DEP0020257DA - Verfahren und Vorrichtung zur Auflösung kristallisierender Stoffe, insbesondere Zucker, und Herstellung von Kristallschlamm unter Abkühlung und Reibung - Google Patents

Description

PATENTAKlVALf
IiPL-INS. BUSCHHQFF

K Ä M P C- H E M S ^l.V E 6 9 4

S 1. 103 Köln, den 26.10.1948 Kämpehensweg 94

Patentanmeldung

des Herrn

Robert So 1 Ii Qh₉ Köln-Müngersdorf_t Kämpchensweg 95

Verfahren und Vorrichtung zur Auflösung kristallisierender Stoffe, insbesondere von Zucker, und Herstellung von Kristallschlamm unter Abkühlung und Reibung.

Bei der bekannten Herstellungsweise von Zuckerwaren wird der Zucker in Wasser gelöst und die Lösung auf eine bestimmte Konzentration eingedampfte Es lösen sich bei 100⁰C etwa 4 Teile Zucker in einem Teil Wasser. Die Lösung hat dann beim Aufkochen 20 <fo Feuchtigkeit. Fondant z_eB_o soll aber nur lO f₀ Feuchtigkeit haben, sodaB die Hälfte des Wassers wieder verdampft werden mu§_e Mit zunehmender Eindampfung der Lösung steigt die Temperatur und erreicht bei 10 fo Feuchtigkeit ungefähr 120⁰C₈ Die Feuchtigkeitsbestimmung durch Messung äer Siedetemperatur ist bei niedrigen Graden (120° C ) unzuverlässige Soll die Zuckerlösung z*E_o für die Fondantherstellung verarbeitet werden, so wird diese unter Kühlung gerührt, wobei ein Ausfällen der Kristalle zu Kristallschlamm erfolgte

Die bekannten und beschriebenen Methoden der Lösungsbereitung und deren Weiterverarbeitung zu Fondant haben die folgenden Nachteiles Durch das Ausdampfen treten erhebliche Wärmever-

luste aufe Ein stetig gleicher Feuchtigkeitsgehalt läßt sich kaum einhalten„ Die Kristalle fallen, da sie in der heißen Lösung zu wachsen beginnen ₉ groß aus_o Diese Kristallform ist unerwünscht» Gemäß der Erfindting werden die obigen Nachteile vermiedene

Um den Wärmeverbrauch durch Ausdampfen der überschüssigen Feuchtigkeit zu vermindern_} wird dem Zucker nicht mehr Wasser zugesetzt j als die Lösung vor der Kristallisierung enthalten soll« Die Lösungstemperatur eines Gemisches von 90^ Zucker

und 10 fo Wasser beträgt etwa 128⁰C₀ Da der Siedepunkt einer solchen Lösung bei etwa 120 C liegt, wird die Auflösung des Zuckers in einem geschlossenen Behälter unter entsprechendem überdruck vorgenommen_s wodurch der Feuchtigkeitsgehalt von erhalten bleibte Zur Vermeidung eines grobkristallinischen Gefüges des Zuckers wird nach erfolgter Auflösung eine plötzliche starke Abkühlung auf etwa 55 C vorzugsweise in einer Dosiervorrichtung auf dem Wege in den Kristallisationsraum herbeigeführt· Ferner kann der Mantel des Kristallisationsraumes wassergekühlt sein«, Die stark eingeengte und unterkühlte Lösung wird von Schlägern bewegt und mit Impfkristallen untermischt j wodurch der Kristallisationsvorgang eingeleitet und beschleunigt wird«. Dabei fallen die Kristalle um so feiner aus, als die Lösung durch Unterkühlung verdichtet war. Die plötzliche starke Abkühlung auf 55° C und das Ausfällen der Zuekerkristalle kann auch durch Anwendung von Vakuum im Kristallisationsraum erzielt werden»

Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verarbeitungsverfahrens dient vorzugsweise ein beheizbarer, dampfdicht geschlossener und mit verschließbarem Fülltrichter, Wassermeßge-

