DEP0033642DA

DEP0033642DA - Method and device for the continuous production of margarine and similar fat emulsions

Info

Publication number: DEP0033642DA
Authority: DE
Original assignee: Separator AB
Current assignee: Alfa Laval Holdings Amsterdam AB
Publication date: 1950-10-26

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um Margarine oder ähnliche Fettemulsionen auf kontinuierlichem Wege herzustellen.The present invention relates to a process for the continuous production of margarine or similar fat emulsions.

Die bisher übliche Herstellung der Margarine erfolgt so, dass das Gemisch aus den einzelnen Komponenten der Margarine in einer Kirne bei einer bestimmten Temperatur, die von der Zusammensetzung abhängt, eine Zeitlang geschlagen wird. Sodann wird die entstandene Emulsion entweder mit einer vielfachen Eiswasser-Menge abgeduscht oder sie wird auf Kühltrommeln indirekt mittels Verdampfung oder Sole auf eine Temperatur unter oder nahe bei 0 Grad abgeschreckt. Diese plötzliche Abkühlung soll in den Fällen, in denen in der Kirne eine Emulsion vom Charakter Öl-in-Wasser hergestellt wird, eine Phasenumkehr in eine Wasser-in-Öl-Emulsion bewirken. In den Fällen aber, in denen schon in der Kirne eine Wasser-in-Öl-Emulsion vorhanden ist, soll die plötzliche Abkühlung eine Stabilisierung der Emulsion hervorrufen. Bei nachfolgendem Kneten oder Walzen, wobei evtl. noch restliche Zusätze gemacht werden, wird die Emulsion wieder auf die Verpackungstemperatur angewärmt.The production of margarine, which has been customary up to now, has been carried out in such a way that the mixture of the individual components of the margarine is whipped for a while in a churn at a certain temperature, which depends on the composition. The resulting emulsion is then either showered off with a multiple amount of ice water or it is quenched on cooling drums indirectly by means of evaporation or brine to a temperature below or close to 0 degrees. This sudden cooling is supposed to bring about a phase inversion into a water-in-oil emulsion in those cases in which an oil-in-water emulsion is produced in the cherries. In those cases, however, in which a water-in-oil emulsion is already present in the churn, the sudden cooling should bring about a stabilization of the emulsion. With subsequent kneading or rolling, where possible Any remaining additions are made, the emulsion is reheated to the packaging temperature.

Bei der direkten Abduschung durch Eiswasser wird dabei aber der Wassergehalt der Emulsion verändert, und man ist gezwungen, durch Walzen, Kneten usw. den durch Gesetze vorgeschriebenen oder von der Kundschaft gewünschten Wassergehalt herzustellen. Wasserlösliche Zusätze müssen nach der Duschung in besonderen Apparaten in die Emulsion eingeknetet werden. Bei der indirekten Kühlung auf Kühltrommeln bleibt zwar der Wassergehalt bestehen, aber dieses Wasser ist in einer derartig groben Form in dem Öl verteilt, dass die Gefahr des Ausölens der Margarine besteht. Diese Gefahr wird dadurch noch erhöht, dass die Margarine wieder auf die Verpackungs-Temperatur angewärmt werden muss. Daher ist auch in diesem Falle Walzen, Kneten usw. notwendig, um eine haltbare Emulsion zu erzielen.When showering directly with ice water, however, the water content of the emulsion is changed, and one is forced to produce the water content prescribed by law or desired by customers by rolling, kneading, etc. Water-soluble additives must be kneaded into the emulsion in special equipment after showering. In the case of indirect cooling on cooling drums, the water content remains, but this water is distributed in the oil in such a coarse form that there is a risk of the margarine becoming oily. This risk is further increased by the fact that the margarine has to be reheated to the packaging temperature. Therefore, in this case too, rolling, kneading, etc. are necessary in order to obtain a durable emulsion.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, die Herstellung der Margarine oder ähnlicher Fettemulsionen wesentlich zu vereinfachen. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren wird erfindungsgemäss die Stabilisierung der Emulsion und gleichzeitig eine etwa notwendige Phasenumkehr durch eine Homogenisierung erzielt. Dabei haben sich die Homogenisiermaschinen als besonders vorteilhaft erwiesen, deren Wirkung auf starker Wirbelbildung beruht.The purpose of the present invention is now to considerably simplify the production of margarine or similar fat emulsions. In contrast to the previously known processes, the stabilization of the emulsion and, at the same time, a phase reversal, if necessary, is achieved by homogenization. The homogenizing machines, whose effect is based on strong vortex formation, have proven to be particularly advantageous.

