DE7129928U

DE7129928U - DEVICE FOR TRANSFERRING Aqueous SOLUTIONS AND EMULSIONS INTO A FOAM

Info

Publication number: DE7129928U
Application number: DE19717129928U
Authority: DE
Original assignee: General Foods Ltd
Current assignee: Mondelez UK Ltd
Priority date: 1970-08-05
Filing date: 1971-08-04
Publication date: 1973-08-09
Also published as: JPS549142B1; DE2139021A1; ES393887A1; GB1295705A; AU3200571A; AU458270B2; FR2104017A5; CA964644A

Description

'..'■..· '..'-..'PATfNTAJ^WALTE'..' ■ .. · '..'- ..' PATfNTAJ ^ WALTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-L ¹G. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER OR.FUES DIPL.-CHEM. ALcK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH IMPL-ING. SELTING DR.-ING. BY KREISLER DR.-L ¹ G. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER OR.FUES DIPL.-CHEM. ALcK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH IMPL-ING. SELTING

KÖLN 1, DEICHMANNHAUSCOLOGNE 1, DEICHMANNHAUS

2. März 1975 V March 2, 1975 V

GENERAL FOODS LIMITED, Maxwell House, Ruscote P . «_:iue, Banbury Avenue, Oxfordshire (England).GENERAL FOODS LIMITED, Maxwell House, Ruscote P. «_: Iue, Banbury Avenue, Oxfordshire (England).

ρ 71 29 928.0
/Vorrichtung zur Überführung von wässrigen Lösungen und Emulsionen in einen Schaum? ρ 71 29 928.0
/ Device for converting aqueous solutions and emulsions into a foam?

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung, insbesondere eine mit Gaseinblasung arbeitende Mischvorrichtung für die Herstellung eines feinen Schaums unter geregelten Bedingungen, Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zur Herstellung eines schaumsprühgetrockneten löslichen Kaffeeprodukts, insbesondere eines löslichen Kaffees mit s^hr niedrigem Schüttgewicht. Die Vorrichtung eignet sich jedoch auch zur Herstellung anderer schaumsprühgetrockneter Produkte, z.B. von löslichem Tee, getrockneten Emulsionen (z.B. Miscnungen für Güsse) und Fruchtsäften. Die Vorric · tung eignet sich zur Schäumung eines konzentrierten Kaffee-Extrakts vor der Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung.The invention relates to a mixing device, in particular a mixing device operating with gas injection for the Production of a fine foam under controlled conditions. It is a device for production a foam spray-dried soluble coffee product, in particular a soluble coffee with s ^ hr low bulk density. However, the device is also suitable for the production of other foam-spray-dried products, E.g. of soluble tea, dried emulsions (e.g. mixtures for icing) and fruit juices. The Vorric · tion is suitable for foaming a concentrated coffee extract before freeze-drying or spray-drying.

Die Vorrichtung zur Schäumung von Extrakten vor d^- Sprühtro< nung ist vorteilhaft in Fällen, in denen durch Haftung von Produkten, die vcn Natur aus klebrig sind, und von Produkten von schlechter Fließfähigkeit an der Wana .iäufig Schwierigkeiten auftreten. Kaffeepulver mit niedrigem Schüttgewicht (d.h. einem Schüttgewicrt, das niedriger ist als das normale] weise durch Sprühtrocknen erreichbare Schüttgewicht) sind au:The device for foaming extracts before d ^ - Sprühro < This is advantageous in cases where there is adhesion of products that are tacky in nature and of products poor flowability on the wana. frequent difficulties appear. Coffee powder with a low bulk density (i.e. a bulk weight that is lower than normal) bulk density achievable by spray drying) are:

grand ihres guten Aussehens und ihrer RieselfKhigkeit sehr wichtig als Produkte von von besonderem Wert bei Agglomerier verfahren als Methode zur Verhinderung der BiIrinng einesgreat for their good looks and their flowability important as products of particular value to agglomerates method as a method of preventing a

- 2 Agglomerate mit unerwünscht hoher Dichte. - 2 agglomerates with undesirably high density.

