller Vorsichtsmaßnahmen zu vermeiden, etwa mit sehr gleichmäßig temperierten Leitungen, exakt definierten Luftmengen und -tempera türen usw.

Für den gleichmäßigen Aufhau einer bestimmten Schichtdicke aus einer wäßrigen Zuckerlösung ist vielfach ein hoher Zeitaufwand notwendig, weil Kristallisation und Verdampfung parallel verlaufen und sich daher gegenseitig stören können. Meist sind daher mehrere dünne Schichten nacheinander aufzutragen, damit die gewünschte Schichtstärke, Festigkeit und Gleichmäßigkeit insbesondere bei unebenen und Hohl-

räume aufweisenden Nahrungsmittelstücken erreicht wird.

Auch zwecks Verhinderung von Zusammenbackungen einzelner Stücke miteinander, die beim Einsatz wäßriger Zuckerlösungen fast immer beobachtet wird, s muß der Auftrag derartiger Zuckerlösungen langsam und mit höchster Sorgfalt erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die abgeleiteten Nachteile dieser bekannten Verfahren zu beheben und mit Zuckermasse gleichmäßig beschichtete, also kan- ι ο dierte Nahrungsmittelstocke zu liefern, deren Qualität nach der Beschichtung unverändert ist. Dabei soll das Verfahren selbst einfach und ohne erhöhten Zeit- und Energieaufwand durchführbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Ausbildung der verflüssigten Zuckermassentröpfchen entweder durch Einblasen der heißen Druckluft in eine durch Eindampfen gewonnene erschmolzene Zuckermasse oder durch Erschmelzen fester Zuckerpartikel im erhitzten. Luftstrom erfolgt.

Es ist zwar aus der JP-Patentveröffeitlichung Nr. 16 708/63 ein Verfahren bekannt, bei dem zur Beschichtung von Nahrungsmitteln mit Zuckermassen Nahrungsmittel-Stücke oder -Granulate mit einem feinen Pulver der Zuckermasse vermischt, die Mischung unter gleichzeitiger Erhitzung zwecks Aufschmelzen der Zuckermasse umgewählt und dieser Erhitzungs- und Umwälzprozeß so lange durchgeführt, bis eine einigermaßen einheitliche und vollkommen beschichtete Endmasse entstanden ist

Weiter beschreibt die US-PS 36 95 894 ein Verfahren, bei dem gewisse Grundnahrungsmittel in eine Granulier- bzw. Beschichtungstrommel eingebracht werden und während der Drehung der Trommel mit einer Lösung von harten Zuckermassen in Wasser besprüht werden. Nach der Anfeuchtung des Nahrungsmittels durch die Zuckerlösung, die nur einen Teil der Gesamtzuckermasse enthält, wird die Rest-Zuckermasse in Form e'nes sehr feinen Pulvers über das feuchte Gemisch gestreut oder mit der feuchten Grundlage vermischt und mit derselben oberflächlich verklebt.

Abschließend erfolgt eine Infrarot-Behandlung der beschichteten Masse bei einer Temperatur zwischen 66 und 260⁰C während etwa 15 bis 19 sek. wobei eine glasige Oberfläche d«r eingebetteten Nahrungsmittel erhalten wird.

Nach den vorstehend abgeleiteten Verfahren gelingt es aber nur schwer, größere Mengen bzw. größere Ansätze und Chargen unl^r Beibehaltung einheitlicher Qualitäten und innerhalb technischer Bedingungen (Arbeitszeit Apparateauf wand etc.) umzusetzen. Für die Umwälzung und Erhitzung der Masse ist ein vielfach nicht mehr vertretbarer Zeitaufwand erforderlich, was insbesondere auf das wiederholte Besprühen und Bestäuben zwecks Aufbau gleichmäßiger Beschichtungen zurückzuführen ist. Verklebungen der Partikel und die notwendige Trocknung z. B. durch IR-Einwirkung führen nur in den seltensten Fällen zu einheitlichen, qualitativ gleichbleibenden Endprodukten.

