DE293369C

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Publication number: DE293369C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Kühlen' von geschmolzenen Fetten und von Fettemulsionen, insbesondere bei der Herstellung von Margarine unter Benutzung einer Kühlfläche. Das Wesentliche dabei ist die besondere Art und Weise, wie das geschmolzene Fett oder die Fettemulsion auf die Kühl· fläche aufgebracht wird.
Die Kühlung von Margarineemulsionen unter Benutzung einer Kühlfläche bzw. von Kühlflächen hat bis jetzt nach zwei grundsätzlich verschiedenen Verfahren stattgefunden, welche zum besseren Verständnis des Wesens der vorliegenden Erfindung nachstehend näher erläutert werden.

I. Nach dem älteren Verfahren wird, zum Kühlen nur eine einzelne Kühltrommel verwendet, auf welche die Emulsion in einer sehr ein-, fachen Weise aufgetragen wird. Hierbei kann nur eine ungleichmäßige und unvollkommene Kühlung erreicht werden. Die auf die Kühlcrommel aufgetragene Schicht wird an der Seite, an der sie an der Kühltrommel haftet,, zwar untergekühlt, so daß die Kristallisation dieses Teiles der Schicht beim Abschaben von der Kühltrommel schon völlig stattgefunden hat, die äußere Schicht hingegen, welche mit der Kühlfläche nicht unmittelbar in Berührung kommt, enthält einen Teil des festwerdenden Fettes in noch flüssigem Zustande,: weil Fett ein schlechter Wärme- bzw. Kälteleiter ist und die Wärmeentziehung des äußeren Teiles nur durch Vermittlung des inneren Teiles der Fettmasseschicht stattfindet. Dieser äußere Teil der Fettmasse ist also beim Abschaben der Schicht nicht fertig gekühlt, und teilweise noch unkrl·· stallisiert.

Bei der nach der Kühlung folgenden Lagerung, welcher die gekühlte Emulsion während mehrerer Stunden überlassen wird, findet von selbst eine Ausgleichung der Temperaturunterschiede und Wärmemengen Statt. 'Der äußere, nur teilweise kristallisierte und gekühlte Teil der Schicht kristallisiert nachträglich langsam' aus, der in dem auskristallisierten und untergekühlten Teil der Schicht vorhandene Überschuß von Kälte wird durch die bei der eintretenden Nachkristallisation freiwerdende Wärme gebunden, wobei eine entsprechende Temperatursteigerung der gesamten Masse eintritt. Nachdem diese Nachkristallisation sich vollzogen hat, kann die gekühlte Emulsion in der in der Margarineindustrie üblichen Weise weiter verarbeitet werden. ^j

Infolge 'der mangelhaften Art der Auftragung '55 der Emulsion auf die Kühltrommel; welche weiter unten näher erläutert wird, ist eine Vorkühlung der Emulsion unvermeidlich; hierdurch wird die Kühlung eine sehr Unregelmäßige, und es ist deshalb auf diese Weise nur ein sehr mangelhaftes ungleichmäßiges Produkt zu erzielen.

Bei dieser Art von Kühlung wird beinahe die ganze Oberfläche der Kühltrommel direkt zur

allmählich fortschreitenden Kühlung der Emulsion gebraucht, indem stets etwa elf Zwölftel der Oberfläche mit derselben bedeckt sind.

Bei der erwähnten Art der Kühlung findet S also eine teilweise Kristallisation auf der Kühltrommel untei^ unmittelbarer Benutzung der ganzen Trommeloberfläche mit darauffolgender Nachkristallisation während der Lagerung statt. II. Um ein regelmäßig gekühltes Produkt zu

ίο erzielen, hat man sich außerdem schon der Kühlung zwischen den kräftig gekühlten Walzen eines Kühlwalzenpaares bedient. Bei diesem Verfahren wird die Kühlung so geleitet, daß eine augenblickliche gleichmäßige und völlige Kühlung durch die ganze Schicht hindurch erfolgt. Man erreicht diesen Zweck dadurch, daß man die Fettmasse in sehr dünner Schicht unmittelbar art der Stelle der Walzen aufträgt, wo sie den geringsten Abstand von-

ao einander haben.

Eine Nachkristallisation ist bei diesem Verfahren vollständig ausgeschlossen.

