DE3886207T2

DE3886207T2 - Sprühtrocknungsverfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Beschichten von Teilchen.

Info

Publication number: DE3886207T2
Application number: DE3886207T
Authority: DE
Inventors: Mark Paul Haak
Original assignee: NIRO STERNER Inc
Current assignee: NIRO STERNER Inc
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2008-06-04
Also published as: EP0344375A1; ES2047547T3; ATE98094T1; EP0344375B1; DE3886207D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühtrocknungs-Vorrichtung, insbesondere eine Verbesserung solcher Vorrichtungen, die ein Beschichten der aus einem Gemisch des Materials und Flüssigkeit abgeschiedenen Substanz- Teilchen mit einer anderen Substanz, wie etwa Lecithin, ermöglichen.
Sprühtrocknungs-Varrichtungen haben in der Lebensmittelindustrie zum Trennen einer Flüssigkeit von Feststoffen oder Trocknen von Produkten wie Milch, Sahne, löslichem Kaffee, Pflanzenjuicen und vielen anderen Produkten weite Anwendung gefunden. Eine typische Trokkenvorrichtung umfasst eine Kammer, in welche das Flüssigkeits-/Festgemisch gleichzeitig mit einem Strom heissen Gases, üblicherweise heisse filtrierte Luft, gesprüht wird. Der Austausch von Hitze mit den feinen Tropfen des Gemischs verursacht ein Verdampfen der flüchtigen Flüssigkeit in den Tropfen. Die dabei entstehenden trockenen Feststoffe setzen sich auf einem porösert Förderband am Boden der Kammer ab. Die Feststoffe werden normalerweise durch eine Kühlkammer auf das Förderband transportiert, woraufhin die Agglomeration von festen Teilchen oder die sogenannte Matte gemahlen oder sonst behandelt wird. Das zum Trocknen mitgeführte Gas wird durch die Matte und das poröse Band geleitet, filtriert und in die Atmosphäre abgeleitet. Verfahren dieser Art sind in der US-A-4 116 756 und in Food Technology, Band 27, Nr. 12, Dez. 1973, Seiten 18-26 beschrieben.
Einige Nahrungsmittel- oder Getränketeilchen werden nach dem vorhin beschriebenen Trocknen mit Substanzen beschichtet, um ihnen gewisse Eigenschaften zu verleihen. Lecithin ist einer der nicht-flüchtigen Beschichtungssubstanzen, der in Verbindung mit der Erfindung wesentlich ist. Lecithination oder Beschichtung von sprühgetrockneten, fettreichen Partikeln auf der Aussenseite der Teilchen wird um das Teilchen hydrophil anstelle von hydrophob zu machen, vorgenommen. Wenn man hydrophobe Teilchen mit Lecithin beschichtet, werden sie netzbar gemacht und nehmen daher die Fähigkeit an zu sinken, Wasser aufzunehmen und rasch zu rehydrieren. Dies ist eine wichtige Eigenschaft von Getränke- und Nahrungsmittelprodukten, wie etwa löslichem Kaffee, Milchpulver und vielen anderen Produkten, die der Verbraucher vor dem Einnehmen in Wasser auflöst.
Lecithin ist ein wachsartiges hydroskopisches Phosphatid, das hauptsächlich von Pflanzen oder pflanzlichen Quellen stammt. Sojabohnen sind eine Hauptquelle, obwohl es andere Quellen gibt, die unterschiedliche Qualitäten ergeben. Lecithin ist auch nicht leicht oxydierbar, sodass es nanchmal auf das Äussere von pulverförmigen Fettprodukten aufgetragen wird, um ein leicht oxydierbares Fett vor Degradierung durch Umsetzung mit dem Sauerstoff in Luft zu schützen.
Es war bekannte Praxis das Lecithin in einer separaten Vorrichtung nach dem Entfernen des pulverförmigen Produktes vom Trockner aufzutragen. Die besten Resultate wurden erzielt, wenn das pulverförmige Produkt mindestens 24 Stunden gehalten wird, aber eine noch längere Zeitspanne, wie etwa 48 bis 72 Stunden, war wünschenswert, bevor mit der Lecithination begonnen wurde. Das getrocknete Produkt wurde in einen Massenspeicher angebracht und zuletzt in einer Hilfsvorrichtung wiedererwärmt, bevor das Lecithin auf die Oberfläche des Pulvers in einem Mischer und/oder in einem Wirbelbettsystem, in welchem die Pulverteilchen rotieren, mittels eines feinen Lecithin-Sprühnebels aufgesprüht wurde.