Eg ist bekannt, daß sprühgetrocknetes Kaffeepulver von geringer Dichte hergestellt werden kann, indem vor der Sprühtrocknung nin Gas in einem wäßrigen Kaffee-Extrakt dispergicrt und hierdurch ein Schaum gebildet wird. Die US-Patentschriffc 2 788 276 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Gas, z.B. Kohlendioxyd, in geregelter Menge in einen Kaffee-Extrakt unter Druck unter Bildung eines Schaums ßingeführt, der Druck mit einer Drucksteigerungspumpe erhöht vnd der Schaum*in eine Hochdruckkolbenpumpe eingeführt wird, v/o der Schaum auf einen noch höheren Druck für die Sprühtrocknung verdichtet wird. Der Schaum hat vor der Sprühtrocknung eine Dichte im Bereich von 0,05 bis 1,0 g/ml, gemessen bei Normaldruck. In der Beschreibung der US-Patentschrift wird nicht angegeben, wie die genannte Schaumdichte in der Praxis nach der Freigabe des Extrakts mit dem Gas aus einem geschlossenen KochdrucJcraum gemessen wird, obwohl die Ermittlung der Dichte theoretisch bei jedem gegebenen Druck durch Berücksichtigung der in Frage kommenden Gas- und Extraktmengen möglich ist. Ferner eignet sich das in der US-Patentschrift 2 788 276 beschriebene Verfahren nur dort, wo hohe Sprühdrücke in der Größenordnung von 280 atü angewandt werden und erforderlich sind. Solche hohen Drücke werden insbesondere bei hochkonzentrierten Extrakten angewandt, wenn Instantkaffee von sehr hoher Dichte (0,^;<0 ß/ciir ) ohne Gas mit Hilfe von Düsen mit öffnungen von kleinem Durchmesser hergestellt wird.It is known, for example, that spray-dried coffee powder of low density can be produced by dispersing it in gas in an aqueous coffee extract prior to spray-drying, thereby forming a foam. US Pat. No. 2,788,276 describes a process in which a gas, e.g. carbon dioxide, is introduced in a controlled amount into a coffee extract under pressure to form a foam, the pressure is increased with a booster pump and the foam is introduced into a high-pressure piston pump , v / o the foam is compressed to an even higher pressure for spray drying. Before spray drying, the foam has a density in the range from 0.05 to 1.0 g / ml, measured at normal pressure. In the description of the US patent it is not indicated how the said foam density is measured in practice after the release of the extract with the gas from a closed cooking pressure chamber, although the determination of the density theoretically at any given pressure by taking into account the gas in question - and extract quantities is possible. Furthermore, the method described in US Pat. No. 2,788,276 is only suitable where high spray pressures on the order of 280 atmospheres are used and required. Such high pressures are used in particular in the case of highly concentrated extracts when instant coffee of very high density ( ^0.1; <0 ß / ciir) is produced without gas with the aid of nozzles with openings of small diameter.

Viel niedrigere Sprühdrücke werden heute im allgemeinen für sprühgetrocknete Kaffee-Extrakte in Türmen von erheblicher Höhe in.Anpassung an die hergestellten größeren Teilchen angewandt. Im allgemeinen wird mit Drücken von 7 bis 35 atü für Kaffee-Extrakte einer Konzentration von 20 bis JO £ gearbeitet, jedoch können etwas höhere Drücke für konzentrierte Extrakte notwendig sein.Much lower spray pressures are generally used today for spray-dried coffee extracts in towers of considerable height in adaptation to the larger particles produced. In general, pressures of 7 to 35 atmospheres are used for coffee extracts with a concentration of 20 to JO £, but slightly higher pressures may be necessary for concentrated extracts.

Einfache Verfahren zur Bildung eines Schaums, z.B. das Einblasen des Gases in einen Extraktstrom durch eine einzelne Düse oder sogar einer Anzahl von Düsen sind nicht befriedigend, da ein solcher grob hergestellter Schaum sich in der Förderleitung zerlegen kann, wodurch ein gleichmäßiger Austrag des Schaums aus einer bei verhältnismäßig niedrigen DrÜk· ken verwendeten Sprühdüse vom üblichen Wirbelkammertyp verhin· dert wird. Das hierbei anstelle eines gleichmäßigen Schaums stoßweise und intermittierend austretende Gas verändert den normalen Sprühwinkel der Düse so, daß die Abmessungen d^r Sprühtrocknerkammer schlecht ausgenutzt werden. Eine Möglichkeit, diesen letztgenannten Nachteil auszuschalten, ist die Verwendung von Sprühdüsen mit festem Kegel. Düsen dieser. Art . werden bevorzugt, um eine gutes Sprühbild aufrecht zu erhalten, jedoch wurde gefunden, daß sie bei Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht wesentlich sind.Simple methods of forming a foam, e.g. blowing the gas into an extract stream through a single one Nozzle, or even a number of nozzles, are unsatisfactory as such a coarsely made foam resides in the Can dismantle the delivery line, which means that the foam is discharged evenly from a relatively low pressure prevent the use of spray nozzles of the usual vortex chamber type is changed. The gas that escapes intermittently instead of a uniform foam changes the normal spray angle of the nozzle so that the dimensions d ^ r The spray dryer chamber is poorly used. One way of eliminating this latter disadvantage is that Use of fixed cone spray nozzles. Nozzles this. Art. are preferred to maintain a good spray pattern, however, it has been found that they are not essential when using the device according to the invention.