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faß und Überdruckventil versehener Behälter, an den sich ein Vorratsbeh älter und danach ein Abkühlungs- und Kristallisationsraum mit Au si aß öffnung anschließt,, Zwischen Lösungsund Vorrats"behälter ist zweckmäßig ein Sieb eingebaute Im Anschluß an die AuslaSöffnung des Vorratsbehälters |:ann eine in ihrer Drehzahl regelbare Zahnradförderpumpe vorgesehen seinj deren Zahnlücken in Deckung mit der in den Entspannungsund Kristallisationsraum führenden Einlaßöffnung liegen_e Der Kristallisationsraum kann auf den Ausgang zu kegelig erweitert sein und dort eine von außen her angetriebene Hahnradpumpe zur Förderung der fertigen Masse gegen den Außendruck enthaltene

Im Fuße des die gesamte Vorrichtung tragenden Gestelles wird vorzugsweise eine elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe für die Absaugung der im Kristallisationsraum freiwerdenden Dämpfe vorgesehene Statt einer Zahnradpumpe kann zwischen Vorratsbehälter und Kristallisationsraum ein stark unterkühltes Zahnwalzenpaar vorgesehen werden_? das den Durchlaß zu dem unter atmosphärischem Druck arbeitenden Kristallisationsraum abschließt„

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird eine Wärme ab strahiui lung und ein Verdampfen der,in der gelösten Zuckermasse enthaltenden Feuchtigkeit, weitgehend verhindert _f so daß mit der geringstiüöglichen Lösungsmittelmenge gearbeitet werden kann« Durch die anschließende schnelle und starke Unterkühlung und Drucksenkung im Kristallisationsraum wird die Bildung scharfkantiger, grober Kristalle unmöglich gemacht| statt dessen entsteht im Kristallisationsraum ein durch kleinste, kaum wahrnehmbare Kristalle gebildeter Kristallschlamm, der eine

gleichmäßige Lichtbrechung ergibt, so daß die fertige, aus diesem Kristallschlamm hergestellte Fondantmasse nicht nur einen zarten Schmelz, sondern auch ein weit besseres Aussehen besitzt und im Geschmack der grobkristallinischen Fondantmasse wesentlich überlegen ist« Infolge der Herabsetzung der benötigten Lösungsmittelmenge v/erden nun auch erhebliche Wärmemengen eingespart, die sonst zum Ausdampfen des im Über== schuß beigegebenen Lösungsmittels aufgebracht werden müssen« Auch die durch Überkochen und Herausspritzen der Zuckermasse eintretenden Verluste an Zucker kommen bei dem unter luftdichtem Abschluß arbeitenden Lösungsverfahren in Fortfall· Außerdem läßt sich eine genaue Konzentration der Lösung einhalten, wodurch die Beschaffenheit der erzielten ¥_are gleichmäßig gut gehalten wird.

Zwei Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind beispielsweise auf der Zeichnung veranschaulichte

Abb ο 1 gibt schematisch einen senkrechten Mittelschnitt durch eine Ausführungsform einer Fondantmaschine wieder, bei welcher zwischen Vorrats- und Kristallisationsbehälter eine Kühleinrichtung eingeschaltet ist_s

Abbe 2 zeigt ei nen senkrechten Mittelschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Fondantmasse mit unter Unterdruck arbeitendem Kristallisationsraunu

Abb„ 3 stellt einen Schnitt entlang der Linie III - III der Abbe 1 dar«,

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 ist für die Auflösung

des Zuckers ein zylindrischer oder ovaler Behälter 1 vorgesehen mit einem Fülltrichter 2 mit Verschlußschieber 3 ausgerüstetist ο Über dem Auflöset ehält er "befindet sich ein !fässermesser 4 für die Aufnahme einer der Füllung genau angepaßten Lösungsmittelmenge * Ein überdruckventil 5 sichert die Innehaltung des für den Auf löse vor gang gewünschten Dampfdruckes _β Durc] ein Absperrventil 6 ist der Auflösebehälter mit einem Vorratsbehälter 8 verbunden, in welchem ein Sieb 7 eingebaut ist_e Ein Äuslaßkanal 18 führt zu einer mit Kühlmantel versehenen Zahnradpumpe 9_S welche die Zuführung der Zuckerlösung zu dem anschließenden Kristallisationsraum 10 regelte In dem mit einem Kühlmantel 19 ausgerüsteten Kristallisationsraum läuft eine Welle 20 mit Rühr- und Schlagarmen 11 uqj, welche die zu feinem Kristallschlamm umgewandelte Zuckerlösung zu einer kegeligen Erweiterung 21 am Ende des ^ristallisationsraumes fördern« Die ¥_elle 20 wird durch eine Riemenscheibe 22 angetriebene Sie treibt über ein Zahnradpaar 23 die Zahnradpumpe 9 im festen Verhältnis zur Umlaufgeschwindigle it der Rührarme 11 an* Ein Abstreifer 24? der an der Wand der kegeligen Erweiterung 21 entlang schabt, führt den Kristallschlamm einer Auslaßöffnung 25 zu.