Eines der Probleme in Verbindung mit dem herkömmlichen Lecithinations-Verfahren ist, dass die Spezial- Aussteuer zur Durchführung der Lecithination reichlichen Fabriksraum, sowie den Massenspeicher, Transportbehälter, ein Wiederfüllen in Säcke oder Verfahren zum Halten des Pulvers zwischen der Zeit, wo es erzeugt wurde und der Zeit, woraufhin es der Lecithination unterzogen werden könnte, erfordert. Ein Handhaben des Pulvers, sodass dieses gespeichert, herausgenommen und lecithiniert wird, erhöht die Gefahr von Kontamination (Verschmutzung) des Produkts. Die für die Lecithination erforderliche zusätzliche Aussteuer stellte eine bedeutende Kapitalinvestierung dar. Das bekannte Verfahren war ausserdem energie-verschwendend, weil das pulveriförmige Produk erwärmt werden musste, um lecithiniert zu werden, und danach abgekühlt, damit es gepackt werden konnte. Ferner führte ein vielfaches Umgehen mit dem staubigen Pulver immer zu einem gewissen Verlust des Produkts in den Filtern und in den Luft- und Pulverabscheidern der Lecithination-Aussteuer.
In Verbindung mit herkömmlichem Sprüh-Trocknen, wo kein Förderband am Boden der Trockenkammer vorgesehen ist, wurde vorgeschlagen eine Lecithination in der Trokkenkammer als ein integrierter Teil des Trockenverfahrens durchzuführen.
So beschreibt die US-A-3126 289 Patentschrift ein Verfahren, in welchem Lecithin zum Zeitpunkt der Zerstäubung oder unmittelbar davor mittels eines rotierenden Zerstäuberrades mit einem Milchkonzentrat in Kontakt gebracht wird. Jedoch gewährleistet diese Methode nicht, dass das gesamte verwendete Lecithin als eine Oberflächenbeschichtung des Produkts vorhanden sein wird, und jegliches Lecithin, das im Inneren der Pulverpartikeln aufgenommen ist, übt auf das Pulver keine "instantisierende" wirkung aus. Ausserdem kann die Methode, da sie die Inanspruchnahme eines Zerstäuberrades erfordert, nicht in Verbindung mit einem Trockensystem wie dem in der vorliegenden Beschreibung erwähnten, das auf einer auf den Förderer gerichteten Düsenzerstäubung basiert, angewandt werden.
Die FR-A-2 398 525 beschreibt ein Verfahren, bei welchem eine wässrige Lecithin-Lösung im Gegenstrom zu einer von einem Zerstäuberrad ausgestossenen Wolke von Speisetropfen zerstaübt wird. Die turbulenten Bedingungen, unter welchen der Sprühregen von Lecithin-Lösung- Tropfen den Speisetropfen in entgegengesetzter Richtung begegnet, sichert, dass ein hoher Prozentsatz der Lecithin-Tropfen mit den Speisetropfen kollidiert, wodurch ein Nässen der Wände der Kammer mit Lecithin vermieden wird. Mittlerweile wird das Eeschichten der Produktpartikeln weniger einheitlich sein als erwünscht, und auch dieses Verfahren kaum an das in der vorliegenden Beschreibung erwähnte Trockensystem angepasst werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung einer nicht-flüchtigen Substanz auf aus einem Gemisch von festen Teilchen und Flüssigkeit stammenden Teilchen, umfassend die Stufen von:
Zerstäuben des Gemisches durch mindestens eine erste sLationäre Düse in eine Kammer zusammen mit einem Strom erhitzten Gases zur Erzeugung eines Nebels im Gas suspendierter Tripfen des Gemisches zwecks Verdampfung der Flüssigkeit von den festen Teilchen der Tropfen,
Zerstäuben der Substanz durch mindestens eine zweite stationäre Düse in erwähnte Kammer im Gleichstrom mit dem Gas und dem Gemisch zur Bildung eines Nebels von Substanztropfen mit im wesentlichen laminaren Fliessen im Gasstrom, wobei die Substanztropfen mit den Gemischtropfen in Kontakt kommen und zu festen Teilchen führen und eine Schicht der Substanz auf den Teilchen ablagern, und Leiten des Gasstroms zu einem Fördermittel zwecks Absetzen der somit beschichteten Teilchen auf dem Fördermittel.
Dieses Verfahren ermöglicht eine Teilchen-Beschichtung als ein integrierter Teil des Trocken-Verfahrens, auch in Verbindung mit der Verwendung eines Förderbandes in der Trockenkammer, wobei die Bedingungen des laminaren Gleichstroms eine sehr einheitliche Beschichtung aller Teilchen gewährleistet. Weil diese Strombedingungen in Verbindung mit einem mit einer Pulverschicht bedeckten Fördermittel angewandt werden, auf welcher Pulvershicht alle nicht-kollidierten Tropfen von Beschichtungsmaterial absorbiert werden, kann man von diesen vorteilhaften Bedingungen ohne Bildung von klebrigen Ablagerungen in der Trockenkammer Gebrauch machen.
Das neue Verfahren und die Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung von festen Teilchen mit Lecithin gleichzeitig mit dem Trennen der Teilchen von einem Gemisch aus festen Teilchen und Flüssigkeit, wie etwa Milch, wird hierin illustriert. Mittlerweile sei bemerkt, dass das Verfahren und die Vorrichtung zum Beschichten von Pulverteilchen mit anderen nicht-flüchtigen Flüssigkeiten oder Ölen benutzt werden kann, nicht nur zum Erzeugen eines mehr netzbaren Produkts, sondern in einigen Fällen auch zum Auftragen eines einkapselnden Mittels auf der Oberfläche, zur Verhinderung von Oxydierung des Produkts und/oder Verlust an Geschmack der Teilchen während der Lagerung.
