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Die vorliegende Erfindung betrifft das Dosieren von Cremehefe.
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Die industrielle Herstellung von Bäckerhefe begann in Europa und Nordamerika vor mehr als 100 Jahren. Jedoch wurde die Hefe während Tausenden von Jahren als das Säuerungsmittel von Teig beim Herstellen von Brot benutzt. Während des letzten Jahrhunderts wurde das Herstellungsverfahren für Bäckerhefe zu einem Fed batch-Verfahren mit hohem Ausbeuten entwickelt. Dies war die Grundlage für viele andere Fermentationsverfahren.
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Die Herstellung von Bäckerhefe beginnt mit einer kleinen Probe einer Reinkultur. Diese Probe wird verwendet, um den ersten einer Reihe von Fermentern mit schrittweise zunehmender Größe zu inokulieren. Die ersten wenigen Fermentationsstufen sind mild belüftete Batch-Fermentationen. In diesen Stufen sind die Bedingungen derart, daß Ethanol gebildet wird. Nur die letzten zwei (oder manchmal drei) Fermentationsstufen werden unter voller Belüftung mit steigender Zufuhr von Melassen durchgeführt. Diese Fed batch-Fermentationen erfolgen in Fermentern mit einem Nettovolumen von 100 m3 oder mehr. Die Fermentationszeit liegt üblicherweise im Bereich von 12 bis 20 Stunden, in denen etwa. 20.000 bis 30.000 kg frische Hefe gebildet werden. Nach dem Beenden der Zufuhr des Substrats wird üblicherweise die Belüftung in geringerem Maße während etwa einer halben Stunde fortgesetzt, damit die Hefezellen ihre Reife und Einheitlichkeit erhalten. Das weitere Verarbeiten beinhaltet das Abtrennen der Hefe von der Brühe durch Zentrifugieren, das Waschen und gegebenenfalls das Verdünnen, wobei Cremehefe erhalten wird (mit einem Gehalt an Trockenmasse von 10 bis 24 Gew%).
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Cremehefe ist auch als wertvolles Hefeprodukt für den Einsatz bei Backwaren bekannt (siehe zum Beispiel die
niederländische Patentanmeldung Nr. 259948 ). Jedoch war die Herstellung von Cremehefe für die direkte Verwendung in Backverfahren nie ein wirtschaftlicher Erfolg. Eines der Hauptprobleme ist die Phasentrennung, die in den Cremehefetanks während des Transports und der Lagerung auftritt. Es wurde gefunden, daß eine flüssige Hefesuspension innerhalb von 6 Stunden in vertikaler Richtung einen deutlichen Hefekonzentrationsgradienten aufweist. Die Ursache hierfür liegt darin, daß die Hefezellen eine höhere Dichte als Wasser haben und allmählich auf den Boden sinken (Phasentrennung). Dies führt zu einer ”tonartigen” Suspension, die auf dem Boden des Lagerbehälters gebildet wird und sich nur schwer mit der restlichen Flüssigkeit resuspendieren läßt.
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Für eine industrielle Hefeherstellung, bei der Cremehefe zu Presshefe verarbeitet wird, ist es bekannt, die Cremehefe unter Verwendung eines Rührers in einem gut gemischten Zustand zu halten. Diese Problemlösung, nämlich die Benutzung eines Rührers während des Lagertransports von Cremehefe für den direkten Einsatz bei Backverfahren wurde in der
niederländischen Patentanmeldung Nr. 259948 vorgeschlagen.
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Ein alternativer bekannter Weg, um Cremehefe in einem homogenen Zustand zu halten, ist die Verwendung einer Pumpe, mit der ein Teil der Cremehefe aus ihrem Behälter abgezogen und anschließend wieder in solcher Weise in den Behälter zurückgeführt wird, daß die Cremehefe in einem gut gemischten Zustand bleibt.
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Diese bestehenden Lösungen für das Problem, Cremehefe in einem homogenen Zustand zu halten, erfordert für den Hefehersteller, den Transporteur und den Bäcker eine komplizierte Vorrichtung. Darüber hinaus ist ein regelmäßiges Reinigen dieser Vorrichtung nötig, weil die Hefe leicht infiziert wird.
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Die veröffentlichte
europäische Patentanmeldung Nr. 461725 beschreibt, daß durch die Zugabe einer kleinen Menge von Gummi (wasserlöslischen Polymeren) Cremehefe sowohl während des Transports als auch während der Lagerung in einem homogenen Zustand gehalten werden kann. Auf dieser Weise wird stabilisierte Cremehefe erhalten. Unter stabilisierte Cremehefe ist eine Cremehefe zu verstehen, die durch ein Additiv ohne den Einsatz einer mechanischen Vorrichtung, z. B. eines Rührers, in einem homogenen Zustand gehalten wird. Im allgemeinen wird die Cremehefe mittels eines viskositätseinstellenden Mittels, wie Xanthangummi, stabilisiert.
