DE3803562A1

DE3803562A1 - Verfahren zum durchsetzen einer geschmolzenen zuckermasse mit gas

Info

Publication number: DE3803562A1
Application number: DE3803562A
Authority: DE
Inventors: Gallart Ramon Escola; Turull Ramon Bayes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-09
Filing date: 1988-02-06
Publication date: 1988-08-18
Also published as: CA1336868C; FR2610481A1; GB2200830B; US4837039A; FR2610481B1; DE3803562C2; IT8819340A0; IT1215819B; GB2200830A; GB8801481D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchsetzen einer geschmolzenen Zuckermasse mit Gas gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das Einbringen von Gasen in eine flüssige Masse bei Raumtemperatur oder in eine Masse, die oberhalb der Raumtemperatur verflüssigt, z. B. die Hydrierung von Wachs, langer Ketten Kohlenwasserstoffverbindungen usw., ist in der technischen Literatur ausführlich beschrieben. Umfangreiche Abhandlungen gibt es über die Einbringung eines Gases in eine flüssige Phase und über den Einfluß der Parameter der dabei ablaufenden Mechanismen (Kumar y Kuloor, Advan. Chem. Eng. 8, 255-368, 1970). Wissenschaftliche Abhandlungen und Patente beschreiben auch die Einbringung eines Gases in eine Masse geschmolzenen Zuckers. Das Einbringen des Gases erfolgt dabei immer dann, wenn die Masse in einer pastenartigen oder flüssigen Phase vorliegt. Die Eigenschaften des fertigen Produktes werden durch die Substanz oder den Körper der Masse nach ihrem Abkühlen bestimmt. Blasen in dem Produkt werden durch eingeschlossenes Gas oder Luft verursacht. Eine Blase ist eine Gaskugel, die durch eine dünne Flüssigkeitswand bedeckt ist. Diese dünne Flüssigkeitsschicht dreht sich schwer und gleichmäßig während des Abkühlvorgangs und hält das unter Druck stehende eingeschlossene Gas zurück. Der Begriff "Blasen" soll nachfolgend einheitlich als leerer Raum innerhalb einer festen Masse verstanden werden.

Im Fall, daß die Masse keinen Körper hat, wird das eingeschlossene Gas oder die Blasen nicht innerhalb der Masse zurückgehalten: Das Aussehen der Masse ist schwammig, porös oder locker, und es hat eine niedrige Dichte. Mit Luft durchsetzte lockere Süßigkeiten sind unter dem Namen "Marshmallows" bekannt (US-PS 26 00 596 und 20 82 313).

Wenn die Masse nach dem Abkühlvorgang genug Substanz aufweist, um das eingeschlossene Gas zurückzuhalten, brechen die Blasen unter einem typischen Knackgeräusch auf und geben das Gas aufgrund der Einwirkung von Feuchtigkeit frei. Im US-Patent 3.012.893 aus dem Jahre 1961 wurde zum ersten Mal in einem Patent beansprucht, daß ein in einer Zuckermasse eingeschlossenes Gas innerhalb der Masse eingeschlossen zurückgehalten wird; es wurde jedoch nicht beschrieben, wie das Gas in die geschmolzene Zuckermasse eingebracht wird. In den US-PS′en 3.985.909, 3.985.910 und 4.001.457 werden ebenfalls Verfahren zur Herstellung von mit Gas bzw. Luft versetzten Bonbonmassen beschrieben. Aber weder das US-Patent 3.985.910 noch das US-Patent 4.001.457 beschreiben ein Verfahren zum Durchsetzen einer Substanz mit Gas. Nur die US-PS 3.985.909 vom 12. Okt. 1976 und die ES-PS 480.775 vom 21. Mai 1979 des gleichen Anmelders wie der vorliegenden Erfindung beschreiben einen Weg, wie Gas in die Masse geschmolzenen Zuckers eingebracht werden kann. Das Wichtigste beim Durchsetzen von Süßigkeiten, insbesondere Bonbons ist der Weg, wie das Gas in die geschmolzene Zuckermasse eingebracht werden kann. Gemäß der Lehre der US-PS 3.985.909 erfolgt das Einbringen des Gases in die heiße Bonbonschmelze oder Masse geschmolzenen Zuckers mit Hilfe eines Spezialschaftes, an dem Schaufelräder befestigt sind (Fig. 1): "Das Gas innerhalb des Luftraumes in dem Gefäß tritt in den hohlen Schaft auf der Höhe des Luftraumes ein und gelangt zum Boden des Schaftes, wo es durch die Drehung der Schaufelräder innerhalb der geschmolzenen Masse verteilt wird". Das bedeutet, daß das Gas in den leeren Luftraum oberhalb der geschmolzenen Masse eintritt und als Folge der Rotation des Gases in den oberen Eingang des hohlen Schaftes und von dort zum Boden des Schaftes gelangt (Fig. 2). Gemäß der Lehre des obigen US- Patentes wird zum Durchsetzen der heißen geschmolzenen Masse mit Gas die Gaszirkulation innerhalb der Axt des hohlen Schaftes ausgenutzt, die durch das Vakuum verursacht ist, das bei der Rotation entsteht. Dieses in der US-PS 39 85 909 beschriebene Verfahren weist eine Reihe erheblicher Nachteile auf:

1) Es hat sich gezeigt, daß bei einer Produktion im industriellen Maßstab, bei der Druckgefäße von 500 bis 1000 l und entsprechende Schaufelräder verwendet werden, das spezifische Gewicht und die Viskosität der heißen geschmolzenen Masse die Gaszirkulation in der Zuckermasse stoppt und aufhebt, da das entstandene Vakuum nicht ausreicht, das Gewicht der Süßigkeiten säule mit ihrem spezifischen Gewicht von 1,38 g/ml zu erreichen.
2) Nach mehreren Produktionen setzt die Bonbonmasse die Öffnung für die Gaszirkulation langsam zu, so daß sie nach jeder Produktion gesäubert werden muß: Der damit einhergehende Zeitverlust verteuert das Endprodukt. Aus diesem Grund wird das beschriebene Verfahren nicht industriell angewendet; nach Einführen der geschmolzenen Zuckermasse in das Druckgefäß (Fig. 2) gelangt die heiße geschmolzene Masse durch ihre Einlässe zu der Platte (a) und geht innerhalb der leeren Axt des rotierenden Schaftes (b) weiter nach oben. Wenn die Axt ihre Drehbewegung beginnt, sollte sich sowohl das gesamte Schaufelrad, als auch die Platte leeren; für einen längeren Zeitraum bleibt aber eine größere Menge der Bonbonmasse an den inneren Wänden der Schaufelräder (b) und der Platte (a) aufgrund der Dichte und Viskosität der geschmolzenen Zuckermasse hängen. Das ist der Grund, warum sich die Öffnung für die Zurückführung des Gases langsam zusetzt, selbst wenn die Vorrichtung ursprünglich gereinigt worden ist. Folglich wird die Zuckermasse nicht ausreichend mit Gas durchsetzt.
3) Um das oben beschriebene Vakuum durchführen zu können, muß das Vakuum, das durch die Schaufelräder erzeugt wird, größer sein als der Druck der Säule (h-a) (Fig. 2) der Süßigkeiten. Dies ist, wenn überhaupt, nur möglich, wenn der Wert (h-a) (Fig. 2) sehr klein ist, so daß die Produktionsmenge unvermeidbar ebenfalls sehr klein sein muß: Daher kann kein optimaler Gebrauch gemacht werden von der Kapazität des Druckgefäßes, wobei gerade dieses Gefäß die teuerste Komponente der gesamten Anlage ist.
4) Das fertige Produkt weist einen großen Anteil von Süßigkeitenstaub auf mit einem Durchmesser, der kleiner als 1 mm ist. Dieser Süßigkeitenstaub ist nicht verwertbar, da seine Knall- und Knackgeräusche nicht laut genug sind (Fig. 7). Das bekannte Verfahren zum Durchsetzen mit Gas ist nur schwierig anzuwenden, da die Süßigkeitenmasse eine hohe Viskosität hat und ihre Dichte von 1,38 g/ml das Gas an einer Vermischung innerhalb der Masse hindert. Die Größe der Blasen kann nicht verändert werden, da sie eine Konstante ist, die abhängt von den Charakteristika der verwendeten Anlage.