Das Verfahren nach Abb« 1 arbeitet ζ_βΒ_β für die Herstellung von Fondantmasse wie folgt?

Der heizbare. Auflösebehälter 1 wird über den Trichter 2 und den dampfdichten Drehschieber 3 mit 90 kg Zucker und über den Mefibehälter 4 mit 10 kg Wasser beschickte Das Gemisch wird durch eine nicht dargestellte Rührvorrichtung durchmischt und bei geschlossenem Drehschieber 3 auf einige Grade mehr als die erforderliche Lösungstemperatur erhitzt, um

eine schnellere Auf-

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Auflösung des Zuckers zu bewirken« Da die Lösungstemperatur in diesem Falle 128° C beträgt _s der Siedepunkt aber bei 12O⁰C liegts wird sich ein ^b_eraruck im Auflösebehälter 1 einstellen« Der sich bildende Dampf bleibt aber im Behälter und kondensiert wieder beim Ablassen der Lösungy so daß der Feuchtigkeitsgrad erhalten bleibt«. Mach erfolgter Auflösung wird die Heizung abgestellt und die lösung über das Ventil 6 und das Sieb 7 in den Vorratsbehälter 8 abgelassen« Das vorzugsweise als Zahnradpumpe ausgebildete Kuhlelement 9 entnimmt dem Vorratsbehälter 8 eine der Kühlfläche angepaßte Menge Lösung und bringt diese in den gekühlten Kristallisationsraum 10„ wo sie mittels der Schläger. 11 gerührt und nach dem erweiterten Ausflußende bewegt wird. Während dieses Vorganges wird ein geringer Teil der Feuchtigkeit durch Verdunsten frei und dadurch die Kristallbildung herbeigeführt ,

Bei der Ausführungsform nach Abb» 2_f sind der Auflösebehälterl' und der Vorratsbehälter 8* in gleicher Weise wie in Abb_e 1 vorgesehen«, Die Zahnradpumpe 12 ist hier jedoch nicht gekühlt und wird von der Rührarmwelle 20' angetrieben« Sie fördert ebenso wie die Zahnradpumpe 9 in den mit Kühlmantel 19' versehenen Kristallisationsraum 10'. Der kegelig erweiterte Teil 21 ' des Kristallisationsraumes ist durch eine Rohrleitung 26 mit einem Kondensator 14 und einer Vakuumpumpe 13 verbunden» Die Rührarmwelle 20' erhält ihren Antrieb über ein als Zahnradpumpe arbeitendes Zahnradpaar 15 von außen her durch ein Getriebe 27 vom Motor der Vakuumpumpe 13» Das Zahnradpaar 15 fördert gleichzeitig die fertige Fondantmasse durch das mit Rückschlagklappe vei sehene Ausflußrohr 17 gegen den atmosphärischen Druck nach außen.

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Das Verfahren nach Abb. 2 ist bezüglich der Auflösung des Zuckers und der Sammlung im Forratsraum das gleiche wie oben beschriebene Im Unterschied zum Verfahren nach Abb„ 1 werden dem aufzulösenden Zucker 16$ Wasser zugesetzt* Die Pumpe 12 entmimmt dem Vorratsraum 8' eine bestimmte Menge Lösung und fördert sie in den mittels der Luftpumpe unter Vakuum gesetzten Kristallisationsraum 10'j wobei sich die der Lösung innewohnende Dampfspannung auf die dem Unterdruck entsprechende einstellte Durch die dabei entstehende spontane Verdampfung von etwa 6$ der in der heißen Lösung enthaltenen Feuchtigkeit wird Wärme frei, und die Temperatur sinkt bei einem Vakuum von 75/em· Hg fast augenbliclclidi auf etwa 55°C_e Eine weitere Kühlung der Lösung kann durch Kühlung der Wände des Kristallisationsraumes 10' erreicht werden· Die freiwerdenden Dämpfe werden durch die Vakuumpumpe abgesaugt und im Kondensator 14 niedergeschlagen. Die Schläger 11^f bewegen die Masse dem erweiterten Ende 21* zu. Die hierbei entstehende %istallmasse wird vorzugsweise durch eine Zahnradpumpe 15 nach außen geförderte

