DE4135665C2 - Mahlverfahren zur Herstellung von stärkehaltigen, grießförmigen Instantprodukten, durch dieses Verfahren erhältliche Grießprodukte sowie Verwendung derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von grießförmigen, stärkehaltigen Instandprodukten aus einem stärkehaltigen Ausgangsmaterial, bei dem das Stärkematerial unter Wärme- und/oder Druckbehandlung in einem Extruder extrudiert wird, das erhaltene Gelatinat pelletisiert und nach einer ggf. erforderlichen Trocknung vermahlen wird, wobei die extrudierten Ausgangsprodukte zu einem praktisch mehlfreien Endprodukt zerkleinert werden. Die Erfindung betrifft ebenfalls nach diesem Verfahren erhältliche Grießprodukte, die bis zu 90-95 Gew.-% aus einem granulären Erzeugnis mit einer Teilchengröße von zwischen 200 und 1250 µm bestehen und der Mehlanteil fast auf Null reduziert ist. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung der hergestellten Grießprodukte als Soßenbinder, Grießspeisen oder Mehlschwitzen.

Aufgrund der ausgezeichneten Haltbarkeit sind heutzutage Instant-Produkte sehr beliebt und weit verbreitet. Instant-Produkte sind trockene oder getrocknete Lebensmittel, die sich mit Flüssigkeiten, teilweise mit nachfolgendem Erhitzungsvorgang, unmittelbar verzehrfertig zubereiten lassen. Ihre Konsistenz ist pulverförmig, granuliert oder stückig. Insbesondere spielen in der Nahrungsmittelindustrie stärkehaltige Instant-Produkte wie z. B. Grieß aus Brotgetreidearten im Bereich Nährmittel eine große Rolle. Nicht nur Grießspeisen werden aus solchen Produkten einfach, schnell und insbesondere ohne Erwärmen bzw. Kochen hergestellt; auch für Soßenbinder und für Grundprodukte für Mehlschwitzen bieten sich solche Instant-Erzeugnisse mit hohem Stärkegehalt an. Dabei rührt das gute Gelbildungsvermögen von der dispergierbaren Amylose her. Am einfachsten erfolgt die "Instantisierung" durch Verkleistern von Stärkematerial, z. B. Mehl oder sonstigen geeigneten, dem Fachmann bekannten Stärkematerial durch Anwendung von Hitze und Druck, z. B. durch Extrudieren, wobei je nach verwendetem Extruder, Einfach- oder Doppelschneckenextruder, die üblichen Temperaturen, Drücke und Feuchtigkeitsgehalte des zu extrudierenden Erzeugnisses benutzt werden. Dies alles ist dem Fachmann seit langer Zeit wohlbekannt. Voraussetzung für eine solche Verwendung extrudierter Erzeugnisse ist eine grießartige, granuläre Darreichungsform.

Es ist bekannt, z. B. aus der DE 39 05 680 A1, solche Produkte durch die "Zerkleinerung" geeigneter extrudierter stärkehaltiger Rohstoffe herzustellen. Über die Art der Zerkleinerung selbst wird in der DE 39 05 680 A1 angegeben, daß diese z. B. über ein Brech- und/oder Riffelwalzensystem erfolgen kann. Das Mahlprodukt fällt jedoch in einer Teilchengröße von 0-1000 µm an, wobei nachgearbeitete Versuche ergaben, daß relativ hohe Mehlanteile im Bereich unter 350 µm anfallen, also in einem Bereich, der überwiegend nicht mehr als Grieß bezeichnet werden kann.

Weiterhin wurden zahlreiche Versuche mit Walzenmühlen, Kegelmühlen oder Hammermühlen zur Zerkleinerung des verkleisterten Stärkematerials durchgeführt, die aber keine befriedigenden Ergebnisse brachten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von grießförmigen, stärkehaltigen Instant-Produkten aus einem stärkehaltigen Ausgangsmaterial bereitzustellen, bei dem das Stärkematerial ggf. mit weiteren Zusatzstoffen vermischt, unter Wärme- und/oder Druckbehandlung in einem Extruder extrudiert wird, das erhaltene Gelatinat pelletisiert wird und ggf. nach einer ggf. erforderlichen Trocknung vermahlen wird, wobei das Ausgangsprodukt möglichst quantitativ in das angestrebte grießig-granuläre Endprodukt überführt werden kann. Dabei sollen keine nennenswerten Mehlanteile anfallen. Weiterhin sollen Grießprodukte, die gemäß diesem Verfahren erhältlich sind, bereitgestellt werden. Die Grießprodukte sollen für die Verarbeitung in einem Instant-Verfahren zu Grießspeisen, Soßenbindern oder Mehlschwitzen verwendet werden können, wobei auf das sonst übliche Kochverfahren verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 6 bzw. 7 gelöst.

