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Verfahren zum Herstellen vönTrockenerzeugnissen aus Früchten, Gemüsen
und ähnlichen stärkearmen cellulosehaltigen Stoffen Die vorliegende Erfindung betrifft
die Herstellung von Trockenerzeugnissen aus.Früchten, Gemüsen und ähnlichen celIulosehaltigen,
jedoch im wesentlichen stärkefreien bzw. -armen Naturstoffen.
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Es ist bereits bekannt, Früchte und Gemüse auf Walzentrocknern in
gleichförmiger zusammenhängender Schicht zu trocknen und das Trockengut von den
Walzen als dünne Schicht mit einem Messer abzulösen. Es ist ferner bekannt, fett-
und eiweißhaltige Flüssigkeiten irr Form einzelner getrennter, nicht zusammenhängender
Tröpfchen auf einem Walzentrockner zu trocknen und in Form eines trockenen Pulvers
von der Walze zu entfernen. Auch bilden sich beim Trocknen zusammenhängender Schichten
breiförmiger Massen auf erhitzten Flächen Dampfblasen, die die Oberfläche zerreißen
und so schon auf der Trockenfläche eine netzartige Schicht entstehen lassen. ` Demgegenüber
besteht das Wesen der vorliegenden Erfindung darin, Gemüse- oder Fruchtbrei u. dgl.
in der bei fett- und eiweißhaltigen Stoffen bekannten Weise in Form einzelner getrennt
voneinander liegender dünner Teilchen auf die Trockenfläche aufzutragen, die getrennt
bis zu einem gewissen Grade getrockneten Teilchen zu einer zusammenhängenden Masse
zu verfestigen und diese mit Hilfe eines Schabemessers als netzartigen Film abzuheben.
Die. Trocknung wird dabei nur so weit getrieben, daß die im Trockengut enthaltenen
Bindestoffe, wie Pektin u. dgl., noch in der Lage sind, die einzelnen Teilchen zusammenzukleben.
Vorzugsweise liegt der Feuchtigkeitsgehalt der Masse hierbei zwischen etwa 4,5 und
7%.
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Die neue Arbeitsweise bietet gegenüber den bekannten Gemüse- und Fruchttrockenverfahren
deswegen große Vorteile, weil die Feuchtigkeit aus jedem einzelnen getrennt liegenden
Teilchen in kürzester Zeit nach allen Seiten hin entweichen kann. Infolgedessen
wird innerhalb außerordentlich kurzer Zeit bei einer verhältnismäßig geringen Trockentemperatur
eine sehr wirksame Trocknung erzielt. Bei den bekannten Verfahren, bei denen das
Material in Form einer zusammenhängenden Schicht auf der Trockenfläche liegt, kann
die Feuchtigkeit lediglich durch die Schicht hindurch entweichen. Infolgedessen
wird selbst bei einer außerordentlich dünnen Schicht die-untere Lage, die auf der
Heizfläche aufliegt, stets eine höhere Temperatur aufweisen als die obere Lage.
Es wird .also gerade die obere Lage, aus der die Feuchtigkeit an sich leicht entweichen
könnte, durch die untere Lage gegen die Heizwirkung der Trockenfläche isoliert,
während das Entweichen der Feuchtigkeit aus den unteren Lagen, die sich in unmittelbarer
Berührung mit der Heizfläche befinden, durch die oberen Lagen verhindert wird, die
sozusagen eine
Schutzhülle bilden. Infolge der Trocknung, die nur
so weit erfolgt, daß- das Gut etwa den oben angegebenen verminderten Wassergehalt
besitzt, bleiben die Aromastoffe bzw. die ätherischen Ole praktisch vollständig
im Fertigerzeugnis erhalten. Der Zucker wird nicht in Cararnel übergeführt, und
die Vitamine sowie das Pektin werden nicht geschädigt. Auch die Farbe des Trockenerzeugnisses
wird durch diese schonende Trocknung nicht geschädigt. Das nach dem neuen Verfahren
hergestellte Erzeugnis besitzt eine hervorragende Quellbarkeit und läßt sich leicht
in Flüssigkeiten auflösen. Es besitzt den Vorteil, daß es ohne Beeinträchtigung
seiner Eigenschaften längere Zeit gelagert werden kann.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen die beiliegenden Zeichnungen
dienen. Abb. i zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung, die zur
Ausführung des Verfahrens dienen kann.
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Abb. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung
nach Abb. i in vergrößertem Maßstabe.