Es wurde nun gefunden, daß die vorstehend genannten Nachteile • durch Verwendung der Mischvorrichtung gemäß der Erfindung aus geschaltet werden können. Diese Apperatur ist eine speziell konstruierte Vorrichtung zum Einblasen und Dispergieren von Gasen, die die Aufreühterhaltung eines hohen Verhältnisses von Gas zu Extrakt und das anschließende gleichmäßige und regelmäßige Absprühen aus einer Düse in eine Sprühtrocknerkam-' mer ermöglicht. Auf diese Weise wird das zur Bildung des Schaums eingeblasene Gas wirksamer ausgenutzt und im gesamten flüssigen Extrakt dispergiert, so daß ein schaumsprühgetrocknetes lösliches Kaffeeprodukt mit sehr niedrigem Schüttgewicht hergestellt werden kann.It has now been found that the above-mentioned disadvantages • by using the mixing device according to the invention can be switched. This apparatus is a specially designed device for blowing in and dispersing Gases that require the maintenance of a high gas to extract ratio and then uniform and regular Spraying from a nozzle into a spray dryer chamber allows. In this way that becomes the formation of the Foam's blown gas is more effectively used and dispersed throughout the liquid extract, making a foam-spray-dried soluble coffee product with a very low bulk density can be produced.

Die Mischvorrichtung gemäß der Erfindung für die Herstellung .von feinem Schaum weist einen Eintritt für das Gas und einen Eintritt für die Flüssigkeit auf. Beide Eintritte führen zu einer Mischzone, die mit einer zweiten Zone verbunden ist, die eine Vielzahl von mit Abstand zueinander angeordneten Platten enthält, die zahlreiche »enge Wege bilden, durch dieThe mixing device according to the invention for manufacture .von fine foam has an inlet for the gas and an inlet for the liquid. Both entries lead to a mixing zone connected to a second zone comprising a plurality of spaced apart Contains plates which form numerous "narrow paths through which

der grobe Schaum fließt. Die geschäumte Flüssigkeit wird durch den Austritt der zweiten Zone als feiner Schaum ausgetragen. the coarse foam flows. The foamed liquid will discharged as a fine foam through the exit of the second zone.

Der Eintritt Tür das Q2.S ist VOr3Vg5wpi.se mit einer Oaseinblasevorrichtung versehen, die das Gas in mehreren feinen Strömen in die Mischzone einführt, wodurch eine einwandfreie Dispergierung des Gases in der eintretenden Flüssigkeit unter Bildung eines groben Schaums gewährleistet ist. Eine bevorzugte Einblasevorrichtung ist mit einem Gasverteilerring versehen, der eine Vielzahl von feinen Löchern auf-, weist, wie in Fig. 1 dargestellt.The entrance door to the Q2.S is VOr3Vg5wpi.se with an oasis injector which introduces the gas in several fine streams into the mixing zone, creating a perfect Dispersion of the gas in the incoming liquid with the formation of a coarse foam is guaranteed. A preferred injection device is provided with a gas distribution ring that has a large number of fine holes, as shown in FIG.

Die in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendeten flachen Platten sind vorzugsweise dünne ringförmige Platten, die aus einem korrosionsbeständigen Metall bestehen. Die Größe und die Kapazität- der Vorrichtung können in weiten Grenzen in Abhängigkeit von dem Jeweiligen Verwendungszweck und der Größe der Anlage,in der -Ie verwendet wird, variiert werden. Die • Vorrichtung hat den großen Vorteil, daß sie keine bewegten Teile enthält, und daß durch Veränderung der Zahl, der DickeThe flat plates used in the device according to the invention are preferably thin annular plates which consist of a corrosion-resistant metal. The size and the capacity of the device can be within wide limits Depending on the intended use and the size of the system in which -Ie is used, can be varied. the • The device has the great advantage that it contains no moving parts, and that by changing the number, the thickness

20· und/oder des Abstandes der Platten und sorgfältige Regelung der Durchflußmengen von Gas und flüssigem Extrakt und ihrer Drücke ein Schaum jeder gewünschten Feinheit und Dichte für die Sprühtrocknung gebildet werden kann. Ein weiterer Vorteil20 · and / or the spacing of the plates and careful regulation the flow rates of gas and liquid extract and their pressures produce a foam of any desired fineness and density for spray drying can be formed. Another advantage

■ besteht darin, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung sich ohne größere oder teure Änderungen von Leitungen oder anderen Apparaturen leicht in vorhandene Anlagen einbauen läßt.■ is that the device according to the invention can be easily installed in existing systems without major or expensive changes to lines or other equipment.