Die Unteransprüche bilden die Erfindung weiter.

Erfindungsgemäß wird ein ganz bestimmtes Zerkleinerungsverfahren angewandt, nämlich die Zerkleinerung mittels einem Zahnscheibenmühlensystem mit mehreren Mahlgängen . .
Nach dem Partikeldurchmesser unterteilt man müllerei-technisch die Marktprodukte in Schrot (< 500 µm), Grieß (200-500 µm), Dunst (100-200 µm) und Mehl (14-150 µm). Mehl hat somit eine maximale Teilchengröße von 150 µm, wobei die Hauptmenge jedoch üblicherweise unter 100 µm liegt. Gemäß der EG-Norm hat Grieß eine Teilchengröße von 125-1250 µm, wobei jedoch eine untere Grenze der Teilchengröße von 150 µm unbedingt eingehalten werden soll, da ja darunter der Mehlbereich beginnt. Dieser Anteil zwischen 125 und 150 µm darf also nur sehr klein sein.

Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, ein Zerkleinerungsverfahren zu entwickeln, welches das Ausgangsprodukt, also die extrudierten Pellets aus verkleistertem Stärkematerial, möglichst quantitativ in das angestrebte, grießig granuläre Endprodukt überführt. Versuche mit Walzenmühlen, Kegelmühlen oder Hammermühlen haben keine brauchbaren Ergebnisse gebracht.

Es ist daher überraschend, daß man solche extrudierten Ausgangsprodukte dann zu einem praktisch mehlfreien Endprodukt zerkleinern kann, wenn man eine Zahnscheibenmühle mit breiten Abständen der Zähne der Mahlscheiben benutzt. Vorzugsweise wird dabei eine dreistufige Vermahlung unter mehrmaliger Vermahlung der groben Fraktion (< 1250 µm) und unter wiederholtem Sichten durchgeführt. Die bei einem solchen Verfahren anfallenden Endprodukte bestehen zu 90-95 Gew.-% aus einem granulären Erzeugnis zwischen 200 und 1250 µm, also Grieß und nur ein Rest von 5-10 Gew.-% fällt mehlfein oder gröber als 1250 µm an.

Dies ist umso überraschender, als selbst in den Firmeninformationen für solche Zahnscheibenmühlen, z. B. Typ Condux HZ 6, die Feinzerkleinerung in den Vordergrund gestellt wird und auch die Naßvermahlung eine bevorzugte Rolle spielt. Trotzdem kann im vorliegenden speziellen Fall der Mehlanteil fast auf Null reduziert werden. In der Praxis beträgt der Mehlanteil bei der dreistufigen Vermahlung weniger als 4,8 Gew.-% und der Rest an Teilchen von mehr als 1250 µm, die immer noch als Grieß bezeichnet werden können, fällt nur mehr an Spuren an.

Die Extrusion des stärkehaltigen Ausgangsmaterials erfolgt, wie schon erwähnt, in üblicher Weise. Solche Extrusionen sind wohlbekannt und man weiß, daß z. B. bei Anwendung eines Doppelschneckenextruders dem Ausgangsmaterial praktisch kein Fremdwasser zugesetzt werden muß, so daß Mehle mit ihrem natürlichen Wassergehalt von ca. 12-15 Gew.-% direkt extrudiert werden können, während bei Einschneckenextrudern, wo geringere Drücke und demgemäß auch geringere Temperaturen auftreten, vorzugsweise etwas befeuchtet wird, so daß der Wassergehalt des zu extrudierenden Ausgangsmaterials auf 15-20 Gew.-% oder sogar 25 Gew.-% eingestellt wird, je nach dem Extruderdruck.

Jedenfalls muß beim Extrudieren die Verkleisterungstemperatur des Stärkematerials hinreichend lange erreicht werden, um eine vollständige Verkleisterung zu erzielen.

Das erfindungsgemäß erhaltene Grießprodukt zeichnet sich dadurch aus, daß es zu 90-95 Gew.-% aus einem granulären Erzeugnis mit einer Teilchengröße von zwischen 200 und 1250 µm besteht und daß der Mehlanteil weniger als 4,8 Gew.-% beträgt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Produkte weisen somit besondere Eigenschaften aus, die sie insbesondere in Instant-Verfahren zur Herstellung von Grießspeisen, Soßenbindern oder Mehlschwitzen besonders geeignet machen. Das Ziel des Instantisierungs- und anschließenden Zerkleinerungsverfahren von Grieß ist, Grießspeisen herzustellen, wobei bewußt auf das sonst übliche Kochverfahren verzichtet werden kann und die grießige Struktur der fertigen Speise trotzdem erhalten bleibt.