Bei diesem Verfahren tritt also unter direkter Benutzung von nur einem geringen Teil der

25. Kühlfläche eine augenblickliche und gleichmäßige Erstarrung durch aie ganze Schicht hindurch ein, so daß eine meßbare Kristallisationsdauer und insbesondere eine Nachkristallisation völlig ausgeschlossen ist.

Das Verfahren nach vorliegender Erfindung hat den Gedanken, welcher der unter I. beschriebenen Kühlungsweise zugrunde liegt, wieder aufgenommen und zu verwerten gesucht unter Beseitigung der Nachteile, welche dieser Arbeitsweise anhaften.

• Die hauptsächlichste Ursache, daß der an ' und für sich richtige Grundgedanke nicht zu günstigen Ergebnissen führt, ist die, daß dabei die Aufbringung der Masse auf die Kühlfläche als etwas Nebensächliches betrachtet wird und fehlerhaft ist. Es wird z. B. bei der Verwendung der einzelnen Kühlwalzen seitlich derselben ein Kasten derartig angebracht, daß die Kühlwalze selbst eine Wand derselben bildet.

Die um ihre Achse gedrehte Kühlwalze nimmt bei ihrem Durchgang durch den Kasten die Masse mit. Die im Überschuß mitgefühlte Emulsion wird von einem Abstreicher, dessen Entfernung von der Kühlfläche der Walze geregelt werden kann, und welcher so als Regler für die Schichtdicke dient, abgestrichen und fällt in teilweise gekühltem Zustande in den Kasten zurück.

Die Emulsion im Speisekasten befindet sich infolge dieser mangelhaften Auftragevorrichtung in einer verschiedenen Stufe der Vorkühlung und ergibt aus diesem Grunde bei der darauffolgenden Kühlung und Nachlagerung ein sehr unregelmäßiges, mehr oder weniger mangelhaftes Produkt.

Es muß bei der Kühlung besonders darauf geachtet werden, daß keine Vorkühlung der Fettemulsion vor der Auftragung auf die Kühlwalze" stattfindet und daß die Auftragung und Kühlung so geleitet wird, daß die gekühlte Emulsion; nach der Kühlung und Lagerung ein gleichmäßig gekühltes Produkt liefert.

Die Erfüllung dieser beiden Bedingungen wird durch den Gegenstand vorliegender Erfindung erreicht.

Nicht nur gegenüber den bekannten Kühlverfahren mittels Kühlflächen bei der Herstellung von Margarine, sondern auch gegenüber, sonst bekannten Vorrichtungen zur Speisung von Kühlflächen, insbesondere Kühlwalzen, ist dem neuen Verfahren eigentümlich, daß die Speisung der Kühlfläche genau geregelt ist, insbesondere unabhängig von den Unregelmäßigkeiten beim Zufluß der Masse ist. Die Speisung der Kühlfläche findet durch Mitnahme seitens einer besonderen angewärmten Zubringefläche, am besten einer Speisewalze statt, auf welcher die Fettmasse gleichmäßig verteilt wird.

Diese Zubringefläche ist also nicht nur die Transportvorrichtung, sondern auch die Vorrichtung zur genauesten Regelung der Schichtdicke. Durch Anwärmen der kleinen Walze ist auch eine Vorkühlung der Emulsion während des Transports vom Behälter zur Kühltrommel verhindert.

Die Übertragung der auf der erwärmten Verteilungsfläche gleichmäßig aufgebrachten Schicht wird dadurch unterstützt bzw. am besten erreicht, daß man bei zylinderförmiger Gestaltung beider Flächen dieselben in der gleichen Richtung bei verhältnismäßig etwas schnellerer Bewegung der Verteilungsfläche gegenüber der Kühlfläche drehen läßt. Infolgedessen wird die Schicht, welche auf die Kühlfläche aufgetragen wird, gegenüber der Stärke der auf der Verteilungsfläche aufgetragenen Schicht etwas verdickt. Je schneller sich im Verhältnis zu der Bewegung der Kühlfläche die Verteilungsfläche bewegt, desto mehr wird die Schicht, welche auf die Kühlfläche übertragen wird, verstärkt werden. Man kann deshalb durch das Verhältnis der Bewegungsschnelligkeit von Verteilungsfläche und Kühlfläche geradezu den günstigsten Punkt der Übertragung der Schicht auf die Kühlfläche einstellen. Es entsteht ein 11.0 gelinder Druck und gleichzeitig ein Gleiten der sich schneller bewegenden Verteilungsfläche und dadurch eine völlig gleichmäßige und zusammenhängende Schicht auf der Kühlfläche.