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Abb.3 zeigt ebenfalls in größerem Maßstabe einen anderen Teil der
in Abb. i dargestellten Vorrichtung.
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Bei der in den Abb. i bis 3 beispielsweise gezeigten Vorrichtung wird
der Fruchtbrei auf die Oberfläche einer auf etwas über 100 3 C geheizten
umlaufenden Trommel i i aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem Material aufgebracht,
wobei die Zellen oder die einzelnen Teilchen, die aus Zellengruppen bestehen, voneinander
getrennt werden. Die Verteilung erfolgt derart, daß die Trocknung jedes einzelnen
Teilchens in dem gewünschten Ausmaß gesichert ist und daß die einzelnen Teilchen
alle der gleichen Trockenhitze ausgesetzt sind.
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Der Brei wird finit Hilfe eines Trichters 14, der etwa die Länge der
Trommel i i besitzt, unmittelbar vor einer Walze 13 aufgebracht, die dazu dient,
den Brei in einer später genauer zu beschreibenden Weise in die Form von einzelnen
dispersen Teilchen überzuführen.
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Die Walze 13 wird zweckmäßig durch Innenheigung auf eine Temperatur
etwas unter 100J C, beispielsweise 95° C, erhitzt, um zwischen ihr und der Heiztrommel
i i einen engen Zwischenraum von verhältnismäßig hoher Temperatur zu schaffen, den
der Brei durchwandern mini. Der aus dem Trichter 14 herabfallende Brei bildet vor
der Walze 13 eine kleine Anhäufung, die durch die Drehung der Trommel i i und der
Walze 13 veranlaßt wird, den obenerwähnten heißen Zwischenraum in der in Abb. 2
schematisch dargestellten Weise zu durchwandern. Während des Durchgangs des Breis
durch den heißen Zwischenraum beginnt die Verdampfung der Feuchtigkeit der einzelnen
Teilchen io, und es wird eine Dampfschicht um jedes einzelne Teilchen gebildet,
so daß ein Dampfdruck entsteht. Die Anhäufung der Masse vor der Walze 13 verhindert
das Entweichen des Dampfes nach vorn, so daß der Dampf nach hinten entweichen muß,
wodurch eine Trennung der einzelnen Teilchen bewirkt wird. Die meisten Teilchen
haften an der Trommelwand i i ; der Rest, der an der «\#@"alze 13 haftet, wird durch
die Drehung derselben der verhältnismäßig kühlen Masse wieder zugeführt, die fortlaufend
aus dem Trichter 14 ergänzt wird.
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Hieraus ist ersichtlich, daß die Teilchen in so disperser Form getrocknet
werden, daß sie durch freiliegende Teile der Trockenoberfläche voneinander getrennt
sind. Zwischen den einzelnen Teilchen muß ein genügender Zwischenraum vorhanden
sein, damit die Verdampfung der Feuchtigkeit eines Teilchens nicht die Verdampfung
der Feuchtigkeit anderer Teilchen beeinträchtigt.
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Durch die Verdampfung des Feuchtigkeitsgehaltes bis zu dem gewünschten
Punkt erhält man die getrockneten Teilchen io, die über die Trockenoberfläche mehr
oder weniger zerstreut verteilt sind. Die "Teilchen werden von der Oberfläche durch
einen Schaber 15
entfernt, der in der Lage ist, alle Zellen oder Teilchen
der Masse zu entfernen, so daß die Oberfläche vollständig rein und frei von allen
Breiresten wird. Ein biegsames Blattmesser 15 aus rostfreiem Stahl, dessen Kante
16 mit genügendem Druck gegen die Trockenfläche gepreßt wird, hat sich als in jeder
Hinsicht geeignet erwiesen. Die mit der Messerkante in Berührung kommenden Teilchen,
die mit den konzentrierten natürlichen klebenden Bindekitteln, wie Pektin, Zucker
usw., umgeben sind, werden an der Kante des Blattmessers oder in dessen Nähe aneinandergedrückt,
wie dies aus Abb. 3 ersichtlich ist, und zu einer zusammenhängenden Masse in Form
einer endlosen porösen Schicht oder eines Films 17 verfestigt. Dies geschieht bei
einer solchen Temperatur, bei der die natürlichen Bindemittel ihre Klebeeigenschaften
nicht verloren haben.