Die nach Maßnahmen der Erfindung verwendeten flüssigen Tröpfchen der Zuckermasse können, wie oben gesagt, prinzipiell nach zwei Verfahren erzeugt werden. Beide Verfahren führen aber zum gleichen Endergebnis bzw. Endprodukt:

a) Es wird heiße Druckluft einer Temperatur zwischen 100 und 200T in eine durch Eindampfen gewonnene erschmolzene Ziickermasse eingeblasen oder

b) es werden die Zuckermasse-Partikel im erhitzten Luftstram erschmolzen, wobei die Schmelzzone auf eine Temperatur zwischen etwa 500 und 800⁰C eingestellt ist. Dabei haben die in die Schmelzzone eingetragenen festen Zuckermassen Partikel eine bevorzugte Korngröße im Bereich von 420 μιη bis 2000 μηι, insbesondere 710 μπι bis 840 μιη.

Nach Maßnahmen der Erfindung werden neue ßo 800° C Verfahrenswege beschritten, die bisher als für nicht möglich gehalten wurden

So war es überraschend, daß gemäß a) mit Drucklufttemperaturen von 100 bis 200⁰C gearbeitet werden kann. Derartige Temperaturen wurden bisher in der Verarbeitung von Süß- und Zuckerwaren zu kandierten, also mit Zuckermassen beschichteten Nahrungsmittelstücken tunlichst vermieden.

Ähnlich überraschend war die Tatsache, daß gemäß b) die feste, pulverisierte Zuckermasse auf Temperaturen von 500 bis 800⁰C erhitzt und ohne Qualitätsverminderung aufgeschmolzen werden kann.

Umgekehrt führen die durch den Staiü der Technik bekanntgewordenen Verfahren ausnahmslos zu einem Fabrikationsprodukt, das fast immer unter bestimmten Wärmebedingungen gelagert werden muß, um den Feuchtigkeitseinfluß auszuschalten bzw. die Restfeuchtigkeit, die mit der wäßrigen Phase der Zuckermassenlösung eingebracht wurde, völlig zu vertreiben. Hierzu sind naturgemäß sehr hohe Trocknungs- und Lagertemperaturen notwendig, die nicht zur Qualitätsverbesserung beitragen.

Dieser Temperatureinfluß durch das Vorhandensein einer wäßrigen Phase kann naturgemäß bei dem neuen Verfahren nicht auftreten, da die Zuckermasse als Schmelze zur Anwendung kommt. Die Wärmeeinwirkung auf die Schmelze selbst erfolgt nur kurzfristig und in einem Zustand, bei dem noch keine Beschichtung vorliegt.

Das erforderliche Abkühlen einer hochkonzentrierten Zuckermassenlösung, wie in einem der vorstehend genannten Prozesse beschrieben, sowie die Pulverisierung der verfestigten Masse ist ebenfalls nicht mehr nötig. Schließlich ist das neue Verfahren besonders geeignet für großtechnische Durchsatzmengen im kontinuierlichen Prozeß, da praktisch alh Verfahrensstufen leicht und mit einfachsten Mitteln durchführbar sind.

Eine Vorrichtung bzw. Anlage zur Durchführung des neuen Verfahrens besteht für die Möglichkeit a) aus einem drehbaren Behälter zur Aufnahme der Nahrungsmittelstücke sowie einer durch ein Gebläse mit erwärmter Druckluft beaufschlagten, im Bereich der Behälteröffnung angeordneten Düse,die mit tropfenförmiger, flüssiger Zuckermasse über eine Doppelrohrleitung beschickt wird. Die Düse ist doppelwandig ausgebildet, wobei in ihrem äußeren Raum die Druckluft und in ihrem inneren Raum die Zuckermasse geführt ist.