Eine mehr detaillierte Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Teilchen-Beschichtungsvorrichtung und des Verfahrens wird nachstehend mit Hinweis auf die Zeichnungen dargelegt.
Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht einer Sprüh-Trocknungsvorrichtung, in der die neue Teilchen- Beschichtungsvorrichtung eingebaut ist, und mit welcher das neue Verfahren des Beschichtens mit Lecithin ausgeführt werden kann.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm des gesamten Systems zum Auftragen einer Lecithin-Beschichtung auf festes Teilchen-Material gleichzeitig mit dem Trocknen des Materials;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das konzentrische Leitungen zeigt, wovon die mittlere heisses Wasser leitet und die äussere eine Beschichtungsflüssigkeit, wie etwa Lecithin, in einem öligen Beförderungsmittel leitet;
Fig. 4 ist eine Draufsicht der Sprüh-Trocknungssektion der Vorrichtung in Fig. 1; und
Fig. 5 ist eine Düsenanordnung mit einem Einlauf für das Beschichtungsmaterial, wie etwa Lecithin, und einem Einlauf für Druckluft zur Durchführung der Lecithin-Zerstäubung.
Jeder Teil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, der zum einfachen Sprüh-Trocknen einer Nahrungsmittelsubstanz, wie etwa Pulvermilch, benutzt wird, ist bekannt und im US Patent Nr.4.116.756, das auf die Anmelderin dar vorliegenden Anmeldung übertragen wurde, beschrieben. Der Inhalt dieses Patents ist in die Anmeldung aufgenommen worden. Dies sollte nicht so aufgefasst werden, dass die erfindungsgemässe Sprüh-Beschichtungsvorrichtung lediglich in Verbindung mit der speziellen Sprühtrocknungs-Vorrichtung benuzt werden kann, denn sie kann auch mit Sprühtrocknungs-Vorrich tungen, die sich von der im Patent beschriebenen Vorrichtung unterscheiden, verwendet werden.
Beispielsweise wird angenommen, dass ein Material, wie etwa Milch, sprühgetrocknet wird, und dass in Übereinstimmung mit der Erfindung, Lecithin auf den zuletzt ausgeschiedenen Feststoffen, die sich durch Abscheiden des Wassers von der Milch ergeben, aufgetragen wird.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einer eingeschlossenen Erste-Stufen-Zerstäubungskammer 10 , über welcher sich eine Plenumkammer 11 mit einer Mehrzahl von Warmluft-Einlasskanälen 12 befindet. Senkrecht nach unten durch jeden Kanal 12 verlaufend ist eine Zerstäubungsdüse 14 vorgesehen, die von einem Sammelbehälter 15 mit Milch, d.h einem mit der Sprühtrocknungs-Vorrichtung abzuscheidenden Gemisch von Flüssigkeit und Feststoffmaterial, versorgt wird. Flüssigkeit und das Trockenstoffgemisch werden durch ein Rohr 16 in den Sammelbehälter 15 gepumpt. Die Pumpe und dem Speicherbehälter für die Milch sind nicht gezeigt.
Die durch die Einlasskanäle 12 gepresste Luft wird vla eine Filtereinheit 17, einen Bläser 18, ein Heizelement 19, welche mittels eines Kanals 20 an die Plenumkammer 11 angeschlossen sind, von der Atmosphäre zugeleitet.
Wenn das grundliegende Trocknungsverfahren durchgeführt worden ist, enthält das Gemisch, z.B. Milch, das getrocknet werden soll, Feststoffmaterial, welches entweder darin aufgelöst und/oder aufgeschlämmt oder beides ist, und dieses Material wird durch die Düsen 14 zerstäubt und in dem warmen Luftstrom, der durch die Einlasskanäle 12 strömt, mitgetragen. Die Flüssigkeit, die sich fortwährend in der Nähe der Düsen befindet, ist in Forn von nassen Tropfen vorhanden. Diese Tropfen werden in der erwärmten Luft, die durch die Einlasskanäle 12 von der Plenumkammer 11 nach unten passiert, mitgeschleppt. Während des nach unten Leitens der Trokkenstoffteilchen verdampft die Flüssigkeit von diesen. Schliesslich werden sie vom Luftstrom gezwungen sich auf einem porösen Band 25 abzusetzen, was in dem zitierten Patent ausführlich beschrieben ist. Das Band läuft auf Rollen 26, 27, 28, 29 und 30. Die Rolle 30 kann via einen Geschwindigkeitsbegrenzer oder einen Elektromotor, von denen keiner gezeigt ist, drehbar angetrieben sein.