Die Erfindung umfaßt ferner die Herstellung von geschäumten Massen derart, daß ein Gas in einem wäßrigen Extrakt oder einer Emulsion des gewünschten Produkts in der vorstehend beschriebenen Vorrichtung dispergiert und der gebildete feine Schaum nach bekannten Verfahren, z.B. durch Sprühtrocknung und Gefriertrocknung, getrocknet wird,.The invention also includes the production of foamed compositions such that a gas in an aqueous extract or an emulsion of the desired product dispersed in the device described above and the formed fine foam is dried by known methods, e.g. by spray drying and freeze drying.

7121928-β. β. 787121928-β. β. 78

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Verfah ren ein lösliches Kaffee-Produkt hergestellt, indem ein G;xv in einem wäßrigen Kaffee-Extrakt in der vorstehend beschviocHGu VUiTT*!CnUUfIg üj.5pUjr*gj.C"Jf*w UΠCi ΰΰΓ guüiiüGtc ivxiiii ijCruVüiii getrocknet wird. Das Verfahren eignet sich auch zur Herstollung von geschäumten Produkten aus anderen Extrakten, z.D. Tee-Extrakten oder Fruchtsäften oder Emulsionen, wie sie beispielsweise für Gußmischungen verwendet werden.According to a preferred embodiment, a soluble coffee product is produced according to the method by adding a G; xv in an aqueous coffee extract in the above-described description cHGu VUiTT *! CnUUfIg üj.5pUjr * gj.C "Jf * w UΠCi ΰΰΓ guüiiüGtc ivxiiii ijCruVüiii. The process is also suitable for the production of foamed products from other extracts, such as tea extracts or fruit juices or emulsions, such as those used for pouring mixtures .

PUr das Verfahren können beliebige "Gase verwendet werden, die mit dem Extrakt oder mit der Emulsion nicht reagieren. Geeignet eich beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxyd und Stickstof foxydul. Von diesen Gasen wird Stickstoff bevorzugt. Mit Kohlendioxyd werden keine Produkte mit dem gleichen niedrigen SchUttgewicht wie mit Stickstoff bei der gleichen ursprüngliehen Schaundichte erhalten.Any gases which do not react with the extract or with the emulsion can be used for the process. Suitable For example, calibrate nitrogen, carbon dioxide and nitrogen foxydul. Of these gases, nitrogen is preferred. With carbon dioxide, no products are made with the same low level Bulk weight as with nitrogen for the same original Foam leakage preserved.

Aufgrund der feinen Dispergierung des Gases, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung erreicht wird, wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ein sprühgetrocknetes Pulver mit niedrigem Schüttgewicht erhalten, in dem kleine Gasblasen innerhalb der Wände der sprühgetrockneten Teilchen eingeschlossen sind, wie eine Betrachtung der Teilchen unter dom Mikroskop zeigt. Bei einer bestimmten Durchflußinenge des Extrakts und unter festgelegten Sprühtrocknungsbedingung^.i bestimmen • Menge und Art des beim Verfahren verwendeten Gases das enctgül tige SchUttgewicht des sprühgetrockneten Produkts, d.h. das Schüttgewicht kann nach Belieben eingestellt v/erden.Due to the fine dispersion of the gas that comes with the device is achieved according to the invention, with the method according to the invention a spray-dried powder with Low bulk density obtained in the small gas bubbles inside The walls of the spray-dried particles are enclosed, as if viewing the particles under a dom microscope shows. Determine with a certain flow rate of the extract and under defined spray-drying conditions ^ .i • Amount and type of gas used in the process, the enctgül The bulk weight of the spray-dried product, i.e. the bulk weight can be adjusted as desired.

Bei Verwendung von Stickstoff kann nut dem vorstehend beschri benen Verfahren ein geschäumter Kafiee-Extrakt gebildet werden, der eine bei Normaldruck berechnete Schaumdichte von "0,025 g/cm und weniger hat. Mit diesen geschäumten. Produkten können durch Sprühtrocknung Produkte erhalten werden, die ein SchUttgewicht von weniger als 0,08 g/cm haben. Zwar könnte die Gasmenge, die zur Bildung eines Schaums mit einer Dio?:tcIf nitrogen is used, the above-described can only be used A foamed cofiee extract with a foam density calculated at normal pressure of "Has 0.025 g / cm and less. With these foamed. Products can be obtained by spray drying products that a Have a bulk weight of less than 0.08 g / cm. Certainly could the amount of gas needed to form a foam with a Dio?: tc

von 0,033 erforderlich ist, grob in einen Extrakt eingebiacen werden, ohne die Vorrichtung gemäß der Erfindung zu verwenden, jedoch wäre ein solcher Extrakt als Folge der Strahlbildung oder des "Spuckens" an der Düse nicht unbedingt zur Sprühtrocknung geeignet, und mit Sicherheit würde kein Produkt mit einem so niedrigen Schüttgewicht erhalten.of 0.033 is required, roughly baked into an extract without using the device according to the invention, but such an extract would be as a result of the jet formation or "spitting" at the nozzle would not necessarily be suitable for spray drying, and certainly not a product obtained with such a low bulk density.

