DE645781C - Fortlaufende Herstellung von Joghurt - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

Ind. Eigendom

8 JUL1937

AUSGEGEBEN AM
3. JUNI 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 645781 KLASSE 53 e GRUPPE

Heinrich P.Thies in Coesfeld, Westf. Fortlaufende Herstellung von Joghurt

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. März 1936 ab

ist in Anspruch genommen.

Sauermilcherzeugnisse, insbesondere Joghurt, werden bisher auf mancherlei Weise hergestellt, Joghurt selbst in seinen Ursprungsländern in den Haushalten oder in kleineren Molkereibetrieben. Die gebräuchlichste Art besteht darin, daß man die gekochte Milch in Bütten, Krügen oder Töpfen durch ein Ferment zur Fermentierung bringt, das aus einem anderen Gefäß, welches ebenso behandelt war, geschöpft wird. Bei diesem Vorgang werden unvermeidlich Fremdbakterien mitgezüchtet, die das Erzeugnis sowohl im Geschmack wie in seiner Gesundheit fördernden Wirkung benachteiligen.

Der vorliegenden Erfindung vorangehend ist bis heute kein Weg gezeigt worden, wie man Joghurt o. dgl. dauernd ohne Nachbeziehung reinen Fermentes weiterzüchten könnte, d. h. fremdbakterienrein und in größeren Quantitäten. Die vorliegende Erfindung dagegen erlaubt eine fremdbakterienreine Dauerzüchtung in sehr großen Mengen. Die Verunreinigung durch Fremdbakterien ist auf ein Mindestmaß herabgesetzt und die Ausführbarkeit einfach.

Eine Reihe Versuche hat gelehrt, daß man kleine Mengen frischer Milch sehr schnell fermentieren kann, wenn man sie einer großen Menge fermentierter Milch zuführt. Auf diese Weise ist es möglich, eine entsprechende kleine Menge fermentierter Milch in entsprechenden kurzen Zeitabständen einem Fermentierbehälter zu entnehmen. Indem man das Maß für die Entnahme des fermentierten Erzeugnisses und die Ergänzung der gleichen Menge durch Frischflüssigkeit genau festlegt und ebenso den Zeitabstand von Entnahme zu Entnahme, kann der erfindungsgemäße Prozeß ununterbrochen fortgesetzt werden, ohne daß eine Verschlechterung des Erzeugnisses eintritt. Versuche ergäben, daß auf diese Weise ein Hundertstel bis ein Fünfzigste! alle 5 bis 7 Minuten der fermentierenden Masse entnommen werden kann.

Ferner ergab sich, daß die zugeführte gekochte Milch ohne Herabsetzung der Temperatur (Siedetemperatur) der fermentierenden Masse zugeführt werden kann, wenn nur für sofortige Verrührung gesorgt ist, und daß die so mit hoher Temperatur zufließende Milch bei mittlerer Lufttemperatur des Fabrikationsraumes genügt, die für die Fermentierung .. geeignete Temperatur zu erhalten; dies unter der Voraussetzung, daß der Fermentierbehälter zwischen zwei- und viertausend Liter fermentierender Flüssigkeit beherbergt.

Aber auch' bei anderen Ausmaßen des Fermentierbehälters kann die erforderliche Züchtungstemperatur (bei Joghurt 40 ° bis 50 ° C) durch den Zufluß der heißen Milch geregelt werden. Auf diese Weise werden erhebliche Kosten gespart, auch Mehrarbeit; zudem braucht der Fermentierbchälter keine wärmeisolierende Wandung. Dagegen sollte er Doppelwandung haben, damit auch bei stark ίο schwankender Außentemperatur oiler beim Fermentieren eines Bruchteils der Menge, die er aufnehmen kann, die günstigste Temperatur eingehalten werden kann. Die Hohhvandungen dienen der Zirkulation von Dampf oder Kühlwasser; denn die erfindungsgemäße Anlage sieht vor, daß gelegentlichem, sehr geringem Bedarf die Entnahme von fermentierter Masse entsprechend verringert werden kann. Diese Verringerung in der Herstellung wird so geregelt, daß entweder die Fermentierung durch Herabsetzung der Temperatur in der fermentierenden Flüssigkeit aufgehalten wird oder daß durch eine geeignete Vorrichtung am Kochbehälter die gekochte Milch steril erhalten, im Kochbehälter gekühlt und erst nach <lem Kühlen der fermentierenden Flüssigkeit zugeleitet wird.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Anwendung des neuen Verfahrens beispielsweise dargestellt. Es zeigt:

Abb. r mehr oder weniger im Querschnitt die Gesamtheit der Vorrichtung,

Abb. 2 ein Instrument zur Einimpfung des Fermentes,

Abb. 3 ein Rückschlagventil in Vergrößerung, wie es in Abb. 1 am Einflußrohr zum Fermentierbehälter dargestellt ist.