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Die Stabilisierung von Cremehefe, wie sie in der
EP-A-461725 angegeben ist, bedeutet, daß nur kostengünstigere Transport- und Lagerbehälter nötig sind und eine Zunahme der Hefecremetemperatur durch Zirkulation oder Rühren vermieden wird. Ferner besteht hierbei eine größere Freiheit in der Auswahl des Behältervolumens. Es können entweder große Behälter oder kleine Behälter mit einem Volumen von einem oder zwei Litern verwendet werden. Kleine Volumina sind für die Herstellung von Heimbackwaren besonders geeignet.
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Der Einsatz von Cremehefe ermöglicht ein Automatisieren der Zugabe einer gewählten Hefemenge zu einem Teig oder zu Teigbestandteilen. Mit Hilfe, beispielsweise einer Pumpe und eines Massen- oder Volummeters sowie eines Dosierventils kann eine festgelegte Menge einer flüssigen Cremehefe zugefügt werden. Jedoch hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die Hefe in dem Behälter dazu neigt, kleine Gasmengen zu bilden, die zwischen der Pumpe und dem Dosierventil expandieren. Eine mögliche Erklärung für diese Erscheinung könnte die Aufhebung des Drucks nach der Pumpe sein.
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Eine Folge der Gasbildung besteht darin, daß dann, wenn keine Cremehefe dosiert wird, ein Zweiphasenstrom auftritt. Das Gas steigt nach oben und treibt flüssige Cremehefe weg. Wenn diese Wirkung zwischen einem Massen- oder Volummeter und dem Dosierventil stattfindet, wird beim nachfolgenden Dosieren der Cremehefe zumindest teilweise Gas anstelle von Hefe erfaßt und es wird eine zu kleine Hefemenge dosiert. Da diese Wirkung von vielen Faktoren, z. B. von der Zeit und der Temperatur der flüssigen Hefe, beeinflusst wird, ist die Menge der Gasbildung nicht konstant und nicht vorhersagbar. Ferner gibt es bei einigen Massen- und Volummetern Störungen durch das Gas in dem Flüssigkeitsstrom. Deshalb werden die Vorteile der flüssigen stabilisierten Cremehefe mindestens teilweise durch die Dosierprobleme beseitigt.
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Die
DE-A-4237904 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum genauen Dosieren von Hefezellen aus einer Hefesuspension, unabhängig von der Viskosität der Suspension. Das Verfahren beinhaltet ein Variieren des Suspensionsvolumens, das zwischen den unter Druck stehenden Bereichen (dem Container) und dem druckfreien Bereich (dem Dosierventil) vorliegt, und zwar durch Einführen eines zweiten Flüssigkeitsstroms, wodurch sich eine Modulation der Viskosität der ursprünglichen Suspension bis zu einem gewünschten Wert ergibt.
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Wir haben gefunden, daß dann, wenn mindestens ein Teil des Verbindungselements zwischen dem Behälter und dem Dosierventil auf einem Druck oberhalb des Atmosphärendrucks gehalten wird, die Bildung eines inhomogenen Mediums im wesentlichen verhindert wird und ein genaues Dosieren möglich ist. Insbesondere wird dann, wenn ein Massen- oder Volummeter verwendet wird, mindestens die in der Leitung oder den Leitungen zwischen dem Massen- oder Volummeter und dem Dosierventil vorliegende Cremehefe unter einem Überdruck gehalten.
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Obwohl die Verwendung von unter Druck stehenden Leitungen bei Dosiereinheiten aus der
WO-A-95/15520 und der
WO-A-94/18111 bekannt ist, war keine dieser Druckschriften auf das technische Problem der vorliegenden Erfindung ausgerichtet.
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Somit stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt ein Verfahren zum Dosieren von stabilisierter Cremehefe zur Verfügung, wobei eine Dosiereinheit benutzt wird, in der Cremehefe von einem Lagerbehälter über ein Verbindungselement zu einem Dosierventil für die Abgabe transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Cremehefe während mindestens eines Teils der Zeit, in der sie sich in dem genannten Verbindungselement und dem Dosierventil befindet, derart unter einem Druck oberhalb des Atmosphärendrucks gehalten wird, dass die Genauigkeit der Hefedosierung durch eine Gasbildung nicht wesentlich beeinträchtigt wird, und worin eine zwischen dem Behälter, in dem die Cremehefe gelagert wird, und einem Massen- oder Volummeter angeordnete Pumpe eingesetzt wird, um die Cremehefe durch das genannte Verbindungselement zu pumpen und während des Transports von der Pumpe zu dem Dosierventil unter Druck oberhalb des Atmosphärendrucks zu halten. Es ist auch möglich, in dem Behalter einen Überdruck zu erzeugen. In diesem Fall wird die Cremehefe unter einem Überdruck gehalten, bis sie dosiert wird. Im Allgemeinen wird ein Überdruck von 0,2 bis 10 bar, vorzugsweise von 0,5 bis 6 bar, angewandt.