Eine Vorrichtung zur Ausführung dieses neuen Yerfahrens ist in der Zeichnung veranschaulicht. Als Verteilüngsfläche wird eine Zubringewalze (Speisewalze) mit Schichtregler benutzt, als Kühlfläche eine Kühlwalze.

Die Anordnung hat gegenüber der bekannten,

unter II. beschriebenen Kühlvorrichtung den Vorteil, daß die Kühlwirkung der ganzen Fläche. des Kühlzylinders besser ausgenutzt wird und ein Zerreißen der Schicht ausgeschlossen ist. In der Zeichnung ist die Vorrichtung in
Fig. ι in einem Längs- und in
Fig. 2 in einem Querschnitt veranschaulicht. Ein doppelwandiger Zylinder i, 4 ist in Lagern 2 eines Untergestelles 3 drehbar gelagert und wird von einer Antriebsmaschine (nicht gezeichnet) mittels eines aus einer Schnecke 15 und einem Schneckenrad 16 bestehenden Vorgeleges angetrieben. Das Kühlmittel tritt an einem Ende des Kühlzylinders durch die Stopfbüchse 5 in die Höhlwelle ein, gelangt von hier durch verschiedene Öffnungen 6 in den

. Hohlraum 7 zwischen den beiden Zylindermänteln ι und 4 und verläßt in ähnlicher Weise den Kühlz.yiinder an dem anderen Ende. Seitwärts unter dem großen Zylinder ist eine heizbare, doppelwandige Rinne 9 (Fig. 2) angeordnet. Diese Rinne, welche als Vorratsbehälter dient und an den Fundamentplatten 12 in der Weise befestigt ist, daß sie durch Schrauben 13 verstellt werden kann, ist an beiden Enden durch zwei der Form der Rinne bzw. Vorratsbehälter entsprechend angepaßte Endstücke abgeschlossen.
In dem Vorratsbehälter dreht sich in gleicher Richtung.wie die Kühlwalze eine entsprechend kleinere heizbare hohle Walze 10. Diese als Speisewalze dienende hohle Walze ist dicht abschließend durch die Endstücke des Vorratsbehälters geführt und wird durch zwei an den Endstücken befestigte Lager 11 getragen. Diese Speisewalze wird an der Kühlwalze so nahe wie möglich angebracht, jedoch ohne daß die heizbare Walze die Kühlwalze berührt. Die Speisewalze wird von der großen Walze durch einen Riemen o. dgl. angetrieben. An der der Kühlwalze gegenüberliegenden Seite von dem Vorratsbehälter befindet sich ein verstellbarer gerader Abstreifer 17, dessen Abstand von der kleinen Walze durch die Stellschrauben 18 geregelt werden kann. Unter der Kühltrommel und neben dem Vorratsbehälter ist ein Messer 14 angebracht, das durch verstellbare Federn oder in ähnlicher Weise gegen die Oberfläche der Kühlwalze gedrückt wird.

Die Wirkungsweise der Kühlvorrichtung ist folgende.

Die flüssige oder halbflüssige zu kühlende Masse wird der Rinne oder dem ,Vorratsbehälter 9 zugeführt und durch die Bewegung der Speisewalze 10 in starker Bewegung gehalten. Hierdurch wird insbesondere bei der Anwendung der Vorrichtung für die Kühlung einer Fettemulsion die Gleichmäßigkeit der Temperatur und Mischung aufrechterhalten. Da sowohl die Speisewalze wie der Vorratsbehälter auf der gleichen Temperatur wie die Emulsion erhalten werden, so wird letztere weder gekühlt noch erwärmt. Indem nun die Speisewalze sich in dem mit Emulsion gefüllten. Vorratsbehälter dreht, bedeckt sie sich mit einer Emulsionsschicht, welche durch den Abstreifer 17 in der gewünschten Dicke gehalten wird.· Der durch den Abstreifer abgestrichene Überschuß fällt in den Behälter zurück, während die auf der Walze befindliche Schicht bis zu der Stelle, wo die beiden gegenüberliegenden Walzen den geringsten Abstand voneinander haben, weiter geführt wird, um dann auf die Kühlwalze übertragen zu werden. Die Abkühlung beginnt nach der Auftragung der Masse und setzt sich Während des ganzen Umlaufes der großen Walze fort, bis das Abstreichmesser 14 der großen Walze erreicht ist, welches die abgekühlte Masse abschabt. Da die Abkühlung der Schicht auf der der Kühlwalze zugelegenen Seite am stärksten ist, bleibt die abgestrichene Masse noch vier bis sechs Stunden sich selbst überlassen, damit die durch die Abkühlung entstandenen Temperaturunterschiede sich ausgleichen können. Die Kristallisation vollzieht sich in dieser Zeit unter einer entsprechenden Temperatursteigerung der. abgekühlten Masse und beendigt damit das Kühlverfahren.