Bei den stärkehaltigen Materialien handelt es sich insbesondere um Getreidemehlerzeugnisse, insbesondere Weizenmehl, -dunst, Maismehl, Durummehl oder Durumweizengrieß. Die besten Ergebnisse werden mit Weichweizengrieß erhalten.

Dem erfindungsgemäß erhaltenen Grießprodukt können auch noch übliche Zusatzstoffe wie Emulgatoren, Eiweiße, Aromen, Gewürze, Farbstoffe usw. zugemischt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

1. Schritt Herstellung des Ausgangsgranulats durch Extrusion und Pelletierung

Das Verfahren der Extrusion wird hier als bekannt vorausgesetzt. Die folgenden Daten geben Hinweise auf die wichtigsten technologischen Bereiche unter Verwendung eines Doppel-Schneckenextruders vom Typ Clextral BC-45 mit einem mittleren Durchsatz von 50 kg/h. Es kann insbesondere ein Clextral BC-45 Doppelschneckenextruder mit sogenannten "Single-flight"-Schrauben verwendet werden.

Das Trockenprodukt, nämlich vorzugsweise Weichweizengrieß wird mit 820 g/min in die Förderschnecke dosiert, welche eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 35 Upm sowie eine Kapazität von 49,2 kg/h hat. Ggf. kann dem Trockenprodukt in der Förderschnecke Wasser in einer Dosierung von 35 g/min zugesetzt werden, was für bestimmt Zwecke von Vorteil ist. Diese Wasserdosierung entspricht 4,3 Gew.-%, bezogen auf das befeuchtete Produkt, was einen Gesamtwassergehalt des Ausgangstrockenproduktes von ca. 15-17 Gew.-% ergibt.

Die Parameter der Schnecken sollten folgende Werte aufweisen:

Schneckenrotation im Extruder:|100 Upm
Länge der Schneckenelemente:	50 mm/100 mm
Steigung:	25 mm/15 mm
Schneckentype:	Single Flight

Am Extruderausgang ist vorzugsweise ein zentraler Düsentyp mit 8 Düsen einzusetzen, wobei die Düsen einen Durchmesser von 4 mm haben sollten. Der Druck unmittelbar vor der Düse sollte vorzugsweise 12 bar betragen.

Das Produkt ist beim Verlassen des Extruders mit einem Messer Typ Lösblatt abzuschneiden. Eine Messerrotation von 210 Upm ist hier von Vorteil.

Die Temperaturen an den hier aufgezählten Stationen sollten wie folgt aussehen:

Kühlung:|16°C
Thermoelement 1:	96°C
Düsenausgang:	134°C

Bei der obengenannten Kühlung ist das Kühlwasser in Zone 1 vorzugsweise mit 250 l/h zu befördern. Der Energieverbrauch liegt bei dieser Vorgehensweise bei 37 Ampere. Der Druck im Produkt liegt bei 135 bar.

Durch das Schneiden des extrudierten Stranges liegt der extrudierte Weichweizengrieß in Form von Pellets von ca. 4 mm Durchmesser und etwa 1-2 mm Länge vor. Da durch die Befeuchtung der Feuchtigkeitsgehalt etwas über dem normalen Feuchtigkeitsgehalt liegt und da überdies eine Trocknung unter den normalen Feuchtigkeitsgehalt solcher Pellets, nämlich auf einen Feuchtigkeitsgehalt von ca. 3-6 Gew.-% von Vorteil ist, werden die Pellets getrocknet. Die Trocknung erfolgt im Labormaßstab auf gleichmäßig im Trockenschrank bewegten Blechen bei einer Temperatur von 50°C. In der Praxis ist jeder Trockner geeignet, der eine Zerkleinerung der Pellets vermeidet, z. B. Bandtrockner, Plattentrockner, langsame Trommeltrockner.

Selbstverständlich können statt des oben erwähnten Düsentyps auch andere Düsen verwendet werden, z. B. Düsen, die ein Band mit etwa rechteckigem Querschnitt liefern. Die Extrusion runder Stränge ist aber am bequemsten und am meisten üblich.

2. Schritt Zerkleinerung

Ziel der Erfindung ist ein grießiges, mit nur ganz wenigen Mehlteilchen versehenes, granuläres Produkt. Normale Labormühlen vom Typ Hammer- oder Kegelmühle bringen hohe Mehlanfälle mit sich, die unvermeidbar sind.

