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Verfahren zur Herstellung von körnigen, homogen erstarrten Fettmassen
Die Erfindung betrifft das Kristallisieren von Fetten und Ülen in gleichmäßiger
Korngröße, insbesondere von Speisefetten, bei denen eine mehr oder weniger körnige,
kristalline Beschaffenheit erwünscht ist. Wenn man geschmolzenes -Fett sich selbst
überläßt, erstarrt es in einer Konsistenz, die von zufälligen Umständen abhängt,
so daß man nicht im voraus sagen kann, wie die geschmolzene Masse beschaffen sein
und welche Korngröße sie haben wird. Dies ist die Folge der unterschiedlichen Kristallisationsn.eigung
der verschiedenen Fettarten und auch der unterschiedlichen Schmelzpunkte der Bestandteile
ein und derselben Fettart.
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Speisefette sollen gleichmäßig sein. Wenn man Fett dadurch erstarren
läßt, daß man Blechgefäße mit geschmolzenem Fett m eine CTmgebung bringt, die auf
gleichmäßiger Temperatur gehalten wird, wie es gebräuchlich ist, so verläuft die
Kristallisation langsam infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit der Luft. Hierdurch
entsteht die Neigung zur Bildung großer Körner, zur fraktionierten Kristallisation
und zum Abscheiden flüssiger Bestandteile. Es entsteht also ein sehr ungleichmäßiges
Erzeugnis. Will man dagegen ein feinkörniges Fett und ein homogenes Erzeugnis erhalten,
dann muß man von den Grundstoffen ausgehen, die von Natur zur feinen Körnung neigen'und
außerdem sehr sorgfältig gehärtet sind. Hierdurch werden andere Grundstoffe ausgeschlossen,
die vielleicht billiger sein mögen. Diese letztgenannten Fettarten haben jedoch
folgende Nachteile: Wenn man aus ihnen ein homogenes Erzeugnis mit feinem Korngefüge
erhalten will, z. B. dadurch, daß man sie in einem Raum niedriger Temperatur auskristallisieren
läßt, dann wird sich an der Wandung des Gefäßes, in dem die Abkühlung stattfindet,
eine Schicht sehr feiner Körner als amorphes Material absetzen, die eine-Isolierschicht
für den innersten Teil des Fettes bildet, so daß dieser Teil nicht bzw. nur sehr
langsam abkühlt und auskristallisiert. Das Erzeugnis wird daher sehr ungleichmäßig.
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Zur Erzielung eines gleichmäßigen Erzeugnisses hat man für die Margarineherstellung
vorgeschlagen, die flüssige Emulsion sofort nach ihrer Fertigstellung durch starke
Abkühlung plötzlich zur Erstarrung zu bringen, indem man die Fettmischung in dünner
Schicht mit dem Kühlwasser unmittelbar in Berührung bringt. Nach der Erfindung soll
jedoch nicht eine Emulsion, sondern ein reines geschmolzenes Fett oder ein reines
Fettgemisch so gekühlt werden, daß das Produkt ein feines, kristallines Gefüge aufweist.
Eine starke Abkühlung würde das Fett so schnell erstarren lassen, daß die gewünschte
Körnung nicht erreicht würde.
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Die Kühlung von Fett in Behältern erfolgte bisher in der Weise, daß
die gefüllten
Behälter in einer Kristallisierkammer auf Gestelle
nebeneinandergesetzt werden und die Kammer alsdann auf einer bestimmten Temperatur
gehalten wird. Auf diese Weise wird dem flüssigen Fett die Wärme jedoch sehr langsam
und den einzelnen Behältern je nach ihrer Stellung in dem Gestell auch sehr verschieden
entzogen. Die Folge hiervon ist, daß sich sehr unregelmäßige Kristalle bilden, deren
Größe von Zufälligkeiten abhängig ist und leicht ein Teil des Fettes flüssig bleibt.
Das Fett zeigt in den einzelnen Behältern eine ungleiche Beschaffenheit, und die
Struktur ist von der Wandung nach der Mitte zu verschieden.
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Die Erfindung schlägt zur Herstellung von körnigen, homogen erstarrten
Fettmassen durch Kühlung eines vorher geschmolzenen Fettes oder Fettgemisches ein
Verfahren vor, bei dem Wasser oder Luft als Kühlmittel an der ganzen Oberfläche
des einzelnen Behälters vorbeigeführt und die Temperatur des Kühlmittelstromes dem
Schmelzpunkt und der Kristallisationsfähigkeit des jeweiligen Fettes oder Fettgemisches
derart angepaßt wird, daß bei der Erstarrung eine Masse von vorbestimmter Korngröße
anfällt. Hier wird also von der Verwendung eines größeren Temperaturgefälles- zwischen
Kühlmittel und flüssigem Fett abgesehen. Dadurch wird die Bildung isolierender Schichten
an der Innenseite der Fettgefäße vermieden. Gleichwohl wird durch die allseitige
Berührung der Fettgefäße mit dem Kühlmittel und dessen rasche Bewegung ein verhältnismäßig
schneller Wärmeentzug erreicht, so daß innerhalb kurzer Zeit das Fett in jedem Gefäß
gleichmäßig mit der gewünschten Korngröße erstarrt ist. Als Kühlmittel ist Wasser
wegen seiner größeren Wärmeleitfähigkeit zu wählen und der Luft vorzuziehen. Auf
diese Weise hat man es vollständig in der Hand, auch mit weniger guten Rohstoffen
und selbst mit Gemischen, die flüssiges Öl enthalten, homogene Erzeugnisse von praktisch
jeder Korngröße zu erhalten.