Die Agglomerierung dient als Mittel zur Bildung gut und reizvoll aussehender größerer Agglomerate aus den sprühgetrockneten Teilchen. Die Agglomerierung hat den Nachteil, daß das Schüttgewicht des Produkts gewöhnlich steigt. Die geschäumten Teilchen gemäß der Erfindung werden vorteilhaft bei einem Agglcrnerierverfahren verwendet, um ein agglomeriertes Produkt mit niedrigerem Schüttgewicht zu erzielen.The agglomeration serves as a means of forming good and attractive looking larger agglomerates from the spray-dried Particle. Agglomeration has the disadvantage that the bulk density of the product tends to increase. The foamed Particles according to the invention are advantageously used in an agglomeration process to form an agglomerated product to achieve with a lower bulk density.

Es ist ferner häufig vorteilhaft, einen Extrakt (z.B. Kaffee-.It is also often beneficial to use an extract (e.g. coffee.

IS Extrakt) in konzentrierter Form zu trocknen, um hierdurch die Gesarntkosten eines teuren Verfahrens, wie es die Gefrier-• trocknung darstellt, zu senken. Konzentrierte Extrakte führen zu einem trockenen Produkt von hohem Schüttgewicht im Gegensatz zu Produkten, die aus stärker verdünnten Extrakten hergestellt v/erden. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann zur Schäurnung eines konzentrierten Extrakts als Mittel zur Senkung des Schüttgewichts des Produkts verwendet werden, das bei ■ der Trocknung von konzentrierten Extrakten erhalten wird. Beispielsweise kann ein konzentrierter Kaffee-Extrakt mit einem Feststoffgehalt von etwa 35 bis 60 % (bezogen auf das Gewicht des Extrakts) in der Vorrichtung gemäß der Erfindung geschäumt und der geschäumte Extrakt gefroren,in feine Stückchen zerteilt und unter Vakuum gefriergetrocknet v/erden.IS extract) in concentrated form in order to reduce the overall costs of an expensive process such as freeze-drying. Concentrated extracts result in a dry product of high bulk density in contrast to products made from more dilute extracts. The device according to the invention can be used for foaming a concentrated extract as a means of lowering the bulk density of the product obtained from drying concentrated extracts. For example, a concentrated coffee extract with a solids content of about 35 to 60 % (based on the weight of the extract) can be foamed in the device according to the invention and the foamed extract frozen, divided into fine pieces and freeze-dried under vacuum.

pie Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen weiter beschrieben.pie invention is used below in conjunction with the figures further described.

Fig. 1 ist eine, perspektivische Ansicht einer bevorzugten Vorrichtung gemäß der Erfindung.Figure 1 is a perspective view of a preferred device according to the invention.

Fig. 2 zeigt ein Fließschema, das eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung veranschaulicht.Fig. 2 shows a flow diagram, a plant for implementation of the method according to the invention.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein Rohr 2 für die Einführ . j von flüssigem Extrakt in eine Mischzone 3 in einen Eintrxtt 1 eingesetzt. Ein zweiter Eintritt H nimmt ein Rohr 5 für die Einführung des zum Schäumen dienenden Gases auf. Das Gas wird durch einen Verteilerring 6, der mit einer Vielzahl feiner Löcher versehen ist, in die Mischzone eingeblasen. . . .In the device shown in Fig. 1, a tube 2 is for the introduction. j of liquid extract in a mixing zone 3 in an Eintrxtt 1 used. A second inlet H receives a pipe 5 for the introduction of the gas used for foaming. The gas is blown into the mixing zone through a distributor ring 6 which is provided with a large number of fine holes. . . .

