DE2924326A1

DE2924326A1 - Verfahren zum trocknen von zum verkleben neigenden klebrigen pasten

Info

Publication number: DE2924326A1
Application number: DE19792924326
Authority: DE
Inventors: Eberhard Ing Grad Lipp
Original assignee: Loedige Maschbau Geb GmbH
Current assignee: Loedige Maschbau Geb GmbH
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2924326C2

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zum Trocknen von zum Verkleben neigenden klebrigen Pasten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von bei abnehmender Feuchte und unter Wärme einfluß zum Verkleben neigenden klebrigen Pasten wie hydrolisierte Proteine und/oder Fleischextrakte mittels exotherm zugefühiter Wärme.
Die Erfindung ist insbesondere zum Trocknen von Wtirzen, Fleischextrakten sowie Zwischen- und Endprodukten, welche Anteile dieser beiden Komponenten enthalten, bestimmt.
Würzen und Fleischxtrakte sind Grunlagen für Brüherzeugnisse wie Brühwürffel, Brüphasten, gekürnte Brühe, fertige Suppen, Soßen und GewUrmischungen. Während Fleischextraktc aus Fleisch gewonnen werden, gewinnt man WUrze durch Hydrolyse von eiweiß. Als Eiweißrohstoffe dienen Fleisch- oder Fischmehle, Blutmehle, Casein, Getreidekleber, Sojabohnen und dergleichen. Die Hydrolyse erfolgt in der Regel mit Mineralsäuren oder durch Fermentation. Fermentativ werden vor allem Würzen auf Soja-Basis erzeugt.
WUrzen und Fleischextrakte sind äußerst schwierig und aufwendig zu trocknen, da sie mit abnehmender Feuchte und unter Wärme einfluß stark zum Verkleben neigen und sogar ein thermoplastisches Verhalten zeigen, so daß es bisher nicht möglich ist, derartige Produkte maschinell , beispielsweise unter Einsatz eines Rührwerkes, zu trocknen.
Schaufeltrockner, Kneter und-ähnliche Maschinen bilden aus den Produkten unregelmäßige Granulate, die nur oberflächlich abtrocknen, so daß eine vollständige Trocknung innerhalb vertretbarer Zeit nicht möglich ist. Hinzu kommt, daß derartige Maschinen zu diesem Zweck hohe Antriebsleistungen benötigen, wodurch unrealistische Anschaffungskosten entstehen wUrden.
Daher werden derartige Produkte derzeit in Vakuumtrockenschränken bei Temperaturen, die je nach thermischer Labilität des Produktes zwischen 300 bis 330 K liegen, getrocknet.
Da verhaltnismäßig lange Trockenzeiten der jeweils zu einem Kuchen auf einem Blech ausgestrichenen Produkte erforderlich sind, benötigt man für die großtechnische Herstellung derartiger Produkte viele Trockenschränke, die manuell zu beschicken sind und daher nicht nur hohe Anschaffungskosten verursachen und einen großen Raumbedarf haben, sondern auch im Betrieb kostspielig sind. Das in Trockensclwänken getrocknete Produkt liegt in Form poröser Tafeln vor, die gekühlt und dann mittels eines Kalanders zerkleinert oder gemahlen werden müssen. Auch dazu ist eine manuelle Beschickung der entsprechenden Geräte notwendig. Wegen der thermischen Labilität der Produkte , die einen Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt von im allgemeinen zwischen 20 und 5CX Wasser haben und auf einen Wassergehalt zwischen 2 und 8% zu trocknen sind, ist eine Trocknung nur im Vakuum möglich.
Verschiedene Produkte werden auch durch Gefriertrocknung (Sublimationstrocknung) getrocknet, die ebenfalls arbeitsintensiv und sehr kapitalaufwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, klebrige Pasten wie Fleischextrakte, hydrolisierte Proteine, beispielsweise Wurzeln, sowie Zwischen- und Endprodukte, welche Anteile dieser Komponenten enthalten, schneller als bisher unter weitgehender Vermeidung von Handarbeit, bei relativ geringem Kapitaleinsatz und unter niedrigeren Temperaturen als bisher möglich trocknen zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß dem zu trocknenden feuchten Gut zunächst ein mit Wasser ein Azeotrop bildendes, niedrig siedendes organisies Lösungsmittel beigegeben wird.
