DE4326468A1 - Verwendung von überhitztem Wasserdampf zur praktisch abgasfreien Trocknung von Wertstoffen und temperatursensitiven Wertstoffgemischen und damit hergestellte Trockenprodukte mit verbesserten Eigenschaften - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung beschreibt Verbesserungen auf dem Gebiet der großtechnisch einsetzbaren Trocknungsverfahren unter Gewinnung von insbesondere festen Wertstoffen und Wertstoffgemischen mit der Zielvorstellung, einerseits die heute immer dringlicher werdende Notwendigkeit erfüllen zu können, ent­ sprechende Trocknungsanlagen abluft- und abgasfrei betreiben zu können, zum anderen aber auch die Wirtschaftlichkeit und die mögliche Anwendungs­ breite solcher Verfahrenstypen substantiell zu verbessern. Die Erfindung will dabei insbesondere die Möglichkeit schaffen das Verfahrensprinzip der Trocknung eines wasserhaltigen Einsatzmaterials mit überhitztem Wasser­ dampf als Trocknungsgasstrom auch dort einsetzen zu können, wo sich bis zum heutigen Zeitpunkt diese an sich bekannte Technologie aus unter­ schiedlichsten Gründen nicht hat durchsetzen können. So will die er­ findungsgemäße Lehre insbesondere technische Lösungsansätze aufzeigen, wie das angesprochene Trocknungsverfahren auf Gebieten in die Praxis umgesetzt werden kann, die bisher dem Verfahrensprinzip der Trocknung mit über­ hitztem Wasserdampf in der Praxis nicht zugänglich erscheinen. Als Bei­ spiele seien hier benannt: die Herstellung von getrockneten hochwertigen und insbesondere Aromastoffe enthaltenden Lebensmitteln aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel und/oder der Ausgangsstoffe zu ihrer Her­ stellung, das Gebiet der Aromenkonzentrate für den Einsatz im angespro­ chenen Produktbereich, ebenso aber auch das Gebiet kosmetischer und phar­ mazeutischer Hilfs- und/oder Wertstoffe. Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung erfaßt schließlich aber auch den Bereich der Überführung potentieller Gefahrstoffe aus der Klasse der Herbizide, Fungizide und In­ sektizide in trockene Zubereitungsformen im Rahmen großtechnisch durch­ führbarer wirkungsvoller Auftrocknungen entsprechender wäßriger Zuberei­ tungen zu pulverförmigen und/oder agglomerierten Trockenprodukten mit verbesserter Redispergierbarkeit beziehungsweise Auflösung in Wasser.

Die erfindungsgemäße Lehre wird im nachfolgenden insbesondere anhand der Herstellung von aufgetrockneten Wertstoffen und Wertstoffgemischen aus dem Bereich der Lebensmittel und Aromastoffe geschildert, wobei diese Dar­ stellung aber lediglich beispielhaft für den breiteren Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Lehre zu verstehen ist. Die in der Erfindungsschil­ derung herausgegriffenen Sachgebiete sind besonders geeignet die vielge­ staltigen Schwierigkeiten aufzuzeigen, die bei den hier vorgegebenen hochkomplexen Stoffmischungen im Rahmen großtechnischer Trocknungsverfah­ ren zu wertvollen Trockenstoffen - insbesondere im Sinne von sogenannten Instant-Produkten - zu bewältigen sind. Diese leicht zu verstehenden Schwierigkeiten sind vielgestaltigster Natur. Ein wesentliches Wertelement für die Beurteilung von beispielsweise aufgetrockneten Lebensmitteln er­ gibt sich aus der Beschaffenheit des zum Verzehr rehydratisierten Nähr­ stoffes, wobei nicht nur die äußere, die physikalische Beschaffenheit ei­ nen kritischen Parameter darstellt. Entscheidungserheblich sind darüber hinaus beispielsweise Farbe, Geschmack und Geruch. Am Beispiel der Troc­ kenmilch wird das sofort verständlich: Trockenmilchpulver oder -agglomerat soll nicht nur die gewünschte rasche Wiederauflösbarkeit in Wasser zeigen, unverzichtbare Voraussetzungen sind die weiße Farbe des Trockenproduktes und die milchcharakteristischen Geruchs- und Geschmacksnoten. Gerade in Bezug auf die zuletzt genannten Anforderungen sind andere Produkte der Lebensmitteltechnologie noch anspruchsvoller. Lediglich als Beispiel sei auf Trockenzubereitungen von Kaffee beziehungsweise Kaffee-Extrakten und vergleichbaren Getränken insbesondere in Form entsprechender Instant-Pro­ dukte verwiesen. Die extreme Vielgestaltigkeit der Aromenstoffkombinati­ onen und deren unterschiedliche Flüchtigkeit insbesondere im Rahmen des Auftrocknungsprozesses - im Kaffeearoma sind heute bekanntlich mehrere 100 Einzelstoffe unterschiedlicher Flüchtigkeit nachgewiesen - macht nach heutigem Kenntnisstand für die großtechnische Herstellung von aufgetrockneten Kaffee-Extrakten ein umfangreiches Maßnahmenbündel erfor­ derlich. So können beispielsweise Kaffeearomen-Konzentrate durch Extrak­ tion mit überkritischem Kohlendioxid bei hohen Drucken isoliert und nach­ träglich auf das weitgehend aromaarme Trockenprodukt des Kaffee-Extraktes übertragen werden.

Die Lehre der Erfindung zeigt neue Möglichkeiten auf unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmedium im praktisch geschlossenen Verfahren in vereinfachter Weise zu Wertstoffen und Wertstoffgemischen zu kommen, die in dieser Form bisher als nicht zugänglich erschienen. Die erfindungsgemäße Lehre macht dabei insbesondere von der Technik der Trocknung in der Sprühzone Gebrauch, in der ein aufzutrocknendes Gut als disperse Phase mit einer geschlossenen Phase des Trocknungsgases im Gleich- und/oder Gegenstrom behandelt wird. Die erfindungsgemäße Lehre ist aber nicht auf die Sprühtechnologie beschränkt. Andere Möglichkeiten, die insbesondere mit der Sprühtechnik verbunden werden können, sind die Trocknung in der Wirbelschicht, die Fließbetttrocknung oder auch weitere bekannte Technologien.

Stand der Technik

Die Mehrzahl der industriellen Sprühtrocknungsanlagen arbeitet mit wasserfeuchten Produkten, die in feinverteilter Form mit einem Heißgas­ strom in Kontakt gebracht werden. Als heiße Trocknungsgase werden Luft, heiße Brenngase, in Sonderfällen aber auch Inertgase, insbesondere Stick­ stoff eingesetzt. Es wird dabei zwischen 3 Systemtypen unterschieden: die Durchlauftrocknung, die Kreislauftrocknung und die teilgeschlossene Kreislauftrocknung.

Merkmal der Durchlauftrocknung ist, daß das heiße Trocknungsgas, insbe­ sondere Trocknungsluft oder Brenngase, einmal durch das System geleitet werden und die Abluft in die Atmosphäre gelangt. Das Trockenprodukt wird aus der Trocknungszone ausgetragen. Der Abgasstrom wird in der Regel von mitgerissenen Gutanteilen gereinigt. Gleichwohl ist bekannt, daß diese Technologie zu beträchtlichen Umweltbelastungen durch Austrag unerwünschter Geruchsstoffe, Wirk- und Schadstoffanteile und dergleichen führen kann.

Die in der Praxis eingeführte Alternative zur Bewältigung dieser Proble­ matik ist das System der Kreislauftrocknung. Ein inertes Trocknungsgas, im allgemeinen Stickstoff, wird im geschlossenen Kreislauf so durch das Sy­ stem der Arbeitsstufen geleitet, daß keine Abluft in die Atmosphäre ge­ langt. Der aus der Trocknungszone abgezogene und mit zu verdampfender Feuchte sowie ausgetragenen Gutanteilen beladene Gasstrom wird von mitge­ tragenen Feststoffanteilen soweit wie möglich befreit und zur Kondensation des ausgetragenen Wasseranteiles abgekühlt. Dabei wird die Inertgasphase als Ganzes dieser Kondensations- und Waschstufe unterzogen. Die daraus wieder abgetrennte Gasphase wird durch einen Gaserhitzer geführt und in die Trocknungszone zurückgeleitet.

Eine Modifikation mit teilgeschlossener Kreislaufführung sieht zur Erhit­ zung des im Kreislauf geführten Gasstromes einen sogenannten selbst­ inertisierenden Lufterhitzer vor, in dem heißes Abgas aus der Verbrennung eines geeigneten Brennstoffes dem Kreislaufgasstrom unter dessen gleich­ zeitiger Aufheizung zugeführt wird. Ein entsprechender Abgasteilstrom muß der im Kreislauf geführten Gasphase entnommen werden. Durch geeignete Fahrweise kann auch bei direkter Beheizung des Trocknungsgases ein sauerstoffarmes Gemisch gebildet werden, das die Trocknung wasserhaltiger staubexplosionsfähiger Produkte unter Inertgasbedingungen ermöglicht. Für die Trocknung von anspruchsvollen Wertstoffgemischen und insbesondere für eine Herstellung von pulverförmigen oder agglomerierten getrockneten Nah­ rungsmitteln wie Milchpulver und dergleichen scheidet diese Fahrweise gleichwohl aus.

Seit Anfang dieses Jahrhunderts ist bekannt, daß zur Trocknung wäßriger Wertstoffzubereitungen anstelle der Heißluft auch überhitzter Wasserdampf eingesetzt werden kann. Erste Vorschläge zu einer solchen Verfahrensmodi­ fikation gehen auf das Jahr 1908 zurück. Insbesondere in den letzten Jahrzehnten ist in der Literatur die Möglichkeit solcher Trocknungsver­ fahren unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Heißgasmedium inten­ siv untersucht und mit den in der Praxis bekannten Trocknungsverfahren auf Basis von Heißluft verglichen worden. Aus der umfangreichen einschlägigen Literatur sei auf die nachfolgenden Veröffentlichungen verwiesen, die ih­ rerseits umfangreiche Literaturverzeichnisse zu diesem Arbeitsgebiet be­ inhalten: A.M. Trommelen et al. "Evaporation and Drying of Drops in Superheated Vapors" AIChE Journal 16 (1970), 857-867; Colin Beeby et al. "STEAM DRYING" Soc of Chem Eng. Japan, Tokyo (1984), 51-68 sowie W.A. Stein "Berechnung der Verdampfung von Flüssigkeit aus feuchten Produkten im Sprühturm" Verfahrenstechnik 7 (1973), 262-272.

Die Trocknung wäßriger Zubereitungen von Wertstoffen und Wertstoff­ gemischen, die als Netz-, Wasch- und/oder Reinigungsmittel geeignet sind, unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Heißgasstrom ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 92/58 49 der Anmelderin bekannt. Die damit verbundenen Vorteile gegenüber der üblichen Sprühtrocknung mit Heißluft als Trockengas liegen zum einen in der Abwesenheit von Sauer­ stoff, so daß die Probleme bei der Auftrocknung rein oder weitgehend or­ ganischer Wertstoffe, beispielsweise entsprechender Tenside auf Natur­ stoffbasis, vermieden werden. Die Trocknung mit überhitztem Wasserdampf zeichnet sich darüber hinaus durch ökonomische und ökologische Vorteile aus. Die Kreislaufführung des Heißdampfes als Trocknungsgas ermöglicht die praktisch abgaslose Fahrweise. Weitere Vorteile, die unter anderem auch durch die grundsätzlichen Unterschiede des Trocknungsgases bedingt sind, finden sich in der angegebenen Veröffentlichung.

Weiterführende Arbeitsanweisungen unter Einsatz der Heißdampftrocknung für das angegebene Sachgebiet finden sich in den nachfolgenden, auf die Ar­ beiten der Anmelderin zurückgehenden Druckschriften beziehungsweise äl­ teren deutschen Patentanmeldungen: DE-A 40 30 688, DE-A 42 04 035, DE- A 42 04 090, DE-A 42 06 050, DE-A 42 06 521, DE-A 42 06 495, DE- A 42 08 773, DE-A 42 09 432, DE-A 42 34 376 sowie DE-P 42 37 934.2, DE- P 43 07 115.5 und DE-P 43 19 828.7. Zum Zwecke der Erfindungsoffenbarung wird hiermit ausdrücklich der Offenbarungsinhalt dieser Druckschriften und älteren Anmeldungen der Anmelderin ebenfalls zum Gegenstand der vorlie­ genden Erfindungsoffenbarung gemacht, der in Kombination mit den nachfol­ gend angegebenen weiterführenden Erkenntnissen und Arbeitsregeln zu ver­ stehen ist.

Eine Besonderheit der Heißdampftrocknung gemäß der zuvor zitierten WO 92/58 49 liegt im individuellen Temperaturverlauf des jeweils zu trocknenden wäßrigen Guttropfens in der Heißdampfsprühzone. Durch Konden­ sation des überhitzten Wasserdampfes auf einem kühleren Einsatzgut und Abgabe der Kondensationswärme an das zu trocknende Gut findet eine spon­ tane Aufheizung des wäßrigen Tropfens auf die Siedetemperatur des Wassers unter Arbeitsbedingungen statt, beim Arbeiten unter Normaldruck also auf Temperaturen von etwa 100°C. Diese Siedetemperatur wird als Mindesttempe­ ratur während des gesamten Trocknungszeitraumes im Guttropfen beibehalten. In der Endphase des Auftrocknungsvorganges kann ein rascher Temperaturan­ stieg in Richtung auf die Grenztemperatur der das tropfenförmige Gut um­ gebenden Heißdampfphase stattfinden. Aussagekräftige Untersuchungen zu dieser Problematik finden sich in der eingangs zitierten Veröffentlichung A.M. Trommelen et al. a.a.O. Der Verfasser untersucht in dieser Arbeit unter anderem das Temperaturverhalten isolierter Tropfen unterschiedlich­ ster wäßriger Medien, einerseits bei ihrer Behandlung mit vorbeistrei­ chender Heißluft, andererseits mit vorbeistreichendem Heißdampf. Unter­ sucht werden dabei insbesondere auch charakteristische Vertreter aus dem Gebiet der Nahrungsmittel, nämlich entsprechende Tropfen aus Milch, aus Kaffee-Extrakt und aus Tomatensaft. Auffallend ist der rasche Temperatur­ anstieg des aufgetrockneten Guttropfens im Heißdampf und die damit ver­ bundene erhöhte Temperaturbelastung des Wertstoffgutes im Trockenprodukt. Berücksichtigt man die technisch vorgegebene Tatsache, daß bei der Fein­ zerteilung eines zu trocknenden wäßrigen Gutes, beispielsweise über Sprühdüsen, unausweichlich Tropfengrößen einer beträchtlichen Bandbreite gebildet werden, so leuchten die zu erwartenden Schwierigkeiten für den Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas sofort ein: Der be­ trächtliche Anteil an kleinen und kleinsten Tröpfchen hat längst den Zu­ stand der Auftrocknung und damit die beginnende Stufe der Überhitzung er­ reicht, bevor die Tropfen mittlerer Größe oder des oberen Durchmesserbe­ reichs hinreichend aufgetrocknet sind.