In den Abbildungen sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. *o Teil ι stellt den Behälter dar, in dem die zu fermentierende Flüssigkeit gekocht wird, Teil 2 den für die Erhitzung erforderten Brenner. Nachdem die Flüssigkeit in 1 gekocht wurde, wird sie durch Rohr 3 in den Fermentierbehälter 4 geleitet. Rohr 3 ist gewöhnlichmit der Pumpe 5 und einer Zwischenkammer 6 verbunden. Die Zwischenkammer wird im folgenden Verhüter genannt. An seinem Ende 6' trägt das Rohr 3 ein Rück-So schlagventil 7. Das Rückschlagventil hat ein Gelenk 9, ein Gewicht 10 und eine Zunge 8. Abb. 3 zeigt dieses Ventil in Vergrößerung in gewöhnlicher Ruhestellung, d. h. geschlossen.

Der Fermentierbehälter 4 ist versehen mit einem Rührwerk 11, das Rührwerk getrieben durch den Motor 12 mittels der Zahnräder 13. Er ist des weiteren ausgestattet mit einem entfernbaren Verschluß 14, der die öffnung 30 abschließt, die zur Aufnahme des Fermentes dient, mit einem Thermometer 17, einem Lufthahn 15 und einer Einrichtung, die die zufließende Luft sterilisiert, in der Zeichnung dargestellt durch den Bunsenbrenner 16.

Mittels Wasserstandsglases 32 wird die Niveauhöhe der zu fermentierenden Flüssigkeit kontrolliert.

Der Fermentierbehälter ist hohlwandig, und dem entsprechende Rohrverbindungen für Kaltwasser r8 und Dampf 19 sind vorgesehen. Die Hohlwand kann durch Hahn 20 entleert werden. Abzugshahn 21 dient der Entnahme der fertig fermentierten Flüssigkeit aus Fermentierbehälter 4. Neben diesem Abzugshahn befindet sich ein elektrischer Schalter 22, der den Motor 23 der Pumpe 5 an- und abstellt, gleichzeitig auch den Motor des Rührwerkes, der aber noch einen eigenen Schalter 24 hat. Zur Aufnahme der fermentierten Flüssigkeit bei der jeweiligen Entnahme dienen Gefäße wie etwa die Kanne 25.

Der vorerwähnte abschraubbarc Verschluß 14 deckt die öffnung 30 auf die Weise luftdicht ab, daß er einer Gummischeibe aufliegt, die einen unter Druck sich öffnenden Spalt hat. Durch diesen Spalt* kann mittels der Vorrichtung Abb. 2 reines Ferment der zu fermentierenden Flüssigkeit im Fermentierbehälter eingeimpft werden. Durch den KoI-l >en 28 wird der Hohlzylinder 26 des Einimpfers gefüllt und entleert.

Um das Verfahren der fortlaufenden Fermentierung sowie der zu seiner Einleitung erforderlichen Schritte an einem Beispiel zu zeigen, sei hier als fermentierender Milch-Organismus der bacillus bulgaricus gewählt. Zunächst wird Milch in den Kochbehälter 1 gefüllt und die Milch für 10 Minuten auf Siedehitze gebracht. Die gekochte Milch wird darauf mittels der Pumpe 5 (oder auch durch Saugvorrichtung) in den Fermentierbehälter befördert, das Luftventil 15 ist währenddessen geöffnet. Derselbe Vorgang wird mehrmals wiederholt, bis der Fermentierbehälter nahezu gefüllt ist. Nun wird der Bunsenbrenner 16 angezündet, der die durch das Luftventil 15 beim Abkühlen der Milch eingesogene Milch sterilisiert, und die noch heiße Milch im Fermentierbehälter durch Wasserkühlung in der Hohlwand bis zur für die Fermentierung geeigneten Temperatur von 40 ° bis 50⁰C heruntergekühlt. Bei dieser Temperatur wird durch den Einimpfer Abb. 2 reines Ferment von bacillus bulgaricus auf dem Wege über die öffnung 30 der Milch zugesetzt und durch -das Rührwerk verrührt. Für andere Kulturmilch muß die fermentierende Milch auf eine Temperatur gebracht werden, die den fermenterzeugenden Mikroorganismen angemessen ist. Auf diese Weise können z. B. bacillus acidophilus, bacterium acidi lactici, bacilluscaucasicus u.a. gezüchtet