Durch das Einblasen des Gases in den flüssigen Extrakt wird in der Mischzone ein grober Schaum gebildet, der unter Druck ■ in eine zweite Zone 7 eingeführt wird, in der er durch eine runde Deckplatte 8 in und durch den Ringraum zwischen der Wand der Zone 9 und einer Vielzahl von flachen, ringförmigen Platten 10 abgelenkt wird. Die ringförmigen Platten sind an Bolzen 11 befestigt und werden durch Zwischenlegscheiben 12 im Abstand zueinander gehalten. Durch den Druckabfall zwischen dem Eintritt und Austritt der Vorrichtung wird der grobe Schaum durch die engen Räume zwischen den ringförmigen Plätten geführt. Dies hat eine wirksame Dispergierung des Gases in der gesamten Flüssigkeit und die Bildung eines feinen Schaums zur Folge, der durch das Austrittsrohr 1J> ausgestoßen wird.By blowing the gas into the liquid extract, a coarse foam is formed in the mixing zone, which is introduced under pressure ■ into a second zone 7, in which it passes through a round cover plate 8 in and through the annular space between the wall of zone 9 and a plurality of flat, annular plates 10 is deflected. The annular plates are fastened to bolts 11 and are held at a distance from one another by washers 12. Due to the pressure drop between the inlet and outlet of the device, the coarse foam is guided through the narrow spaces between the annular plates. This results in an efficient dispersion of the gas throughout the liquid and the formation of a fine foam which is expelled through the outlet pipe 1J>.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird die zweite Zone durch einen Gehäuseteil lh mit einem Flansch 15 gebildet, durch den der Gehäuseteil mit Hilfe mehrerer Schrauhbolzen 17 an einer Platte 16 befestigt ist. Die Mischzone wird durch einen Hohlzylinder 18 begrenzt, der auf der Platte 16 befestigt ist. Die Abdichtung der verschiedenen •Zonen erfolgt mit Dichtungsringen 19, 20, 21 und 22.In the preferred embodiment shown in FIG. 1, the second zone is formed by a housing part 1h with a flange 15 through which the housing part is fastened to a plate 16 with the aid of a plurality of screw bolts 17. The mixing zone is delimited by a hollow cylinder 18 which is fastened to the plate 16. The various zones are sealed using sealing rings 19, 20, 21 and 22.

Beispielsweise können die Platten bei Verarbeitung von Kaffee-Extrakt mit einem Festatoffgehalt von 20 b:ls 20 Gew,-# (bezogen auf den Extrakt) eine Dicke von 0,7§ rnm haben, und dieFor example, the plates can be used when processing coffee extract with a solid content of 20 b: ls 20 wt on the extract) have a thickness of 0.7mm, and the

Zahl der Platten kann zwischen 10 und 100 variieren. Bei einer Vorrichtung, die an ein Eintrittsrohr von 12,7 mm Innendurchmesser angeschlossen werden kann, beträgt die Zahl der Platten vorzugsweise 30 und ihr Abstand 0,25²I mm, während der Durchmesser Jeder Platte beispielsweise 95*3 rnm betragen kannThe number of plates can vary between 10 and 100. In the case of a device which can be connected to an inlet pipe with an internal diameter of 12.7 mm, the number of plates is preferably 30 and their spacing 0.25 ² mm, while the diameter of each plate can be, for example, 95 * 3 mm

■ Durch entsprechende Wahl des Abstandes der ringförmigen Platten ist es möglich, den Druckabfall der Flüssigkeit beim Durchgang durch die Vorrichtung zu steigern oder zu verringern und auf diese Weise die Scherwirkung und Dispergierung lö des Gases einzustellen. Die bevorzugte Zahl der Platten, die Dicke der Platten und ihr Abstand für ein bestimmtes Produkt lassen sich in wenigen Vorversuchen leicht ermitteln. ■ By appropriate selection of the distance of the annular plates, it is possible to increase the pressure drop of the liquid as it passes through the device or decrease and thus the shearing effect and dispersion lö adjust the gas. The preferred number of plates, the thickness of the plates and their spacing for a specific product can easily be determined in a few preliminary tests.