Das in der ES-PS 4 80 775 beschriebene Verfahren versucht die oben beschriebenen Probleme dadurch zu lösen, daß sie eine poröse Platte verwendet, die mehrere Öffnungen bestimmten Durchmessers aufweist und aus einem agglomerierten Glas besteht und die am Boden des Druckgefäßes so angeordnet ist, daß die Einbringung des Gases nach Art einer "Dusche" durch die Masse der heißen geschmolzenen Masse erfolgt. Das allgemeine System ist bei diesem System zwar verbessert, obwohl das Zusetzen der kleinen Poren oder Einlässe der Platte durch die heiße geschmolzene Masse dadurch nicht verhindert wird; vielmehr kann die Glasplatte aufgrund der entstehenden beträchtlichen Druckdifferenzen zerbrechen, wenn ihre Poren schließlich vollständig zugesetzt sind. Falls die Blasen sehr groß sind, werden sie sehr bald durch die Oberfläche entweichen und die Zuckermasse wird daher nicht genug eingeschlossenes Gas enthalten. Sind die Blasen sehr klein, d. h. ist ihr Durchmesser kleiner als 0,01 mm, sind die Knall- und Knackgeräusche sehr schwach und werden möglicherweise gar nicht wahrgenommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem in einer aus einer geschmolzenen Zuckermasse hergestellten Süßigkeit so viele Gaseinschlüsse geeigneten Durchmessers enthalten sind, daß die Süßigkeit bei Einwirken von Feuchtigkeit eine große Anzahl deutlich vernehmbarer Knall- und Knackgeräusche ertönen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Damit wird ein Verfahren geschaffen, das es ermöglicht, die gesamte Kapazität des Druckgefäßes zu nutzen, wodurch die Kosten der fertigen Produkte erheblich gesenkt werden, insbesondere auch weil mit der gleichen Anzahl von Personal und Einrichtungen eine größere Produktion erreicht werden kann. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß das Einbringen des Gases durch eine Form eines Flüssigbettes erfolgt, das am Boden eines zylindrischen Druckgefäßes direkt unterhalb der Schaufeln eines Rührwerkes angeordnet ist. Das Gas, das durch den Deckel der Form zurückgehalten wird, will daher wie ein feiner Vorhang eintreten und der Weg, den die wandernden Blasen innerhalb des Druckgefäßes zurücklegen, wird so lang wie möglich sein. Die Vorrichtung zur Bildung des Flüssigkeitsbettes (Fig. 4) hat eine besondere Form, um zu verhindern, daß sich die Gaseinlässe zusetzen, was bei allen oben beschriebenen Vorrichtungen der Fall ist. Der Deckel 41 ist durch einige Federn am Körperteil 42 befestigt, wodurch die Öffnung zwischen dem Deckel 41 und dem Unterteil 42 geschlossen bleibt, solange die heiße geschmolzene Masse in das Druckgefäß eintritt, so daß sich die Öffnung nicht zusetzen kann. Sobald das Druckgefäß vollständig mit der Zuckermasse gefüllt ist, beginnt der Gaseintritt durch den Einlaß 4 und die Trennung zwischen dem Deckel 41 und dem Unterteil 42 wird solange nicht erfolgen, wie am Einlaß 4 nicht ein ausreichender Druck ansteht, der einerseits den Druck der Bonbonsäule über dem Deckel tragen muß und andererseits die Kraft der Federn überwinden muß, die die Verbindung zwischen dem Deckel 41 und dem Unterteil 42 geschlossen hält. Der Überdruck am Einlaß 4 verhindert, daß sich der Gasauslaß zusetzt aufgrund des in den Einlaß 4 eintretenden geschmolzenen Zuckers. Wenn der Gaseintritt unterbrochen wird, wird die Öffnung oder der Zwischenraum zwischen dem Deckel 41 und dem Unterteil 42 aufgrund des Gewichtes der Bonbonmasse oberhalb des Deckels wieder geschlossen und die Federn sorgen für eine sichere Verbindung dieser beiden Teile. Der Einlaß des Gases erfolgt so langsam wie möglich und direkt unterhalb der Schaufeln des Rührwerkes. Während des Gaseinlasses kann die Bewegung fortgeführt werden, um die Blasen in der gesamten geschmolzenen Zuckermasse oder der geschmolzenen Zuckermischung (Homogenisierung) zu zerschlagen und zu vermischen. Die Einbringung des Gases kann durch Zurückführen des Gases in einem Kreislauf erfolgen, wenn dies für notwendig erachtet wird und dies kann selbst erfolgen, wenn der maximale Betriebsdruck erreicht ist.