Die hier nur auszugsweise angeschnittenen Schwierigkeiten sind unzweifel­ haft mitverantwortlich für die Tatsache, daß die Heißdampftrocknung von thermolabilem wäßrigem Gut, beispielsweise Milch oder Milchprodukte wie Molke, in der Praxis als undurchführbar erscheint. Nach den Anweisungen der einschlägigen Literatur liegt für die Herstellung eines hochwertigen Milchtrockenproduktes im Rahmen der Sprühtrocknung die maximal einstell­ bare Guttemperatur bei etwa 80 bis 85°C. Bevorzugt werden Verfahren die die Einstellung von maximalen Guttemperaturen im Bereich von etwa 60°C erlauben. Lediglich im Rahmen der Bearbeitung der Milch ist eine kurzfri­ stige Hitzebehandlung bei erhöhten Temperaturen zur Verlängerung der Haltbarkeit und zur Ausschaltung pathogener Mikroorganismen vorgesehen. Unterschieden wird hier bekanntlich zwischen der Pasteurisation (Hocher­ hitzung auf 85°C für 2 bis 3 sec), der Kurzzeiterhitzung im Plattenerhit­ zer (72 bis 75°C für 15 bis 30 sec) sowie der Dauererhitzung (62 bis 65°C für 30 bis 32 min). Bekannt ist auch die sogenannte Ultrahocherhitzung (UHT) entweder durch indirekte Erhitzung (136 bis 138°C/5 bis 8 sec) im Röhren- oder Plattenwärmeaustauscher und durch direkte Erhitzung (140 bis 145°C/2 bis 4 sec) durch Dampfinjektion mit anschließender aseptischer Abpackung. Zur Einstellung geschmacklicher Vorteile kann das Bactotherm- Verfahren eingesetzt werden, das in einer Kombination von Zentrifugalent­ keimung in Bactofugen (65 bis 70°C) und UHT-Erhitzung des abgetrennten Sediments (2 bis 3% der Milch) mit anschließender Rekombination besteht. Hierdurch vermeidet man die Erhitzung der gesamten Milchmenge. Bekannt ist schließlich die Sterilisation bei 107 bis 115°C für 20 bis 40 min oder bei 120 bis 130°C für den Zeitraum von 8 bis 12 min in der Verpackung im Autoklaven. Hier werden geschmackliche Beeinträchtigungen bewußt in Kauf genommen. Zu Einzelheiten des hier angesprochenen Sachgebiets vergleiche beispielsweise Belitz et al. "Lehrbuch der Lebensmittelchemie" 4. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Kapitel 10 "Milch und Milchprodukte". Die Her­ stellung von Milchtrockenprodukten ist in dieser Veröffentlichung im Un­ terkapitel 10.2.5, a.a.O. 477/478 geschildert, danach wird die Milch zu­ nächst über Dünnschichtverdampferanlagen auf 40 bis 50% Trockenmasse vor­ konzentriert. Zur Herstellung hochwertiger Trockenprodukte muß die ther­ mische Belastung so gering wie möglich gehalten werden, anderenfalls tritt die Denaturierung der Milchproteine und eine Bräunung des Trockenprodukts infolge der Maillard-Reaktion auf. Die heute in großtechnischem Umfange zur Verfügung stehende Trockenmilch in Form von Halb-Instantprodukten oder Voll-Instantprodukten sind durch Sprühtrocknung mittels Zentrifugalzer­ stäubung oder durch Düsenversprühung im Sprühturm feinverteilt mit Heiß­ luft im Gleichstrom oder Gegenstrom aufgetrocknet. In den letzten Jahren haben sich Mehrstufenverfahren durchgesetzt in denen die eigentliche Sprühtrocknung die erste und eine Fließbetttrocknung in einem Vibrations­ fließbett die zweite Trocknungsstufe bilden. Es werden agglomerierte Trockenprodukte mit verbesserten Benetzungseigenschaften erhalten. Neue Sprühtrocknungssysteme arbeiten mit in der Sprühtrockenkammer integriertem Fließbett. Zur Verbesserung der Wiederauflösbarkeit des Milchpulvers wer­ den physiologisch verträgliche Emulgatoren in geringer Menge auf das Trockenpulver aufgetragen. Ein literaturbekannter Emulgator ist Lecithin.

Zur Technologie der Sprühtrocknung und verwandter Trocknungstypen wie der Trocknung in der Wirbelschicht und im Fließbett wird beispielsweise ver­ wiesen auf Mujumdar "Handbook of Industrial Drying" Marcel Dekker, Inc. New York 1987, siehe dort beispielsweise Seite 579 und folgende. Ausführ­ liche Angaben zur Milchtrocknung finden sich a.a.O. im Unterkapitel "Drying in the Dairy Industry", siehe hier insbesondere das Unterkapitel "3. MILKPOWDER TECHNOLOGY" a.a.O. 591 bis 603. Ausführlich wird hier im Unterkapitel "3.1 Drying Milk Droplets" die Entstehungsgeschichte des einzelnen aufgetrockneten Milchtropfens mit seiner Krustenbildung und In­ klusion beschränkter Mengen der Trocknungsluft geschildert.

Die hier am Beispiel der Milchauftrocknung dargestellte Problematik be­ trifft insbesondere die Bereiche der Wertstoffdegeneration unter Einfluß der erhöhten Trocknungstemperaturen und die Bildung von harten krusten­ förmigen Auftrocknungsprodukten, die insbesondere in späten Stadien der Auftrocknung jedes individuellen Tropfens den Austritt des Restwassers aus dem Inneren des Tropfens behindern können, so daß letztlich dadurch das Risiko der Wertstoffdegeneration durch den benötigen längeren Zeitraum der Auftrocknung substantiell ansteigt.

Ein ganz anderer Typ von Schwierigkeiten bei der Auftrocknung von Wert­ stoffen aus dem durch die Erfindung angesprochenen Bereich liegt dann vor, wenn Aromastoffe essentielles Bestimmungselement für die Qualität des an­ gestrebten Trockenproduktes sind. Ein typisches Beispiel hierfür sind Trockenkaffee und aufgetrocknete Fruchtpulver sowie ganz allgemein Aroma­ stoffe. Aus der bereits zitierten Literatur sei hier verwiesen auf Belitz "Lehrbuch der Lebensmittelchemie" a.a.O. Kapitel 5 "Aromastoffe", Kapitel 18 "Obst und Obstprodukte" sowie Kapitel 21 "Kaffee, Tee, Kakao". Zum speziellen Gebiet der Gewinnung von Kaffee-Extrakten in Trockenform sei beispielsweise verwiesen auf die Veröffentlichung N. Pintauro "COFFEE SOLUBILIZATION", Commercial Processes and Techniques, NOYES DATA CORPORATION, Park Ridge, New Jersey/London, England 1975. In dieser Ver­ öffentlichung in Buchform werden in ausführlicher Darstellung die vielge­ staltigen Probleme bei der Gewinnung von Kaffee-Extrakten in Trockenform in einer Qualität geschildert, die vom Verbraucher akzeptiert wird. Le­ diglich punktweise seien einzelne Probleme angesprochen: Die Bewahrung und/oder Übertragung des Kaffeearomas mit seiner Kombination von einigen 100 Wertstoffen auf das trockene Fertigprodukt bereitet extreme Schwie­ rigkeiten und fordert beträchtlichen technologischen Aufwand. Die Inklu­ sion von Restluft im sprühgetrockneten Kaffee-Extrakt führt beim Aufgießen mit Wasser zur Freisetzung der inkludierten Luftbläschen und damit zum unerwünschten Aufschwimmen einer weißen Schaumschicht. Durch zusätz­ liche Maßnahmen wie Vermahlen des primär anfallenden Trockenproduktes und erneute Agglomeration des Mahlgutes muß hier Abhilfe geschaffen werden.

Ein weiterer insbesondere auf dem Gebiet der Lebensmittel und Aromastoffe aber auch auf dem Gebiet pharmazeutischer Präparate sehr wichtiger Ge­ sichtspunkt liegt in der Einstellung und Sicherstellung zuverlässiger Sterilbedingungen in der zur Trocknung eingesetzten Anlage, den bei der Trocknung eingesetzten Arbeitsmitteln, insbesondere der Trocknungsgasphase und natürlich im eingesetzten und aufgetrockneten Wertstoff und Wert­ stoffgemisch. Es ist bekannt, daß in den bisher zum großtechnischen Ein­ satz kommenden Anlagen beträchtliche Aufwendungen dafür anfallen können, beispielsweise zuverlässig steril Luft im Kontibetrieb zur Verfügung zu stellen.

Die hier an den Beispielen der Gewinnung von Trockenprodukten auf Basis von Milch und Kaffee-Extrakt gezeigten Schwierigkeiten können naturgemäß nicht mehr sein als ein kurzes Antippen der sehr viel umfangreicheren Probleme, die im einzelnen in der zitierten Literatur und den dort wie­ derum genannten weiteren. Literaturzitaten ausführlich beschrieben sind. Entsprechende Probleme stellen sich auf verwandten Gebieten, die für die Lehre der Erfindung heranzuziehen sind.

Gegenstand der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform ein Verfahren zur Behandlung eines wasserhaltigen, fließfähigen und fein verteilten Wertstoffgutes (disperse Phase) mit überhitztem Wasserdampf (geschlossene Phase) im Gleich- und/oder Gegenstrom in einer von dem überhitztem Was­ serdampf durchströmten Sprühzone unter Austrag von Wasser und wasser­ dampfflüchtigen Inhaltsstoffen aus dem dispersen Einsatzmaterial und Bildung eines feinteiligen Trockengutes. Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß in der dispersen Phase Wertstoffe und Wert­ stoffzubereitungen aus den nachfolgenden Bereichen zum Einsatz kommen: Nährstoffe, insbesondere Lebensmittel (Nahrungs- und Genußmittel) und Ausgangsstoffe zu ihrer Herstellung, Aromastoffe (Geruchs- und Ge­ schmacksstoffe) enthaltende Zubereitungen, Zubereitungen aus den Bereichen kosmetischer und pharmazeutischer Hilfs- und/oder Wertstoffe sowie Herbi­ zide, Fungizide und Insektizide. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbesondere vor, das Einsatzmaterial in Form wasserhaltiger Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten einzusetzen und dabei insbeson­ dere im Bereich des Normaldrucks zu arbeiten. Da der überhitzte Wasser­ dampf als geschlossene Phase und als Trocknungsmedium eingesetzt wird, stellt sich in dem zu trocknenden Gut nahezu unmittelbar die Guttemperatur im Bereich von etwa 100°C ein. Gleichwohl wird der Zugang zu hochwertigen Wertstoffen und Wertstoffgemischen der angegebenen Bereiche möglich. Die Technologie der Heißdampftrocknung ermöglicht dabei das Arbeiten im prak­ tisch vollständig geschlossenen System, so wie es in den eingangs zi­ tierten älteren Schutzrechten der Anmelderin für das Gebiet der Trocknung von Wertstoffen aus dem Gebiet der Netz-, Wasch- und Reinigungsmittel be­ schrieben ist.

Die Erfindung betrifft in weiteren Ausführungsformen für den Verzehr durch Mensch und/oder Tier geeignete Nahrungs- beziehungsweise Futtermittel und für diesen Einsatzzweck geeignete Hilfsstoffe in Form eines wenigstens weitgehend aufgetrockneten Feststoffträgers, der mit weiteren physiolo­ gisch verträglichen Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagt worden sein kann. In dieser Ausführungsform ist die Lehre der Erfindung dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Feststoffträger im aufgetrockneten aber noch nicht beaufschlagten Zustand mit einer saugfähig porösen Innenstruktur versehen und durch Auftrocknung eines wasserhaltigen Nährstoffes beziehungsweise einer entsprechenden Nährstoffmischung in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist. Der Feststoffträger mit poröser In­ nenstruktur ist dabei insbesondere durch Sprüh- und/oder Wirbelschicht­ trocknung eines fließfähigen Naßgutes, insbesondere durch Trocknung von wäßrigen Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten der den Fest­ stoffträger bildenden Wertstoffe hergestellt worden. Es ist dabei weiterhin bevorzugt, daß der aufgetrocknete poröse Träger im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C als Feststoff vorliegt, dessen Plastizität und Ober­ flächenklebrigkeit derart eingeschränkt sind, daß substantielle Ver­ klebungen der Teilchen miteinander und/oder Verklebungen deren offenpo­ rigen Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des über­ hitzten Wasserdampfes ausscheiden. Sichergestellt ist damit die Möglich­ keit einen solchen porösen Träger mit frei wählbaren Auftragsmassen zu imprägnieren, die zu einem wenigstens substantiellen Anteil in die poröse Innenstruktur des Trägers eingetragen sind.

Die Erfindung betrifft in weiteren Ausführungsformen die Anwendung der Sprühtrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Trockenprodukten des Bereiches der Molke­ reiprodukte, sowie von Trockenprodukten der Bereiche Kaffee und Kaffee- Extrakte, entsprechende entkoffeinierte oder Kaffee-Ersatz-Produkte, Tee und Tee-Extrakte, Gemüse- und/oder Fruchtpulver, Trockensuppen und -soßen, Kakao, Kakao/Milch- oder Frucht/Milch-Zubereitungen, Vitamin/Frucht- be­ ziehungsweise Fruchtaroma-Kombinationen.

In speziellen Ausführungsformen sind Gegenstand der Erfindung schließlich Trockenmilch und Trockenmilchprodukte, hergestellt durch Sprühtrocknung des wäßrigen Wertstoffgutes in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmedium sowie weiterhin wenigstens weitgehend wasserlöslicher Trockenkaffee beziehungsweise Kaffee-Extrakt in schütt- und rieselfähiger Form sowie entsprechende Zubereitungsformen von Tee und Tee-Extrakten, Kakao, Gemüse- und Fruchtpulvern, gegebenenfalls in Abmischung mit weiteren wasserlöslichen Komponenten aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel. Charakteristisch für alle diese Produkte ist das sie durch Sprühtrocknung in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsme­ dium hergestellt worden sind und dabei bevorzugt in die poröse Grund­ struktur des getrockneten Gutes weitere Hilfs- und/oder Wertstoffe einge­ tragen enthalten. Beispiele für solche Hilfs- und Wertstoffe sind Aroma­ stoffe (Geruchs- und Geschmacksstoffe) physiologisch verträgliche Lö­ sungsvermittler, Süßungsmittel und dergleichen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind schließlich Aromenkonzentrate in Form schütt- und rieselfähiger Feststoffpulver und/oder -agglomerate enthaltend einen porösen Trägerfeststoff, hergestellt durch Trocknung ei­ ner wäßrigen Zubereitung eines im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C festen, physiologisch verträglichen Wert- und/oder Hilfsstoffs, insbeson­ dere aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel, der durch Sprüh­ und/oder Wirbelschichttrocknung wäßriger Zubereitungen des Trägermaterials mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist. Nachfolgend ist dieser poröse Trägerfeststoff mit flüssigen und/oder festen Aromastoffen und ihren fließfähigen Zubereitungen beladen worden, woraufhin bevorzugt eine abschließende Umhüllung des mit Aromastoffen ge­ füllten Trägers mit einem physiologisch verträglichen und lagerdichten Überzug vorgenommen worden ist.

Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Lehre

Die im nachfolgenden geschilderte scheinbare Vielzahl von Einzelelementen zum erfindungsgemäßen Handeln wird am einfachsten aus einer zusammenfas­ senden Betrachtung der erfindungsgemäßen Lehre, ihren technischen Mög­ lichkeiten und ihren Vorteilen verständlich. Eine solche zusammenfassende Darstellung dieser Elemente und die analytische Betrachtung ihrer Bedeu­ tung für das Gesamtverfahren wird daher im nachfolgenden vorgezogen.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet aufgrund der chemischen Natur des Trocknungsmediums - überhitzter Wasserdampf als geschlossene Gasphase - bezogen auf den jeweils gewählten Trocknungsschritt im geschlossenen Kreislauf. Aus der Trocknungsstufe, insbesondere der Sprühzone, wird mit zusätzlich verdampftem Wasser beladener Heißdampf abgezogen und - nach Abtrennung des Brüdenteilstromes, der dem verdampften Wasseranteil ent­ spricht - im Kreislauf wieder in die Trocknungszone zurückgeführt. In diese Kreislaufführung des Heißdampfes ist - bevorzugt im indirekten Wär­ meaustausch und unmittelbar vor dem Wiedereintritt des Dampfstromes in die Sprühzone - die Möglichkeit zur Wiederaufheizung des Heißdampfes auf die vorgegebene Einsatztemperatur des Trocknungsmediums vorgesehen. Das zu trocknende Gut wird in seiner wasserhaltigen Einsatzform fein verteilt in die Trocknungszone eingeführt - im Rahmen der Sprühtrocknung insbesondere in den mit überhitztem Wasserdampf durchströmten Raum eingesprüht oder in anderer Form darin fein verteilt - während das getrocknete Gut aus diesem Bereich in an sich bekannter Weise, üblicherweise am Boden der Sprühzone, ausgeschleust wird.

