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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Butter durch Abkühlen
von hochkonzentriertem Rahm Es ist bereits bekanntgeworden, aus hochkonzentriertem
Rahm auf die Weise Butter zu gewinnen, daß man seine Temperatur ganz plötzlich erniedrigt;
durch die schockartige Abkühlung, die der Rahm dabei erfährt, soll er sich in Butter
umwandeln. Es ist auch bereits über wissenschaftliche Versuche berichtet worden,
nach denen in einer aus Butterfett und Magermilch bereiteten Emulsion unter dem
Mikroskop eine Umkehr der wäßrigen in die Fettphase beobachtet wurde, wenn man die,
Emulsion auf einen kühlbaren Objektträger auf g bis 5'°' C abkühlte und diese Temperatur
während zo bis 15 Minuten; aufrechterhielt, wonach bei vorsichtigem Anwärmen auf
rr bis rq.°' C in sehr kurzer Zeit eine Umkehr der Emulsion spontan eintrat.
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Jedoch ist es bisher noch nicht gelungen, nach dem obigen Vorschlag
eine auch nur bescheidenen Ansprüchen genügende, geschweige denn markt-oder gar
lagerfähige Butter zu erzeugen, und ebensowenig sind bisher die Ergebnisse jener
wissenschaftlichen Versuche, die im übrigen lediglich die Möglichkeit der Zerstörung
der Rahmphase durch Wärmeentzug, jedoch noch nichts über eine Erzielung der einwandfreien
Butterphase ergeben hatten, zur Grundlage eines betriebsbrauchbaren und insbesondere
mit zuverlässigem Ergebnis arbeitenden Verfahrens gemacht worden. Die hierzu
noch
fehlenden. Schritte und Maßnahmen anzugeben, ist das Ziel der vorliegenden Erfindung.
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Der Erfinder hat als wesentliche Schwierigkeit bei der nach jenen
bekannten Angaben durchgeführten Abkühlung des hochkonzentrierten Rahms, die Gefahr
der Entstehung von Doppelemulsionen, erkannt, deren sichere Folgen die mangelnde
Haltbarkeit, ja sogar die alsbaldige Schimmelbildung des Erzeugnisses ist. Den Maßnahmen,
die die Erfindung zur Vermeidung dieses der praktischen Durchführung des Butterungsverfahrens
bisher entgegenstehenden schwerwiegenden Nachteils vorschlägt, liegt die Erkenntnis
zugrunde, daß sich in der gesamten Gutmenge eine vollkommene Phasenumkehr vollziehen
muß und daß dies nur dann möglich ist, wenn sich in dem Gut die kleinsten Fetteilchen:
vom Beginn bis zur Beendigung des Abkühlungsvorganges möglichst vollkommen in der
flüssigen bzw. gallertartigen Form befinden.