Entsprechend besteht eine Vorrichtung bzw. Anlage zur Durchführung des neuen Verfahrens nach der Möglichkeit b) zunächst ebenfalls aus einem drehbaren Behälter zur Aufnahme der Nahrungsmittelstücke sowie einer durch ein Gebläse mit erwärmter Druckluft beaufschlagten, im Bereich der Behälteröffnung angeordneten Düse. Zur Herstellung der hier eingesetzten flüssigen, tropfenför.nigen Zuckermasse wird ein Wirbelsystem, bestehend aus einem Wirbelbehälter, einer pneumatisch operierenden Leitung und einer Vorlage verwendet, wobei ferner eine Sprühanlage und

eine Schmelzzone mit elektrisch oder durch Gas betriebenen Heizelementen vorgesehen sind, in die die aufgewirbelten festen Zuckerpartikel eingeführt werden.

Das neue Verfahren ist sowohl kontinuierlich als auch im Chargenprozeß durchführbar. Im ersten Falle ist besonders die Behandlung in der Wirbelschicht bzw. im Fließbett vorteilhaft.

Es ist selbstverständlich, daß automatisch arbeitende und den Verfahrensablauf steuernde Kontrollorgane, etwa für die Heißluft, für Kühlluft bei der Schichtverfestigung, für die Zusammensetzung der Zuckermajse usw. in Abhängigkeit von der Nahrungsmittelgrundlage verwendet werden können.

Das neue Verfahren und seine beiden Durchführungsmöglichkeiten wird nachstehend in Verbindung mit den Vorrichtungen unter Zugrundelegung der Fig. 1—4 näher erläutert.

bs zeigt

Fig. 1 eine Verfahrensvariante gemäß a) mit einer entsprechenden Vorrichtung,

F i g. 2 eine von F i g. 1 etwas abweichende, jedoch ebenfalls die Variante a) erläuternde Möglichkeit mit einer entsprechenden Vorrichtung,

Fig. 3 eine Düsenanordnung, wie sie für beide Verfahrensvarianten a) und b) geeignet ist,

Fig.4 eine Verfahrensvariante gemäß b) mit einer entsprechenden Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 (Variante a) wird die geschmolzene Zuckermasse von der Vorlage 1 über eine Pumpe 2 zu einem Druckkessel 3 gefördert und von hier in den Innenraum der doppelwandig ausgebildeten Düse 5 gedrückt. Als Zufuhrleitung dient ein Doppelrohr 4, das gegebenenfalls von einem isolierenden und beheizten Rohr IO umgeben ist.

Mit Hilfe der auf 100 bis 200⁰C erhitzten Druckluft, die durch den äußeren Raum der Düse 5 geführt ist, gelangt die geschmolzene Zuckermasse in Form kleiner Tröpfchen als Spriihung auf die im drehbaren Behälter 12 bewegten Nahrungsmittelstücke.

Die erforderliche Druckluft für die Düse 5 kommt vom Kompressor 6 über den Erhitzer 7 und tritt bei 8 in die Döse ein.

Den Transport der ausgebildeten Tröpfchen der flüssigen Zuckermasse in den drehbaren Behälter 12 unterstützt gegebenenfalls ein zweiter Luftstrom, der im Gebläse 11 erzeugt wird und am hinteren Ende des die Düse 5 und das Doppelrohr 4 umgebenden Rohr 10 eintritt

Gemäß der Ausführungsform nach F i g. 2 gelangt die geschmolzene Zuckjrmasse von der Vorlage 3' unter dem Eigengewicht in das isolierte und gegebenenfalls beheizte Doppelrohr 4 und weiter durch dieses in die Düse 5. Hier wird also auf eine zusätzliche Druckluftleitung vom Kompressor 6 in den Druckkessel 3 nach F i g. 1 verzichtet und eine nach bekannten Verfahren vorgeschmolzene Zuckermasse in 3' vorgelegt. Die weiteren Verfahrensschritte entsprechen der Ausführung nach Fig. 1.

Die in F i g. 3 gezeigte Düse, die sich für das neue Verfahren besonders bewährt hat, umfaßt ein Doppelsystem, bestehend aus dem spitz zulaufenden inneren Zylinder 14 und dem ebenfalls sich spitz verjüngenden äußeren Zylinder 15, deren Spitzen in vorwiegend kreisförmigen Öffnungen 16 auslaufen.