werden. Bei der Zufügung des Fermentes muß der Einimpfer gut sterilisiert werden, ebenso dieGurnmischeiibe mit dem vorerwähnten Spalt, von der man den Deckel in 14 abschraubte. Statt des flüssigen Fermentes kann auch reines Trockenferment direkt aus einer sterilen Flasche durch den Gummispalt geschüttet werden. Nach der Zufügung des Fermentes wird das Luftventil 15 geschlossen, der Brenner 16 ausgedreht. Die Fermentierung dauert etwa 10 bis 15 Stunden. Während dieser Zeit wird die Temperatur im Fermentierbehälter möglichst auf Fermentierhöhe gehalten. Das geschieht durch Dampferhitzung in der Hohlwand. Nach Ablauf der angegebenen Fermentierzeit ist der ganze Fermentierbehälter mit fertig fermentierter Milch gefüllt. Statt nun die fermentierte Milch im ganzen zu entnehmen, wird das neue, ernndungsgemäße Verfahren durchgeführt. Im Kocher wird erneut Milch gekocht und, sobald diese Milch 10 Minuten gesiedet hat, die Feuerung abgestellt, die Klappe 31 über dem Kocher geschlossen, der Bunsenbrenner 16 (über dem Kocher) angezündet, das zugehörige Luftventil 15 geöffnet, sodann der Auslaß 21 am Fermentierbehälter geöffnet und durch den elektrischen Schalter 22 sowohl die Pumpe 5 wie das Rührwerk 11 in Umlauf gesetzt. Sobald die Kanne 25'mit fermentierter Milch gefüllt ist, schaltet man die Pumpe und das Rührwerk aus, schließt den Auslaß 2 t wieder und wartet 5 'bis 7 Minuten, bis man wiederum eine Kanne mit fermentierter Milch füllt wie zuvor. Erst wenn die Aiilch im Kocher zu Ende geht, setzt man mit dem Füllen weiterer Kannen aus, bis wieder neue Milch gekocht ist.

Die Zwischenkamrner 6, der sogenannte Verhüter, erfüllt während desAbfüllens einen doppelten Zweck in Verbindung mit dem Rückschlagventil 7. Da er, wie auch das Zuleitungsrohr 3, wärmeisolierende Wände hat, bleibt in ihm die durchlaufende, aber nach dem jeweiligen Aussetzen der Pumpe ver-• harrende Milch auf einer hohen Temperatur stehen. Auf diese Weise wird eine Heißmilchzone gebildet, die sowohl die Milchsäurebakterien im Fermentierbehälter verhindert, in die Pumpe oder den Kocher zu wandern, als umgekehrt auch die Luftbakterien, welche durch die Pumpe eindringen können, in den Fermentierbehälter. Sie bildet eine Schutzwehr nach beiden Seiten, und dies ist um so notwendiger, als manche Milchsäurebakterien eine hohe Temperatur ertragen können (ibacillus bulgaricus und bacillus acidophilus 80° bis Ss⁰C für 15 bis 30 Minuten). Das Rückschlagventil 7 ist notwendig, damit nicht durch Zirkulation zwischen der Milch" im ■ Verhüter und im Fermentierbehälter ein fließender Wärmeaustausch stattfindet und damit die heiße Abwehrzone eine- schärfere Grenzlinie erhält.

Will man die Erzeugung fermentierter Milch vorübergehend einschränken, so sind hierfür zwei Möglichkeiten geboten:

Entweder setzt man die Temperatur der bereits fermentierten Milch durch Kaltwasserspülung in der Wandung so weit herab, daß die Fermentierung zum Stillstand kommt (bei bacillus bulgaricus genügt ein Sinken auf 20⁰ C), oder man verfährt folgendermaßen: Man läßt durch Luftventil 15 über Fermentienbehälter 4 sterile Luft in den Fermentierbehälter eindringen und entleert ihn von der fermentierten Milch bis auf einen geringen Restbestand durch Auslaß 21.

Alsdann wartet man, bis man wieder fermentierte Milch braucht. Inzwischen wird im Kocher 1 Milch gekocht, die man unter luftdichter Abschließung der Klappe 31 und Zutritt sterilisierter Luft abkühlen läßt. Will man die Gewinnung von fermentierter Milch erneuern, so pumpt man die abgekühlte gekochte Milch in den Fermentierbehälter hinein und bringt das dort entstehende Gemisch aus Frischmilch und Altferment durch Dampf aus Ventil 19 auf die notwendige Fermentierwärme. So kann man nach und nach den ganzen Fermentierbehälter wieder auffüllen, ohne neues Ferment zu nehmen, andererseits aber auch bei geringem Verbrauch unausgesetzt weiterzüchten.