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Hinsichtlich der Maßnahmen bei der auf dieses Ziel gerichteten Durchführung
des Abkühlungsvorganges hat der Erfinder festgestellt, daß für die Phasenumkehr
das Temperaturgefälle zwischen dem Kühlmittel und dem Butterungsgut, die Zeitdauer
der Kühlmitteleinwirkung auf das Gut und die dadurch beeinflußte Konsistenz des
Gutes während des Abkühlungsvorganges von maßgebender Bedeutung ist und daßa es
hierbei darauf ankommt, während des gesamten Kühlvorganges eine gegenseitige Verschieblichkeit
der einzelnen Gutsteilchen aufrechtzuerhalten. Auf Grund dieser Feststellung schlägt
die Erfindung für die technische Durchführung der Buttererzeugungdurch Abkühlen
von hochkonzentriertem Rahm grundsätzlich vor, die Durchlaufgeschwindigkeit des
Gutes durch die zu seiner Abkühlung dienende Vorrichtung regelbar zu machen. und
das Gut während seines Durchgangs durch den Kiihler ständig durchzumischen. Bringt
man auf diese Weise die soeben genannten Voraussetzungen in gegenseitige Abstimmung,
so, kann man mittels für den praktisch. Betrieb geeigneten Maßnahmen und Vorrichtungen
als Ergebnis des Verfahrens mit aller Sicherheit und Wiederholbarkeit eine markt-
und lagerfähige Butter erzielen. Die Regelbarkeit der Durchlaufgeschwindigkeit durch
den Kühler und die Durchmischung des Gutes während der Abkühlung ermöglichen es,
auch bei unterschiedlichem oder schwankendem Temperaturgefälle sämtlichen einzelnen
Gutsteilchen während des gesamten Kühlvorganges die jeweils erforderliche Wärmemenge
gleichmäßig und gleichzeitig zu entziehen, wobei jedes Einzelteilchen laufend in
unmittelbare- Berührung mit der vom Kälteträger beaufschlagten Kühlerwandung kommt
und das Gut bis zum Schluß des Kühlvorganges geschmeidig bleibt, so daß. seine einzelnen
kleinsten Teilchen im flüssigen Zustand einander gegenübertreten, in dem sich ihre
Phasenumkehr vollziehen kann. Mit ihr geht auf diese Weise die Verhinderung der
Kristallisation des Gutes Hand in Hand, so daß vor Beendigung der Phasenumkehr in
der gesamten Gutmenge über den geringen, zur Ein-Leitung der Phasenumkehr erforderlichen
Umfang hinaus eine Kristallisation vermieden und damit das Anfallen eines bröckligen:,
griesigen oder wasserlässigen Gutes an Stelle von Butter mit den gewünschten Eigenschaften.
vermieden wird. Außerdem ist die fertige Butter von durch und durch gleichmäßiger
Geschmeidigkeit und frei von Verhärtungen und Knötchen od. dgl.
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Die Regelung der Geschwindigkeit, mit der das B.utterungsgut den Kühler
durchläuft, kann im praktischen Betrieb auf verschiedene Weise erfolgen. In erster
Linie wird man davon ausgehen, die in der Zeiteinheit abzukühlende Gutmenge, den
Durchtrittsquerschnitt des Kühlers, den Kühlweg, den Förderdruck vor dem Kühler
und das Temperaturgefälle zwischen Gut und Kühlmittel in ein bestimmtes Verhältnis
zu bringen. Als besonders vorteilhaft hat sich z. B. die Verwendung eines Schneckenkühlers
erwiesen:, in dem mit geringem Abstand von einem kühlmitteldurchflossenen Mantel
eine mit Schneckengängen zur Förderung des Gutes besetzte Trommel umläuft, da die
Änderung der Umlaufzahl der Schneckentrommel eine einfache und genügend feine Regelung
der Durchgangsgeschwindigkeit ermöglicht. Von Bedeutung für die gute Durchmischung
und für den gleichmäßigen Wärmeentzug des Gutes ist eine möglichst geringe radiale
Weite des ringförmigen Querschnitts, die zweckmäßig nur wenige Millimeter beträgt;
dabei ergeben sich vorteilhafte Durchgangsgeschwindigkeiten in Höhe von i bis 2
cm/Sek. bei Schneckentrommeldurchmessern von i8o bis 25o mm und Umlaufzahlen von
45 bis 70 in der Minute. In einem- solchen Kühler kann bei einem geradlinigen
Kühlweg von mehreren Metern eine stündliche Gutmenge von i8o bis 25o kg verarbeitet
werden..
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Läßt die Länge des Kühlweges eine Unterteilung des Kühlers zweckmäßig
erscheinen, so ist es vorteilhaft, die Verbindungen zwischen, den. einzelnen Kühlerabschnitten
möglichst kurz zu halten, um eine den erstrebten Verlauf der Phasenumkehr beeinträchtigende
Nachhärtung des Gutes zu verhindern, -die hier durch den Fortfall der Durchmischungsbewegung
eintreten könnte.