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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines löslichen Buttermilchpulvers.
Während die Herstellung eines haltbaren und sich gut wieder lösenden Pulvers aus
Milch schon vielfach in zufriedenstellender Weise ausgeführt ist, ist es bisher
nicht gelungen, aus Buttermilch ein Pulver herzustellen, das nach seiner Lösung
in Wasser die unveränderten Eigenschaften der Buttermilch besitzt und sich auch
nach längerer Zeit nicht zersetzt. Verschiedene Vorschläge sind in dieser Hinsicht
schon gemacht, so hat man z. B. die Buttermilch bereits in ein trockenes Pulver
übergeführt, dieses lieferte aber nicht ein der natürlichen Buttermilch entsprechendes
Produkt.
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Bei der Herstellung von Milchpulver ist man ferner schon so verfahren,
daß man die Milch zunächst z. B. im Vakuum vorkonzentr iert und dann durch Zerstäuben
in einer die Feuchtigkeit absorbierenden Atmosphäre trocknet. Für diese Vorkonzentration
wurde schon ein beheizter, unter Vakuum stehender Zylinder verwendet, über dessen
Innenfläche die Milch in dünner Schicht geleitet wird. Ferner sind Verdampfungsapparate
bekannt, bei denen die Flüssigkeit mittels eines umlaufenden Rührwerks im Spiralwege
durch den Apparat geführt wird.
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Die an sich naheliegende Übertragung der für die Herstellung von Milchpulver
bekannten Verfahren auf die Herstellung eines Pulvers aus Buttermilch ist, wie die
Praxis gezeigt hat, infolge der Verschiedenheit der beiden Ausgangsstoffe nicht
möglich. Insbesondere hat sich gezeigt, daß, wenn die Vorkonzentration
der
Buttermilch in der für Milch üblichen Weise vor sich geht, beim Zerstäuben der Buttermilch
in einer Feuchtigkeit absorbierenden Atmosphäre die Eiweißstoffe während dieser
Trocknung unlöslich werden, so daß die Buttermilch, welche man aus dem auf diese
Weise gewonnenen Pulver herstellt, innerhalb von 30 Minuten eine Trennung der Eiweißstoffe
von den Molken erkennen läßt.
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Bei den Versuchen, konzentrierte Buttermilch herzustellen, hat sich
der Übelstand herausgestellt, daß während des Eindampfens oder unmittelbar nach
demselben eine Zersetzung oder Trennung der verschiedenen Bestandteile der Buttermilch
stattfindet. Diese macht sich zunächst duYch Flockenbildung kenntlich und geht schließlich
in eine vollständige Trennung der koagulierten Eiweißstoffe von den Molken über.
In der Praxis hat man bei dem bisher besten Verfahren die Buttermilch während gleichzeitiger
Umrührung gekocht, so daß sich das Kasein absetzt, worauf die gekochte Buttermilch
mit dem abgeschiedenen Kasein eingedampft wird. Das erhaltene Produkt ist mehlig
und kann infolge des Kochens nicht wieder in Wasser gelöst werden. Wird die Buttermilch
nicht gekocht, sondern in ihrem ursprünglichen Zustand in der Pfanne unter Vakuum
gesetzt und eingedampft, so ergibt sich ein bräunliches Produkt, das durch die Wirkung
der Säure in der Hitze in Ouark und Molken zerlegt wird.
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Gemäß vorliegender Erfindung kann nun eine konzentrierte Buttermilch
hergestellt werden, die nicht die vorhin erwähnten Übelstände zeigt, sondern wesentlich
vorteilhafter als natürliche Buttermilch ist, da die aus. dem Pulver hergestellte
Buttermilch ihre natürliche Beschaffenheit mindestens 24 Stunden behält, während
natürliche Buttermilch bereits nach zwei bis drei Stunden Trennungserscheinungen
und Molkenbildung erkennen läßt.