Die vorliegende Erfindung überwindet die beim Stand der Technik aufgetretenen Schwierigkeiten insbesondere dadurch, daß ein Verfahren zum Durchsetzen von geschmolzener Zuckermasse mit Gas durch Rückführung des Gases in einen Kreislauf innerhalb des Verarbeitungsprozesses zur Herstellung von mit Gas durchsetzten Süßigkeiten dadurch geschaffen wird, daß das unter Druck stehende Gas in dem Luftraum des Druckgefäßes durch eine Zirkulationspumpe abgesaugt, verdichtet und durch eine Einrichtung zum Entspannen des Gases verflüssigt wird und nach dem Durchsetzen mit Gas wird es nachher als ein feiner Vorhang durch den unteren Teil des Druckgefäßes direkt unterhalb der Schaufelräder eingeführt. Zunächst wird es zurückgehalten und anschließend wird es geschnitten und gleichmäßig verteilt, um Blasen mit einem sehr ähnlichen Durchmesser und einer vorher bestimmten Größe zu erreichen. Die Öffnung des Gaseinlasses wird nur während der Gaszirkulation geöffnet, wie dies oben beschrieben ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Es zeigen

Fig. 1 und 2 in grafischer Darstellung das aus der US-PS 39 85 909 bekannte Verfahren zum Durchsetzen mit Gas.

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 4 und 5 Details zweier Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Einbringen von Gas zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich die Form des Flüssigkeitsgasbettes und die Turbine des Schaufelradrührwerkes.

Fig. 6 eine Blase mit ihren charakteristischen Parametern.

Fig. 7 eine grafische Analyse der Qualität und Intensität der Knall- oder Knackgeräusche einer Probe mit Stücken mit Gas durchsetzter Süßigkeiten mit einer Maschenweite von weniger als 1,0 mm. Dies sind Stücke, die Blasen einschließen, die einen kleineren Durchmesser aufweisen, der zwischen 0,050 und 0,010 mm variiert. Wenn die Bonbons in den Mund genommen werden, erzeugen sie nur ein leicht zischendes Geräusch, deren Lautstärke geringer als 2 Dezibel ist und die nicht ausreicht, um das normale, typische Knall- und Knackgeräusch zu erzeugen; dieses Produkt ist daher nicht für eine Vermarktung geeignet und muß von den anderen Stücken beispielsweise durch ein Sieb getrennt werden: Anderenfalls würde das Endprodukt eine geringere Qualität haben.

Fig. 8 eine grafische Analyse der Quantität und Intensität der Knall- und Knackgeräusche von Stücken gasdurchsetzer Süßigkeiten mit einer Maschenweite zwischen 1 und 4,5 mm, die Gasblasen mit einem Durchmesser zwischen 0,3 und 0,050 mm einschließen. Diese Produkte machen die charakteristischen Knall- und Knackgeräusche und sind für eine Vermarktung geeignet.

Fig. 9 eine grafische Analyse der Qualität und Intensität der Knall- und Knackgeräusche von Stücken mit Gas durchsetzter Süßigkeiten, deren Blasen einen Durchmesser von mehr als 0,3 mm aufweisen. Anstatt der typischen Knall- und Knackgeräusche erzeugen diese Blasen kleine Explosionen, die den Weg freimachen für viele kleinere Bonbonstücke. Diese Produkte sind nicht für den Handel und für den menschlichen Verbrauch geeignet, da die erwähnten Explosionen einen Verbraucher beunruhigen und erschrecken könnten.

Fig. 10 eine grafische Analyse der Quantität und Intensität der Knall- und Knackgeräusche mit einem Gas durchsetzter Süßigkeiten mit denselben Eigenschaften, wie sie in bezug auf Fig. 8 beschrieben sind, wobei es sich hierbei um Süßigkeiten handelt, die gemäß der unten beschriebenen erfindungsgemäßen Lehre hergestellt und eine Topqualität darstellen, die mehr als 55 Knallgeräusche pro Gramm mit einer Intensität von mehr als 5 Dezibel erzeugt.