Nach der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Emulsions-Komponenten z.B. in einem Rührwerksbehälter vorgemischt bei einer Temperatur, die von dem Schmelzpunkt des Fettgemisches abhängt, und wird bei einer Temperatur, die zwischen Schmelzpunkt und Erstarrungspunkt oder wenige Grade über dem Schmelzpunkt des Gemisches liegt, durch eine Homogenisierungsmaschine an sich bekannter Art homogenisiert. Sämtliche für die fertige Emulsion notwendigen Zusätze werden schon in dem Rührbehälter zugesetzt, so dass nach der Homogenisierung die Margarine bereits fertig vorliegt. Sie kann sofort verpackt werden; man lässt dann zweckmässig die Emulsion in der Verpackung erkalten und nimmt die endgültige Schliessung der Verpackung, falls notwendig, erst nach erfolgter Erstarrung vor. Es kann aber auch zwischen Homogenisiermaschine und Verpackungsmaschine noch eine weitere Temperatur-Veränderung eingeschaltet werden.According to the present invention, the individual emulsion components are premixed in, for example, a stirrer vessel at a temperature which depends on the melting point of the fat mixture, and is at a temperature which lies between the melting point and the solidification point or a few degrees above the melting point of the mixture, homogenized by a homogenizing machine of a type known per se. All the additives required for the finished emulsion are already added in the stirred tank, so that the margarine is ready after the homogenization. It can be packed immediately; the emulsion is then expediently allowed to cool in the packaging and, if necessary, the packaging is not finally closed until it has solidified. However, another temperature change can also be switched on between the homogenizing machine and the packaging machine.

Bekanntlich wird der Charakter der Emulsion einmal durch die Wahl eines entsprechenden Emulgators, zum andern durch die Art und Reihenfolge der Zumischung der einzelnen Komponenten im Rührwerksbehälter bestimmt. Bei Verwendung von gewissen Emulgatoren, wie z.B. Kasein, hat es sich mitunter als vorteilhaft erwiesen, die Emulsion zweimal zu homogenisieren und zwischen beiden Homogenisiervorgängen eine bestimmte Zeit von beispielsweise einigen Minuten einzuschalten, deren Dauer im allgemeinen von der Temperatur abhängt. Man kann aber auch die zweimalige Homogenisierung nur für einen kleinen Teilstrom vorsehen. Beispielsweise kann man die Homogenisierung der aus dem Rührbehälter (1) austretenden Emulsion so vornehmen, dass zwischen Homogenisierpumpe (2) und Homogenisierkopf (3) ein kleiner Teilstrom der Leitung entnommen wird, der einen zweitenAs is well known, the character of the emulsion is determined on the one hand by the choice of an appropriate emulsifier and on the other hand by the type and sequence in which the individual components are mixed in in the agitator tank. When using certain emulsifiers, such as casein, it has sometimes proven to be advantageous to homogenize the emulsion twice and to allow a certain time of, for example, a few minutes between the two homogenization processes, the duration of which generally depends on the temperature. However, it is also possible to provide for the two-time homogenization only for a small partial flow. For example, the emulsion emerging from the stirred tank (1) can be homogenized in such a way that a small partial flow is withdrawn from the line between the homogenizing pump (2) and the homogenizing head (3)

Homogenisierkopf (4) durchfliesst. Dieser Teilstrom wird der Emulsion hinter einer Drosselvorrichtung (6) wieder beigemischt, und beides zusammen wird endgültig durch den Homogenisierkopf (3) gedrückt (Abbildung 1).Homogenizing head (4) flows through. This partial flow is mixed back into the emulsion behind a throttle device (6), and both together are finally pressed through the homogenizing head (3) (Figure 1).