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Mittels der erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, das getrennte, Vorliegen einer wesentlichen Menge von CO2, das durch die Hefe gebildet worden ist, in dem gegebenenfalls vorhandenen Massen- oder Volummeter zu verhindern oder das CO2 während des Dosierens von dem Dosierventil fernzuhalten. Somit ist ein genaueres Dosieren möglich.
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Die Cremehefe kann unter Einsatz einer Dosiereinheit dosiert werden, die mit
- – einem Lagerbehälter für Cremehefe,
- – einer Dosiervorrichtung zum Dosieren der Cremehefe,
- – einem Verbindungselement, das den Lagerbehälter und die Dosiervorrichtung verbindet,
- – einer Vorrichtung zum Bestimmen der Menge der zu dosierenden Cremehefe und
- – einer Pumpe, die zwischen dem Lagerbehälter und der Vorrichtung zum Bestimmen der Menge der zu dosierenden Cremehefe angeordnet ist,
ausgerüstet ist, wobei die zu dosierende Cremehefe in mindestens einem Teil des Verbindungselements unter einem Druck oberhalb des Atmosphärendrucks gehalten wird, wodurch der genannte Teil direkt mit der Dosiervorrichtung verbunden ist.
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Es ist selbstverständlich, daß bei allen Ausführungsformen in der Leitung oder den Leitungen zwischen dem Behälter und dem Dosierventil eine Menge an Cremehefe vorliegt, die in dem Dosiersystem als ”toter Raum” anzusehen ist und bei Bedarf berücksichtigt werden soll, wenn die Cremehefe dosiert wird. Das Dosierventil ist vorzugsweise ein durch eine Feder geschlossenes Sanitärventil. Für die Steuerung des Dosierventils auf der Grundlage von Signalen von dem Massen- oder Volummeter oder des Behältergewichts ist ein Computer im Handel erhältlich.
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Es ist selbstverständlich, daß der gewählte Durchfluß durch das System von der zu dosierenden Menge und der gewünschten Genauigkeit abhängt. Es ist auch selbstverständlich, daß der Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet in der Lage ist, eine gewünschte Menge an Cremehefe von Hand oder automatisch mit Hilfe der hier beschriebenen Vorrichtung zu dosieren.
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1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Dosieren von Cremehefe gemäß der Erfindung.
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Es wird der Behälter 1 gezeigt, in dem die Cremehefe gelagert wird. In der Praxis können mehr als ein Behälter benutzt werden. Wenn der Behälter leer ist, kann ohne Verzögerung ein zweiter Behälter angeschlossen werden. Nachfolgend kann der leere Behälter durch einen wieder aufgefüllten ersetzt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Behälter nach einem bestimmten Zeitraum wieder gefüllt wird (z. B. einmal pro Woche), und in diesem Fall wird der Behälter nicht aus der Hefefabrik oder der Bäckerei entfernt. Der Hefebehälter besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder korrosionsbeständigem Stahl.
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Die Cremehefe wird über eine Pumpe 2 und das Massen- oder Volummeter 3 zum Dosierventil 4 gepumpt. Die Pumpe kann eine luftgetriebene oder elektrisch getriebene Pumpe sein, um die Hefe von dem Behälter zu der Dosiereinheit zu pumpen und bei Bedarf die Hefe unter Druck zu setzen.
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Wir haben gefunden, daß zum Messen der Menge der dosierten Hefe in vorteilhafter Weise ein Massenmeter benutzt werden kann. Es sind mehrere Massenmeter im Handel erhältlich, die ohne irgend eine Anpassung eingesetzt werden können. Das Durchfluß- oder Massenflußmeter ist vorzugsweise ein Massenflußmeter, das gemäß dem Coriolis-Meßprinzip arbeitet.
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Wie oben angegeben, kann die über das Ventil 4 dosierte Cremehefe alternativ durch Wiegen des Cremehefebehälters bestimmt werden. Der Gewichtsverlust entspricht der das Ventil 4 verlassenden Hefe.