Die Meßprotokolle der Fig. 7, 8, 9 und 10 basieren auf Versuchen, die von den Erfindern vorliegender Erfindung durchgeführt wurden. Mit Hilfe dieser Versuche konnte gezeigt werden, daß alle bisher bekannten Verfahren betreffend die Knall- und Knackgeräusche mit Gas durchsetzter Süßigkeiten nur die Menge des Gases in ml erwähnen, das pro Gramm des fertigen Produktes eingeschlossenen ist und zur Unterscheidung der Qualität der Endprodukte dient. Dies ist aber nicht ausreichend, da die Qualität des fertigen Produktes nur von der Intensität und Anzahl der Knall- und Knackgeräusche abhängt. Dies kann leicht an folgendem Beispiel gezeigt werden: Die Produktproben, die den Messungen gemäß den Fig. 7 und 8 zugrundelagen, wurden auf gleiche Weise hergestellt, und der Gasgehalt pro Gramm mit gas durchsetzter Süßigkeit ist gleich (3 ml/g); jedoch erzeugen die kleinen Stücke, die nur kleine Blasen einschließen (Fig. 7) nur ein zischendes Geräusch, während die größeren Stücke, die größere Blasen einschließen (Fig. 8) die charakteristischen Knall- und Knackgeräusche erzeugen, wenn die Stücke in den Mund genommen werden. Die Unterschiede, die bisher nicht ermittelt werden konnten, können nun leicht durch folgende Kontrollmethode festgestellt werden.

1. Eine aus einer Absaug- und Rückführungspumpe RCV bestehende Apparatur führt Gas aus dem Luftraum oberhalb eines bestimmten Niveaus A ein (Zwischenraum des Druckgefäßes 1, der nur von unter Druck stehendem Gas gefüllt ist) und durch eine Einrichtung zum erneuten Verdichten RCV (Fig. 3) wird das Gas in den Bodenbereich des Druckkessels (1), in dem sich die geschmolzene Süßigkeit befindet, direkt unterhalb der Schaufelräder (2, 3) eingeführt.
2. Die Form (Fig. 4) des flüssigen Gasbettes ist besonders ausgebildet, um dem Gas zu ermöglichen, direkt unterhalb (4) der Schaufeln des Rührwerkes in das Gefäß einzutreten und auf den Deckel zu fallen, der das Gas etwas zurückhält. Schließlich wird das Gas die Schaufelblätter des Rührwerkes treffen und wird dadurch geschnitten und innerhalb der heißen, geschmolzenen Masse (41) verteilt. Während die Blasen geschnitten und innerhalb der heißen, geschmolzenen Masse verteilt werden, durchsetzt das Rührwerk 2, 3 (Fig. 5) die flüssige, heiße, geschmolzene Masse mit Blasen sehr ähnlichen Durchmessers (Homogenität). Die Arme der Schaufeln 31 des Rührwerkes sind etwas geneigt, um sowohl ein Austreten als auch ein Zerschneiden der Blasen zu ermöglichen (Fig. 4 und 5).
3. Die durch die Bewegungseinrichtung (2, 3; Fig. 5) bewirkte Bewegung muß eine große Geschwindigkeit haben, um einen starken Wirbel zu erzeugen: dies bildet eine zusätzliche Hilfe bei der Einführung des Gases in die Zuckermasse.
4. Aufgrund der gleichförmigen Größe der Blasen und wegen des Verfahrens der Drucklosmachung und der Entnahme des fertigen Produktes ist die Menge des Süßigkeitsstaubes nicht geeignet, um es wirtschaftlich kommerziell zu verarbeiten (Fig. 7). Während die üblichen Abfallwerte bei ungefähr 30-35% lagen, sind diese nun erheblich reduziert auf einen Bereich zwischen 15 und 20%.
5. Der starke Wirbel wird durch die oberen Schaufelräder (32; Fig. 5) des Rührwerkes erzeugt. Eine der wesentlichen erfindungsgemäßen Merkmale besteht beim fertigen Produkt in der Mindestanzahl von 10 bis 12 Knall- und Knackgeräuschen pro Gramm Süßigkeit bei einer Intensität, die größer als 3 dB ist.

Die Knall- und Knackgeräusche der mit einem Gas durchsetzten harten Bonbons hängen von einer Kombination folgender Faktoren ab:

1. der Durchmesser der Blasen.
2. der Druck innerhalb der Blasen.
3. die Blasenanzahl per Gramm Süßigkeit.
4. die Oberflächenspannung der Wand der Blasen.
5. die Zusammensetzung der geschmolzenen Zuckermasse.
6. die granulatometrischen Werte der Süßigkeitenstücke.