Das Lösungsmittel soll die Salze der Produkte gar nicht oder nur sehr wenig lösen, da diese mit abnehmender Feuchte des Produktes bzw. mit abnehmendem Wassergehalt desselben die Klebrigkeit der Produkte reduzieren. Auch dürfen die verwendeten Lösungsmittel nur wenig lösend auf Hydrolysate oder Fleischextrakte wirken.
Das aus dem Lösungsmittel und dem Wassergehalt des zu trocknenden Gutes gebildete Azeotrop entweicht schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, so daß bei Temperaturen zwischen 290 und 3wOK getrocknet werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten praktischen Ausfü.hrungs form des Verfahrens wird das feuchte Gut zunächst mit dem Lösungsmittel zu einer gleichmäßigen Dispersion vermischt, bevor die Trocknung beginnt, wobei für das Trocknen der Dispersion Wärme zugeführt wird. Die Dispersion kann außerdem bei Unterdruck getrocknet werden, was das Austreiben des Wassers aus dem zu trocknenden Gut beschleunigt.
Bs wurde gefunden, daß es besonders vorteilhaft ist, dem feuchten Gut als Lösungsmittel Isopropylalkohol (IPA) beizumischen, und zwar hochgradig reines IPA mit einem Reinheitsgrad von mehr als 90% in einem Verhältnis von 1:1 bis 4:1.
Als Lösungsmittel sind aber auch Methylenchlorid oder Aceton geeignet, die zweckmI3ig in einem Verhältnis von mehr als 4:1 dem feuchten Gut beigegeben werden.
Bei Verwendung von IPA als Lösungsmittel gelanges, aus feuchter Würze ein gleichmäßig körniges Granulat mit einer Korngröße von maximal 1,5mm zu erzeugen, ohne daß das Lösungsmittel Produkinreränderungen geschmacklicher, chemischer oder visueller Art hervorrief.
Der Bedarf an Lösungsmittel hängt von der Art des Lösungsmittels ab. Der niedrigste Bedarf ergab sich bei Verwendung von IPA. Für die Trocknung einer gekörnten BrUhe mit einer Anfangsfeuchte von etwa 20% wurden auf einen Teil Paste zwei Teile IPA mit einem Wassergehalt von beigegeben. Damit ließ sich eine SndSeuchte von weniger als 1% Wasser. einstellen.
Die zu verwendende Menge Lösungsmittel ist aber auch von der Art des zu trocknenden Ausgangsprodukes und der Äusgangsfeuchte desselben abhängig. Für So Ja-Würzen wird mehr Lösungsmittel benötigt als für Würzen auf FleischmehlbasisO Das Trocknen ist in zwei Hauptschritte zu gliedern, nämlich 1 in das Dispergieren und das Trocknen. Die Herstellung einer Dispersion aus dem zu trocknenden feuchten Gut und dem Lösungsmittel ist im allgemeinen erste Voraussetzung für eine wirkungsvolle Trocknung, da auf diese Weise die pastöse Masse des zu trocknenden Produktes mit engem gornspektrum im Lösungsmittel gleichmäßig verteilt wird. Die dabei erzielte Partikelgröße verändert sich bei Einsatz eines geeigneten Trockners nicht mehr bis zum Ende der Trocknung.
Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Dispersion in einem Behälter hergestellt wird, der ein um seine Längsachse umlaufendes angetriebenes Mischwerk mit bis nahe an die Behälterwand reichenden Agitationswerkzeugen und zwischen den Umlaufbahnen der Agitationswerkzeuge in ihn in seinem unteren Bereich hineinragende, separat vom Mischwerk angetriebene Dispergatoren mit schnell umlaufenden Werkzeugen aufweist. Dabei ist es möglich, in diesem Behälter nur die Dispersion herzustellen und die Trocknung im übrigen beispielsweise in einem gesonderen Behälter ruhend oder aber unter weiterer Ägitation des zu trocknenden Gutes unter Berücksichtigung der ubrigen Verfahrensbedingungen durchzu+Whren. Besonders zweckmäßig ist es Jedoch, die Trocknung in demselben Bebehälter vorzunehmen, in welchem auch die Dispersion gebildet wird.