Die Konzeption des geschlossenen und praktisch abgasfreien Kreislaufs be­ trifft aber auch den als Brüdenteilstrom abgezweigten verdampften Wasser­ anteil des aufgetrockneten Wertstoffgutes. Dieser Dampfteilstrom verläßt die Trocknungszone mit Austrittstemperaturen, die sich aus den vorgege­ benen Eintrittstemperaturen und dem Ausmaß der Wasserverdampfung in der Trocknungsstufe ergeben. Ausgetragen werden dabei nicht nur die ver­ dampften Wasseranteile, auf dem durch die Erfindung betroffenen Sachge­ biet, insbesondere bei der Auftrocknung von Nahrungs- und Genußmitteln, werden üblicherweise auch dampfflüchtige Komponenten mit diesem Brüden­ teilstrom abgezogen. Im Gegensatz zur heute üblichen Trocknung mit Heiß­ luft oder heißen Brenngasen werden diese ausgetragenen Anteile des aufzu­ trocknenden Gutes aber nicht freigesetzt und insbesondere in die Umwelt entlassen. Die erfindungsgemäße Lehre des Arbeitens mit dem überhitzten Wasserdampf als Trocknungsmittel gibt die Möglichkeit der Überführung der gesamten Wasserdampfphase in die kondensierte Form des Wassers in flüs­ siger Phase. Eine Vielzahl der mit dem Dampf ausgetragenen Wertstoffan­ teile des zu trocknenden Gutes werden dabei mitkondensiert und/oder als volumenmäßig stark verringerte Gasphase einer gesteuerten Weiterverwertung zugänglich.

Die Bedeutung dieses Arbeitens wird am Beispiel der Aromastoffe enthal­ tenden Nahrungs- und Genußmittel als zu trocknendes Einsatzmaterial sofort verständlich: Erfindungsgemäß gelingt die Bewahrung aller Komponenten des Einsatzgutes in kontrollierten und kontrollierbaren Teilstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es tritt dabei ein wichtiges Verfahrens­ prinzip in Erscheinung: Die Trocknung im überhitzten Wasserdampf als Trocknungsgas führt zu einer Stofftrennung des üblicherweise komplexen aufzutrocknenden Wertstoffgutes in die aufgetrockneten Feststoffanteile und die mit dem Brüdenteilstrom ausgetragenen flüchtigen, unter Normalbe­ dingungen üblicherweise flüssigen und/oder festen Anteile. Beide Anteile des eingesetzten Wertstoffgutes stehen aber auch nach der Trennung im Trocknungsschritt unter sicherer Verfügungskontrolle und sind damit der gezielten Weiterverarbeitung - beispielsweise einer Rekombination - zu­ gänglich.

Ein weiterer entscheidender Punkt für das Verständnis des erfindungs­ gemäßen Handelns ergibt sich aus dem folgenden: Der bei der Trocknung in überhitztem Wasserdampf anfallende Feststoffanteil bildet unter Bedin­ gungen, die im nachfolgenden noch im einzelnen angegeben sind, eine ganz bestimmte Struktur aus. Die charakteristischen Elemente sind eine durch­ gängige mikroporöse Feststoffstruktur ohne die Ausbildung einer ver­ schlossenen Kruste im Außenbereich. Hier gilt das folgende: Werden wäßrige Tropfen von Wertstoffen beziehungsweise Wertstoffgemischen in konventio­ nellem Heißgas, insbesondere in heißer Luft, aufgetrocknet, bildet sich im Tropfen von der Oberfläche nach innen schnell ein Temperatur- und Feuch­ tigkeitsgradient aus. Die Oberfläche des Tropfens trocknet schnell, es entsteht eine feste, geschlossene Kruste. Aus dem Inneren des Tropfens diffundiert Flüssigkeit nach außen, wobei im Wasser gelöste Stoffe aus­ kristallisieren, sobald deren Löslichkeit überschritten wird. Das Ergebnis ist eine weitere Verfestigung und Verdickung der äußeren Hülle. Reste von mikrodisperser Luft bleiben in dem verschlossenen Kügelchen eingeschlos­ sen.

Die Trocknung eines Tropfens im überhitzten Wasserdampf läuft dagegen an­ ders ab. Beim Kontakt des noch nicht auf Siedetemperatur aufgeheizten Tropfens mit überhitztem Dampf kondensiert zunächst Wasser auf der Ober­ fläche. Es bildet sich ein Wasserfilm um den Tropfen. Die Kondensations­ wärme geht auf das Tropfeninnere über. Ist die Verdampfungstemperatur im Inneren des Tropfens erreicht, so erfolgt in dem Einstoffsystem Wasser/Wasserdampf die Trocknung gemäß der Dampfdruckkurve im gesamten Tropfen, d. h. das Wasser beginnt im gesamten Tropfen zu verdampfen. Es wird also nicht wie bei der zuvor geschilderten Trocknung mit üblichen Heißgasen bereits zu Beginn eine starre Außenhülle gebildet, die das weitere Schrumpfen des Tropfens verhindert. Der Tropfen trocknet über den Querschnitt gleichmäßig ein, wobei sich in dem entstehenden Feststoffge­ füge offenbar durchgängig viele kleine Dampfkanäle bilden. Die gebildete Trockenstoffmasse wird damit extrem porös. Diese hohe Porosität des Fest­ stoffmaterials kann die Grundlage für vielgestaltige Elemente des er­ findungsgemäßen Handelns und für die Vorteile beim Einsatz der er­ findungsgemäßen Lehre sein. So kann die hohe Porosität des Feststoffma­ terials Grundlage für eine substantiell verbesserte Wasserlöslichkeit und Benetzbarkeit und/oder für ein stark erhöhtes Saugvermögen des heiß­ dampfgetrockneten Materials gegenüber fließfähigen Phasen im Vergleich zum konventionell getrockneten Material sein. Erfindungsgemäß wird damit nicht nur die äußere Teilchenoberfläche des kornförmigen Trägerbeads der Bele­ gung mit einer Auftragsmasse zugänglich, insbesondere die innere Oberflä­ che und letztlich damit der ganze frei zugängliche Innenraum des im über­ hitzten Wasserdampf getrockneten Trägerbeadkorns kann mit Auftragsmasse belegt beziehungsweise ausgefüllt werden. Es leuchtet sofort ein: Die über den Brüdenteilstrom ausgekreisten aber auch dort wie zuvor angegeben im geschlossenen Verfahrenskreislauf zugänglichen dampfflüchtigen Komponenten des zu trocknenden Einsatzgutes können mit dem saugfähigen und hochporösen Trockenprodukt in einer Weise rekombiniert werden, wie es bisher nicht möglich gewesen ist. Diese dampfflüchtigen Anteile können nämlich wieder in das Innere des jetzt zum porösen Träger aufgearbeiteten Feststoff­ anteiles des Einsatzmaterials eingetragen werden. Darüber hinaus besteht die nachfolgend noch im einzelnen geschilderte Möglichkeit, ein derart rekombiniertes Wertstoffgut durch Versiegelung mit einer außen aufge­ tragenen Schutzhülle dauerhaft lagerfähig auszugestalten.

Voraussetzung für die Wahrnehmung dieser Vorteile des erfindungsgemäßen Handelns ist unter anderem, daß sich das feinkörnige Trockengut als mikroporöses stabiles Trägerbead ohne geschlossene Kruste ausbilden kann. Dieser Fall ist immer dann gegeben, wenn der getrocknete poröse Träger im Arbeitstemperaturbereich der Trocknungszone als Feststoff vorliegt, dessen Plastizität und Oberflächenklebrigkeit derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder Verklebungen deren offenporiger Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfes ausscheiden. Da das erfindungsgemäße Ver­ fahren in seiner bevorzugten Ausführungsform im Bereich des Normaldrucks arbeitet, stellt sich als Guttemperatur im der Auftrocknung unterliegenden Materialteilchen der Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C ein. Für diesen Bereich sind also die zuvor gegebenen Anforderungen zu erfüllen. Der überwiegende Teil der dem erfindungsgemäßen Verfahren zu unterwerfen­ den Wertstoffe und Wertstoffgemische erfüllt diese Voraussetzungen auf­ grund seiner naturgegebenen Zusammensetzungen. Insbesondere gilt das für die naturstoffgebundenen Einsatzmaterialien der in einer auf getrocknete Feststoffphase umzuwandelnden Lebensmittel, der Aromastoffe liefernden Pflanzen und Pflanzenteile aber auch für eine Vielzahl der anderen für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren definierten Materialien. Ist in Sonderfällen diese Voraussetzung der Ausbildung des aufgetrockneten Wertstoff gutes als Feststoffträger mit hochporöser Innenstruktur nicht gewährleistet, dann kann durch Mitverwendung von geeigneten Hilfsstoffen diese Bedingung in einfacher Weise erfüllt werden. Die Erfahrung bei­ spielsweise auf dem Gebiet der Herstellung von trockenen Instant-Pro­ dukten, insbesondere in Form von freifließenden Pulvern und/oder Agglomeraten zeigt allerdings, daß gerade auf dem Gebiet der naturstoff­ basierenden Einsatzmaterialien in breitestem Bereich die hier gegebene Voraussetzung erfüllt ist. Konventionell hergestellte Trockenmilch ist ebenso ein entsprechendes Feststoffgut wie die aufgetrockneten Extrakte von Kaffee, Tee, Fruchtsäften und dergleichen. An sich bekannte Besonder­ heiten der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf erleichtern das ange­ strebte Ergebnis: Die Trocknungsgasphase des überhitzten Wasserdampfs er­ laubt das sauerstofffreie Arbeiten im Hochtemperaturbereich. Die Guttem­ peratur des Tropfens wird über weite Abschnitte seines individuellen Auf­ trocknungsvorgangs durch die Verdampfungstemperatur des Wassers unter Ar­ beitsbedingungen bestimmt. Die Offenporigkeit des entstehenden Trocken­ gutes und die Verhinderung der Krustenbildung aus intermediär entstehenden gelartigen Schichten ermöglicht - im Zusammenwirken mit nachfolgend im einzelnen noch geschilderten bestimmten Verfahrenselementen - eine solche Abkürzung des Trocknungsvorgangs in der Phase des überhitzten Wasserdampfs, daß selbst hoch-degenerierungsgefährdete Materialien wie Milch und Milchprodukte dem erfindungsgemäßen Trocknungsverfahren mit ho­ hem Erhaltungsgrad unterworfen werden können.

Die bisherigen Betrachtungen haben sich im wesentlichen mit der Natur und der Entstehung des porösen Feststoffgutes beschäftigt. Integraler Be­ standteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aber auch die Elemente und Vorteile die sich aus der sachgerechten Behandlung und Aufarbeitung des abgezogenen Brüdenteilstromes ergeben.

Die mit diesem Brüdenteilstrom vom eingesetzten Wertstoffgemisch abge­ trennten und aus dem Verfahrenskreislauf herausgezogenen dampfflüchtigen Komponenten - insbesondere beispielsweise Anteile komplexer Gemische von Aromastoffen - fallen bei der Kondensation des Brüdenteilstromes gewis­ sermaßen in gereinigter Form an, die eine besonders einfache und kosten­ günstige Rückgewinnung dieser Aromastoffe in ihrer Gesamtheit ermöglichen. Der von mitgerissenen Feststoffanteile befreite Brüdenteilstrom enthält jetzt ja nur noch Wasser und die dampfflüchtigen insbesondere organischen Komponenten. Die Abtrennung dieser zuletzt genannten Stoffe von der rein wäßrigen Phase kann in beliebiger Weise und insbesondere ohne Behinderung durch sonstige Mischungskomponenten erfolgen, wie sie üblicherweise bei der Aromengewinnung aus beispielsweise Früchten, Pflanzenteilen und der­ gleichen zu berücksichtigen sind. Die erfindungsgemäße Lehre sieht hier den Einsatz der gesamten Breite der zur Aromengewinnung entwickelten Ver­ fahren des Standes der Technik vor. In einer besonders wichtigen und ein­ fachen Ausführungsform kann hier aber der übergetragene organische Anteil von der wäßrigen Phase wirkungsvoll durch Membrantrennverfahren abgetrennt werden. In der Regel ist dabei keine Auftrennung des komplexen organischen Stoffgemisches notwendig. Es kann als Ganzes mit dem porösen Feststoff­ träger wieder vereinigt und von ihm in seiner Innenstruktur aufgenommen werden.

Vergleichbare Überlegungen zur Vereinfachung des Gesamtverfahren gelten, wenn die mit dem Brüdenteilstrom ausgetragenen Stoffanteile des Einsatz­ gutes Verunreinigungen sind. Auch ihre Abtrennung von der rein wäßrigen Phase des kondensierten Brüdenteilstromes ist technisch einfach zu verwirklichen, so daß die anschließende Vernichtung der Verunreinigungen beispielsweise durch Verbrennung möglich wird. Solche Verunreinigungen können im Rahmen des Gesamtverfahrens hier doch noch zu sekundären Wert­ stoffen dadurch werden, daß sie als Brennstoffanteile im Rahmen der Wie­ deraufheizung des im Kreislauf geführten Heißdampfstromes zum Einsatz kommen. Dieses Wiederaufheizen erfolgt üblicherweise auf indirektem Wege durch Wärmeaustausch, so daß Verunreinigungen des im Kreislauf geführten Heißdampfstromes ausgeschlossen sind.

Wie bisher dargestellt ermöglicht die erfindungsgemäße Lehre eine opti­ mierte Wiedervereinigung aller erwünschten Komponenten des in wäßriger Zubereitung vorliegenden Ausgangsstoffes im Fertigprodukt. Die erfin­ dungsgemäße Lehre ist aber nicht darauf eingeschränkt. Die mikroporöse Struktur des isoliert gewonnenen Feststoffanteiles schafft die Möglich­ keit, zusätzliche Wertstoffe oder auch andere Wertstoffe als die über den Brüdenteilstrom ausgetragenen Anteile in den Träger einzulagern und gewünschtenfalls darin lagerstabil zu versiegeln. Es leuchtet sofort ein, daß hier gerade für das Gebiet der wasserlöslichen Instant-Produkte auf dem Gebiet der Nahrungs- und Genußmittel bisher nicht erschlossene Wege eröffnet werden. Aber nicht nur dieses Gebiet der Lebensmittel für den menschlichen Verzehr ist damit betroffen. In gleicher Weise können Tier­ futtermittel zu vorbestimmbar zusammengesetzten Compounds aufgearbeitet werden, denen durch ein abschließendes Coaten hohe Lagerstabilität gegeben werden kann. Das gleiche gilt für Wertstoffe und Wertstoffgemische des pharmazeutischen und/oder kosmetischen Bereichs. Einleuchtend ist ebenso, daß die Produktqualität des Bereichs der erfindungsgemäß angesprochenen Hilfsmittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums und der Schädlingsbe­ kämpfung substantiell verbessert werden kann. Schon die Möglichkeit, auf diesem Gebiet nicht staubende, gleichwohl instantlösliche Wertstoffzube­ reitungen in einem in sich vollständig geschlossenen Verfahrenskreislauf zur Verfügung zu stellen, beleuchtet die Bedeutung des erfindungsgemäßen Handelns unter Berücksichtigung der heutigen Anforderungen an Produktöko­ logie und -ökonomie.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der erfindungsgemäßen Lehre beschäftigt sich mit der potentiellen Verwertbarkeit des abgezogenen Brüdenteilstromes in Teilbereichen des Gesamtverfahrens. Die Erfindung will in sinnvoller Weise dieses in kontinuierlichem Strom anfallende (Teil)Produkt des Verfahrens praktisch verwerten. Auf die hier gegebenen Möglichkeiten wird im ein­ zelnen im nachfolgenden eingegangen. Hier sei nur auf zwei mögliche Ver­ wertungsbereiche verwiesen: Der Brüdenteilstrom kann vor seiner Kondensa­ tion zur Abtrennung von wasserdampfflüchtigen Anteilen - insbesondere Aromastoffen - des zu trocknenden Wertstoffgutes eingesetzt werden, so daß ein an diesen flüchtigen Wertstoffanteilen abgereichertes wasserhaltiges Gut der Trocknung mit dem überhitzten Wasserdampf zugeführt wird. Zum an­ deren kann von dem Energiegehalt des Brüdenteilstroms insbesondere im Rahmen seiner Kondensation und Übergang der Kondensationswärme auf zu be­ handelndes wäßriges Einsatzgut sinnvoll Gebrauch gemacht werden. Hierdurch gelingt beispielsweise ein Aufkonzentrieren des aufzutrocknenden wäßrigen Gutes vor seiner Einführung in die Stufe der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf.