Für jeden Faktor gibt es optimale Werte und das beste Ergebnis erreicht man logischerweise bei einer sehr engen Annäherung an diese Werte. Wärme hat negative Auswirkungen auf das Endprodukt: zur selben Zeit, zu der die Temperatur ansteigt, verringert sich die Kraft der Oberflächenspannung der Blasenwände und setzt damit das unter Druck eingeschlossene Gas frei. Dieses tritt bei einer Temperatur von etwa 40 bis 55°C auf, und wenn das Produkt einmal diese Temperaturen erreicht hat, entweicht das eingeschlossene Gas teilweise, so daß die Süßigkeit teilweise oder sogar vollständig ihre typische Knallgeräuschcharakteristik verliert und sich in einen porösen, harten Bonbon mit einer Dichte von ungefähr 0,3 g/ml verwandelt. Die Menge des pro Gramm des Produktes eingeschlossenen Gases ist kein entscheidender Faktor für die Intensität und die Menge der Knallgeräusche, was nach einem Einführen der Süßigkeit in den Mund gespürt werden kann.

Durchmesser der Blasen

Um eine gute Qualität der Süßigkeiten mit einer großen Anzahl von Knallgeräuschen zu erhalten, ist der wesentlichste Punkt das Verfahren zum Durchsetzen der Zuckermasse in einer flüssigen Phase mit Gas: die Größe der Partikel und Teilchen hängt grundsätzlich von der Steuerung ab, die die Größe der Blasen bestimmt. Das Durchsetzen der heißen, geschmolzenen Masse mit Gas kann wie folgt bewirkt werden:

1. Eindringen von Gas durch eine einfache Sprudeleinrichtung

Die Beziehung zwischen der Größe der erzeugten Blasen (DB) hängt von den Eigenschaften des Systems ab wie bspw. den Grenzflächenschnitt des Gas-Flüssigkeit-Häutchens ( w ), die Dichte der Flüssigkeit ( δ _flüssig ), die Dichte des Gases ( σ _Gas ), die Graviationsbeschleunigung (g), und der Durchmesser (DB) der Blasen.

Der Durchmesser der Blasen ist geringer als die Öffnung, wenn:

Der Durchmesser der Blasen ist größer als die Öffnung, wenn:

Aufgrund der hohen Viskosität der geschmolzenen Zuckermasse und ihres spezifischen Gewichtes von 1,38 g/ml folgen die Blasen nicht obiger Gleichung, sondern werden beträchtlich dicker, wodurch die Steuerung der Blasengröße bei diesem System des Gaseinbringens durch einfaches Sprudeln erschwert wird.

Einbringen des Gases durch Einströmenlassen

An der Öffnung tritt eine Turbulenz auf, wenn die Geschwindigkeit kontinuierlich anwächst und der Gasstrom ist ähnlich einem kontinuierlichen Strom großer Blasen mit unregelmäßiger Größe, deren Bewegung variiert und der etwa 7-10 cm oberhalb der Auslaßöffnung zerstört wird. Diese großen Blasen werden in kleinere Blasen mit einer Größe zwischen 0,25-1,27 mm zerteilt, falls deren Form kugelförmig ist: wenn die Blasen eine linsenförmige oder zylindrische Form aufweisen, wird ihr Durchmesser größer. Wenn ε = Kohäsionskraft der Oberfläche, Pr = Druck innerhalb der Blase ist, gilt (Fig. 6):

ε < Pr = stabile Blase
ε < Pr = unstabile Blase (sie zerbricht von selbst)
ε = Pr = metastabile Blase (sie zerbricht aufgrund eines mechanischen Stoßes oder Schlages)

Es ist sehr wichtig, folgende Veränderungen bei der Steuerung der Größe der Blasen zu kennen wie:

a) Beim Freiwerden des eingeschlossenen Gases erzeugen kleine Blasen kein ausreichend lautes Knallgeräusch, damit es wenigstens gehört werden kann, wenn das Süßigkeitsstück in den Mund genommen wird. Die geringste Lautstärke ist ungefähr 0,5 dB, wobei Knallgeräusche, die unterhalb dieses Wertes liegen, nicht gehört werden. Im vorliegenden Fall ist die Lautstärke bezogen auf ein Produkt, das in den Mund genommen wird und daher nahe am inneren Ohr gelegen ist: dabei ist die Übertragung des Geräusches optimal. Die Lautstärke wird nicht äußeren Geräuschen zugeordnet, so daß in einem solchen Fall die minimale Lautstärke höher liegt. Die Blasen zerbrechen nicht in ungestümer Weise, wenn ihr Durchmesser kleiner als 0,3 mm und größer als 0,01 mm ist und wenn ihr Durchmesser im wesentlichen gleichförmig ist: dann ist auch die Anzahl des Süßigkeitenstaubes geringer. Der größte Teil der Blasen hat eine sphärische Form.
b) Sind die Blasen dick, sollte ein Gleichgewicht bestehen zwischen dem Druck innerhalb und außerhalb der Blase und größer als die Oberflächenspannung der Blasenwand sein. Zerbrechen die Blasen, geben sie kleineren Stücken der Süßigkeiten den Weg nach außen frei, wodurch die Qualität der Endprodukte geringer wird. Mit anderen Worten: haben die Blasen einen Durchmesser größer als 0,3 mm, dann ist ε < Pr und der innere Druck der Blasen ist größer als die Oberflächenspannung: beim Zerbrechen der Blase werden Teile der Süßigkeit in sehr kleine Stückchen zerbrochen, was Süßigkeitenstaub ergibt. Diese Blasen können sowohl elliptische als auch zylindrische Formen haben. Die große Anzahl des zurückbleibenden Süßigkeitenstaubes ist ungewollt von Nachteil aller oben beschrieben bisher bekannten Verfahren und im Stand der Technik häufig auch ausdrücklich erwähnt. Die Qualität der Produkte hängt ab von der Anzahl der Knallgeräusche mit einer Lautstärke von mehr alls 2-3 dB. Einerseits soll die Lautstärke der Knallgeräusche für die die Süßigkeit konsumierende Person hörbar sein, auf der anderen Seite soll das Süßigkeitenstück mehr als 10 Knall- oder Knackgeräusche pro Gramm der mit Gas durchsetzten Süßigkeit und dies mit einer Lautstärke von mehr als 2-3 Dezibel (dB) von sich geben: unabhängig von den ml des Gases, das pro Gramm Süßigkeit eingeschlossen ist, ist die Qualität des Produktes umso größer, je mehr Knall- oder Knackgeräusche das Produkt macht. Diejenigen Süßigkeitenstücke, die eine Maschengröße kleiner als 1,0 mm und Blasen eines Durchmessers von weniger als 0,01 mm aufweisen, erzeugen eine große Anzahl schwacher Knallgeräusche, ähnlich einem Zischen; dieses Produkt weist nicht die für eine kommerzielle Verwertung notwendigen Charakteristika auf, da die Knallgeräusche nur zwischen etwa 0-1,5 dB erreichen und damit nur ein leichtes Zischgeräusch ergeben bei der gleichen Anzahl eingeschlossenen Gases pro Gramm Süßigkeit. Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung der Knall- und Knackgeräusche dieses Produktes.

Die Süßigkeitenstücke mit einer Maschengröße zwischen 1 und 4,5 mm und Blasen eines Durchmesserbereichs zwischen 0,3 und 0,01 mm stellen eine Topqualität dar, sowohl in bezug auf die Anzahl als auch die Lautstärke ihrer Knall- und Knackgeräusche. Fig. 8 zeigt eine graphische Analyse dieses Produktes. Süßigkeitenstücke mit einer Maschengröße größer als 4,5 mm sind für einen Verzehr nicht geeignet, da die normalen Knallgeräusche explosionsartig auftreten und die Stücke in viele kleine Einzelstücke zerbrechen. Dieser Mechanismus tritt auf bei eingeschlossenen Blasen mit einem Durchmesser von mehr als 0,4 mm in einer metastabilen Phase, so daß die Blasen leicht durch äußere mechanische oder thermische Beeinflussung explodieren kann. Fig. 9 zeigt eine graphische Analyse des Produktes.

Aufgrund obiger Ausführungen ist leicht einzusehen, daß es sehr wichtig ist, nur eine geringe Anzahl von Süßigkeiten mit einer Maschengröße von weniger als 1,0 mm zu bekommen, da diese Produkte aufgrund ihrer geringen Qualität nicht verkauft werden können. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine äußerst wichtige Gleichmäßigkeit der Blasen erreicht; das Zerbrechen der Süßigkeiten erfolgt gleichmäßiger und die Anzahl der Süßigkeitenstücke mit einer Maschengröße kleiner als 1 mm sind äußerst gering.