Die angetriebene Rolle 30 bewirkt eine waagrechte Bewegung des porösen Bandes 25. Die Trockenstoff- Materialmatte 31 wird in einem ausreichend trockenen Zustand auf dem Förderband 25 aufgebaut und schliesslich zu einer Kammer 32 transportiert. Die auf dem Band 25 abgelagerten Teilchen sind schwach aneinander gebunden und bilden eine agglomerierte Masse, die im allgemeinen als Matte oder Pulverkuchen bezeichnet wird. Wenn die Matte anfängt sich auf den Band zu bilden, wird die erwärmte Trockenluft beginnen über und rund um die Teilchen und durch die engen Zwischenräume zwischen den Teilchen und danach durch die Poren im Band zu strömen. Die Trockenluft strömt anschliessend in unter dem Band befindliche Kammern und daraufhin durch Kanäle 36, 37 und 38 und Ableitungsbläser 39, 40 und 41 in die Atmosphäre.
Die in der ersten Trockenkammer 10 gebildete Matte wird auf dem porösen Förderband 25 zu einer Retentionskammer 42 geleitet, in welcher erwärmte Luft von sowohl dem angrenzenden Hauptzerstäuber 10 als einer Zweite-Stufen-Trockenkammer 43 durch die Matte 31 und das poröse Band 25 in eine unter dem Band 25 angeorcnete Kammer 44 und anschliessend durch einen Kanal 45 und einen Ableitungsbläser 80 in die Atmosphäre abgeleitet wird.
Die Matte 31 passiert danach von der Kammer 42 zur Zweite-Stufen-Trockenkammer 43. Durch eine Filtereinheit 17, einen Bläser 47, einen Heizer 48 und einen Kanal 49 wird erwärmte Luft in das Obere der Kammer 43 zugeführt. Erwärmte Luft wird durch die Matte und das Band von der Kammer 43 in eine Kammer 50 unter dem Band und janach durch einen Kanal 51 und einen Bläser 52 in die Atmosphäre geleitet.
Die Matte 31 passiert daraufhin von der Kammer 43 zu einer letzten Kühlkammer 53. Luft von der Atmosphäre wird durch die Filtereinheit 17, eine Kühl und Entfeuchtungseinheit 54 und eine Leitung 55 gezogen.
Von der Kühl-Stufen-Kammer 53 wird die Matte 31 durch die Kammer 32 zum Ende des Bandes geleitet, wo sie mit einer geeigneten Vorrichtung, mit dem Bezugszeichen 60 angegeben, geschnitten und in kleine Teilchen zermahlen wird. Anschliessend wird das Produkt sortiert und mit einem geeigneten Mechanismus, der schematisch gezeigt und mit dem Bezugszeichen 61 versehen ist, von dem Gerät übertragen. Alle feinen Teilchen, die durch das Band während des vorhin beschriebenen Verfahren passieren, werden mit geeigneten Zyklonaufsammlungseinheiten 62 - 66 aufgesammelt, welche Teilchen danach via eine Rohrleitung 67 zur Kammer 42 für Wiederbearbeitung rückgeführt werden.
Nach der bekannten Praxis des Beschichtens von Pulverteilchen mit einer nicht-flüchtigen Substanz, wie etwa Lecithin, würde der getrocknete und zermahlte Trokkenstoff, der sich in der letzten Sammelkammer 60 am Ende des Förderbandes anhäuft, zur Vorbehandlung als Vorbereitung für das Beschichten der Teilchen zurückgehalten werden. Wie in der Beschreibungseinleitung erwähnt, wurden bei Lecithinationsverfahren gemäss der bekannten Technik mehr einheitliche und fest beschichtete Teilchen hergestellt, wenn die Teilchen einfach mindestens 48 Stunden in Lagerung zurückgehalten wurden. Wenn das Material zwecks Lagerung in Säcke gefüllt oder in Behältern zurückgehalten würde, würde es danach zur Lecithinationsvorrichtung, die ein Wirbelbett sein kann, überführt werden. Ungeachtet dessen, welche Art von Vorrichtung benutzt wird, sollte das Material in Säcke geleert oder in einigen anderen Containertypen zur Lagerung angebracht oder den Umständen nach transportiert werden. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Lecithination gleichzeitig mit der Sprüh-Trocknungs- Prozedur vorgenommen. Das neue direkte Lecithinationsverfahren wird nachstehend näher beschrieben.
Die Aufmerksamkeit wird nochmals auf Fig. 1 und insbesondere auf den Bereich der Plenumkammer 11 geleitet. Unter Der Plenumkammer und zwischen den Düsen 14, durch welche die Flüssigkeit und das Trockenstoffgemisch eingespritzt wird, ist periodisch eingerichtet ein anderer Satz von Düsen 70 vorhanden, die das nicht-flüchtige Lecithinmaterial in die Trockenkammer 10 einspritzen. In Realität wird nicht reines Lecithin eingespritzt, sondern ein Gemisch von Lecithin und einem pflanzlichen und/oder tierischem fettem Öl mit niedrigem Schmelzpunkt. Diese Öle sind mit Lecithin vorgemischt, sodass die Viskosität und Oberflächenspannung des Lecithins reduziert sind, da es sonst nahezu unmöglich sein würde das Lecithin fein genug zu zerstäuben, um eine gute Verteilung in der Trockenkammer 10 zu erlangen. Bei dei Lecithination nach der bekannten Technik ist das Lecithin normalerweise auch mit einigen anderen Ölen vermischt, um die Oberflächenspannung des Lecithins herabztsetzen und dessen Fliessfähigkeit und von den Trockerstoffteilchen auf die Oberfläche gezogen zu werden, zu erhöhen. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird dcs Lecithin, so wie dieses und sein ölhaltiges Trägermedium genannt wird, durch Düsen 70 geschleudert, die in der Trockenkammer 10 einen feinen Lecithin-Sprühnebel erzeugen. Die Richtung, in welcher das Lecithin eingeschleudert wird, ist durch divergierende Lienen 71 angegeben, aber in Wirklichkeit dispergiert das Lecithin und bildet in der Kammer einen feinen SprühnEbel. Der auf das Lecithin ausgeübte Druck wird so niedrig gehalten, dass die Geschwindigkeit des Lecithins, wenn es aus den Düsen abgeleitet wird, recht niedrig ist. Deshalb ist die Strömung laminar anstellen von turbulent, was wünschenswert ist. Das unter Druck gesetzte Lecithin wird via Rohren, in Fig. 1 mit 72 angegeben, zu den Düsen 70 geleitet. Es gibt auch Rohre 73, die Druckluft zu den Düsen leiten, um ein Zerstäuben des Lecithins hervorzurufen. Versuche haben gezeigt, dass diese zwei Fluidum-Düsen 70 bevorzugt werden, jedoch kann eine Einzelfluidum- oder Hochdruckdüse verwendet werden. Die Verwendung von Druckluft verhindert ein Verstopfen der Düsen, welches Problem aufgrund von kleineren Mengen dicken Materials im Lecithin entstehen kann. Die Druckluft trägt zur Zerstäubung des Lecithins und Reinhaltung der Düsenöffnungen bei.
Ein mehr vollständiges Diagramm des Systems zum Auftragen einer Beschichtung einer nicht-flüchtigen Substaiiz auf Pulver geht aus Fig. 2 hervor. Die Düsen zum Zerstäuben des nicht-flüchtigen Lecithins und dessen flüssigem Trägermedium in die Trockenkammer 10 sind mit 70 wie in Fig. 1 angegeben. Die Lecithin-Speiserohre zu den Düsen 70 sind wieder mit 72 und die Druckluft-Speiserohre mit 73 angegeben. Die Zerstäubungsdüsen 70 sind in Fig. 5 detailliert gezeigt. Die Luftrohre 73, die zu den Düsen in Fig. 2 führen, sind mit einem Sammelbehälter 74 verbunden, der an den Auslaui eines Filters 75 angeschlossen ist, welcher Filter von einer nicht gezeigten Quelle durch ein Einlaufrohr 76 mit Druckluft versorgt wird.
In Fig. 2 ist eine Menge Lecithin 77 in einem Tank 78 enthalten. Das Lecithin wird dem Tank 78 durch ein Einlaufrohr 79, das von einem nicht gezeigten Massenspeicher gespeist wird, zugeführt. Es gibt einen Mantel 80, der den Tank 78 in einem Abstand umgibt, um eine Kammer 81 zuwegezubringen, durch welche heisses Wasser strömt, um die Temperatur des Lecithins auf ein Niveau zu bringen, die eine zufriedenstellend geringe Viskosität und Oberflächenspannung ergibt, derart, dass sich das Lecithin verteilen oder auf die zu beschichtenden Teilchen strömen wird. Beispielsweise und nicht als Begrenzung kann das Lecithin auf eine Temperatur von ca. 65ºC (etwa 150ºF) erhitzt werden.
Die Warmwasserquelle ist durch einen mit einer Wärmequelle 83 in Verbindung stehenden Kessel 82 symbolisiert. Zur Wasserzuleitung zum Kessel ist ein Einlaufrohr 84 vorgesehen. Das Einlaufrohr 86 einer Zirkulationspumpe 85 ist an den Kessel angeschlossen. Das Auslaufrohr 87 verläuft konzentrisch mit einem grösselen Lecithin-leitenden Auslaufrohr 88. Das Ende 89 des Warmwasserrohres 87 leert das heisse Wasser in die Mantelkammer 81 , und das Wasser zirkuliert um die Mantelkammer, um das Lecithin 77 im Tank 78 zu erwärmen. Das Wasser wird danach von der Kammer 81 in das Ende 90 eines Wasserrohrabschnittes 91, der innen in einem Retourrohr 92 für überschüssiges Lecithin konzentrisch verläuft, entladen. Danach fliesst das heisse Wasser zu einem in einem Tank 94 installierten Lecithin-Erwärmungsrohrschlauch 93 und durch diesen hindurch. Nach Passieren des Heizschlauches 93 strömt das heisse Wasser konzentrisch mit dem Lecithin-Speiserohr 95, das zu Tank 94 führt. Nachdem das Wasser etwas von seiner Wärme abgegeben hat, wird es via einem Rohr 96 zurück zum Kessel 82 geleitet. Somit ist ein geschlossenes Warmwasser-Zirkulationssystem beschrieben worden.
Der Lecithinkreisiauf verläuft parallel mit dem Warmwasserrohr. Das Auslaufrohr 88 am Boden des Tanks 87 ist der Einlauf zu einer Lecithinpumpe 97. Das Auslaufrohr von der Pumpe 97 ist mit 98 angegeben, und dieses Rohr leitet Lecithin durch ein Steuerventil 99 zun Entleeren in den Tank 94. Das nicht an die Düsen 70 abgegebene Lecithin wird vom Tank 94 mittels eines Rohres 100 rückgeführt, welches das Lecithin 77 zum Speicher- und Wärmetank 78 retoruniert.