Ein letzter allgemein gültiger und in vielen Fällen sehr wichtiger Ge­ sichtspunkt sei hier erwähnt. Die Wahl des überhitzten Wasserdampfs als Trocknungsmedium schafft die Möglichkeit, die Trocknungsanlage in ihrer Gesamtheit in einer vorbereitenden Arbeitsstufe zuverlässig zu entkeimen. Auch das Trennmittel selber, der überhitzte Wasserdampf, ist entkeimt. Die Sterilbedingungen werden während des Gesamtprozesses aufrechterhalten. Das zu trocknende Gut nimmt in der Trocknungsphase den Bereich der Entkei­ mungstemperaturen an. Im Fertigprodukt liegen keine Luftinklusionen vor, so daß die erleichterte Langzeitsterilität des Fertigprodukts aus diesem Gesichtspunkt gesichert werden kann. Hier liegen sowohl bezüglich der Technologie als bezüglich der Produktqualität entscheidende Vorzüge ge­ genüber den in der Praxis bisher eingesetzten Trocknungsverfahren mit Heißluft.

Konkret gilt zu den eingangs kurz geschilderten verschiedenen Ausfüh­ rungsformen des Handelns im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre das folgen­ de:

Eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lehre betrifft das Verfah­ ren zur Trocknung eines wasserhaltigen Einsatzmaterials aus den angegebenen Bereichen unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsphase, wobei das zu trocknende Gut die disperse Phase und der überhitzte Wasserdampf die geschlossene Phase bilden. Die bevorzugt ein­ gesetzte Technologie ist die bekannte Sprühtrocknung, in der das zu trocknende Gut in fein verteilter Form im Gleichstrom und/oder im Gegen­ strom zur geschlossenen Trocknungsgasphase geführt und im erwünschten Ausmaß aufgetrocknet wird. Üblicherweise wird hier in Sprühtürmen gear­ beitet. Das zu trocknende wasserhaltige Einsatzmaterial kann durch Sprüh­ düsen, aber auch auf anderem Wege, beispielsweise durch Rotationsscheiben beziehungsweise Zentrifugalzerstäuber feinteilig in den mit dem Trock­ nungsgas durchströmten Turm eingeführt werden. Bekannt ist dabei die Ein­ speisung des zu trocknenden Wertstoffgutes im Kopfbereich eines solchen Turmes, wobei hier auch eine Mehrzahl von beispielsweise Sprühdüsen - gewünschtenfalls auch in unterschiedlichen Ebenen angeordnet - vorgesehen sein können. Ebenso bekannt ist aber auch die Zuführung des zu trocknenden Gutes, insbesondere durch Sprühdüsen, am Fuße eines Sprühturmes, wobei das zu trocknende Gut zunächst nach oben in den Turm gesprüht wird und dann unter der Einwirkung der Schwerkraft die Bewegungsrichtung umkehrt und nach unten fällt. Die Strömungsrichtung des überhitzten Wasserdampfes kann als Gleichstrom und/oder als Gegenstrom zur Bewegungsrichtung des zu trocknenden Gutes vorgesehen sein.

Das Einsatzmaterial wird zweckmäßigerweise in Form wasserhaltiger Lö­ sungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten eingesetzt. Auf dem Ge­ biet der durch die Erfindung betroffenen Wertstoffe und Wertstoffgemische liegen entsprechende wäßrige Zubereitungen entweder von vornherein vor - ein Beispiel hierfür ist etwa die Milch - oder aber entsprechende wäßrige Zubereitungen können in einfacher Form, beispielsweise durch Extraktions­ prozesse von Pflanzen und Pflanzenteilen mit Wasser und/oder wäß­ rig/organischen Systemen hergestellt werden. Beispiele für den zuletzt genannten Fall sind Kaffee-Extrakte im weitesten Sinne. Die erfindungs­ gemäße Verfahrensmethodik ist gleichermaßen für Kaffee-Extrakte wie für entkoffeinierten Kaffee-Extrakt oder auch für Kaffee-Ersatz und Kaffee- Zusatzstoffe geeignet. Aus den zuletzt erwähnten Bereichen sei lediglich beispielhaft verwiesen auf Malzkaffee, Gerstenkaffee, Zichorienkaffee, Eichelkaffee und dergleichen, im einzelnen siehe das zitierte Lehrbuch der Lebensmittelchemie, Belitz a.a.O., Kapitel 21, insbesondere Unterkapitel 21.1.3 bis 21.1.5.

Bewußt sind hier nebeneinandergestellt die beiden Grundtypen der Trocknung von Milch auf der einen Seite und von Kaffee-Extrakten auf der anderen Seite. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei diesen beiden Vertretern nämlich um charakteristische Beispiele für an sich ganz unterschiedliche Problemstellungen, mit denen sich die erfindungsgemäße Lehre auseinanderzusetzen hat und die erfindungsgemäß gelöst werden können. Die Auftrocknung von Milch im großtechnischen Ver­ fahren wird beherrscht durch das Problem der möglichen Degeneration wich­ tiger Milchinhaltsstoffe, insbesondere der Milchproteine, die mit einer irreversiblen Verwandlung des Trockenstoffes zum erschwert löslichen oder weitgehend unlöslichen Trockenprodukt verbunden sein kann. Aromenverluste durch Austrag entsprechender Aromastoffe mit dem Trocknungsgas spielen keine oder bestenfalls eine völlig untergeordnete Rolle. Bezüglich des Geschmacks und des Geruchs sind hier eher unerwünschte Veränderungen im Feststoffanteil - wiederum bedingt durch unerwünschte Degenerierungs­ reaktionen - zu berücksichtigen.

Ganz anders liegt der Sachverhalt beim Auftrocknen des Kaffee-Extraktes. Hier sind die im Rahmen des Auftrocknungsprozesses unvermeidlichen Aro­ menverluste durch Austrag der heißdampfflüchtigen Aromenanteile einer der beherrschenden Problembereiche. Der anfallende Feststoff ist im Vergleich mit der Milchauftrocknung gegenüber eintretenden Überhitzungen weitaus unempfindlicher. Sofort verständlich ist, daß diese unausweichliche Schä­ digung eines wasserdampfflüchtige Aromastoffe enthaltenden Einsatzgutes durch die Auftrocknung im überhitzten Wasserdampf nicht auf Kaffee-Ex­ trakte eingeschränkt ist. Geruchs- und Geschmacksstoffe beliebigen Ur­ sprungs sind potentiell in gleicher Weise gefährdet, sofern wesentliche Komponenten wasserdampfflüchtig sind und insbesondere bei der sich im Guttropfen einstellenden Arbeitstemperatur zum erleichterten Austrag nei­ gen beziehungsweise befähigt sind.

Wie angegeben sieht die erfindungsgemäße Lehre in einer bevorzugten Aus­ führungsform beim Anfallen von erwünschten Komponenten im Heißdampf vor, diese Anteile - beispielsweise also den ausgetragenen Anteil an Aroma­ stoffen - wenigstens anteilsweise wieder zurückzugewinnen und ge­ wünschtenfalls mit dem in der Trocknungsstufe anfallenden Trockengut wieder zu vereinigen. In Fällen in denen die mit dem abgezogenen Heißdampf ausgetragenen Anteile des zu trocknenden Wertstoffgutes als Verunreini­ gungen anzusprechen sind scheidet allerdings eine solche Wiedervereinigung mit dem Trockengut in aller Regel aus. Hier gibt die erfindungsgemäße Lehre die zuvor bereits geschilderte Möglichkeit, die Verunreinigungen in geeigneter Weise zu entsorgen und insbesondere zu verbrennen. Dabei kann ein entsprechender Produktteilstrom dem Brenner zugeführt werden, der - im indirekten Wärmeaustausch - zur Wiederaufheizung des im Kreislauf ge­ führten Stromes von überhitztem Wasserdampf auf Einsatztemperatur dient.

Die Arbeitsbedingungen der Trocknungsstufe können in gewissen Grenzen dem jeweils zu trocknenden Wertstoff beziehungsweise Wertstoffgut angepaßt werden. Gültig ist das insbesondere für die Wahl der Einsatztemperatur des überhitzten Wasserdampfes und die durch Steuerung des Trocknungsverfahrens bestimmte Austrittstemperatur der geschlossenen Phase aus der Trocknungs­ zone. Einzelheiten hierzu werden nachfolgend noch angegeben. Einheitlich gilt für eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre, daß die Trocknung des jeweils gewählten Naßmaterials im Bereich des Normal­ drucks erfolgt. Dieser Begriff des Normaldrucks umfaßt im allgemeinen die Bereiche bis etwa 150 mbar Überdruck beziehungsweise Unterdruck, wobei entsprechende Druckabweichungen nach oben oder unten bis etwa 100 mbar und insbesondere bis etwa 50 mbar bevorzugt sein können. In vielen Anwen­ dungszwecken wird mit sehr kleinen Druckabweichungen vom Umgebungsdruck gearbeitet, die dann beispielsweise im Bereich bis etwa 10 oder 15 mbar liegen können.

Die sich einstellende Guttemperatur der wäßrigen Zubereitung des dispersen Wertstoffes oder Wertstoffgemisches in der Trocknungszone entspricht der Siedetemperatur des Wassers unter dem Arbeitsdruck, liegt also üblicher­ weise im Bereich von etwa 100°C. Trotz dieser vom jeweils gewählten Wert­ stoffgemisch unabhängigen Voraussetzung können durch Variation insbeson­ dere der Temperatur des eingesetzten überhitzten Wasserdampfes und der Temperaturspanne zwischen Eintritts- und Austrittstemperatur der Wasserdampfphase wichtige Anpassungen an die im jeweils bestimmten Ein­ zelfall vorgegebenen Voraussetzungen vorgesehen beziehungsweise vorgenom­ men werden. Wird beispielsweise mit vergleichsweise wenig temperatur­ sensitiven Materialien gearbeitet, so können Einsatztemperaturen des überhitzten Wasserdampfes Werte im Bereich bis 500°C oder auch noch darüber, beispielsweise Werte bis etwa 700°C, gewählt werden. Bevorzugt ist es allerdings insbesondere auf dem Gebiet der für den menschlichen Verzehr bestimmten Lebensmittel (Nahrungs- und Genußmittel) auch hier mit nicht zu scharfen Temperaturbelastungen zu arbeiten, so daß hier bevor­ zugte Eintrittstemperaturen des überhitzten Wasserdampfes im Bereich von etwa 220 bis 450°C und insbesondere im Bereich von etwa 280 bis 350°C liegen. Beim Arbeiten mit vergleichsweise temperatursensitiven Wertstoffen beziehungsweise Wertstoffgemischen werden im erfindungsgemäßen Sinne be­ vorzugt Eintrittstemperaturen der Heißgasphase in die Trocknungsstufe im Bereich bis etwa maximal 300°C, vorzugsweise im Bereich von etwa 105 bis 280°C und insbesondere im Bereich von etwa 110 bis 150-180°C gewählt. Besondere Bedeutung kann hier dem Bereich der Eintrittstemperaturen von etwa 140 bis 180°C zukommen. Gerade auf dem Gebiet der Einsatzmaterialien auf Basis von Milchprodukten mit ihrer hohen Gefahr der Degenerierung durch Temperatureinwirkung erschließt die erfindungsgemäße Trocknungs­ technik die Möglichkeit, wirkungsvolle Trocknungsergebnisse bei Ein­ trittstemperaturen des überhitzten Wasserdampfes von etwa 145 bis 160°C und gleichzeitigen Austrittstemperaturen des Wasserdampfes im Bereich von etwa 105 bis 115°C einzustellen. Ganz allgemein gilt, daß bevorzugte Aus­ trittstemperaturen im Bereich von etwa 105 bis 150°C und insbesondere im Bereich von etwa 105 bis 130°C liegen können. Diese Dampfaustrittstempe­ raturen ermöglichen jeweils eine optimale Ausnutzung der mit dem über­ hitzten Heißdampf eingeführten Wärmeenergie.

Wie angegeben kann ein wichtiger Verfahrensparameter zur Bewältigung der hier angesprochenen Schwierigkeiten in der richtigen Wahl und Anpassung der mittleren Verweilzeiten der dispersen Phase im Bereich des überhitzten Wasserdampfes liegen. Üblicherweise arbeitet die erfindungsgemäße Lehre mit entsprechenden Verweilzeiten von höchstens einigen Minuten, bei­ spielsweise 2 bis 10 Minuten und insbesondere nicht mehr als etwa 5 Minu­ ten. Für temperaturgefährdete Materialien können wesentlich kürzere Verweilzeiten gewählt werden, die dann vorzugsweise unterhalb etwa 1 Mi­ nute und zweckmäßigerweise im Bereich von höchstens etwa 30 Sekunden lie­ gen. Die eingangs geschilderten Besonderheiten der Auftrocknung des je­ weiligen Guttropfens ohne Krustenbildung und unter Beibehaltung der mikroporösen Struktur fördert den raschen Wasseraustrag aus dem jeweiligen Partikel auch in den Endstadien des Trocknungsverfahrens, so daß wirkungsvolle Trocknungsergebnisse selbst bei Verweilzeiten des Guttrop­ fens im Heißdampfbereich von höchstens etwa 10 bis 20 Sekunden gewährlei­ stet werden können. Unter Berücksichtigung des nachfolgend noch zu disku­ tierenden Verfahrensparameters der mittleren Teilchengrößen der dispersen Phase gelingt es zu wirkungsvollen Trocknungsergebnissen im Bereich von etwa 1 bis 20 Sekunden und sogar im Bereich von wenigen Sekunden, bei­ spielsweise etwa 1 bis 5 und sogar im Bereich von etwa 1 bis 2 Sekunden zu kommen. Die Überführung eines Naßproduktes zum rieselfähigen Trockenpro­ dukt kann unter temperaturschonenden Arbeitsbedingungen in derart kurzen Zeiträumen wenigstens in einem solchen Ausmaß durchgeführt werden, daß eine Nachtrocknung des gebildeten Feststoffgutes unter milderen Verfah­ rensbedingungen technisch durchführbar wird. Auf diese Variante der auch erfindungsgemäß vorgesehenen Kombination der Heißdampftrocknung in der Sprühzone mit nachgeschalteten und/oder integrierten Folgestufen der Trocknung, beispielsweise im Sinne einer Wirbelschichttrocknung und/oder Fließbetttrocknung, wird noch im einzelnen eingegangen.

Zur Durchführung der Sprühtrocknung ist es in der Regel zweckmäßig, die individuelle Tröpfchengröße einerseits und das Spektrum der jeweils auf­ tretenden Tröpfchengrößen einzuschränken. So ist erfindungsgemäß bevorzugt mit mittleren Teilchengrößen der wasserhaltigen dispersen Phase unterhalb 1 mm und vorzugsweise im Bereich von etwa 35 bis 700 µm und insbesondere im Bereich von etwa 50 bis 500 µm zu arbeiten. Durch eine solche Feinver­ teilung des aufzutrocknenden Wertstoffgutes ist die beabsichtigte Vergrö­ ßerung der für den Wasseraustritt aus der Flüssigphase in die Dampfphase entscheidenden Flüssigkeitsoberfläche pro Volumeneinheit der zu behan­ delnden Wertstoffphase sichergestellt. Die spezifische und für den Stoff­ austausch entscheidende Flüssigkeitsoberfläche kann damit in an sich be­ kannter Weise beispielsweise um den Faktor 10² bis 10⁵ vergrößert werden.

Diese Anbietungsform der zu trocknenden wasserhaltigen Wertstoffphase mit substantiell vergrößerter Oberfläche schafft die Möglichkeit zur extremen Intensivierung und/oder Beschleunigung der Auftrocknung.