Will man nun die Verpackung, wie z.B. bei den Formmaschinen üblicher Art häufig gewünscht wird, bei niedriger Temperatur, also etwa Zimmertemperatur vornehmen, so muss die Emulsion entweder vor oder nach der Homogenisierung abgekühlt werden. Eine Homogenisierung nach der Abkühlung ist besonders vorteilhaft. Durch die Kristallisation des Fettes, resp. eines Teils desselben, während der Abkühlung wird die Stabilität der Emulsion beeinflusst, indem die Wassertropfen in der Emulsion leichter vom Fett zurückgehalten werden, wenn dieses in Form einer grossen Anzahl feiner Kristalle vorhanden ist, als wenn selbiges in Form relativ grober Kristalle in minderer Anzahl vorhanden ist. Da die Abkühlung, wie es gewöhnlich der Fall ist, besonders in Butterfässern, relativ langsam vor sich geht, sodass das erstarrte Fett grobkristallinische Form annimmt, hat die Homogenisierung bei niedriger Temperatur insofern eine günstige Wirkung, als die bereits gebildeten grossen Kristalle durch die Homogenisierung auf rein mechanischem Wege zerteilt werden, wodurch man nicht nur erreicht, dass die Struktur verbessert wird, sondern auch, dass die Wassertropfen in besserer Weise zwischen die zerteilten Kristalle eingeschlossen werden und die Emulsion somit stabilisiert wird. Diese Abkühlung auf die Verpackungstemperatur kann entweder direkt oder indirekt erfolgen.If the packaging is to be carried out at a low temperature, i.e. around room temperature, as is often desired in the conventional molding machines, the emulsion must be cooled either before or after the homogenization. Homogenization after cooling is particularly advantageous. Through the crystallization of the fat, respectively. part of it, during cooling, the stability of the emulsion is influenced by the fact that the water droplets in the emulsion are more easily retained by the fat if this is present in the form of a large number of fine crystals than if the same is present in the form of relatively coarse crystals in smaller numbers is. Since the cooling process is relatively slow, as is usually the case, especially in churns, so that the solidified fat takes on a coarsely crystalline form, the homogenization at low temperature has a beneficial effect as the already formed large crystals through the homogenization be broken up purely mechanically, whereby one not only achieves that the structure is improved, but also that the water droplets are better enclosed between the divided crystals and the emulsion is thus stabilized. This cooling down to the packaging temperature can either be done directly or indirectly.

Ein Ausführungsbeispiel für die direkte Kühlung nach der Homogenisierung zeigt die Abbildung 2 und 3. Hier tritt das Kühlmittel, z.B. Wasser, bei (7) ein und fliesst dann über den Behälterrand bei (8) in den eigentlichen Kühler. In diesem Kühler gelangt das Kühlmittel in gleichmässigem Strom nach unten, (9), steigt dann in dem Rohr (10) wieder hoch und tritt bei (11) aus. Die Emulsion tritt bei (12) ein, nachdem sie die Homogenisiermaschine passiert hat, und gelangt in den Kühler durch einen oder mehrere enge Schlitze (13), die für eine bestimmte Leistung beispielsweise 300 mm lang und 0,5 bis 1,5 mm breit sein können. Die Emulsion steigt also in einer Schichtdicke 0,5 bis 1,5 mm und einer Breite von 300 mm in dem entgegenfliessenden Kühlmittel hoch und tritt über die Rutsche (15), die zweckmässig aus Siebblech anzufertigen ist, in erstarrtem Zustand direkt in die Verpackungsmaschine ein. Es steht nichts im Wege, auch mit Hilfe einer anderen Transportvorrichtung die im Kühlmittel erstarrte Emulsion in dünner Schicht an oder unter der Oberfläche des Kühlmittels abzunehmen und zur Verpackungsmaschine zu befördern.An exemplary embodiment for direct cooling after homogenization is shown in Figures 2 and 3. Here the coolant, e.g. water, enters at (7) and then flows over the edge of the container at (8) into the actual cooler. In this cooler, the coolant flows downwards in a steady stream, (9), then rises up again in the pipe (10) and exits at (11). The emulsion enters at (12) after it has passed the homogenizing machine and enters the cooler through one or more narrow slots (13), which for a certain output are for example 300 mm long and 0.5 to 1.5 mm wide could be. The emulsion rises in a layer thickness of 0.5 to 1.5 mm and a width of 300 mm in the counter-flowing coolant and enters the packaging machine in a solidified state via the chute (15), which is expediently made from a sieve plate . Nothing stands in the way of using another transport device to remove the emulsion solidified in the coolant in a thin layer on or below the surface of the coolant and to convey it to the packaging machine.

Es ist festgestellt worden, dass bei einem solchen ruhigen Aufsteigen der homogenisierten Emulsion auch in Wasser sich der bei der Vormischung eingestellte Wassergehalt nicht verändert, da ja durch die vorherige Homogenisierung eine Emulsion vom Charakter Wasser-in-Öl vorhanden ist, die sich wasserabweisend verhält. Es wird zweckmässig Sorge getroffen, dass keine starke Wirbelbildung eintritt.It has been found that with such a smooth rise of the homogenized emulsion, even in water, the water content set in the premixing does not change, since the previous homogenization results in an emulsion of the character water-in-oil that is water-repellent. It is expedient to take care that no strong vortex formation occurs.