Für die Zerkleinerung wurde eine Laborzahnscheibenmühle Typ T-30 verwendet. Man beginnt die Zerkleinerung mit Mahlgang 6, gibt den Abstoß über 1250 µm auf Mahlgang 4 und dessen Abstoß über 12 50 um auf Mahlgang 2. Die folgenden Tabelle 1 (Tripelversuch) zeigt die Mengenanfälle der einzelnen Feinheitsstufen.

Tabelle 1

Die Gesamtangabe des Abstoßes über 1250 µm erübrigt sich, da der Abstoß von Nr.6 (43,6%, 41,6% bzw. 42,6%) dem Mahlgang Nr.4 zugeführt wird.

Der Abstoß von Nr.4 (10,8%, 10,2% bzw. 10,8%) wird wiederum dem Mahlgang Nr.2 zugeführt.

Der Abstoß von Nr.2 beträgt 0,2% bzw. Spur. Vergleicht man diesen Abstoß mit dem Wert der Tabelle 2, so erhält man eine Differenz von 5,6-6,4%. Hier stellt sich nun die berechtig­ te Frage wie es zu dieser Differenz kommt.

Durch die immer geringer werdende. Siebmenge in Beispiel 2 (Tabelle 1) wird der Abstoß < 1250 µm geringer. Zusätzlich ist hier noch zu brücksichtigen, daß hier 3× gesiebt wird. In Tab. 2 auf Seite 10 wird eine bestimmte Menge des fertigen Instantgrieß nur 1× gesiebt. Es bleibt auf diese Weise wesent­ lich mehr Partikel < 1250 µm über.

Die fehlenden 0,2-0,6% sind zum Teil durch die Fehlergrenze bedingt und zum Teil durch geringe Anteile an verbliebenem Teilchenmaterial über 1250 µm.

Die Siebanalyse eines derartigen Mahlproduktes wurde wie folgt durchgeführt und erbrachte die in der Tabelle 2 angegebenen Ergebnisse.

Siebapparatur:
Laborsichter Jel-Engelsmann
Siebe:	Maschenweite: siehe Tabelle. Durchmesser der Siebe: 192 mm. Drahtsiebe blank ohne Würfel
Siebdauer:	3 min
Einwaage:	5 g

Feuchtigkeit der Greißpellets: 3,6% vor Vermahlen
Feuchtigkeit des Instantgrieß: 4,6% nach Vermahlen

Das fertige Produkt hat folgende Feinheitsgradverteilung (Tripelversuch, %)

Tabelle 2

Im Durchschnitt ergibt sich also beim fertigen Produkt ein Mehlanfall von nur 2,1% und ein Anteil an Übergröße über 1250 µm von 6,25%, der gewünschtenfalls der nächsten Vermahlungsstufe zugeführt werden kann, aber in aller Regel nicht stört.

Das Verfahren der Erfindung, liefert demnach ein praktisch reines Grießprodukt ohne größere Mengen an störende Mehlanteilen und ist somit für alle Anwendungszwecke bestens geeignet, wo man Instantgrieß wünscht.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von grießförmigen, stärkehaltigen Instantpro­ dukten aus einem stärkehaltigen Ausgangsmaterial, bei dem das Stärke­ material unter Wärme- und/oder Druckbehandlung in einem Extruder extrudiert wird, das erhaltene Gelatinat pelletisiert und nach ggf. erforder­ licher Trocknung vermahlen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermahlen in einem Zahnscheibenmühlensystem mit mehreren Mahlgän­ gen durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermahlen bzw. die Zerkleinerung in drei Mahlgängen erfolgt, wobei die Feinheits­ stufen grob, grießig und mehlig entstehen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die grobe Fraktion (< 1250 µm) einer nochmaligen Vermahlung auf der Zahnscheibenmühle unterzogen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermahlung der groben Fraktion auf der Zahnscheibenmühle so oft er­ folgt, bis die grießige Fraktion in einem Korngrößenbereich zwischen 200 und 1250 µm bei einer Ausbeute zwischen 90 und 95 Gew.-% anfällt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangspellets vor dem Vermahlen auf den geeigneten Wassergehalt, insbesondere 3-6 Gew.-% getrocknet werden.

6. Grießprodukt erhältlich nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zu 90-95 Gew.-% aus einem granulä­ ren Erzeugnis mit einer Teilchengröße von zwischen 200 und 1250 µm besteht und der Mehlteil weniger als 4,8 Gew.-% beträgt.

7. Verwendung des gemäß Anspruch 1 bis 5 hergestellten Grießproduktes für die Verarbeitung in einem Instantverfahren zu Grießspeisen, Soßenbin­ dern oder Mehlschwitzen.