Das Lecithin strömt durch den Bodenauslauf 101 im Tank 94 zu mehreren Sammelbehälterrohren, wovon zwei in Fig. 2 mit 102 und 103 bezeichnet sind. Das Lecithin wird von den Ausläufen einer Anzahl Pumpen, die zusammen das Bezugszeichen 104 haben, durch die Rohre 72 zu den Düsen 70 geleitet. In diesem speziellen Modell sind neun Pumpen vorhanden. Dies sind Kolbenpumpen und sie sind alle durch einen einzigen Elektromotor 105 betrieben. Der Motor wird von einem üblich erhältlichen Frequenzwandler 106 mit Wechselstrom versorgt.
Die Motorgeschwindigkeit und damit die Auslaufmenge von den einzelnen Pumpen 104 wird zum Teil von der dem Motor 105 zugeführten Wechselstromfrequenz gesteuert. Wie allgemein bekannt wird mit erhöhter Frequenz die Motorgeschwindigkeit erhöht, und umgekehrt, wenn die Frequenz abnimmt, sinkt auch die Motorgeschwindigkeit. Wie erwähnt, sind die Pumpen 104 Kolbenpumpen, und ein zusätzliches individuelles Steuern über den Druck, der auf dar die Düsen verlassende Lecithin ausgeübt wird, kann durch ein EinstelLen der Hublänge der Pumpen mit Mitteln, die nicht in Einzelheiten gezeigt sind, die aber bei handelsüblichen variablen Auslasspumpen naheliegend sind, erzielt werden. Auf den Einlaufleitungen zu den Pumpen sind Ventile 107 vorgesehen. Es gibt somit zwei Regulierungsmöglichkeiten der von den Pumpenauscängen gelieferten Menge von Lecithin, nämlich ein Wechseln der Motorfrequenz, um die Auslaufmenge aller Pumpen auf eine festgelegte Menge zu ändern, und ein Ändern der Hublänge der einzelnen Pumpen, um die beste Nebelverteilung in der Trockenkammer 10, die für die spezielle Geometrie der Kammer- und Düseneinrichtung erreicht werden kann, zu erhalten.
Die Art, wie die Düsen für das zu trocknende Produkt urd für die Lecithinabgabe angeordnet sind, ist in Fig. 4 gezeigt.
Das System kann mit einer motorbetriebenen Speisepumpe zur Versorgung mehrerer Lecithindüsen ausgestattet sein. Mittlerweile ist es in diesem Fall schwieriger die Menge des Lecithinnebels gegenüber der Zone innerhalb der Trockenkammer, welche die bestimmte Düse beliefert, zu steuern. In jedem Fall ist das Ziel eine Menge von Lecithinnebel zu entwicklen, die einheitlich proportional zu der Dichte der Tropfen des Gemischs, welche ihre Flüssigkeit durch Verdampfung abgeben, ist.
Die Düsen 14 spritzen die Flüssigkeit-Feststoffgemische ein, und die Düse 70 spritzt den Lecithinnebeil ein, wobei die Lecithintripfen und die Gemischtropfen kollidieren, um ein Beschichteh mit Lecithin hervorzurufen. Die beschichteten Teilchen fallen auf das poröse Förderband 25, zur Bildung einer Matte 31, die, wie früher beschrieben, zur Ausgangskammer 32 transportiert wird, wo sie zernahlen sortiert und in Säcke gefüllt oder in Lagerbehälter mit Hinblick auf ein Füllen in Säcke transportiert werden kann. Die festen Nahrungsmittelteilchen, die nun mit Lecithin beschichtet sind, sind weit mehr hydrophil als wenn sie nicht mit Lecithin überzogen sein würden. Aus dem gleichzeitigen Sprühverfahren ergibt sich eine gründliche und einheitliche Teilchenbeschichtung. Als Folgerung davon wird ein derart behandeltes Nahrungsinittelprodukt, wie etwa Getränke-Weissener oder Pulvertrockenmilch, rasch nass und sirkt und löst sich auf, oder ist in dem zur Wiederherstellung des ursprünglichen Produkts vor dessen Trocknen verwendeten Wasser auf andere Weise verteilt.
Die Vorrichtung und das Verfahren sind mit Bezug auf Beschichtung von Milchfeststoff mit Lecithin illustriert worden. Fachleute werden mittlerweile erkennen, dass die Vorrichtung und das Verfahren eine Menge von Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in der Lebensmittelindustrie, bieten. Z.B. ist Sesam-Samenöl in der Vorrichtung als Sprüh-Beschichtungsstoff für Nahrungsmittelteilchen verwendbar. Dieses Öl weist nichtflüchtige und nicht-oxydierende Eigenschaften auf, die die wünschenswerten Eigenschaften des behandelten Produktes beschützen können. Propylenglycol ist ein anderes Speiseöl, das als Beschichtungssubstanz für eine Menge von Produkten verwendet werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung einer nicht flüchtigen Substanz auf aus einem Gemisch von festen Teilchen und Flüssigkeit stammenden Teilchen, umfassend die Stufen von:

Zerstäuben des Gemisches durch mindestens eine erste stationäre Düse in eine Kammer zusammen mit einem Strom erhitzten Gases zur Erzeugung eines Nebels im Gas suspendierter Tropfen des Gemisches zwecks Verdampfung der Flüssigkeit von den festen Teilchen der Tropfen,

Zerstäuben der Substanz durch mindestens eine zweite stationäre Düse in erwähnte Kammer im Gleichstrom mit dem Gas und dem Gemisch zur Bildung eines Nebels von Substanztropfen mit im wesentlichen laminaren Fliessen im Gasstrom, wobei die Substanztropfen mit den Gemischtropfen in Kontakt kommen und zu festen Teilchen führen und eine Schicht der Substanz auf den Teilchen ablagern, und Leiten des Gasstroms zu einem Fördermittel zwecks Absetzen der somit beschichteten Teilchen auf dem Fördermittel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Substanz durch Abgabe aus einer Düse zusammen mit Druckluft in Tropfen umgewandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fördermittel ein poröses Band ist, sodass sich die Teilchen nach erfolgtem Beschichten mit der Substanz auf dem Band absetzen, und das Gas durch das poröse Band passiert.

4. Vorrichtung zum Beschichten von aus einem Gemisch von festen Teilchen und Flüssigkeit stammenden festen Teilchen mit einer nicht flüchtigen Substanz, umfassend:

eine Trockenkammer,

ein Mittel zum Leiten eines Stroms erhitzten Gases in die Kammer,

mindestens eine erste stationäre Düse zum Zerstäuben des Gemisches in die Kammer und Bildung eines im Gas mitgeführten Nebels von Gemischtropfen, sodass das erhitzte Gas die Flüssigkeit von den festen Teilchen verdampfen lässt,

mindestens eine zweite stationäre Düse zum Zerstäuben der Substanz in die Kammer im Gleichstrom mit dem Gas und dem Gemisch und zur Bildung eines in dem Gas mitgeführten Nebels der Substanz mit einem im wesentlichen laminaren Fliessen zwecks Kontakt der Gemischtropfen und festen Teilchen zum Beschichten der Teilchen mit der Substanz, und

ein Fördermittel, gegen welches der Gasstrom geleitet wird, damit sich die beschichteten Teilchen an dem Fördermittel absetzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, demzufolge das Fördermittel ein poröses Band umfasst, auf welchem sich die Teilchen absetzen und durch welches das Gas fliesst.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, umfassend:

eine Mehrzahl von Pumpen mit Einläufen, von denen jeder an eine Quelle der Substanz angeschlossen ist bzw. Ausläufen, die an erwähnte zumindest eine Düse gekoppelt sind, wobei die Pumpen die von der zweiten Düse zu zerstäubende Substanz zusammenpressen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin in den einzelnen zweiten Düsen die Substanz durch einen Strahl abgegeben wird und zwecks Verbesserung der Zerstäubung der Substanz ein Strahl Druckluft in die Substanz abgegeben wird,

Mittel zum Anschliessen des substanz-abgebenden Strahls an eine Substanzquelle und Mittel zum Anschluss des luftabgebenden Strahls an eine Quelle von Druckluft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, umfassend:

eine Mehrzahl einstellbarer Leistungspumpen mit an eine Substanzquelle angeschlossenen Einläufen bzw. an die zweite Düse angeschlossenen Ausläufen,

einen einfachen Elektromotor und Mittel zum Anschluss des Motors an die Mehrzahl der Pumpen zum gleichzeitigen Pumpenantrieb.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, worin der Elektromotor ein Wechselstrommotor ist, umfassend: eine an den Motor angeschlossene Stromversorgung mit einstellbarer Frequenz zum Antrieb und Laufen des Motors bei einer zur Versorgungsfrequenz proportionalen Geschwindigkeit, sodass beim Einstellen der Frequenz die Ausgangaleistung aller Pumpen gleichzeitig geändert werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die zweite Düse mit der ersten Düse oben in der Kammer intermittierend angeordnet ist, und die Zerstäubung von der ersten und der zweiten Düse sowie das erhitzte Gas zu dem am Boden der Kaminer befindlichen Fördermittel geleitet werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 9, umfassend:

einen Behälter mit einem Auslauf, der mit den Einläufen der Pumpen zusammenarbeitet,

einen Tank mit einem Einlauf zur Versorgung mit erwähnt er Substanz,

ein Rohrsystem, das den Tank mit dem Behälter und den Behälter mit dem Tank verbindet, sowie im Rohrsystem angeordnete Pumpen zum Zirkulieren der Substanz zwischen dem Tank und dem Behälter,

einen Mantel auf dem Tank,

ein Warmwasser-Reservoir und eine Pumpe mit einem an das Reservoir angschlossenen Einlauf und einen an den Mantel angeschlossenen Auslauf zum Erhitzen der im Tank befindlichen Substanz, und

eine im Behälter für die Substanz angeordnete Heizspirale und ein Rohrsystem, das den Mantel mit der Heizspirale und die Heizspirale mit dem Reservoir verbindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4, umfassend eine Pumpe mit einem Einlauf für die Beschichtungssubstanz sowie einen an die zweite Düse angeschlossenen Auslauf.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wonach die Substanz ein Gemisch aus Lecithin und einem Speiseöl mit niedrigem Schmelzpunkt ist.