Der Zylinder 14 leitet in ein Rohr 18 über, daß seinerseits mit dem hinteren Ende des Zylinder 15 verbunden ist. Dieser Verbund ist derart konstruiert.

daß der Querschnitt des Rohres 18 U-förmig ist. Der äußere Zylinder wird auf den inneren Zylinder aufgeschraubt. Das zylinderförmige Rohr 18 mit U-förmigem Querschnitt hat einen Lufteinlaß 8.
Die über die Doppelleitung 4 herangebrachte Zuckermassen-Schmelze gelangt zunächst in einen Kanal 13 und wird hier von der bei 8 eingetretenen Heißluft im Bereich des Kegelraums 9 erfaßt und ausgesprüht. Zusammen mit dem Luftstrom verlassen

ίο feinste Tröpfchen verflüssigter Zuckermasse das Düsensystem.

Die Verfahrensvariante b) ist in Fig.4 wiedergegeben.

Zuckermassenpartikel vom Korngrußenbereich zwi-

ΓΊ sehen 420 μιτι und 2000 μιη werden durch Druckluft aus dem Kompressor 21 im Wirbelbett bzw. -behälter 20 erfaßt und in diesem, also aufgewirbelten Zustand durch Leitung 22 in die Vorlage 23 gefördert.

Für eine exakte Verfahrensdurchiührung ist es notwendig, daß bei diesem Transport aus Behälter 20 durch Leitung 22 zur Vorlage 23 und von hier weiter zur Sprühanlage 24 ein unveränderter Wirbelzustand erhalten bleibt, da andernfalls die ausgebildeten Zuckermassepartikel zusammenbacken und ihre Korn-

2■-> größe verändern können.

In der Sprühanlage 24 werden die Zuckermassenpartikel von einem zweiten Luftstrom aufgenommen. Dieser koi.-irnt ebenfalls vom Kompressor 21 und tritt durch die Druckleitung 25 in die Sprühanlage 24 ein.

jo Getragen von diesem zweiten Luftstrom strömen die festen Zuckermassepartikel durch die Schmelzzone 26, die sie als feinste Tröpfchen verlassen, um anschließend auf die im drehbaren Behälter 12 bewegten Nahrungsmittelstücke aufgedüst zu werden.

Die Schmelzzone 26 ist z. B. durch Gasbrenner 27 auf eine Temperatur von 500 bis 800⁰C erhitzt, wobei die Brennerflammen direkt in die Schmelzzone weisen, jedoch nicht direkt mit der Zuckermasse in Berührung kommen. Hierzu sind die Brennerflammen z. B. gegen die Wandungen der Schmelzzone gerichtet.

Selbstverständlich kann die Erhitzung der Schmelzzone auch elektrisch erfolgen.

Wie bereits einleitend gesagt, können nach dem neuen Verfahren die verschiedensten Nahrungsmittel in beliebiger Stückform wie z. B. Nüsse, gepuffte Körner, Biskuit, japanische Reiskekse, Kaugummi, Bonbons, Gelees und andere Süßigkeiten leicht und gleichmäßig kandiert, d. h. mit einer Zuckermasse beschichtet werden.

so Dabei ist es selbstverständlich, daß das neue Verfahren nicht strikt an die beispielhafte Darstellung gemäß der F i g. 1 bis 4 gebunden ist, und daß noch viele Varianten bezüglich des apparativen Aufbaus der Anlage, ohne das Hauptziel der Erfindung zu verlassen, möglich sind.

Beispiel 1

Beschichtung von Mandeln mit einer
Butterkaramelmasse

600 Gew.-Teile Zucker, 400 Gew.-Teile Maissirup, 130 Gew.-Teile gesalzene Molkereibutter und 2 Gew.-Teile flüssiges Lecithin werden vermischt und in einem Dünnschichtverdampfer bei einer Temperatur zwischen 140 und 160⁰C während 30 sek konzentriert, wobei der

fö Wassergehalt der Masse bis auf 1,5% reduziert wird.