Bei Einsatz eines derart ausgebildeten Trockners wird das zu trocknende Gut zweckmäßig bei laufendem Mischwerk in den Behälter eingegeben, woraufhin die Zugabe des Lösungsmittele erfolgt und der Behälter schließlich geschlossen wird, bevor die Dispergatoren zugeschaltet werden die Dispersion erzeugt wird. Dieser Vorgang dauert etwa 2 bis 5 1inuten.
Dann wird der Behälter evakuiert, wobei derDruck so weit abgesenkt wird, daß die Temperatur unterhalb der maximal zulässigen Temperatur SUr das zu trocknende Produkt liegt und auch während des gesamten Trocknungsvorganges unterhalb dieser Temperatur bleibt. Die eingestellte Trocken; temperatur liegt Je nach der Art des zu trocknenden Proeduktes zwischen 290 und 330 K und der Trockendruck zweckmEßig zwischen 13 und 135 mbar.
Mit fortschreitender Trocknung nimmt der Wasser- und der Lösungsmittelgehalt der Dispersion ab. Am Ende der Trocknung enthält das Produkt kein Lösungsmittel mehr, sondern nur noch einen Restgehalt Wasser. Der Restgehalt des Wassers ist dann aber so niedrig, daß sein Löseverhalten nicht mehr ausreicht, die aus den Feststoffen gebildeten Agglomerate des getrockneten Produktes zusammenzuhalten bzw. aneinanderzukleben.
Während des gesamten Trocknungsvorganges laufen sowohl die Dispergatoren als auch das Mischwerk. Ist der Feuchtigkeitsgehalt des Gutes auf unter 15% gesunken, tuben die Dispergatoren auf das Gut auch eine gewisse Zerkleinerungswirkung aus.
Ist die Trocknung beendet, können dem getrockneten Gut beliebige Zuschläge beigemischt werden, und zwar auch, wenn sich das getrocknete Gut noch in dem das Mischwerk und dieDispergatoren enthaltenden Behälter befindet. Ebenso können dem Gut vor Beginn der Trocknung in diesem Behälter verschiedene Komponenten wie Fette, Salz, Stärke etc.
beigegeben werden.
Das getrocknete Gut liegt in einer unmittelbar weiterverarbeitbaren Form vor, d.h. es ist keine weitere Zerkleinerung oder sonstige Vorbereitung für die Weiterverarbeitung zu Sndprodukten oder für das unmittelbare Abpacken not wendig, so daß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl Zwischenprodukte als auch ndprodukte herstellen lassen.
Die BrSindung wird weiterhin anhand der Zeichnung erläutert; und zwar zeigt Fig. 1 ein den Verfahrensablauf wiedergebendes Block diagramm und Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Trockner.
Gemäß Fig. 1 wird einem feuchten Gut(1),dessen Feuchtigkeitsgehalt im allgemeinen zwischen 20 und 50% liegt, ein niedrig siedendes organisches Lösungsmittel (2) in einem Mengenverhältnis von 1:1 bis 4:1 oder sogar noch höher zugegeben und das Ganze zu einer Dispersion(3)vermischt. Die Dispersion wird anschließend getrocknet (4), wobei die Dispersion während des Trocknens ruhen oder auch mechanisch bewegt werden kann. Beim Trocknen wird von außen Warme(5) zugeführt. Auch kann der das zu trocknende Gut enthaltende Behälter evakuiert (6) werden, um in ihm einen Unterdruck zu erzeugen, der eine Trocknung des Gutes bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zwischen 290 und 330 K ermöglicht.
Das durch das Trocknen erzielte Produkt 7 kann ein Endprodukt oder ein weiterverarbeitbares Zwischenprodukt sein, das in der für die Endverwendung oder die Weiterverarbeitung gewünschten Partikelform vorliegt.