Eine geeignete Anlage zur Herstellung eines geschäumten Kaffee-Pulvers nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist in Hg. 2 schematisch dargestellt. In dieser Anlage wird ein wäßriger Kaffee-Extrakt durch die Leitung 23 zugeführt. Das Gas zum Schäumen wird beispielsweise aus einer Gasflasche durch die Leitung 42 eingeführt. Der wäßrige Kaffee-Extrakt wird mit Hilfe einer Speisepumpe 24 in eine Hochdruckleitung eingeführt, wo der Druck des flüssigen Extraktes mit Hilfe eines Uberdruckgefäßes 26 geglättet wird. Ein Manometer 27 dient zur überwachung des Drucks des Extraktes in der Hochdruckleitung. Der Extrakt wird durch ein Regelventil 28 in ej ne mit Gaseinblasung arbeitende Mischvorrichtung 29 eingeführt. Die Gasmenge, die in die Mischvorrichtung geblasen wird, wird mit einem Manometer 30 und einem Rückschlagventil 31* das in die Gaseintrittsleitung eingesetzt ist, geregelt. In der zweiten Zone der Vorrichtung 32 gemäß der Erfindung wird das Gas im flüssigen Extrakt dispergiert, wobei ein feiner Schaum gebildet wird, der durch die· Leitung 33 der weiteren Verarbeitung nach der Alternative Λ oder nach der Alternative B zugeführt wird.A suitable plant for the production of a foamed coffee powder according to the method according to the invention is shown schematically in Hg. In this plant a Aqueous coffee extract is supplied through line 23. The gas for foaming is obtained, for example, from a gas cylinder introduced through line 42. The aqueous coffee extract is fed into a high pressure line with the aid of a feed pump 24 introduced, where the pressure of the liquid extract is smoothed with the aid of a pressure vessel 26. A manometer 27 is used to monitor the pressure of the extract in the high pressure line. The extract is introduced through a control valve 28 into a mixing device 29 operating with gas injection. The amount of gas that is blown into the mixer is measured with a pressure gauge 30 and a check valve 31 * which is inserted in the gas inlet line, regulated. In the second zone of the device 32 according to the invention the gas is dispersed in the liquid extract, whereby a fine foam is formed, which through the line 33 of the further Processing according to the alternative Λ or according to the alternative B is supplied.

Bei der Alternative A wird der feine Schaum einer üblichenWith alternative A, the fine foam becomes a common one

712&S28-M.73712 & S28-M.73

.Zentrifugal-SprUhdüse J>k in einem Sprühturm 25 zugeführt, vio der geschäumte Extrakt mit Heißluft, die durch Leitung 56 und Verteilerplatte JfJ zugeführt wird, :e>,iOc]-:net wijii. Ein weiteres Manometer 38 ist dicht an der Düse angeordnet und zeigt den Sprühdruck an..Centrifugal spray nozzle J> k supplied in a spray tower 25, vio the foamed extract with hot air, which is supplied through line 56 and distributor plate JfJ ,: e>, iOc] -: net wijii. Another manometer 38 is arranged close to the nozzle and shows the spray pressure.

Bei der Alternative B wird der feine Schaumextrakt auf einem endlosen Gefrierband 39 eingefroren. Der eingefrorene Extrakt wird in der Mühle 40 fein gemahlen. Der gemahlene gefrorene Extrakt wird der Vakuum- Gefriertrocknung im Trockner Hl unterworfen.In alternative B, the fine foam extract is frozen on an endless freezer belt 39. The frozen extract is finely ground in the mill 40. The ground frozen extract is subjected to vacuum freeze-drying in the dryer Hl.

Das folgende Beispiel veranschaulicht das Verfahren gemäß der Erfindung und die Art und Weise, in der es zur Herstellung eines löslichen Kaffee-Produkts durchgeführt werden kann. · · ■ .. ··· · ·· . . . The following example illustrates the process according to the invention and the manner in which it can be carried out to produce a soluble coffee product. · · ■ .. ··· · ··. . .

example

Ein Kaffee-Extrakt, der, bezogen auf sein Gewicht, 20,1 % Feststoffe enthielt, wurde bei einer Temperatur von ^9°C ii einer Menge von etwa lj>6 1/Std. mit einer Speisepumpe durcl die oben beschriebene Gasschäumvorriohtung gefütr I. Der ge· schäumte Extrakt wurde dann durch die Zuführungsleitung unmittelbar den Sprühdüsen eines üblichen Sprühtrockners zugeführt, der mit Vorrichtungen zur Sammlung des sprühgetrockneten Produktes versehen war.A coffee extract, which, based on its weight, contained 20.1% solids, was at a temperature of ^ 9 ° C ii in an amount of about lj> 6 l / h. fed with a feed pump through the gas foaming device described above . The foamed extract was then fed through the feed line directly to the spray nozzles of a conventional spray dryer which was provided with devices for collecting the spray-dried product.

Unter stetigen Bedingungen des Schäumen-- und der Iterstellung des schaumsprühgetrockneten Pulvers betrug der Gesamt druck der Zuführungspumpe 15*5 atü. Das zum Schäumen verwe: dete Gas (Stickstoff) wurde gegen diesen Druck von 15_th at *n einer Menge von 5*9 kg/Std. eingeblasen. Die Schäumvorrichtung war mit 30 Platten versehen, die eine Dicke von 0,79 rom, einen Durchmesser von 95*3 mm und einen "Abstand ν 0,25 mm hatten. Unter diesen Bedingungen betrug der Druckabfall des Extraktes in der Vorrichtung 0,7 atü, so daß deUnder constant conditions of foaming and the production of foam-spray-dried powder, the total pressure of the feed pump was 15 * 5 atm. The gas (nitrogen) used for foaming was at a rate of 5 * 9 kg / hour against this pressure of 15 _tons. blown in. The foaming device was provided with 30 plates which had a thickness of 0.79 rom, a diameter of 95 * 3 mm and a distance ν 0.25 mm. Under these conditions, the pressure drop of the extract in the device was 0.7 atm so that de