Die mit einem unter großem Druck stehenden Kohlendioxid durchsetzte Süßigkeitenmasse kann sofort aus dem Druckgefäß entnommen werden, wenn es auf eine Temperatur zwischen 5 und 10°C abgekühlt ist. Ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die abgekühlte Süßigkeitenmasse aus dem Gefäß entnommen werden kann, ohne daß die Gefahr eines Zerbrechens der Masse in viele Einzelstücke unter gleichzeitiger Freisetzung des eingeschlossenen Gases erfolgt. Beim Drucklosmachen der abgekühlten Süßigkeitenmasse gibt es einen kritischen Augenblick, an dem die Süßigkeitenmasse in viele Einzelteile zerspringen kann. Das Zerspringen der Süßigkeitenmasse beginnt bei einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck zwischen 10 und 15 Atmosphären: bei dieser Druckdifferenz zwischen dem inneren und äußeren Druck der Blasen hält die Oberflächenspannung der Blasen nicht mehr stand.

Claims

1. Verfahren zum Durchsetzen einer geschmolzenen Zuckermasse mit Gas mittels in einem Kreislauf zurückgeführten Gases durch Verdichten und Einbringen am Boden eines Druckgefäßes direkt unterhalb der Schaufeln eines Rührwerkes im Rahmen eines Verfahrens zum Herstellen von mit Gas durchgesetzten Süßigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Luftraum oberhalb eines Niveaus (A) des Druckgefäßes (1) befindliche unter Überdruck gesetzte Gas durch eine Zirkulationspumpe abgezogen, durch eine Gasverdichtungseinrichtung verdichtet und am Boden des Druckgefäßes direkt unterhalb der Schaufeln des Rührwerkes wieder eingeführt wird, daß das Gas durch ein Gasbett zu einem feinen Vorhang aus Blasen geformt wird, daß der Glasblasenvorhang durch die Schaufeln des Rührwerkes geschnitten und danach gleichmäßig zerstreut wird, um Blasen von im wesentlichen gleichen Durchmesser zu erhalten, so daß ein ständiger Umlauf des unter Überdruck stehenden Gases in der geschmolzenen Zuckermasse hergestellt wird und daß die die geschmolzene Zuckermasse vom Boden des Druckgefäßes bis zur Oberkante durchdringenden Blasen die geschmolzene Zuckermasse mit Blasen von im wesentlichen gleicher Größe sättigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungs- und Zirkulationszeit zwischen 3 und 40 Minuten beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungs- und Zirkulationszeit zwischen 15 und 20 Minuten beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Blasen gesättigte Zuckermasse auf eine Temperatur von etwa 5 bis 10°C abgekühlt und drucklos gemacht wird, um Bruchstücke mit einer Maschengröße von 1,0 bis 4,5 mm und eingeschlossene Gasblasen mit einem Durchmesser zwischen 0,3 und 0,01 mm zu erhalten, daß die Gasblasen ein Knall- oder Knackgeräusch mit einer Lautstärke von mehr als 5 dB erzeugen und daß das fertige Produkt je Gramm Süßigkeit mindestens zehn Knall- oder Knackgeräusche mit einer Lautstärke von mehr als 3 dB von sich gibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Süßigkeitstaubes mit einer Maschenweite von weniger als 1,0 mm und einem Blasendurchmesser zwischen 0,05 bis 0,01 mm, der nur einen leichten Zischton erzeugt, wenn die Süßigkeit in den Mund genommen wird, ungefähr 15 bis 20% beträgt und daß dieser Süßigkeitstaub von der eigentlichen Süßigkeit durch Aussieben getrennt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinrichtung des Gasbettes einen Deckel (41) aufweist, der über einer Mündung eines Auslasses (4) so angeordnet ist, daß er einen geringen Abstand davon aufweist, um das Gas etwas zurückzuhalten, die Geschwindigkeit des Vermischens des Gases zu verringern und das Gas als einen feinen Blasenvorhang direkt unterhalb der Schaufeln des Rührwerkes zu verteilen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (41) für die Gasvermischung eine Neigungseinrichtung aufweist, die den Deckel an einem Unterteil fixiert und die Öffnung in Ruhestellung geschlossen hält, und die den Deckel nur bei einem Gegendruck an dem Gaseinlaß aufgrund eines Überdruckes am Einlaß abhebt, wodurch ein Verstopfen des Gasauslasses durch die geschmolzene Zuckermasse verhindert wird.