Die Stufen 3 und 4 des vorstehend erläuterten Verfahrens können in einem Schaufeltrockner der aus Fig. 2 erkennbaren Art durchgeführt werden. Dieser Schaufeltrockner hat einen zylindrischen Behälter 11 , der ein Mischwerk enthält, das eine zentrisch in ihm angeordnete und drehbar gelagerte Welle 12 mit einer Mehrzahl von an ihr befestigten und schræubenlinienförmig um ihren Umfang verteilten radialen Armen 13 aufweist, die an ihrem äußeren Ende jeweils ein pflugscharartiges Mischwerkzeug 14 tragen, wobei diese Mischwerkzeuge 14 nahe der Innenrand des Behälters 11 umlaufen, wenn die Welle 12 von einem Motor 33 angetrieben wird.
Zwischen den Umlaufbahnen der Mischwerkzeuge 14 sind im unteren Bereich des Behälters 11 mechanische Dispergatoren 15 mit einander überkreuzenden, kelchförmig hochgebogenen Messern 16 bzw. Dispergatoren 17 mit radial zu ihrer Antriebswelle 18 verlaufenden Messern 19 angeordnet, wobei die Messer 19 einfach oder auch einander überkreuzend ausgebildet sein und jede geeignete Form aufweisen können.
Die Wellen 18 der Dispergatoren 15 und 17 durchsetzen einen den Behälter 11 umgebenden Doppelmantel 20, dessen Hohlraum 21 zum Durchleiten von Heizmittel dient.
In den Behälter 11 mündet ein Einfüllstutzen 22, der mit einem Verschluß 23 hermetisch verschlossen werden kann. -Außerdem ist nahe dem Einfüllstutzen 22 an der einen Stirnwand des Behälters 11 ein Zulaufstutzen 24 zum Anschließen einer Leitung fUr die Zufuhr von flüssigem Lösungsmittel vorgesehen.
Nahe dem gegenüberliegenden Ende des Behälters 11 befindet sich ein Dom 25 mit einem Anschluß 26 für eine Evakuierleitung. Weiterhin befindet sich an diesem Ende des Behälters 11 ein Auslaßstutzen 27 mit eingebautem Verschluß 28, der eine Verbindung zu einem Fallrohr 29 iUr die Abfuhr des fertig getrockneten Gutes herstellen kann.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: 1.) Verfahren zum Trocknen von bei abnehmender Feuchte und-unter Wärmeeinfluß zum Verkleben neigendenklebriger Pasten wie hydrolisierte Proteine und/oder Fleisch extrakte mittels exotherm zugeflührter Wärme, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ß daß dein feuchten Gut zunächst ein mit Wasser ein Azeotrop bildendes, niedrig siedendes organisches Lösungsmittel beigegeben wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1,: durch gekennzeichnet, daß das feuchte Gut mit dem Lösungsmittel zu einer gleichmäßigen Dispersion vermischt wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenrizeichnet, daß der Dispersion zum Trocknen Wärme zugeführt wird.
4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion bei einem Unterdruck getroclrnet wird.
5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem feuchten Gut als Lösungsmittel Isopropylalkohol (IPA), Methylenchlorid oder Aceton beigemischt wird.
6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 90X reiner IPA in einem Verhältnis von 1:1 bis 4;1 dem feuchten Gut beigegeben wird.
7.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Methylenchlorid oder Aceton in einem Verhältnis von mehr als 4:1 dem feuchten Gut beigegeben wird.
8.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturen zwischen 290 und 330 K getrocknet wird.
9.) Verfahren nach einem der AnsprUche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion in einem Behälter hergestellt wird, der ein um seine Längsachse umlaufendes angetriebenes Mischwerk mit bis nahe an die Behlterwand reichenden Agitationswerkzeugen und zwischen den Umlaufbahnen der AgitationssYelkæeuge in ihn in seinem unteren Bereich hineinragende, separat vom Mischwerk angetriebene Dispergatoren mit schnell umlaufenden Werkzeugen aufweist.
10.) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in demselben Behälter nacheinander die Dispersion hergestellt und dann getrocknet wird.
11.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trocknende Gut bei laufendem Mischwerk in den Behälter eingegeben, anschließend das Lösungsmittel zugegeben und der Behälter dann geschlossen wird, woraufhin die Dispergatoren zum Bilden der Dispersion eingeschaltet werden, wonach der Behälter so weit evakuiert wird, daß die Temperatur des zu trocknen den Gutes während des gesamten Trockenvorganges in dem Bereich zwischen 290 und 310 K liegt.