Bei fortlaufender Höchsterzeugung ist es nicht notwendig, die Entnahme kannenweise zu regeln; es ist möglich, bis zu 10 °/₀ dem vollen Fermentierbehälter zu entnehmen, nur muß dann zwischen den einzelnen Entnahmen ein entsprechender Zeitabstand eingehalten werden.

Bei der kannenweisen Entnahme kann die NachfüHung mit gekochter Milch auch in der Weis*e erfolgen, daß man bei jeder Abzapfung einer Kanne eine entsprechende Kanne Frischmilch in den Kocher schüttet und automatisch mit der Pumpe und dem Rührwerk auch die Feuerung unter dem Kodier wieder anzündet. In diesem Fall kann man den · Kochbehälter oben ganz offen stehen lassen und braucht sich nicht um die Sterilisation der Luft zu kümmern, da die gekochte Milch ohnehin in Sterilisationshitze bleibt.

Statt eines Heiz- oder Kühlmantels um den Fermentierbehälter könnte auch eine Heiz- oder Kühlschlange durch denselben gelegt werden. Auch wäre es möglich, den Kochbehälter über den Fermentierbehälter zu setzen, um Gefälle zu gewinnen; aber die Zähflüssigkeit des Fermentes „macht es rat-'sanier, den Zirkulationsdruck durch Pumpe oder Saugeinrichtung zu erzeugen. Auch der

Einimpfer Abb. 2 ließe sich durch andere Mittel ersetzen, er ist nicht unumgänglich erforderlich. Die Temperatur im Fermentierbehälter könnte durch automatische Selbstkontrolle geregelt werden. Aber solche und ähnliche technische Änderungen werden sich für'die Praxis von selbst aus den Patentansprüchen ergeben.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von Joghurt und anderen Sauermilchereeugnissen, gekennzeichnet durch einen Behälter zum Kochen von Milch (1), einen Fermentierbehälter (4) mit Rührwerk (11), Mitte! für die automatische Überführung der gekochten Milch vom genannten Kochbehälter zum genannten Fermentierbehälter in Verbindung mit einem Auslaß am Fermentierbehälter (22, 23, 5» 3. 6, 6', 7, 21).
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet des weiteren durch eine Zwischenkammer (6), die durch Wärmeisolation eine bestimmte Sterilisationstemperatur in der von ihr beim Durchfließen zurückgehaltenen Milch aufrechterhält.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet des weiteren durch Heiz- und Kühlmittel (18, 19, 20) am Fermentierbehälter.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet des weiteren durch Heizmittel (2) für den Kochbehälter, eine Rückschlagsicherung im Fermentierbehälter (7, 8, 9, 10) und eine Impfvorrichtung (26,27,28) in Verbindung mit einem sterilisiert haltenden Impfeiulaß (14, 30) und einem sterilisierenden Luftventil (16, 29, IS)-
5. 5. Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Joghurt und anderen Sauermilcherzeugnissen, gekennzeichnet durch folgende zusammenwirkenden Teil vorgänge: Füllen eines Fermentierbehälters mit gekochter Milch, Kühlen oder Erwärmen der Milch auf die für die Fermentierung geeignete Temperatur, Impfung der Milch mit einer Kultur Milchsäure erzeugender Bakterien, Fermentieren des Inhaltes des erwähnten Fermentierbehälters. Entnahme eines Bruchteils des fermentierten Inhaltes unter gleichzeitiger Ergänzung des Entnommenen durch eine gleiche Menge neuer, in einem anderen Behälter gekochter - Milch bei Ausschluß der unsteriHsiertenAußenluft, Fermentieren der neu zugefügten Milch, Entnahme eines weiteren Bruchteils der gesamten fermentierten Milch und Wiederholung dieses Verfahrens in regelmäßigen Zwischenräumen.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5. gekennzeichnet dadurch, daß die Menge der jeweils entnommenen fertig fermentierten Milch ι bis io°/₀ der gesamten fermentierten Milchmenge beträgt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer jeweiligen Entnahme 1 bis 2% der fermentierten Milchmenge in Abständen von 5 bis 10 Minuten entnommen werden.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch spezielle Verwendung des bacillus bulgaricus als Fermentator, wobei während des Züchtens im Fermentierbehälter eine Temperatur von 37° bis 51,5⁰C eingehalten wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   RERUN. OCDRUCKT IN I)EH