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Besonders sei erwähnt, daß es nicht notwendig ist, den ganzen Erstarrungsvorgang
mit Wasser oder Luft derselben Temperatur durchzuführen. Vielmehr hat es sich gezeigt,
daß die erzielte Korngröße hauptsächlich von der im Anfang des Erstarrungsvorganges
angewendeten Temperatur abhängt, die angewendet werden muß, bis die Kristallisation
oder die Kornbildung eingesetzt hat.. Später kann die Temperatur niedriger sein.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig eine Vorrichtung benutzt,
bei rler in dem Kühlbehälter durchlochte Rohre über die ganze Fläche des Behälters
gleichmäßig verteilt und die Eintrittsöffnungen oben an dem Behälter angeordnet
sind, während sich die Austrittsöffnungen am Boden befinden. Dabei kann an das Abführungsrohr
ein verstellbarer Schwanenhals angeschlossen sein.
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Die Temperierbediügungen sind der Kristallisationsfähigkeit des jeweiligen
Fettes unter Berücksichtigung der gewünschten Körnergröße anzupassen. Im folgenden
seien einige Ausführungsbeispiele für das Verfahren nach der Erfindung gegeben.
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i. Gehärtetes Leinöl (Schmelzpunkt 40° C) wird mit einem Wasserstrom
von 28 bis 29° im Wasserbade gekühlt, und zwar wird die Zuflußgeschwindigkeit so
gewählt, daß die Temperatur im Wasserbade 29 bis 3o° beträgt. Das anfallende Fett
ist verhältnismäßig grobkörnig.
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2. Gehärtetes Leinöl (Schmelzpunkt 4o° C) wird mit Wasser von 24 bis
26° gekühlt. Die Temperatur im Wasserbade beträgt 2; bis 28°. Die Fettkörner sind
mittelgroß.
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3. Ein Fettgemisch von 8o Teilen gehärtetem Leinöl (Schmelzpunkt 40°)
und 2o Teilen Sojaöl (Schmelzpunkt 38 bis 40°) wird mit Kühlwasser von i9° gekühlt.
Die Temperatur des Wasserbades beträgt 2z112°. Das anfallende Fett ist sehr feinkörnig.
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In der Zeichnung ist beispielsweise eine Vorrichtung gezeigt, mit
der das Verfahren ausgeführt werden kann, und zwar zeigt Abb. i den Behälter in
Vorderansicht mit abgenommener Vorderwandung und Abb. 2 im Grundriß.
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Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem offenen Behälter
a mit rostartig ausgebildetem, durchlochtem Boden b, auf den die mit Fett gefüllten
Blechgefäße c aufgesetzt werden. Neben den Fettgefäßen liegt oben ein Wasserzuführungsrohr
d mit Zweigrohren e, die in einem die Breite der Fettgefäße c um ein geringes überschreitenden
Abstand voneinander von einem Rohr d abzweigen. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist angenommen, daß zwei Reihen von Blechgefäßen c eingesetzt werden können und
das Wasserzuführungsrohr d oben zwischen den Reihen entlang führt. Die Zweigrohre
e besitzen eine oder mehrere Lochreihen f, durch welche die Wasserstrahlen gegen
die Blechgefäße c geleitet werden. Unterhalb des durchlochten Bodens b zieht sich
das Ablaßrohr g entlang, welches gleichfalls durchlochte Zweigrohre lt
besitzt,
und zwar zweckmäßig in der Weise, daß die Zweigrohre h sich unter den Blechgefäßen
c erstrecken. Das Ablaufrohr g ist durch die eine Stirnwand des Behälters a hindurchgeführt
und steht mit einem Siphon-oder Schwanenhalsrohr i in Verbindung, welches sich zweckmäßig
nicht über die Oberkante
des Behälters a nach oben erstreckt, aber
mit seinem Auslaufende tiefer als der Boden des Behälters ausmündet, um im Bedarfsfalle
den Behälter a völlig entleeren zu können.
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In dem Rohr d kann ein Absperrorgan, Ventil o. dgl. k vorgesehen sein.
Vor diesem Abschlußorgan mündet ein dünnes, gleichfalls mit Ventil oder Hahn ausgerüstetes
Rohr in ein, durch das erforderlichenfalls Dampf zum Temperieren des Wassers eingeführt
werden kann.
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Sowohl an dem Wasserzuführungsrohr ,d als auch an dem Wasserabführungsrohr
g kann ein Thermometern angeschlossen sein, um die Temperatur des zufließenden und
des abfließenden Wassers genau überwachen zu können.
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Das Schwanenhalsrohr i steht mit dem Hauptteil des Wasserabflußrohres
g drehbar in Verbindung, so daß durch Schwenken des Schwanenhalsrohres nach der
einen oder anderen Seite die Höhe des Wasserspiegels in dem Behälter a geregelt
werden kann.