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Es wurde erkannt, daß die Hauptschwierigkeit bei der Herstellung eines
Pulvers aus Buttermilch in der Vorkonzentration der Buttermilch liegt. Ist diese
in richtiger Weise gelungen, so bildet die spätere Trocknung in einer die Feuchtigkeit
absorbierenden Atmosphäre keine Schwierigkeiten mehr. Bei dem vorliegenden Verfahren
der Vorkonzentration der Buttermilch wird eine Reihe von bei der Herstellung von
Milchpulver an sich bekannter Maßnahmen, jedoch in einer besonderen Art und Weise
angewendet. Die vorzukonzentxierende Buttermilch wird durch einen von außen beheizten,
unter Vakuum stehenden Zylinder mittels Rührwerks im Spiralwege derart hindurchgeführt,
daß sich die an der Heizfläche erhitzten Milchteilchen nicht ansetzen. Zu diesem
Zweck müssen die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rührwerks und die Heiztemperatur
so gewählt werden, daß die Buttermilch sehr rasch (etwa in einer Minute) durch den
Zylinder hindurchgeht, dabei genügend vorkonzentriert wird, sich aber nicht an der
Heizfläche absetzt. Durch das rasch umlaufende Rührwerk werden die schwersten Teile
der Flüssigkeit gegen die heiße Wandung geschleudert, hier werden sie erhitzt und
durch den dabei erzeugten Dampf gezwungen, sofort von der Wandung zurückzutreten,
um noch nicht verdampften schwereren Bestandteilen Platz zu machen. Dadurch werden
die leichteren, Dampf enthaltenden Bestandteile nach der Mitte des Erhitzers gedrängt,
wo der Dampf leicht frei werden kann, während die noch nicht verdampfte schwerere
Buttermilch nach der Wandung hin strebt, wo sie die größte Erhitzung erfährt. Infolge
dieser Wirkung, die noch durch eine besondere Bauart des Rührwerks unterstützt wird,
bleibt die Buttermilch, welche mit der-beheizten Fläche in Berührung kommt, immer
flüssig, erreicht nicht die Siedetemperatur und kann sich nicht absetzen. In dem
Augenblick, in dem sie zu sieden anfängt, wird sie durch die schwerere, nicht kochende
Flüssigkeit verdrängt und nach innen bewegt, der Dampf wird abgetrennt und die die
festen Bestandteile enthaltende Flüssigkeit in die sich vorbewegende Milch zurückgeschleudert.
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Eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Einrichtung ist in Abb.
i schematisch in Ansicht veranschaulicht.
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Abb. 2 ist eine besondere Darstellung der Kondensierkammer für die
Flüssigkeit in größerem Maßstabe in senkrechtem Schnitt.
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Die Einrichtung besteht aus einer Eindampfvorrichtung i mit Kondensierkammern
2 für die Buttermilch, einer damit verbundenen Dampfkondensationskammer 3 und einer
Reihe zur Aufnahme der Buttermilch dienenden Behältern 4, welche sämtlich mit der
Kammer 2 durch Rohrleitungen 29 und Absperrorgane 3o verbunden sind. Die Behälter
4 sind durch Leitungen 36 auch mit der Dampfkondensationsvorrichtung 3 verbunden,
damit man in allen diesen Behältern dasselbe Vakuum erhalten kann, welches in der
Kammer 3 herrscht.
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Das Rohr 5 an der Kammer 3 kann mit einer geeigneten Pumpe verbunden
und mit einem Verschluß o. dgl. versehen sein. Die Behälter 4. sind sämtlich in
geeigneter Weise und unabhängig voneinander mit einem Rohr 6 verbunden, durch welches
die Milch mittels einer kleinen Pumpe 7 angesaugt und durch einen Heizapparat
8 gedrückt werden
kann. Von dieser Heizvorrichtung aus, @;
eiche verschiedener Bauart sein kann, fließt die Milch zu einer Druckpumpe g, durch
welche sie mittels der Röhre io zu dem Zerstäuber r i geleitet wird, um in der Kammer
12 zerstäubt zu werden. Feuchtigkeit absorbierende Luft wird der Kammer 12 in regelbarer
Menge durch eine Rohrleitung 13 zugeführt. Sie wird so zugeleitet, daß sie den Streukegel
der zerstäubten Buttermilch umgil)t. Irgendeine Vorrichtung, z. B. ein Sieb, kann
vorgesehen werden, um das Pulver von der mit Feuchtigkeit beladenen Luft zu trennen.