Die gekochte Butterkaramelmasse wird heiß zu einer Sprühdüse gepumpt und mit Druckluft von 150 bis 200⁰C bei einem Druck von 2 atü durch eine

Düsenöffnung von i mm in eine Granulicrpfiinne gedüst, in der die zu beschichtenden Mandeln bewegt werden.

Beispiel 2

Beschichtung von Erdnüssen mit einer
Karamelmasse

Die Beschichtungsmasse besieht aus (Gcwichtsteilen) 160 Teilen Zucker, 360 Teilen Maissirup. 320 Teilen sahnige, gesüßte Kondenzmileh und 60 Teilen eines gehärteten Öls. Sie wird bei I28"C verkocht bzw. eingedampft. Die hochkonzentrierte Karamelmasse gelangt nun über eine Pumpe in ein Düsensystem und wird hiervon Druckluft einer Temperatur zwischen 100 und I2O°C bei einem Druck von 1 atü durch eine Düsenöffnung von 3 mm auf die in einer rotierenden Trommel bewegten Erdnüsse gesprüht.

Beispiel 3

Beschichtung von Mandeln mit einer

Butterkaramelmasse

600(Gewichts-)Teile Zucker, 400Teile Maissirup, 130 Teile gesalzene Molkereibutter und 2 Teile Lecithin (flüssig) werden gut vermischt und bei 140 bis 160"C eingedampft.

ίο Die heiße Masse wird abgekühlt, wobei sie sich verfestigt. Dann wird sie nach bekannten Methoden auf ein Pulver von 710 bis 840 μιη zerkleinert.

Dieses Pulver wird anschließend in eine Fließbettvorlage eingebracht, von wo es kontinuierlich der

π Schmelzzone zugeführt wird. Geschmolzen wird bei etwa 150⁰C. Die feinen Tröpfchen der Butterkaramelmasse gelangen dann in bzw. auf die in einer Drehtrommel bewegten Mandeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschichten von bewegten Nahrungsmitteln in Stückform durch Aufsprühen einer Zuckermasse in Form von flüssigen Tropfen, die von einem erwärmten Druckluftstrom transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der verflüssigten Tröpfchen der Zuckermasse entweder durch Einblasen der heißen Druckluft in eine durch Eindampfen gewonnene erschmolzene Zuckermasse oder durch Erschmelzen fester Zuckerpartikel im erhitzten Druckluftstrom erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einblasen heißer Druckluft in die erschmolzene Zuckermasse die Temperatur der Druckluft zweischen 100 und 200⁰C liegt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erschmelzen von Zuckermassen-Partikel im fcriiitzten Druckluftstrom die Schmelzzone auf eine Temperatur zwischen etwa 500 und 800⁰C erhitzt ist

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Schmelzzone eingeführten festen Zuckermassen-Partikel eine Korngröße im Bereich von 420 μπι bis 200ϋμΐπ, vorzugsweise 710 μπι bis 840 μπι haben.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 oder 2 mit einem drehbaren Behälter zur Aufnahme der Nahrungsmittelstücke und einer durch ein Gebläse mit erwärmter Druckluft beaufschlagttn, im Erreich der Behälteröffnung angeordneten DOse, die mit tropfenförmiger, flüssiger Zuckermasse über e. je Doppelrohrleitung beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (5) doppelwandig ausgebildet ist und im äußeren Raum die Druckluft und im inneren Raum die Zuckermasse geführt ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3 bis 4, mit einem drehbaren Behälter zur Aufnahme der Nahrungsmittelstücke und einer durch ein Gebläse mit erwärmter Druckluft beaufschlagten, im Bereich der Behälteröffnung angeordneten Düse, die mit tropfenförmiger, flüssiger Zuckermasse beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen der flüssigen, tropfenförmigen Zuckermasse ein Wirbelsystem, bestehend aus einem Wirbelbehälter (20), einer pneumatisch operierenden Leitung (22) und einer Vorlage (23) verwendet wird, und daß ferner eine Sprühanlage (24, 23) und eine Schmelzzone (26) mit elektrisch oder durch Gas betriebenen Heizelementen (27) vorgesehen sind, in die die aufgewirbelten festen Zuckerpartikel eingeführt werden.