Im einzelnen ist noch für die Ausübung des Verfahrens und die Benutzung der Vorrichtung folgendes zu bemerken.

Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Kühlfläche bzw. die Kühltrommel einerseits und die Verteilungsfläche bzw. Speisewalze anderseits sich in der gleichen Richtung bewegen. Ausführbar ist das Verfahren auch in der Weise, daß die Drehung der Speisewalze und der Kühlwalze in umgekehrter Richtung stattfindet. Jedoch ist bei der Drehung in gleichem Sinne und bei der Beschleunigung der Bewegung der Verteilungsfläche gegenüber der Schnelligkeit der Bewegung der Kühlfläche, namentlich bei Emulsionen, das Verfahren am besten ausführbar. Die zu kühlende Schicht wird gleichmäßig und zusammenhängend aufgebracht, sie wird nicht zerrissen, es treten keine Ungleichmäßigkeiten auf, wenn sich die Verteilungsfläche und die Kühlfläche wieder voneinander entfernen, was sonst sehr leicht möglich ist. Würde man die Schicht auf der angewärmten Verteilungsfläche an die Kühlfläche heranbringen und nun etwa senkrecht zur Achse abziehen, so zieht sich die Masse hierbei ungleichmäßig. Das ist besonders bei der Kühlung von Margarineemulsionen möglichst zu vermeiden, damit man eine gleichmäßige Kühlung und gute bindige Beschaffenheit der gekühlten Masse erhält.

Die Verteilungsfläche bzw. die Speisewalze ist mit einer Vorrichtung zur Erwärmung versehen. Die besondere Erwärmung findet aber nicht

immer statt, sondern sie muß zweckentsprechend geregelt werden. Die Rinne 9 ist auch heizbar. Sowohl diese wie auch die Speisewalze müssen sehr vorsichtig, nur soweit als 5· es für den Zweck der gleichmäßigen Schichtbildung auf der Verteilungsfläche notwendig ist, erwärmt'werden.

. In der gleichen Weise wie bei der Kühlung von Fetten und Fettemulsionen wird das Verfahren auch bei der Kühlung von Paraffinmischungen und sonstigen fettähnlichen oder geschmolzenen Körpern ausgeführt, die in den weichen oder festen Zustand übergeführt werden sollen.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Verfahren zum Kühlen von geschmolzenen Fetten und von Fettemulsionen, insbesondere bei der Herstellung von Margarine, dadurch gekennzeichnet, daß die geschmolzenen Fette bzw. Emulsionen in an sich bekannter Weise in gleichmäßiger Schicht auf einer bewegten ,,Zubringefläche verteilt und von dieser auf die ebenfalls bewegte, die Zubringefläche nicht unmittelbar berührende Kühlfläche gleichmäßig übertragen werden.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Verteilungsfläche gebrachte Schicht der geschmolzenen bzw. emulgierten Stoffe auf einen sich drehenden Kühlzylinder von der in gleichem Sinne, aber sich schneller bewegenden Verteilungsfläche übertragen wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des' Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einer größeren Kühlwalze und einer kleineren, innerhalb eines Vorratsbehälters sich drehenden, mit Schichtregler versehenen Speisewalze, die so angeordnet sind, daß ein bestimmter !Abstand zwischen beiden Walzenflächen bestehen bleibt, zum Zweck, die Übertragung der Schicht der geschmolzenen' Masse, welche auf die mit Vorrichtung zur Erwärmung versehene Speisewalze aufgetragen wird, nur durch Berührung dieser Schicht mit der Kühlwalze auf die Kühlfläche zu bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.