In einer besonders wichtigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handelns wird die zu trocknende fließfähige Wertstoffphase unter Mithilfe eines Treibgases versprüht. Die einschlägige Technik kennt die verschie­ denartigsten Ausgestaltungen solcher Sprühvorrichtungen, insbesondere Sprühdüsen. Verwiesen wird auf die einschlägige Fachliteratur, siehe hierzu beispielsweise H. Brauer "Grundlagen der Einphasen- und Mehrpha­ senströmungen" in GRUNDLAGEN DER CHEMISCHEN TECHNIK, Verfahrenstechnik der chemischen und verwandter Industrien, Verlag Sauerländer, Aarau und Frankfurt am Main (1971), Seite 308-323, A.H. Lefebvre "Atomization and Sprays" Hemisphere Publishing Corp. New York (1989), Seite 10-20, Chemical Engineering, Vol. 2, Unit Operations (2nd Edition - 1968) Perga­ mon Press, Oxford, New York, Seiten 602-617 sowie R.H. Perry et al. in "Chemical Engineering Handbook", (5th Edition - 1975), Mac Graw-Hill Book Co., New York, "Phase Dispersion/Liquid-in-Gas Dispersions", Seiten 18- 65.

In erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsformen wird unter Einsatz von Mehrstoffsprühdüsen und unter Mitverwendung von Treibgas ge­ arbeitet, wobei in dieser Ausführungsform der Erfindung als Treibgas Was­ serdampf, und zwar insbesondere überhitzter Wasserdampf zum Einsatz kommt. Im hier betroffenen Kern des erfindungsgemäßen Handelns für insbesondere extrem temperaturlabile Materialien hat sich überraschenderweise gezeigt, daß - wohl durch die intensive Vermischung im Sprühvorgang - beim Einsatz des überhitzten Wasserdampfes als Treibgas der Stoffübergang der aus der Flüssigphase abzutrennenden Komponenten in die Heißdampfphase derart in­ tensiviert wird, daß das im jeweiligen Verfahrenszyklus zu erreichende Trocknungsergebnis innerhalb von Sekundenbruchteilen eingestellt werden kann. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird möglicherweise unter Berücksichtigung der in der zitierten Literatur geschilderten jeweiligen Entstehungsgeschichte der versprühten Tropfen verständlich. Gerade beim Arbeiten in Mehrstoffdüsen tritt in der Regel zunächst eine lamellare Flüssigphasenspreitung bei extrem geringer Dicke der Flüssigphase ein. Hierdurch wird - bezogen auf das jeweilige Volumen des betroffenen Flüssiggutes - eine extrem große Oberfläche zum Stoffaustausch mit der überhitzten Wasserdampfphase zugänglich. Die In­ tensität und Beschleunigung des Auftrocknungsergebnisses wird dadurch verständlich. Das allgemeine Fachwissen des Verfahrenstechnikers zur Ver­ stärkung dieses Effekts durch Auswahl geeigneter Mehrstoffdüsen kann dar­ über hinaus auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns eingesetzt wer­ den.

Bevorzugte Einsatzmaterialien für die Auftrocknung im Sinne des er­ findungsgemäßen Handelns sind Wertstoffe beziehungsweise Wertstoffge­ mische, die wenigstens anteilsweise gelöste und/oder suspendierte Fest­ stoffe aus dem Bereich flüssiger und/oder fester Nahrungs- und Genußmittel enthalten und damit die Auftrocknung zu lagerbeständigen, insbesondere riesel- und schüttfähigen Feststoffen - bevorzugt von der Art der In­ stant-Produkte - ermöglichen. Im Rahmen der Behandlung solcher Einsatzma­ terialien wie auch im Rahmen weiterer wichtiger Verfahrensprodukte des erfindungsgemäßen Handelns kommt den im nachfolgenden geschilderten be­ vorzugten Bestimmungselementen besondere Bedeutung zu.

Besonders interessante Trocknungsergebnisse können dann erhalten werden, wenn wasserhaltige Wertstoffe oder Wertstoffgemische zum Einsatz kommen, die unter den Arbeitsbedingungen zur Ausbildung von Feststoffkörpern mit offenporiger Innenstruktur geeignet sind, deren Plastizität und Oberflä­ chenklebrigkeit vorzugsweise derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder der offenporigen Innen­ struktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Was­ serdampfes ausscheiden. Wenn in dem jeweils zu trocknenden Wertstoff be­ ziehungsweise Wertstoffgemisch nicht von Natur aus ein hinreichender Ge­ halt an Feststoffen der hier definierten Art vorgesehen ist, so liegt es im Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns, dem aufzutrocknenden Einsatzma­ terial gelöste, emulgierte und/oder feinteilig dispergierte Hilfsstoffe zuzusetzen und mit zu verarbeiten, die bevorzugt im Trockenzustand fest und nicht klebrig sind. Es versteht sich von selbst, daß die hier auszu­ wählenden Hilfsstoffe so beschaffen sein sollten, daß sie im beabsich­ tigten Einsatzzweck des letztlich gewonnenen Wertstoffes oder Wertstoffgutes nicht stören. Allgemeines Fachwissen gibt hier für den je­ weiligen konkreten Einzelfall hinreichende Anregung zum Handeln im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre. Das Ergebnis einer solchen Auswahl bezie­ hungsweise Ausgestaltung des zu trocknenden Einsatzgutes stellt die of­ fenporige mikroporöse Gutstruktur im aufgetrockneten Feststoffgrundkörper sicher. Hier ist dann der ideale Träger für eine nachfolgende Beladung mit frei wählbaren Auftragsmassen gegeben, die in der erfindungsgemäß bevor­ zugten Ausführungsform in das Innere des porösen Trockenfeststoffes ein­ dringen und den Innenraum wenigstens anteilsweise oder auch vollständig belegen. Gegebenenfalls kann auch gerade die Mitverwendung von solchen Hilfsstoffen geeignet sein, temperatursensitive Einsatzmaterialien der Auftrocknung im erfindungsgemäßen Verfahren zugänglich zu machen und ins­ besondere zum Feststoff aufzutrocknen, die wenigstens anteilsweise Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C degenerierungsgefährdet sind. Die sich hier im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns zuverlässig einstellende offene mikroporöse Grundstruktur läßt den raschen Austritt auch der im Inneren des Gutes vorliegenden Wasseranteile zu, ohne das es zu einem Verschluß des Tropfens beispielsweise über eine Gelbildung im Außenbereich kommt, so wie es das charakteristische Erscheinungsbild für die Auftrock­ nung in Heißluft ist. Geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren demen­ sprechend insbesondere auch gerade für solche Produkte, die beim notwen­ digen Verweilen im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C bei der Auf­ trocknung in Gegenwart von Luft, Stickstoff und/oder Verbrennungsgasen bleibend degenerieren.

Zur Aufarbeitung des aus dem Trocknungskreislauf abgezogenen Brüden­ teilstrom und den damit gegebenenfalls ausgetragenen Stoffanteilen gilt:

Die Erfindung sieht in einer wichtigen Ausführungsform hier vor, zur Rückgewinnung ausgetragener wasserdampfflüchtiger Komponenten - bei­ spielsweise also insbesondere von Aromastoffen aus Lebensmitteln - diese dampfflüchtigen Komponenten wieder zurückzugewinnen. In der Regel wird dabei diese Rückgewinnung nach der Kondensation der Dampfphase des abge­ zogenen Brüdenteilstromes zur wäßrigen Flüssigphase vorgenommen werden. Hier können alle an sich bekannten Verfahren zur Abtrennung organischer Komponenten aus ihren wäßrigen Abmischungen oder auch Kombinationen unterschiedlicher Verfahrenstypen eingesetzt werden. Im Einzelfall be­ stimmt sich das zweckmäßige technische Handeln nach den Anforderungen, die das jeweilige Stoffgemisch stellt. Geeignet sind beispielsweise Trennver­ fahren wie Phasentrennung, Extraktion, destillative Abtrennung oder Ad­ sorption an Feststoffen mit großer Oberfläche wie A-Kohle. Im einzelnen kann hier auf das Fachwissen verwiesen werden.

Wie eingangs bereits angesprochen ergibt sich hier allerdings eine Beson­ derheit zur Stofftrennung in besonders einfacher Weise durch den Einsatz der Membrantechnik. Es ist sofort einsichtig, daß in den durch Wasser­ dampfdestillation gewissermaßen gereinigten und durch nachfolgende Kon­ densation zur Flüssigphase verdichteten Stoffmischungen aus Wasser und den ausgetragenen wasserdampfflüchtigen Komponenten nahezu idealisierte Aus­ gangsmaterialien für eine störungsfreie Stofftrennung mittels an sich be­ kannter Membrantrennverfahren zur Verfügung stehen. Die im jeweiligen Fall einzusetzenden Membrantypen sind insbesondere durch die angestrebten Trennergebnisse und die Molekülgrößen der ausgetragenen Wertstoffanteile vorgegeben. Wie bereits erwähnt wird der Einsatz der Umkehrosmose nur in Sonderfällen notwendig werden. Im allgemeinen geben Membrantypen der Nanofiltration oder gar nur der Ultrafiltration hinreichende Trennergeb­ nisse. Die hier von der wäßrigen Phase abgetrennten Wertstoffe sind der in der Trocknungszone aus dem Wertstoffgut ausgetriebene Anteil, der mit dem aufgetrockneten Feststoffmaterial mit mikroporöser Gutstruktur unmittelbar wieder vereinigt werden kann. Dabei können gewünschtenfalls beliebige zu­ sätzliche Hilfs- und Wertstoffe - beispielsweise zusätzliche Aromakompo­ nenten - in das mikroporöse Feststoffgut eingetragen werden. Es ist ein­ leuchtend: Die erfindungsgemäße Lehre eröffnet den Zugang zu höchstwer­ tigen Trocknungsprodukten, insbesondere auch gerade aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel mit technologisch derart einfachen Arbeitsmit­ teln, wie sie im hier betroffenen Arbeitsgebiet bisher nicht zur Verfügung gestanden haben.

Die Aufarbeitung des aus dem Trocknungsprozeß abgezogenen Brüdenteil­ stromes im bisher geschilderten Sinne erschöpft aber nicht die technischen Möglichkeiten der Lehre der Erfindung. Ein wichtiger Teilaspekt der Er­ findung will die weiterführende Nutzung dieses Brüdenteilstromes und damit des verdampften Wasseranteiles der dispersen Phase im Sinne eines verbes­ serten Gesamtverfahrens sicherstellen. Der abgetrennte Brüdenteilstrom soll dabei insbesondere als zusätzliche Arbeitshilfe in wenigstens einer weiteren Stufe des Gesamtverfahrens zum Einsatz kommen. Typische Beispiele für eine solche zusätzliche Nutzung des abgezogenen Brüdenteilstromes sind die partielle Eindampfung des fließfähigen Wertstoffeinsatzmaterials unter Ausnutzung des im Brüdenteilstrom enthaltenden Energiebetrages, der Aus­ trag von Aromastoffen aus dem Einsatzmaterial vor dessen Sprühtrocknung und/oder ganz allgemein der Energieübertrag vom Brüdenteilstrom auf auf­ zuheizendes Gut oder Fraktionen davon.

Während die rein energetische Ausnutzung des mit dem Brüdenteilstrom aus­ getragenen Energieteilbetrages keiner besonderen technischen Diskussion bedarf, sei auf den einen hier dargestellten Teilaspekt der Verwertung des Brüdenteilstromes näher eingegangen. Es handelt sich hierbei um den Aus­ trag von Aromastoffen aus dem Einsatzmaterial vor dessen Sprühtrocknung.

Die erfindungsgemäße Lehre strebt in dieser Ausführungsform an, den Schritt des Austrags wasserdampfflüchtigter Aromastoffe soweit wie möglich vor dem Eintrag des wäßrigen Wertstoffgutes in die Sprühtrocknungszone sicherzustellen. Der überhitzte Wasserdampf des Brüdenteilstromes ist nach an sich bekannter Technologie ideal geeignet, hier in vorbereitenden Ar­ beitsstufen das angestrebte Ziel wenigstens weitgehend zu erfüllen und damit zu Aromenkonzentraten zu kommen, die zwischengelagert und nachträg­ lich mit dem mikroporösen Trockengut wieder vereinigt werden können. Der technische Vorteil dieser Modifikation der erfindungsgemäßen Lehre ist mehrgestaltig: Einerseits gelingt eine Vorab-Aufkonzentration wasser­ dampfflüssiger Aromenstoffe unter einstellbaren Arbeitsbedingungen. Zum anderen gelingt der wenigstens weitgehende Austrag des wasserdampf­ flüchtigen Anteiles der Aromastoffe aus dem wäßrigen Gut, das in die Trocknungszone einzutragen und dort mit dem überhitzten Wasserdampf be­ handelt wird. Verhindert wird damit die übermäßige thermische Belastung der Aromenstoffe in dieser Arbeitsstufe durch deren anteilsweise Kreis­ laufführung in Abmischung mit dem im Kreislauf geführten und immer wieder auf Einsatztemperatur aufzuheizenden Kreislaufstrom des überhitzten Was­ serdampfes.

Das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren kann bezüglich der Trocknungs­ stufe in Abhängigkeit von der Temperatursensitivität des aufzutrocknenden Wertstoffes oder Wertstoffgemisches einstufig, gewünschtenfalls aber auch mehrstufig gefahren werden. Erfolgt die Behandlung des Wertstoffgutes mehrstufig, so ist wenigstens eine dieser Verarbeitungsstufen eine Sprüh­ trocknung und/oder eine Wirbelschichttrocknung der dispersen Wertstoff­ phase in überhitztem Wasserdampf im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre. Das Arbeiten im Sinne dieser Lehre sieht insbesondere vor, eine Sprühtrocknung mit einer nachgeschalteten Agglomeration und/oder Trocknungsstufe insbe­ sondere im Rahmen einer Nachbehandlung in der Wirbelschicht und/oder im Fließbett zu verbinden, wobei diese sekundären Arbeitsschritte getrennt von der Sprühzone vorgesehen oder aber auch in Form integrierter Arbeits­ stufen mit der Sprühtrocknung unmittelbar verknüpft sein können.

Besonders wichtige Vertreter von Wertstoffen und Wertstoffgemischen für die Verarbeitung im Sinne der Erfindung sind wäßrige Einsatzmaterialien des Bereichs der Molkereiprodukte, wäßrige Einsatzmaterialien auf Basis wasserdampfflüchtiger Aromastoffe enthaltender Lebensmittel (Nahrungs- Genußmittel) sowie Geschmacks- und/oder Geruchsstoffe liefernde Einsatz­ materialien zum Beispiel aus dem Bereich der Gewürze enthaltenden Pflanzen und/oder Pflanzenteile wie Blätter, Früchte und/oder Samen. Eine ausführ­ lichere Zusammenstellung besonders geeigneter Vertreter für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren sowohl aus dem Gebiet der Lebensmittel und der Aromastoffe als auch aus den anderen durch die erfindungsgemäße Lehre be­ troffenen Gebieten wird nachfolgend noch gegeben.

Die Lehre der Erfindung erfaßt damit insbesondere für den Verzehr durch Mensch und/oder Tier geeignete Nahrungs- beziehungsweise Futtermittel und für diesen Einsatzzweck geeignete Hilfsstoffe in Form eines wenigstens weitgehend aufgetrockneten Feststoffträgers der mit weiteren physiologisch verträglichen Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagt worden sein kann. Diese Nahrungs- beziehungsweise Futtermittel sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffträger im aufgetrockneten aber noch nicht beaufschlagten Zustand mit einer saugfähig porösen Innenstruktur versehen und durch Auftrocknung eines wasserhaltigen Nährstoffes beziehungsweise einer entsprechenden Nährstoffmischung in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist. Mittel der hier angesprochenen Art sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffträger mit po­ röser Innenstruktur durch Sprüh- und/oder Wirbelschichttrocknung eines fließfähigen Naßgutes, insbesondere durch Trocknung von wäßrigen Lösungen, Emulsionen und/oder Suspensionen der den Feststoffträger bildenden Wert­ stoffe hergestellt worden ist. Wie zuvor angegeben sind getrocknete poröse Träger besonders bevorzugt, die im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C als Feststoff vorliegen und deren Plastizität und Oberflächenkleb­ rigkeit auch gerade in diesem Temperaturbereich derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder Ver­ klebungen ihrer offenporigen Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfes nicht oder nicht zum wesentlichen Ausmaß auftreten.