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Das Festwerden der 'lasse nach der Entfernung von der -Trockenoberfläche
erfolgt derart, daß der Film eine kreppartige wellige unregelmäßige Oberflächenstruktur
erhält (vgl. Abb. 3 bei 19). Wenn mehrere Schichten zusammengelegt sind, besitzt
die erhaltene 'lasse durchgängig Löcher und Kanäle, die ein Hindurchtreten von Luft
oder Feuchtigkeit durch die ganze Masse ermöglichen. Infolge der Kapillarität der
einzelnen Schichten
wird eine lufthaltige Masse gewonnen, die in
der Lage ist, zu atmen. Dieser Umstand begünstigt eine schnelle Wiederaufnahme von
Flüssigkeit, die .die gesamte Masse durchdringt.
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Statt der Trommel II kann irgendeine andere Art Trockenfläche, z.
B. eine Scheibe, ein endloses Band oder sonst eine Einrichtung verwendet werden.
Insbesondere kann. man sich auch anderer Verteilungsvorrichtungen bedienen, beispielsweise
Zentrifugalverteiler, Spritzpistolen, Regeneinrichtungen, Tropfvorrichtungen, Verteilerbürsten
o. dgl. Bei der Anwendung von Spritzpistolen kann die Temperatur der Trockentrommel
unter Umständen unter roo° C liegen. Die Trocknung kann unter Vakuum erfolgen, für
gewöhnlich wird sie jedoch bei Atmosphärendruck vorgenommen.
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Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Trocknung von Früchten,
wie Äpfeln, reifen Bananen, Pfirsichen, Zwetschgen, Pflaumen, Preißelbeeren, Himbeeren,
Heidelbeeren usw. Auch Tomaten, Karotten, Zwiebeln und Runkelrüben sind gemäß der
Erfindung mit Erfolg in Trockenerzeugnisse übergeführt worden, ebenso bereits, fertig
hergestellte Nahrungsmittel, wie Apfelmus, Tomatensoße und ähnliche Mischapparate.
Verarbeitet man rohes Ausgangsgut, so wird es zunächst gewaschen und einem Mahlprozeß
unterworfen, wobei die Schale, die Samenkörner, die schlechten Stellen, die Stiele
und andere Abfallteile entfernt werden können. Dann wird die Hauptmasse des Produktes
in einen mehr 'oder weniger gleichmäßigen Brei verwandelt.
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Manche Stoffe, wie Trauben, Kirschen u. dgl., haben einen für das
vorliegende Verfahren etwas zu geringen Cellulosegehalt. Dem Brei dieser Früchte
setzt man daher zweckmäßig eine entsprechende Menge Cellulose anderer Herkunft zu.
Hierfür eignen sich in erster Linie Trester oder ähnliche Rückstände, wie sie bei
manchen industriellen Verfalfren, z. B. der Pektingewinnung, zurückbleiben und.
die im wesentlichen aus den Zellteilen von Früchten bestehen, denen alle Aromastoffe,
Zucker, Pektin u. dgl. entzogen sind.
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So ergeben beispielsweise Kirschen beim Zermahlen eine breiige Masse,
die nur etwa ro °% feste Bestandteile, aber etwa 9o °/o Flüssigkeit enthält. Einem
solchen Brei setzt man zweckmäßig etwa 3"1, Trester mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von etwa 351/, zu, was also'einem 2°/oigem Zusatz an trockener Cellulose entspricht.
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Bei manchen Nahrungs- oder Futtermitteln, beispielsweise bei Äpfeln
oder Rüben, ist es wünschenswert, das Erzeugnis vor dem Zerreiben weich zu machen.
Dieses Weichmachen erfolgt vorzugsweise durch eine geringe Vorkochung, die jedoch
so mild sein soll, daß die Eigenschaften des rohen Ausgangsmaterials im wesentlichen.
bestehen bleiben.
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Die Temperatur und Trockenzeit stehen ummittelbar in Beziehung zueinander
und müssen sorgfältig aufeinander abgestimmt werden, um den gewünschten Trockengrad
in möglichst kurzer Zeit zu erreichen. Praktisch wird im allgemeinen eine Trockenzeit
von etwa 2,5 bis 30 Sekunden angewandt. Eine kürzere Behandlungszeit erfordert eine
verhältnismäßig hohe Temperatur, während eine längere Behandlungsdauer bei niederer
Temperatur unter Umständen eine Verschlechterung des Materials durch Oxydationswirkung
verursacht. Man kann die Masse auch völlig sterilisieren. Dies geschieht am besten
durch starke Erhitzung innerhalb kurzer Zeitdauer. Die Erfahrungen haben gezeigt,
daß eine geringere Erhitzung während längerer Zeitdauer keine einheitliche Sterilisation
zu erzielen gestattet-.