Wird wie bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach Abb« 1 ohne Luftverdünnung im Kristallisationsraum 10⁹ gearbeitet, so wird wie nach Verfahren in Abb* 1 beschrieben nur diejenige Menge Feuchtigkeit zugesetzt, die, im Endprodukt des Fondant, enthalten sein solle Die Kühlung der Lösung kann anstatt im Förderelement auch mittels des wassergekühlten Mantels 19' des Kristallisations räumes 10" erfolgen·

Da die zuzugebende Wassermenge genau bemessen sein soll, wird vor« zugsweise der Auflösebehälter 1 und 1" mit einem Wassermeßgefäß 4 und 4' verbunden, bei dem ein verstellbares überlaufrohr die genaue Einhaltung der gewünschten Menge gewährleistete

Claims (1)

1. —> 8 —

   Patentansprüche«

   1_β) Verfahren zur Auflösung kristallisierender Stoffe, insbesondere von Zucker, und zur Herstellung von Kristallschlamm unter Abkühlung und Reibung^ dadurch gekennzeich.net, daß das Lösungsmittel ( Wasser ) in den zu lösenden Stoff (Zucker) in einer dem Feuchtigkeitsendzustand entsprechenden Menge (IO5S) eingeführt und unter luftdichtem Abschluß auf eine die gewöhnliche Kochtemperatur übersteigende, der Lösungsmittelmenge angepaßte Temperatur (120°) gebracht, darauf bei starker Unterkühlung kristallisiert und zur weiteren Verarbeitung abgezogen wird*

   2*) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrierte, bei Überdruok hergestellte Zuckerlösung unter plötzlicher Entspannung und Abkühlung in einen Raum niedrigen Druckes eingeführt wird,,

   3o) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuckerlösung vor dem Einführen in den Raum niedrigen Druckes oder in einen zwischengeschalteten Vorratsraum gesiegt wird*

   4„) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die unter Überdruck gelöste Zuckermasse in einer auf den Unterdruck des Entspannungsraumes abgestimmten Menge dem Entspannungs- und Kristallisationsraum zugeführt wird.

   5») Verfahren nach Anspruch 1 oder 3? dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrierte Zuckerlösung vor dem Einführen in den Kristallisationsraum in fein unterteilter Menge über stark gekühlte Flächen geleitet wird«

   6«) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die entspannte und abgekühlte Zuckerlösung beim Hindurchführen

   durch den Raum niedrigen Druckes geschlagen und unter Bildung feinsten Kr is tall Schlammes dem Auslaß zu bewegt wird«,

   7e) Vorrichtung zur Durchführung des. Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6j gekennzeichnet durch einen dampfdicht geschlossenen, mit verschließbarem Fülltrichter(2), Wassermeßgefäß(4) und Überdruckventil (5) versehenen, beheiz^aren Behälter (1), daran anschließendem Vorratsbehälter (8) und nachfolgendem Abkühlungs- und Kristallisationsraum (10) mit Auslaiöffnung $17).

   S_e) Vorrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lösungsraum(l) und Vorratsbehälter (8) ein Sieb (7) eingebaut ist.

   9o) Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichiEt, daß im Anschluß an die Au si aß öffnung °6J18) des Vorratsbehälter eine in ihrer Drehzahl regelbare Zahnradförderpumpe (i@) vorgesehen ist, deren Zahnlücken in Deckung mit der in den Entspannungsund Kristallisationsraum (10) führenden Einlaßöffnung liegen«

   10*) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallisationsraum $10) auf den Ausgang zu kegelig erweitert ist und dort eine von außen her angetriebene Bahnradpumpe (15) die fertige Masse zur Förderung gegen den Aussendruck aufnimmt. ■ .

   11*) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Fuß des die gesamte Vorrichtung tragenden Gestelles eine elektromotorisch angetriebene Valaiumpumpe (15) für die Absaugung der im Kristallisationsraum flO) freiwerdenden Dämpfe vorgesehen ist.

   12_e) Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Q, dadurch gekennzeichnet,

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   daß zwischen Vorratsbehälter (8) und Kristallisationsraum (10) ein stark unterkühlt es gezahntes Walzenpaar (9) vorgesehen ist, das den Durchlaß (9) zn dem unter Atmosphärendruck arbeitenden Kristallisationsraum (iffi) abschließt,,