Die erfindungsgemäßen Fertigprodukte enthalten auf dem porösen Träger in einer bevorzugten Ausführungsform aufgetragene Hilfs- und/oder Wertstoffe - im nachfolgenden auch als "Auftragsmasse" bezeichnet - die zu einem we­ nigstens substantiellen Anteil in die poröse Innenstruktur des Trägers eingetragen sind. Es kann dabei bevorzugt sein, daß diese Innenstruktur zu wenigstens 10 Vol.-%, zweckmäßig zu wenigstens 50 Vol.-% - bezogen auf zugängliches Innenvolumen des porösen Trägers - mit der Auftragsmasse be­ legt ist. In einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß keine oder nur begrenzte Mengen an Auftragsmasse auf den Außenflächen des porösen Trägers vorliegen. Hier kann nicht nur von einer besonders wirkungsvollen Schutzfunktion des Feststoffträgers gegenüber der Auf­ tragsmasse Gebrauch gemacht werden, es wird insbesondere möglich, die La­ gerstabilität des aufgetrockneten Wertstoffgemisches auch für eine Lage­ rung unter erschwerten Bedingungen substantiell zu erhöhen.

Die erfindungsgemäße Lehre sieht in dieser Ausführungsform vor, das zum schüttfähigen Gut getrocknete poröse Trägermaterial in wenigstens einer anschließenden Arbeitsstufe mit einer bei Applikationstemperatur fließfä­ higen Zubereitung der Auftragsmasse zu beaufschlagen und vorzugsweise da­ mit durchdringend zu imprägnieren. In einer nachfolgenden Arbeitsstufe kann dann das mit Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagte Gut mit einer Deckschicht umhüllt und insbesondere lagerbeständig verschlossen werden.

Die Auswahl des Materials dieser Hüllschicht und die im jeweiligen Ein­ zelfall zum Einsatz kommende Technologie zum Auftrag dieser Hüllschicht wird durch das jeweilige Wertstoffgut, durch die zu berücksichtigenden Belastungen des zu schützenden Wertstoffgutes im Sinne des allgemeinen Fachwissens bestimmt, auf das hier ausdrücklich verwiesen wird. Auch hierzu werden nachfolgend noch Beispiele benannt.

In den Rahmen der Erfindung fallen getrocknete Feststoffe, denen Auf­ tragsmassen lediglich in Spuren in die mikroporöse Grundstruktur einge­ tragen worden sind, die beispielsweise im Bereich unterhalb von etwa 1 Gew.-% liegen - Gew.-% bezogen auf Trockengewicht des porösen Trägerfest­ stoffs. Ein klassisches Beispiel hierfür ist der bekannte Auftrag von lösungsvermittelnden Hilfsstoffen auf Trockenmilchpulver. Auf der anderen Seite fallen in den Rahmen der Erfindung Trockenprodukte, denen die Auf­ tragsmasse in substantiellen Mengen oder bis zur maximalen Befüllbarkeit des porösen Trägerkorns zugegeben worden ist. Begreiflicherweise fallen in die Lehre der Erfindung auch Stoffmischungen, in denen Sekundärkomponenten beziehungsweise Auftragsmasse auch in größeren Mengen zugegeben worden sind als sie dem zugänglichen Innenvolumen des porösen Feststoffträgers entspricht.

Grundsätzlich gilt, daß die erfindungsgemäßen Trockenprodukte bevorzugt als lagerstabile, schütt- und rieselfähige Massen ausgebildet sind, die erforderlichenfalls nach dem Gutauftrag der zweiten Stufe nochmals ge­ trocknet worden sind, wobei der Gehalt an nicht gebundenem Restwasser be­ vorzugt unter 10 Gew.-%, insbesondere nicht über 5 Gew.-%, liegt, Gew.-% hier bezogen auf beladenen Trägerfeststoff.

Die erfindungsgemäße Lehre sieht damit in einer besonders wichtigen Aus­ führungsform die Anwendung der Sprühtrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Trocken­ produkten des Bereichs der Molkereiprodukte vor, insbesondere zur Her­ stellung von Trockenmilch in Pulver- und/oder Agglomeratform, wobei ent­ sprechende Produkte mit Instanteigenschaften bevorzugt sein können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung betrifft diese die Anwendung der Sprüh- und/oder Wirbelschichttrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas zur Herstellung von schütt- und riesel­ fähigen Trockenprodukten des Bereichs Kaffee und Kaffee-Extrakte, ent­ sprechende entkoffeinierte oder Kaffee-Ersatz-Produkte, Tee und Tee-Ex­ trakte, Gemüse- und/oder Fruchtpulver, Trockensuppen und -soßen, Kakao, Kakao/Milch- oder Frucht/Milch-Zubereitungen, Vitamin/Frucht- beziehungs­ weise Fruchtaroma-Kombinationen.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin die entsprechend hergestellten Produkte auf Basis Trockenmilch und Trockenmilchprodukte einerseits sowie Trockenkaffee beziehungsweise Kaffee-Extrakt in schütt- und rieselfähiger Form, insbesondere mit Instant-Charakter, sowie die entsprechenden Zube­ reitungsformen von Tee und Tee-Extrakten, Kakao, Gemüse- und Frucht­ pulvern, Trockensuppen und -soßen, gegebenenfalls in Abmischung mit weiteren wasserlöslichen Komponenten aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel.

Ein wichtiger Gegenstand der Erfindung sind Aromenkonzentrate in Form schütt- und rieselfähiger Feststoffpulver und/oder Agglomerate, enthaltend einen porösen Trägerfeststoff, hergestellt durch Trocknung einer wäßrigen Zubereitung eines im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C festen phy­ siologisch verträglichen Wert- und/oder Hilfsstoffs, insbesondere aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel, hergestellt insbesondere durch Sprüh- und/oder Wirbelschichttrocknung wäßriger Zubereitungen des Träger­ materials mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas, nachfolgende Be­ ladung des porösen Trägers mit flüssigen und/oder festen Aromastoffen und ihren fließfähigen Zubereitungen und bevorzugt abschließende Umhüllung des mit Aromastoffen gefüllten Trägers mit einem physiologisch verträglichen und lagerdichten Überzug.

Lediglich zum Zweck einer Vervollständigung der Erfindungsoffenbarung sind im nachfolgenden charakteristische Beispiele für die Produkte und Pro­ duktbereiche gegeben, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre als Ein­ satzmaterialien und/oder als Hilfsstoffe Verwendung finden können.

In den Bereich der auch schon nach konventioneller Verfahrenstechnik der Sprühtrocknung aufzuarbeitenden Wertstoffe und Wertstoffgemische aus der Nahrungsmittel- und Molkereiindustrie fallen neben der Milch in ihren unterschiedlichen Anbietungsformen Kindernährmittel, Käse/Molkenprodukte, Tomaten, Gewürze/Kräuterextrakte, Suppenmischungen, Kaffee/Kaffee-Ersatz, Kokosnußmilch und Nahrungsmittel auf Sojabasis. Kohlenhydratverbindungen die sowohl als Wertstoffe wie insbesondere auch als Hilfsstoffe im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre in vielgestaltiger Form mitverwendet werden können, sind sowohl Monosaccharide, insbesondere Pentosen und Hexosen, beispielsweise Ribose oder Glucose, Oligosaccharide, zu denen üblicher­ weise Zucker mit 2 bis 6 acetalartig miteinander verbundenen Mono­ saccharideinheiten gerechnet werden, und Polysaccharide. Typische Bei­ spiele für Oligosaccharide sind Di-Saccharidverbindungen von der Art des Rohrzuckers, Malzzuckers und Milchzuckers. Typische Vertreter für die Klasse der Polysaccharide sind hochmolekulare Naturstoffe, etwa von der Art der Stärke, Glykogen und Cellulose, die auch als Derivate und/oder im Molekulargewicht anteilsweise abgebaute Verbindungen typische Vertreter der hier betroffenen Gebiete für Wertstoffe, Wertstoffgemische und. Hilfsstoffe im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind.

In das Gebiet der milchbasierten Lebensmittel beziehungsweise Molkerei­ produkte fallen neben den bereits aufgezählten spezifischen Vertretern Käse, Kasein und Kaseinate aber auch entsprechende synthetische Vertreter wie Coffee Whitener. Bekannt ist auch die Aufarbeitung und Trocknung von Eiern in ihrer Gesamtheit, als auch die getrennte Auftrocknung von Eiweiß und Eigelb.

Typische Beispiele für Vertreter aus dem Bereich der Pflanzenextrakte und vergleichbarer Nahrungsmittel beziehungsweise Aromastoffe sind über die bisher angeführten Vertreter hinaus Pflanzenproteine und Protein­ hydrolysate, Sojamilch und Sojapaste, pastenförmige Zubereitungen von gekochten oder auch ungekochten Gemüsepflanzen wie Kartoffeln, Rüben, jeweils in reiner Form oder als Zubereitung, beispielsweise in der Form entsprechender Suppen, Getreide und Getreideprodukte, Hülsenfrüchte, Obst und Obstprodukte, ebenso aber natürlich auch Lebensmittel, beziehungsweise Aromastoffe auf tierischer Basis, insbesondere basierend auf Fleisch und daraus gewonnenen Extrakten, Blut und weitere übliche Wertstoffgemische tierischen Ursprungs. Ein Beispiel hierfür sind Speisefette, beziehungs­ weise -öle, die sowohl pflanzlichen wie tierischen Ursprungs sein können und geeignete Wert- und/oder Hilfsstoffe im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns sind. Ausführliche Angaben zu der Klasseneinteilung erfin­ dungsgemäß zu verarbeitender Wertstoffe, Wertstoffgemische und Hilfs­ stoffe, zu den entsprechenden Untergruppen und charakteristischen Einzel­ vertretern finden sich in der eingangs zitierten Veröffentlichung Belitz et al. "Lehrbuch der Lebensmittelchemie", 4. Auflage a.a.O.

Wichtige Vertreter für das Gebiet der kosmetischen und/oder pharmazeu­ tischen Hilfs- und/oder Wertstoffe sind beispielsweise Vitamine, natür­ liche oder synthetische Blutseren und Blutersatzstoffe, wie Plasma/- Plasmaersatz, Impfstoffe, Schmerzmittel, Antibiotika und dergleichen. Zur Klasse der Herbizide, Fungizide und Insektizide wird auf das einschlägige Fachschrifttum verwiesen.

Zur Verkapselung von Aromen insbesondere gegen chemische Veränderungen bei der Lagerung finden in der Praxis Hilfsstoffe Anwendung, die im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre bei der Trocknung mitverwendet und/oder zum nach­ träglichen Umhüllen des mit Aromastoffen beladenen porösen Feststoffkör­ pers eingesetzt werden können. Bekannte Vertreter für solche Hilfsstoffe sind insbesondere Polysaccharide, zum Beispiel Gummiarabikum, Maltodex­ trine und modifizierte Stärken. In Betracht kommt auch eine Bildung von Einschlußkomplexen mit Cyclodextrinen. Auch hier sei verwiesen beispiels­ weise auf Belitz a.a.O., Unterkapitel 5.5.5.

Im nachfolgenden wird die erfindungsgemäße Lehre anhand der Fig. 1 bis 4 in ihren charakteristischen Elementen und möglichen besonders interes­ santen Modifikationen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Trocknungszone 1, hier als Sprühturm dargestellt. Das zu trocknende wasserhaltige Gut wird mittels der Pumpe 3 über Leitung 4 dem Kopf des Sprühturms zugeführt und hier über die Verteilungsvorrichtung(en) 2 fein zerteilt. Am Fuß des Sprühturmes befindet sich die Austragsvorrichtung 5 für das Trockengut. Überhitzter 21429 00070 552 001000280000000200012000285912131800040 0002004326468 00004 21310Wasserdampf wird im Gleichstrom mittels des Ventilators 6 über die Leitungen 10 und 12 in den Kopf des Sprühturmes geführt. Dabei wird dieser Heißdampfstrom durch in­ direkte Beheizung in 11 auf die jeweils geforderte Einsatztemperatur er­ hitzt.

Der mit dem verdampften Wasseranteil beladene Heißdampfstrom verläßt die Trocknungszone über Leitung 7 und passiert die Trennvorrichtung 8 für mitgerissenes Feststoffgut, hier als Zyklon dargestellt an dessen Fuß die Austragsvorrichtung 9 zum Austrag des abgetrennten Feststoffanteiles vor­ gesehen ist. Am Kopf dieses Zyklon wird der von Feststoffanteilen befreite Heißdampf dem Ventilator 6 zugeführt. Das über 5 aus dem Sprühturm und über 9 aus dem Zyklon ausgetragene Feststoffgut wird über die Leitungen 13 und 14 einer nachgeschalteten Behandlung in der Wirbelschicht 15 zuge­ führt.

Aus dem Kreislauf des überhitzten Wasserdampfes wird über Leitung 16 der dem verdampften Wasseranteil entsprechende Brüdenteilstrom ausgekreist, durch den Wärmeaustauscher 17 geführt und hier partiell kondensiert. In dieser partiellen Kondensation können beispielsweise 5 bis 95 Gew.-% und insbesondere 5 bis 50 Gew.-% des Brüdenteilstromes in die flüssige Phase überführt werden. Der kondensierte Anteil des Brüdenteilstromes wird aus dem Wärmeaustauscher 17 über Leitung 19 abgezogen, sein nicht konden­ sierter Anteil wird über Leitung 57 der Wasch- und Trennkolonne 18 zuge­ führt.

Die am Boden dieser Wasch- und Trennkolonne anfallende Flüssigphase wird mit dem über Leitung 19 abgezogenen Brüdenkondensat vereinigt und über den Wärmetauscher 20 der Membrantrennanlage 21 zugeführt. Der schwerflüchtige Anteil der mit dem Brüdenteilstrom aus dem zu trocknenden Wertstoffgut ausgetragenen flüchtigen Komponenten wird über Leitung 22 mittels der Pumpe 23 in aufkonzentrierter Form aus der Membrantrennstufe abgezogen und über Leitung 24 und die Zerteilungsvorrichtung 25 in der Wirbelschicht 15 auf das hier nachbehandelte feststoffgut aufgetragen, beispielsweise auf­ gesprüht. Das rekombinierte getrocknete Wertstoffgut verläßt die Wirbel­ schicht über 26. Der in der Membrantrennanlage 21 von den Wertstoffen befreite Strom des bei der Trocknung angefallenen Wassers wird über 27 abgeführt.

Enthält das in 1 zu trocknende Wertstoffgut besonders leichtflüchtige Wertstoffanteile oder entsprechende Schadstoffe, so können diese in der nachfolgenden Weise aufgearbeitet werden: Der aus der Wasch- und Rektifi­ kationskolonne 18 abgezogene gasförmige Anteil passiert den Wärmeaustau­ scher 28. Das hier kondensierte flüssige Gut wird über Leitung 29 auf den Kopf der Kolonne 18, die beispielsweise mit üblichen Packungen gefüllt ist, zurückgeführt. Der nichtkondensierte gasförmige Anteil wird mittels des Ventilators 30 über Leitung 31 abgezogen und dem Brenner 32 zugeführt, der über Leitung 33 und den Wärmetauscher 11 im indirekten Wärmetausch mit dem im Kreislauf geführten überhitzten Heißdampfstrom steht. Die Brenner­ abgase werden durch den Ventilator 34 zur besseren Wärmeausnutzung an­ teilsweise im Kreislauf geführt. Der Rest des Brenngases wird über 36 ausgeschleust, zuvor ist - wiederum zur besseren Energieausnutzung - ein Wärmeaustausch in 35 mit der Brennerzuluft vorgesehen, die ebenfalls über den Ventilator 30 angesaugt und dem Brenner zugeführt wird.

Als alternative Möglichkeit sieht die Fig. 1 für die aus der Wasch- und Trennkolonne 18 am Kopf austretende Gasphase vor, mittels des Gebläses 37 und der Leitung 38 eine Rekombination dieses Anteiles von beispielsweise besonders leicht flüchtigen Aromenstoffen mit dem Kreislaufstrom des überhitzten Wasserdampfes vor dessen Wiedereintritt in die Trocknungszone zu vereinigen.