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Um eine leichte Entfernung des Enderzeugnisses von der Trockenfläche
zu ermöglichen, soll die Temperatur sowohl -der Trockenfläche als auch des Erzeugnisses
zweckmäßig über dem Punkt, bei dem der Zucker weich wird, liegen. Unterhalb dieser
Temperatur verursacht der Zucker ein Hartwerden der Teilchen, die dann an der Trockenfläche
ankleben, so daß es schwierig ist, das getrocknete Produkt von der Trockenfläche-
abzuheben. Andererseits soll jedoch die Temperatur der Heizfläche auch nicht zu
hoch sein, da in diesem Fall das Gut beim Auftreffen auf die Heizfläche sofort um
sich eine dünne Dampfschicht bildet, die als Isolator zwischen dem Brei und der
Trockenfläche wirkt, wodurch die Verdampfungsgeschwindigkeit erheblich vermindert
und viel Wärme vergeudet wird.
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Im folgenden seien eine Anzahl Beispiele von Trockenzeiten und -temperaturen
für verschiedene Auszan-zsstoffe anaezeben.
| Dampf- , Ternpe- Trocken- |
| Ausgangsstoff druck ratur dauer |
| at O C Sek. |
| Äpfel . . . . . . . . 7" 1 104 18 |
| - ........ 3,5 114 8 |
| 5,3 123 3 |
| Bananen..... 2 103 20 |
| - ..... 4,75 120 3 |
| Tomaten ..... I 9I 60 |
| 2,1 104 28 |
| Rüben ...... 3,5 114 4 |
| 2,3 1o6 7,5 |
Die angegebenen Dampfdrucke be.dehen sich auf den Druck des zur
Innenbeheizung der Trommel i t veris'endeteri Wasserdampfs.
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Als besonderes Beispiel, das die Arbeitsleitung einer Vorrichtung
nach der Erfindung erkennen läßt, sei folgendes gegeben: Auf eine Trockentrommel
von et;va 3 m Breite und 1,5 m Durchmesser lassen sich mit Hilfe einer Spritzpistole
innerhalb 24 Stunden etwa 135001,- Tomatenbrei auftragen, der etwa 95% Wasser und
501, Trockensubstanz enthält. Die Trockentemperatur wird hierbei, wie oben angegeben,
auf gi° C und die Trockendauer auf 6o Sekunden eingestellt. 'Unter diesen Umständen
werden innerhalb 24 Stunden etwa 675 kg Trockenerzeugnis erhalten.
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Beim Trocknen solcher Futter- oder. N ahrungsmittel, die einen hohen
Prozentgehalt an Invertzucker besitzen, ist es ratsam, sobald die Teilchen von der
Trockenfläche abgehoben sind, die Kühlung zu beschleunigen, damit der Zucker hart
wird und ein Anbacken oder, Zusammenkleben des Materials am Schaber verhindert wird.
Dies wird zweckmäßig durch Kühlung des Messers erreicht. Diese Maßnahme hindert
nicht nur ein Anbacken des Gutes am Messer, sondern beseitigt auch die überschüssige
Hitze, die in dem Gut noch vorhanden ist, im Augenblick seines Abhebens von der
Trockenfläche, so daß es rasch fest wird. Zu diesem Zweck kann das Messer von einem
Wasserbehälter 2o umgeben sein. Naturgemäß kann man auch andere Kühlmittel anwenden,
beispielsweise einen Luftstrom, der auf das Messer bzw. das abgeschabte Gut gerichtet
wird.
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Die Geschwindigkeit der Trockenfläche gegenüber dem Schaber kann etwa
So cm in der Sekunde, aber je nach den Umständen auch mehr oder «weniger betragen.
Es sei jedoch besonders betont, daß die getrocknete Masse oder die Schicht der fest
gewordenen Teilchen das Messer nicht annähernd mit einer derartigen Geschwindigkeit
verläßt. Vielmehr muß infolge der zerstreuten Anardnung der Teilchen auf der Trockenfläche
ein verhältnismäßig großer Teil derselben, etwa 3 bis 2o m je nach der Natur des
Stoffes, abgeschabt werden, um etwa i m des zusammenhängenden Trockenerzeugnisses
zu erhalten.
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Der Feuchtigkeitsgehalt des Enderzeugnisses beträgt gewöhnlich etwa
4,5 bis 7010.