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Die besondere Bauart der Kammern :2 und 3 für die Kondensation der
Buttermilch und des Dampfes ist in Abb. 2 in größerem Maßstahe in Schnitt veranschaulicht.
Erstere besteht aus einer senkrecht angeordneten zylindrischen Heizkammer 1.4, die
zweckm"ßig aus dünnem Stahl- oder Metallblech hergestellt ist und einen geschlossenen
Boden mit einer zentralen Offnung 15 besitzt, durch «-elche die Luft eingeleitet
wird.
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Die äußere Oberfläche der Heizkammer 1.1. ist zweckmäßig mit einer
Mehrzahl wagerecht angeordneter Reifen oder Ringe 16 versehen, deren Ränder schräg
oder kegelförmig liegen, um das Kondensat, welches sich auf der Oberfläche des Erhitzers
sammelt, abfließen zii lassen. Diese zum Erhitzen dienende Kammer ist von einem
geeigneten Gehäuse oder Mantel 1 7 umgeben. In den so gebildeten Dampfraum wird
in bekannter Weise Dampf eingeleitet.
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Innerhalb der Kammer 14 ist ein umlaufender Schläger 18 angeordnet,
der aus zwei Gußstücken ig und 2o besteht, die auf einer senkrechten, bei 22 gelagerten
Welle 2i angeordnet sind. Das obere Lager 23 der Welle ist abnehmbar und bildet
einen Teil des Hutes 24. der Dampfkondensiervorrichtung.
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Zwischen den Teilen ig und 2o der Welle 21 sind Stäbe, Arme o. dgl.
befestigt, welche horizontal angeordnete Ringe 27 tragen, deren Durchmesser etwas
geringer ist als der innere Durchmesser der Heizkammer 14. Durch schnelle Drehung
dieser Schlagvorrichtung und infolge der ringförmigen, -Hinderiiisse bildenden Scheiben
wird die Milch gezwungen, in dünner Schicht spiralförmig an der Wandung der Kammer
emporzuströmen.
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Anstatt der dargestellten Scheiben 27 können natürlich auch andere
Vorrichtungen zu diesem Zwecke zur Anwendung kommen. Die äußere Beheizung des Zylinders
wird durch clie zentrifugal nach innen gezwängten Dämpfe und Bläschen des zu verdampfenden
Gutes gleichmäßig auf das ganze 'Milchquantum übertragen. Die Dicke der Schicht
hängt von der Drehgeschwindigkeit des Schlägers ab, die Schicht gestaltet sich nach
dem oberen Ende der Kammer zu im wesentlichen zu hinartiger Dicke.
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Das obere Ende der Kammer 14 ist von einem .Trog 28 umgeben, aus'
welchem eine Rohrleitung 29 zu den Behältern 4. führt. Ein Dreiweghahn o. dgl. 30
kann vorgesehen sein, uin den Stroin der Milch nach dem einen oder anderen der Behälter
4 (Abb. i) zu leiten.
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Der Oberteil des Schl gers ist mit einer Prellplatte 31 und einer
den Flüssigkeitsstrom ebenfalls ablenkenden Kappe 32 versehen. Die Welle 2i und
mit dieser der Schläger kann auf beliebige Weise mittels Zahnradgetriebes 33 und
Riemenscheibe 34. oder auf andere Weise angetrieben werden.
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Der aus der Kammer 14 kommende Dampf wird in die Dampfkondensationsanlage
25 eingesaugt, wo er in innige Berührung mit einem Sprühregen von Wasser kommt,
das durch ein Brauserohr 35 eingespritzt wird. Dadurch wird der Dampf kondensiert
und in dem Apparat ein tiefer Unterdruck erzeugt, welcher mindestens einer Quecksilbersäule
von .45o mm entspricht (zweckmäßig einer Quecksilbersäule von 575 bis 65o mm).
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w Die Behälter .I sind mit dem einen Teil der Dampfkondensationsanlage
3 bildenden Hut 24 durch Rohrleitungen 36 verbunden, wodurch in einem oder beiden
Behältern 4 ein Unterdruck erzeugt werden kann, so daß die Buttermilch von dein
Flüssigkeitv erdampfer zu einem oder beiden dieser Behälter je nach Wunsch fließen
kann.