Der bisher dargestellten Trocknung und Aufarbeitung des wäßrigen Wert­ stoffgutes ist gemäß dieser Fig. 1 eine Vorbehandlungsstufe zugeordnet, die beispielsweise zur Aufkonzentration eines wäßrigen Einsatzgutes und/oder zur Abtrennung eines wenigstens wesentlichen Anteiles flüchtiger Aromastoffe vor der Einführung des wäßrigen Wertstoffgutes in die Trock­ nungszone dient. Hierbei wird gezielt die Kondensationsenergie aus der (Teil)Kondensation des abgezogenen Brüdenteilstromes in dem Wärmetauscher 17 zur Durchführung dieser Vorbehandlung verwertet beziehungsweise mitver­ wertet. Im einzelnen gilt:
Der Trocknungszone 1 ist eine Arbeitsstufe zur Aufkonzentration des über Leitung 40 zugeführten wäßrigen Frischgutes vorgeschaltet. Dabei erfolgt dieses Vorkonzentration in einem Dünnschichtverdampfer 39, der mittels des Ventilators 41 unter (Teil)Vakuum gehalten wird. Der Dünnschichtverdampfer ist mit einem Doppelmantel 43 versehen. Mittels der Pumpe 42 wird die im Wärmetauscher 17 anfallende Kondensationswärme des Brüdenteilstromes über Leitungen 46, 49 und 47 dem Doppelmantel 43 des Dünnschichtverdampfers zugeführt. Über 48 wird die zur Wärmeübertragung eingesetzte Flüssigphase wieder abgezogen und über Leitung 50 in den Wärmetauscher 17 zurückge­ führt. Die Austragsleistung aus dem Dünnschichtverdampfer kann über den Wärmetauscher 45 reguliert werden. Die abgezogene dampf- beziehungsweise gasförmige Phase wird über 44 entnommen. Sie kann in an sich bekannter Weise, zum Beispiel durch Kondensation, aufgearbeitet werden. Fällt hier aufgrund der Beschaffenheit des aufzutrocknenden wäßrigen Wertstoffge­ misches - bereits ein beträchtlicher Anteil an Wertstoffen, insbesondere Aromastoffen, an, so können diese in an sich bekannter Weise, beispiels­ weise wiederum durch ein Membrantrennverfahren gewonnen werden, um einer späteren Rekombination mit den aufgetrockneten Feststoffen zugeführt zu werden.

In Fig. 1 ist schließlich noch eine alternative Möglichkeit zur weiter­ führenden Veredelung rekombinierter Wertstoffgemische aus aufgetrocknetem Gut und aus der Dampfphase abgetrennten Wertstoffanteilen, insbesondere Aromastoffen, angedeutet. Das aus der Membrantrennung 21 abgezogene Aro­ menkonzentrat kann mittels der Pumpe 51 über Leitung 52 einer hier 2-stu­ fig dargestellten kontinuierlich betriebenen Coater-Anlage 53/54 zugeführt werden. Zu beladender und zu coatender aufgetrockneter Feststoff wird beispielsweise - in der Figur im einzelnen nicht dargestellten Form - aus den Austragsvorrichtungen 5 und 9 entnommen und den Arbeitsstufen 53 und gegebenenfalls 54 zugeführt. Ebenso kann aber auch das bereits mit einem Anteil des Aromastoffes wieder beladene Feststoffgut aus 26 dieser Nach­ behandlung unterworfen werden. Über 55 wird eine Zubereitung des Coatingmaterials der Arbeitsstufe 53 zugeführt und auf der Oberfläche des beispielsweise auf Drehscheiben beziehungsweise -tellern gelagerten Wert­ stoffgutes verteilt. Das letztlich anfallende gecoatete Gut wird über 56 abgeführt.

Fig. 2 zeigt eine Modifikation der Aufarbeitung des Brüdenteilstromes, die insbesondere Bedeutung bekommen kann, wenn ein großer Anteil leicht flüchtiger Aromastoffe im Rahmen der Trocknungsstufe anfällt.

Der wiederum im Gleichstrom betriebenen Trocknungszone 1 wird das zu trocknende wäßrige Wertstoffgut über 4 und die Zerteilungsvorrichtung(en) 2 zugeführt. Feinteiliges Trockengut wird über 5 und Leitung 13 ausgetra­ gen. Der mit dem verdampften Wasser beladene überhitzte Heißdampfstrom verläßt den Trockner 1 über Leitung 7 und wird hier wieder der Trennstufe 8 zur Abtrennung mitgerissenen Feststoffgutes zugeführt. Der hier abge­ trennte Feststoffanteil verläßt über 9 und Leitung 14 das System. Das Ge­ bläse 6 führt über die Leitungen 10 und 12 den zwischenzeitlich in 11 wieder auf Einsatztemperatur hochgeheizten überhitzten Wasserdampfstrom in die Trocknungszone 1 zurück.

Der dem verdampften Wasseranteil entsprechende Brüdenteilstrom wird über 16 abgezogen und im Wärmetauscher 17 nahezu vollständig kondensiert. Die anfallende Flüssigphase wird über Leitung 61 in den Boden der Rektifika­ tionskolonne 62 eingeführt. Gasförmige Restanteile verlassen den Wärme­ tauscher 17 über Leitung 58. In der nochmals vorgesehenen Kühlstufe 59 werden letzte kondensierbare Reste des Brüdenteilstromes in die Flüs­ sigphase überführt und ebenfalls in die Rektifikationskolonne 62 eingege­ ben. Der verbleibende geringe Anteil an permanenter Gasphase wird über 60 abgezogen, er kann entweder dem Brenner zugeführt oder - sofern es sich um hinreichende Wertstoffanteile handelt - in den Sprühturm zurückgeführt werden.

Das in 17 gewonnene Kondensat des abgezogenen Brüdenteilstromes wird in der Rektifikationskolonne 62 einer Stofftrennung unterworfen, dabei wird die in 17 anfallende Kondensationsenergie zum Betrieb der Rektifikations­ kolonne verwertet. Flüssigphase wird aus dem Boden dieser Kolonne mittels Pumpe 63 abgezogen und über Leitung 64 anteilsweise in den indirekten Wärmetauscher 17 geleitet und von hier über Leitung 65 in die Kolonne zu­ rückgeführt.

Schwerflüchtige Wertstoffanteile, insbesondere der schwerflüchtige Anteil heißdampfflüchtiger Aromen, reichern sich in dem am Boden der Kolonne 62 anfallenden Flüssiggut an. Aus dem mittels der Pumpe 63 geführten Flüs­ sigkreislauf kann der im kontinuierlichen Verfahren anfallende Anteil an entsprechenden Aromenstoffen über 66 ausgeschleust werden.

Die Gasphase verläßt die Trennkolonne am Kopf über Leitung 67 unter Ein­ fluß des Ventilators 69. Dabei passiert dieser gasförmige Anteil den Wärmetauscher 68, der in der bevorzugten Ausführungsform derart ausgelegt ist, daß praktisch eine totale Kondensation der hier noch rückzuge­ winnenden Wertstoffe beziehungsweise Wertstoffanteile stattfindet. Die jetzt noch verbleibenden gasförmigen Anteile werden in der bereits mehrfach angegebenen Weise entsorgt. Die im Kondensator 68 gewonnene Flüssigphase wird über 70 abgezogen. Sie kann anteilsweise auf den Kopf der Rektifikationskolonne zurückgeführt und dort beispielsweise über Sprühdüse(n) 71 versprüht werden. Anteilsweise wird aber auch hier der im kontinuierlichen Verfahren noch anfallende Anteil der besonders leicht­ flüchtigen Wert- und insbesondere Aromastoffe über 72 abgezogen.

Die Fig. 2 zeigt sowohl zum Anteil der am Fuß der Trennkolonne 62 abzu­ nehmenden schwerflüchtigen Aromastoffe, wie zu den am Kopf dieser Kolonne abzunehmenden leichtflüchtigen Aromastoffe, die Alternative der zusätz­ lichen Trennung über das Membranverfahren. Hier gilt: Der mittels der Pumpe 63 abgezogene und nicht im Kreislauf zu führende Anteil der Flüs­ sigphase wird über Leitung 79 der Membrantrennung 73 zugeführt, das sich ausbildende Konzentrat an schwerflüchtigen Aromastoffen wird über 74 ent­ nommen. Der wäßrige Anteil kann über Leitung 75 in den Fuß der Kolonne 62 zurückgeführt werden. Entsprechend kann das Kondensat des Kühlers 68 in die Membrantrennstufe 46 eingeführt werden. Hier wird das anfallende Kon­ zentrat der hochflüchtigen - Aromenstoffe über 77 entnommen, während das davon befreite wäßrige Permeat über 78 in den Kopf der Trennkolonne zu­ rückgeführt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform zur besonders wirkungsvollen Vorreini­ gung und Auftrennung des der Trocknung zu unterwerfenden wäßrigen Wert­ stoffgutes. In dieser Ausführungsform wird der aus dem Kreislauf des als Trocknungsmedium eingesetzten überhitzten Wasserdampfes abgezogene Brüdenteilstrom als Stripdampf in einer vorgeschalteten Rektifikations­ kolonne zur möglichst weitgehenden Abtrennung wasserdampfflüchtiger An­ teile des aufzutrocknenden Wertstoffgemisches eingesetzt. Optimiert werden kann damit die Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eine möglichst weitgehende Auftrennung des zu trocknenden Wertstoffgutes in wasser­ dampfflüchtige Anteile und entsprechend nichtflüchtige Anteile vorzuneh­ men, bevor die wäßrige Wertstoffphase dem Trocknungsschritt im überhitzten Wasserdampf zugeführt wird. Im einzelnen gilt hier:

Die Durchführung des Schrittes der Wertstoffauftrocknung im Sprühturm 1 und der Kreislaufführung des überhitzten Wasserdampfes mittels des Venti­ lators 6 über die Zwischenstufen 7, 8, 10, indirekt arbeitenden Erhitzer 11 und Rückführung über 12 in den Sprühturm sowie die Zuführung des wäß­ rigen Wertstoffgutes in die Trocknungszone 1 über Leitung 4 - mittels Pumpe 90 - und Verteilungsvorrichtung(en) 2 entspricht den Darstellungen aus den Fig. 1 und 2. Das gleiche trifft zu für den Austrag des fein­ teiligen Feststoffgutes über 5 beziehungsweise 9 aus der Sprühzone und der Trennvorrichtung zur Abtrennung mitgerissenen Feststoffgutes.

Der über 16 abgezogene Brüdenteilstrom wird jetzt dem Fuße einer Strip­ beziehungsweise Rektifikationskolonne 80 zugeführt. Das wäßrige, der Be­ handlung zu unterwerfende Frischgut wird über 81 in diese Rektifikations­ kolonne gegeben. Die Kolonne ist in an sich bekannter Weise mit Elementen zur Intensivierung des Phasen- beziehungsweise Stoffaustausches - bei­ spielsweise mit entsprechenden Packungen - ausgerüstet. Der als Strip­ dampf eingesetzte Brüdenteilstrom wird in dieser Kolonne mit dem wäßrigen Einsatzgut zum intensiven Austausch gebracht, die Dampfphase nimmt die wasserdampfflüchtigen Anteile des Einsatzgutes, insbesondere die entspre­ chenden Aromenstoffen, auf und verläßt mit diesen den Kopf der Kolonne über 82. Der mit Aromastoffen beladene Stripdampf durchläuft die Kühl­ stufe 84. Hier wird der am Kopf der Kolonne abgezogene Dampfanteil zur wäßrigen Phase kondensiert, gleichzeitig gehen die mit dem Heißdampf abgestrippten vergleichsweise schwerer flüchtigen Anteile der ausgetra­ genen Wertstoffe in die Kondensatphase über. Das Kondensat kann anteils­ weise über 85 in den Kopf der Rektifikationskolonne zurückgeführt werden.

Über 86 wird ein wesentlicher Anteil des abgetrennten Aromenkonzentrates entnommen und im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre weiterverwendet, ins­ besondere mit dem aufgetrockneten Feststoffanteil wieder vereinigt. Auch der über den Ventilator 83 abgezogene Gasphasenanteil des abgestrippten Produktes kann Wertstoffe enthalten die dann beispielsweise wieder über ein Membranverfahren abtrennbar sind, wie es in der Erfindungsschilderung bereits mehrfach angesprochen worden ist.

Fig. 3 zeigt für das über 86 abgezogene Aromenkonzentrat die alternative Möglichkeit der nachfolgenden Aufkonzentration über das Membrantrennver­ fahren. Das wäßrige Aromenkonzentrat wird der Membrananlage 87 zugeführt. Die wäßrige Permeatphase wird über 88 abgezogen, während die aufkonzen­ trierte Aromenstoffphase über 89 entnommen werden kann.

Fig. 4 zeigt schließlich in schematischer Darstellung die Aufarbeitung des Brüdenteilstromes durch an sich bekannte Adsorption/Desorptionsbe­ handlung des mit Wertstoffen beladenen Brüdenteilstromes 16 an einem Ad­ sorptionsmaterial mit großer Oberfläche, insbesondere Aktiv-Kohle in den Adsorpertürmen 91 und 92. In an sich bekannter Weise werden diese Türme wechselweise zur Adsorption der Wertstoffe beziehungsweise zu ihrer Desorption mit zum Beispiel Sattdampf verwendet. Zu Einzelheiten einer solchen stufenweisen Nutzung kann auf die einschlägige Fachliteratur ver­ wiesen werden. Bewußt ist dementsprechend in dieser Figur zusätzlich nur auf charakteristische Zusatzelemente im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns verwiesen. Der den auf Adsorption geschalteten Turm durchlaufende Heißdampf des Brüdenteilstromes wird über Leitung 99 entnommen und im Kondensator 93 der möglichst vollständigen Kondensation unterworfen. Das anfallende Abwasser wird über 94 ausgeschleust, geringe Anteile einer eventuell zurückbleibenden gasförmigen Phase können über 100 abgezogen und in der zuvor dargestellten Weise entsorgt - beispielsweise verbrannt oder in den Trocknungskreislauf zurückgeführt - werden. Der den auf Desorption geschalteten Turm verlassende und mit den abgetrennten Wertstoffen bela­ dene Dampfstrom verläßt die Trennvorrichtung über Leitung 98 und kann beispielsweise einer nachgeschalteten Membrantrennung 95 unterzogen wer­ den. Das Aromenkonzentrat wird über 96 entnommen. Das wäßrige Permeat verläßt die Anlage über 97. Die zuvor dargestellte Trocknung und Aufarbeitung im Sprühturm 1 und der Kreislaufführung des überhitzten Was­ serdampfes unter der Einwirkung des Ventilators 6 durch Leitung 7, Trenn­ vorrichtung 8, Leitungen 10 und 12 und indirekter Erhitzung des zurückge­ führten Trocknungsdampfes auf Eintrittstemperatur, die Zufuhr des zu trocknenden wasserhaltigen Wertstoffgutes über 4 und 2 sowie der Austrag des getrockneten Feststoffgutes über die Vorrichtungselemente 5 und 9 entspricht den Darstellungen der Fig. 1 bis 3.

Beispiele Beispiel 1

In einem Versuchssprühturm vom Typ "Minor Produktion" der Firma Niro- Atomizer wurde ein Magermilchkonzentrat mit 48 Gew.-% Feststoffanteilen zu einem rieselfähigen Milchpulver umgewandelt. Das Milchkonzentrat wurde über eine 2-Stoffdüse nach dem "Springbrunnen-Prinzip" versprüht, d. h. durch eine im Unterteil des Sprühturms angeordnete Sprühdüse nach oben versprüht. Der überhitzte Wasserdampf als Trocknungsgas strömt von oben nach unten durch den Sprühturm. Somit wurde gleichzeitig im Gleich- und Gegenstrom getrocknet. Der überhitzte Dampf wurde im Kreislauf gefahren. Nach der Trocknung lag die Temperatur des überhitzten Wasserdampfes über der Kondensationstemperatur von Wasser bei Normaldruck, d. h. oberhalb von 100°C. Die mitgerissenen Feinpartikel wurden in einem Zyklon und durch Schlauchfilter abgetrennt. Anschließend wird der Dampf wieder auf die notwendige Trocknungstemperatur elektrisch überhitzt und erneut als Trocknungsgas verwendet. Das aus der Milchlösung verdampfte Wasser wurde nach dem Filter aus dem Kreislauf ausgeschleust. Dieser Brüdenstrom konnte in einer Rektifikationskolonne wieder aufgearbeitet werden. In einer ge­ ordneten Packungskolonne verdampfte der Wasseranteil und wurde als De­ stillat abgezogen. Die höher siedenden Bestandteile bildeten das Konzen­ trat im Sumpf der Kolonne.