- ίο -- ίο -

Druck an der Düse l^;l,8 atU betrug. Der Gr*ad des Schäumens ontspricht einer theoretischen Dichte von 0,55 ß/cin des Reschäumten Extrakts oder ö. öp g/enr.. gerechnet bei Normaiüi-uck,Pressure at nozzle l ^; 1.8 atU. The degree of foaming corresponds to a theoretical density of 0.55 ß / cin of the foamed extract or Ö. Öp g / enr .. calculated by Normaiüi-uck,

Der so geschäumte Extrakt, der durch die Sprühdüse in den
Sprühtrockner eintrat, wurde bei einer Eintritts^J;emperatur
der Luft von 295°C und einer Austrittstemperatur der Luft von 127°C getrocknet. Unter diesen Bedingungen wurde ein sprühgetrocknetes Produkt erhalten, das ein Raumgewicht von 0,052 g/ cm, gute Rieselfähigkeit und eine -sehr helle Farbe hatte.The foamed extract, which is poured through the spray nozzle into the
Spray dryer entered, at an entry ^J ; emperatur
the air of 295 ° C and an outlet temperature of the air of 127 ° C. Under these conditions, a spray-dried product was obtained which had a density of 0.052 g / cm, good flowability and a very light color.

Diese Produkt karin mit der Sprühtrocknung des gleichen Extrakts ohne Gaseinblasung im gleichen Sprühtrockner unter ähnlichen Bedingungen verglichen werden, wobei ein Produkt mit
einem Schüttgewicht von 0.178 g/cm-⁷ erhalten wurde. Die beidei Produkte werden in der folgenden Tabelle verglichen.This product can be compared with the spray drying of the same extract without gas injection in the same spray dryer under similar conditions, a product with
a bulk density of 0.178 g / cm- ^{7 was} obtained. The two products are compared in the following table.

ohne mit Schäumungwithout with foaming

Schäumung (Stickstoff)Foaming (nitrogen)

SchUttgewicht, g/cm^ 0,178 0,052Bulk weight, g / cm ^ 0.178 0.052

Farbe des Pulvers,.Color of the powder ,.

Lumetron-Einheiten ' ' 55 60Lumetron units '' 55 60

TeilchengrößenverteilungParticle size distribution

Zurückgehalten auf einem Sieb einerRestrained on a sieve one 12,612.6 58,058.0 Maschenweite vonMesh size of 16,016.0 • 29,9• 29.9 0,71 mm0.71 mm 18,018.0 14,214.2 0,42 mm0.42 mm 17,617.6 5,55.5 0,297 rnm0.297 mm 25,225.2 5,75.7 0,25 mm0.25 mm 10,010.0 8,78.7 0,177 mm0.177 mm Durchgang durch 0,177 mm-SiebPassage through 0.177 mm sieve

Das geschäumte und sprühgetrocknete Produkt kann einer Agglomerierung unterworfen werden, bei der die Farbe etwas dunkler wird. Das7c^2*9⁽9^il2^]fr^ß]ni'8 öolver hat eine wesentlich gerin-The foamed and spray-dried product can be subjected to agglomeration, during which the color becomes a little darker. Das7c ^ 2 * 9 ⁽ 9 ^il 2 ^] fr ^ß ] ni'8 öolver has a much lower

Il IlIl Il

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gere Dichte als das Pulver, das durch Agglomerierung des nichtgeschäumten Pulvers erhalten wird.higher density than the powder obtained by agglomeration of the non-foamed powder.

Claims

Expectations

1. Device for transferring aqueous solutions and Emulsions in a foam, in which a mixing zone is provided within a housing, in the liquid and gas are mixed under pressure to form a coarsely foamed liquid, characterized thereby e t that a first mixing zone (3) can be charged with pressurized gas and is connected to a second mixing zone (7) is, in which a plurality of flat plates (10) are arranged at a distance one above the other.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the plates (10) are designed in an annular manner are and have a thickness of 0.254 to 2.54 mm, and that the distance between the plates is 0.126 to 2.54 mm.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that between the first (3) and the second (7) mixing zone a distribution ring surrounding them (6) is arranged with a plurality of fine holes through which gas serving for foaming penetrates into the mixing zone (3) .

4. Apparatus according to claim 3 * characterized in that that the distributor ring (6) is formed from a finely perforated ring plate which is part of the Represents the wall of the first mixing zone (3).