Während der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf wurden folgende Be­ triebsparameter eingehalten:

Temperatur des Milchkonzentrats in der Vorlage:|30°C
Temperatur des Milchkonzentrates unmittelbar vor dem Versprühen:	ca. 60°C
Durchsatz an Milchkonzentrat:	10 kg/h
Dampfeintrittstemperatur:	165°C
Dampfaustrittstemperatur:	110°C
Dampfmenge:	ca. 500 m³/h
Überdruck im Sprühturm:	40 mmWs

Das Schüttgewicht des Milchpulvers lag bei 250 g/l. Die Restfeuchte betrug 2 Gew. -%. Das sprühgetrocknete Produkt zeichnet sich durch sehr gute Rieselfähigkeit und Wasserlöslichkeit aus.

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet. Das Milchkonzentrat mit einem Trockensubstanzgehalt von 40 Gew.-% bestand aus Vollmilch. Im Unterschied zu Beispiel 1 enthielt die Milch einen höheren Fettgehalt. Das mit über­ hitztem Wasserdampf sprühgetrocknete Milchpulver zeichnete sich wiederum durch eine sehr gute Rieselfähigkeit und Löslichkeit aus.

Claims (35)

1. Verfahren zur Behandlung eines wasserhaltigen, fließfähigen und fein verteilten Wertstoffgutes (disperse Phase) mit überhitztem Wasserdampf (geschlossene Phase) im Gleich- und/oder Gegenstrom in einer von dem überhitztem Wasserdampf durchströmten Sprühzone unter Austrag von Wasser und wasserdampfflüchtigen Inhaltsstoffen aus dem dispersen Einsatzmaterial und Bildung eines feinteiligen Trockengutes, dadurch gekennzeichnet, daß in der dispersen Phase Wertstoffe und Wertstoff­ zubereitungen aus den nachfolgenden Bereichen zum Einsatz kommen:
Nährstoffe, insbesondere Lebensmittel (Nahrungs- und Genußmittel) und Ausgangsstoffe zu ihrer Herstellung, Aromastoffe (Geruchs- und Ge­ schmacksstoffe) enthaltende Zubereitungen, Zubereitungen aus den Be­ reichen kosmetischer und pharmazeutischer Hilfs- und/oder Wertstoffe sowie Herbizide, Fungizide und Insektizide.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzma­ terial in Form wasserhaltiger Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten eingesetzt und dabei insbesondere im Bereich des Nor­ maldrucks gearbeitet wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatzmaterial dem Verfahren unterworfen wird, das wasserdampf­ flüchtige erwünschte Komponenten, insbesondere Aromastoffe, und/oder entsprechende unerwünschte Komponenten (Verunreinigungen) enthält.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfall von erwünschten Komponenten im Heißdampf diese wenigstens anteilsweise zurückgewonnen und gewünschtenfalls mit dem Trockengut wieder vereinigt werden, während Verunreinigungen aus der Heißdampf­ phase abgetrennt und einer Entsorgung, beispielsweise der Verbrennung, zugeführt werden.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein wenigstens anteilsweise gelöste und/oder suspendierte Feststoffe ent­ haltendes Einsatzmaterial aus dem Bereich flüssiger und/oder fester Nahrungs- und Genußmittel zu lagerbeständigen, insbesondere riesel- und schüttfähigen Feststoffen - bevorzugt von der Art der Instant- Produkte - aufgetrocknet wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wasserhaltige Wertstoffe oder Wertstoffgemische zum Einsatz kommen, die unter den Arbeitsbedingungen zur Ausbildung von Feststoffkörpern mit offenporiger Innenstruktur geeignet sind, deren Plastizität und Oberflächenklebrigkeit vorzugsweise derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder der of­ fenporigen Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfs ausscheiden.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wertstoffe und Wertstoffzubereitungen unter Mitverwendung von ge­ lösten, emulgierten und/oder feinteilig dispergierten Hilfsstoffen verarbeitet werden, die bevorzugt im Trockenzustand fest und nicht klebrig sind.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein temperatursensitives Einsatzmaterial dem Verfahren unterworfen und insbesondere zum Feststoff aufgetrocknet wird, das wenigstens an­ teilsweise im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C degene­ rierungsgefährdet ist und insbesondere beim Verweilen in diesem Tem­ peraturbereich zur Auftrocknung in Gegenwart von Luft, Stickstoff und/oder Verbrennungsgasen bleibend degeneriert.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Einsatzmaterialien des Bereiches der Molkereiprodukte, insbesondere auf Basis von Milch und Milchprodukten wie Vollmilch, Magermilch, Rahm, Buttermilch, Sauermilchprodukte, Molke und Molkenprodukte - je­ weils in unverdünnter, verdünnter oder teilkonzentrierter Zubereitungsform - zu entsprechenden Trockenpulvern und deren Agglomeraten aufgearbeitet werden.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Einsatzmaterialien auf Basis wasserdampfflüchtige Aromastoffe enthal­ tender Lebensmittel, insbesondere Kaffee und Kaffee-Extrakte, ent­ sprechende entkoffeinierte oder Kaffee-Ersatz-Produkte, Tee und Tee- Extrakte, Gemüse- und/oder Fruchtsäfte und fließfähige Zubereitungen zerkleinerter Früchte, insbesondere Fruchtmark, Kakao, Kakao/Milch- oder Frucht/Milch-Zubereitungen, Vitamin/Frucht- beziehungsweise Fruchtaroma-Kombinationen, jeweils gewünschtenfalls in Abmischung mit weiteren Mischkomponenten zum Beispiel Kohlenhydratverbindungen wie Zucker, als disperse Phase eingesetzt werden.

11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ge­ schmacks- und/oder Geruchsstoffe liefernde Einsatzmaterialien, zum Beispiel Gewürze enthaltende Pflanzen und/oder Pflanzenteile wie Blätter, Früchte, Samen, in zerkleinerter Form und wäßriger Aufberei­ tung dem Verfahren unterworfen und die Aromastoffe wenigstens anteilsweise von der aus der Sprühzone abgezogenen Dampfphase abge­ trennt werden.

12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückgewinnung wasserdampfflüchtiger Komponenten, insbesondere von Aromastoffen, aus der Dampfphase diese dampfflüchtigen Komponenten - bevorzugt nach Kondensation der Dampfphase zur wäßrigen Flüssigphase - in an sich bekannter Weise, zum Beispiel durch Phasentrennung, Ex­ traktion, destillative Abtrennung, Absorption, insbesondere aber durch Membran-Trennverfahren von der wäßrigen Phase abgetrennt werden.

13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren kontinuierlich und im praktisch geschlossenen Kreislaufsy­ stem der Heißdampfphase wenigstens weitgehend abgas- und abluftfrei derart durchgeführt wird, daß der aus der Sprühzone abgezogene Anteil des überhitzten Wasserdampfs nach Abtrennung des Brüdenteilstromes (verdampfter Wasseranteil der dispersen Phase) und Wiederaufheizung des verbliebenen Dampfteilstromes auf Einsatztemperatur in die Sprüh­ zone zurückgeführt wird, während der abgetrennte Brüdenteilstrom auf­ gearbeitet und insbesondere kondensiert wird und dabei bevorzugt als zusätzliche Arbeitshilfe in wenigstens einer weiteren Stufe des Ge­ samtverfahrens zum Einsatz kommt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene Brüdenteilstrom im Rahmen wenigstens einer der nachfolgenden Funkti­ onen weiterverwendet wird: partielle Eindampfung des fließfähigen Wertstoff-Einsatzmaterials, Austrag von Aromastoffen aus dem Einsatz­ material vor dessen Sprühtrocknung und/oder Energieübertrag auf auf­ zuheizendes Gut.

15. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen des wasserhaltigen Einsatzmaterials unter Mithilfe eines Treibgases vorgenommen wird, wobei der Einsatz von Mehrstoff-Sprühdü­ sen - insbesondere bei der Behandlung von stark degenerierungs­ gefährdeten Materialien - bevorzugt sein kann.

16. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibgas wenigstens anteilsweise Wasserdampf, insbesondere überhitzter Wasserdampf zum Einsatz kommt.

17. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit Einsatztemperaturen des überhitzten Wasserdampfs gearbeitet wird, die auf die Temperaturempfindlichkeit des Einsatzgutes abgestimmt sind, dabei - im Bereich wenig temperatursensitiver Materialien - Werte bis 500°C oder auch noch darüber, vorzugsweise bis etwa 400°C, erreichen können, während im Bereich temperatursensitiver Wertstoffe und Wertstoffgemische Einsatztemperaturen des überhitzten Wasserdampfs bis etwa 250°C, insbesondere bis etwa 200°C, bevorzugt sind.

18. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit mittleren Teilchengrößen der dispersen Phase unterhalb 1 mm, vorzugs­ weise im Bereich von etwa 50 bis 700 µm, gearbeitet wird.

19. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mit mittleren Verweilzeiten der dispersen Phase im Bereich des überhitzten Wasserdampfs im Minutenbereich, vorzugsweise unterhalb 1 min, zweck­ mäßigerweise von höchstens etwa 30 sec, zum Beispiel im Bereich von etwa 1 bis 20 sec, gearbeitet wird.

20. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Wertstoffgutes mehrstufig erfolgt, wobei wenigstens eine dieser Verarbeitungsstufen die Sprühtrocknung und/oder Wirbel­ schichttrocknung der dispersen Wertstoffphase in überhitztem Wasser­ dampf vorsieht.

21. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühtrocknung mit einer nachgeschalteten Agglomeration und/oder Trocknungsstufe insbesondere im Rahmen einer Nachbehandlung in der Wirbelschicht und/oder im Fließbett verbunden wird, wobei diese se­ kundären Arbeitsschritte getrennt von der Sprühzone vorgesehen oder aber auch in Form integrierter Arbeitsstufen mit der Sprühtrocknung unmittelbar verknüpft sein können.

22. Für den Verzehr durch Mensch und/oder Tier geeignete Nahrungs- bezie­ hungsweise Futtermittel und für diesen Einsatzzweck geeignete Hilfs­ stoffe in Form eines wenigstens weitgehend aufgetrockneten Feststoff­ trägers, der mit weiteren physiologisch verträglichen Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagt worden sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffträger im aufgetrockneten aber noch nicht beaufschlagten Zustand mit einer saugfähig porösen Innenstruktur versehen und durch Auftrocknung eines wasserhaltigen Nährstoffes beziehungsweise einer entsprechenden Nährstoffmischung in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist.

23. Mittel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff­ träger mit poröser Innenstruktur durch Sprüh- und/oder Wirbelschicht­ trocknung eines fließfähigen Naßgutes, insbesondere durch Trocknung von wäßrigen Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten der den Feststoffträger bildenden Wertstoffe hergestellt worden ist.

24. Mittel nach Ansprüchen 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß der ge­ trocknete poröse Träger im Temperaturbereich von 100 bis 110°C als Feststoff vorliegt, dessen Plastizität und Oberflächenklebrigkeit derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder Verklebungen deren offenporiger Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfs ausscheiden.

25. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den porösen Träger aufgetragenen Hilfs- und/oder Wertstoffe (Auf­ tragsmasse) zu einem wenigstens substantiellen Anteil in die poröse Innenstruktur des Trägers eingetragen sind, wobei es bevorzugt sein kann, daß diese Innenstruktur zu wenigstens 10 Vol.-%, zweckmäßig zu wenigstens 50 Vol.-% - bezogen auf zugängliches Innenvolumen des po­ rösen Trägers - mit der Auftragsmasse belegt ist und wobei weiterhin zweckmäßigerweise nur begrenzte Mengen an Auftragsmasse auf den Au­ ßenflächen des porösen Trägers vorliegen.

26. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das zum schüttfähigen Gut getrocknete poröse Trägermaterial in wenigstens ei­ ner anschließenden Arbeitsstufe mit einer bei Applikationstemperatur fließfähigen Zubereitung der Auftragsmasse beaufschlagt und vorzugs­ weise damit durchdringend imprägniert worden ist.

27. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsmasse als solche bei Raumtemperatur oder wenigstens bei Auf­ tragstemperatur auf den porösen Träger eine flüssige Phase darstellt und/oder unter Einsatz einer Hilfsflüssigkeit, insbesondere Wasser, zur Lösung, Emulsion, feinteiligen Dispersion oder Suspension umge­ wandelt worden ist.

28. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsmasse entweder in Mengen bis etwa 1 Gew.-% oder in Mengen von wenigstens etwa 1 Gew.-% bis zur maximalen Befüllbarkeit des porösen Trägerkorns vorliegt, Gew.-% bezogen auf Gewicht des unbeladenen po­ rösen Trägers.

29. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie als lagerstabile, schütt- und rieselfähige Massen ausgebildet sind, die erforderlichenfalls nach dem Gutauftrag der zweiten Stufe nochmals getrocknet worden sind, wobei der Gehalt an nicht gebundenem Restwas­ ser bevorzugt unter 10 Gew.-%,insbesondere nicht über 5 Gew.-% - Gew.-% bezogen auf beladenen Trägerfeststoff - liegt.

30. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagte Gut mit einer bei Raumtem­ peratur bevorzugt festen Deckschicht umhüllt und insbesondere damit lagerbeständig verschlossen ist.

31. Anwendung der Sprühtrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Wasserdampf als Trock­ nungsgas zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Trockenpro­ dukten des Bereichs der Molkereiprodukte, insbesondere von Trocken­ milch in Pulver- und/oder Agglomeratform, wobei entsprechende Produkte mit Instanteigenschaften bevorzugt sein können.

32. Anwendung der Sprüh- und/oder Wirbelschichttrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Trockenprodukten des Bereichs Kaffee und Kaffee-Ex­ trakte, entsprechende entkoffeinierte oder Kaffee-Ersatz-Produkte, Tee und Tee-Extrakte, Gemüse- und/oder Fruchtpulver, Trockensuppen und -soßen, Kakao, Kakao/Milch- oder Frucht/Milch-Zubereitungen, Vit­ amin/Frucht- beziehungsweise Fruchtaroma-Kombinationen.

33. Trockenmilch und Trockenmilchprodukte hergestellt durch Sprühtrocknung des wäßrigen Wertstoffgutes in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf in Form eines schütt- und rieselfähigen Trockengutes, das bevorzugt in seine poröse Grundstruktur eingetragen weitere Hilfs- und/oder Wert­ stoffe wie Aromastoffe (Geschmacks- und Geruchsstoffe), physiologisch verträgliche Lösungsvermittler, zum Beispiel Lecithin, Süßungsmittel und dergleichen, enthält und dabei insbesondere Instanteigenschaften beim Auflösen in Wasser besitzt.

34. Wenigstens weitgehend wasserlöslicher Trockenkaffee beziehungsweise Kaffee-Extrakt in schütt- und rieselfähiger Form, insbesondere mit Instant-Charakter, sowie entsprechende Zubereitungsformen von Tee und Tee-Extrakten, Kakao, Gemüse- und Fruchtpulvern, Trockensuppen und -soßen, gegebenenfalls in Abmischung mit weiteren wasserlöslichen Komponenten aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel, hergestellt durch Sprühtrocknung des wäßrigen Wertstoffgutes in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf und bevorzugt enthaltend - eingetragen in die poröse Grundstruktur des getrockneten Gutes - weitere Hilfs- und/oder Wertstoffe wie Aromastoffe (Geruchs- und Geschmacksstoffe), physiolo­ gisch verträgliche Lösungsvermittler, Süßungsmittel und dergleichen.

35. Aromenkonzentrate in Form schütt- und rieselfähiger Feststoffpulver und/oder -agglomerate enthaltend einen porösen Trägerfeststoff, her­ gestellt durch Trocknung einer wäßrigen Zubereitung eines im Tempera­ turbereich von etwa 100 bis 110°C festen physiologisch verträglichen Wert- und/oder Hilfsstoffs, insbesondere aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel, hergestellt durch insbesondere Sprüh- und/oder Wir­ belschichttrocknung wäßriger Zubereitungen des Trägermaterials mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas, nachfolgende Beladung des porösen Trägers mit flüssigen und/oder festen Aromastoffen und ihren fließfähigen Zubereitungen und bevorzugt abschließende Umhüllung des mit Aromastoffen gefüllten Trägers mit einem physiologisch verträg­ lichen und lagerdichten Überzug.