Es ist auch möglich, das Kühlmittel in der entgegengesetzten Richtung, also im Gleichstrom zu der Emulsion durch den Behälter strömen zu lassen. Ebenso ist es möglich, das Kühlmittel dauernd zirkulieren zu lassen und durch eine indirekte Kühlung, z.B. mittels Kühlwasser oder Sole, das Kühlmittel dauernd auf gleicher Temperatur zu halten. Eine solche Kühlung könnte man dadurch vornehmen, dass der Kühlbehälter von einem zweiten Kühlmittel, z.B. Sole, umflossen wird. Gegebenenfalls ist es zweckmässig, ein steriles oder baktericides Kühlmittel zu wählen.It is also possible to have the coolant flow through the container in the opposite direction, that is to say in cocurrent with the emulsion. It is also possible to let the coolant circulate continuously and to keep the coolant at the same temperature at all times through indirect cooling, e.g. by means of cooling water or brine. Such cooling could be done by having a second coolant, e.g. brine, flow around the cooling container. It may be useful to choose a sterile or bactericidal coolant.

Man kann aber auch eine gekühlte Transportschnecke als Fördereinrichtung zur Verpackungsmaschine vorgesehen, wobei möglicherweise zusätzlich der Emulsion ein Teil des Kühlmittels zur direkten Kühlung beigeben wird. In diesem Falle muss das Kühlmittel vor der Verpackung Gelegenheit zum Abfliessen gegeben werden.However, a cooled screw conveyor can also be provided as a conveying device to the packaging machine, in which case part of the coolant may also be added to the emulsion for direct cooling. In this case, the coolant must be given the opportunity to drain off before packaging.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt auf der Hand. Da ein Kneten oder Walzen nicht unbedingt notwendig ist, wird nicht nur viel Arbeit, sondern auch viel mechanische und elektrische Energie gespart. Da die Abkühlung nicht wesentlich unter die Verpackungstemperatur erfolgt, so wird ausserdem auch eine erhebliche Ersparnis an Wärme erzielt.The advantage of the present invention is obvious. Since kneading or rolling is not absolutely necessary, not only a lot of work but also a lot of mechanical and electrical energy is saved. Since the cooling does not take place significantly below the packaging temperature, a considerable saving in heat is also achieved.

Der Hauptvorteil der Erfindung liegt aber darin, dass das Wasser in dem Fett in besonders feiner Form verteilt ist; die homogenisierte und nicht durch Kneten, Walzen usw. bearbeitete Emulsion hat ein wesentlich feineres Gefüge als eine nach einem der bisherigen Verfahren bearbeitete Margarine. Die nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Emulsion ist selbst bei starker Beanspruchung nicht wasserlässig, beim Erhitzen spritzt sie nicht. Auch ist die Haltbarkeit wesentlich länger als die nach den bisher bekannten Verfahren hergestellten Margarine.The main advantage of the invention, however, is that the water is distributed in the fat in a particularly fine form; the emulsion homogenized and not worked by kneading, rolling, etc. has an essential finer structure than a margarine processed according to one of the previous processes. The emulsion produced according to the present invention is not water-permeable even under heavy use, and it does not splash when heated. The shelf life is also much longer than the margarine produced by the previously known processes.

Claims

Claim 1

Process for the continuous production of margarine and similar fat emulsions, characterized in that the emulsion produced in a churn or an ordinary agitator container is homogenized directly in a continuous flow.

Claim 2

Method according to Claim 1, characterized in that homogenization is carried out twice.

Claim 3

Method according to Claims 1 and 2, characterized in that a pause of a few minutes is switched on between the two homogenizations.

Claim 4

Method according to Claims 1 to 3, characterized in that part of the emulsion is homogenized and, together with the rest of the emulsion, is homogenized a second time.

Claim 5

Process according to Claims 1 to 4, characterized in that the homogenization is carried out at a temperature which is between the melting point and the solidification point of the fat mixture or a few degrees above its melting point.

Claim 6

Process according to Claims 1 to 5, characterized in that the emulsion is cooled directly or indirectly between homogenization and packaging.

Claim 7

Process according to Claims 1 to 6, characterized in that, after the homogenization, the emulsion is introduced into the flow of a coolant, either in cocurrent or in countercurrent, for direct cooling.

Claim 8

Method according to Claims 1 to 7, characterized in that, during direct cooling, the formation of vortices in the coolant and the emulsion is avoided as far as possible.

Claim 9

Method according to Claims 1 to 8, characterized in that the coolant is kept at the same inlet temperature in a circuit by indirect cooling.

Claim 10

Method according to Claims 1 to 9, characterized in that a sterile or bactericidal liquid is used as the coolant.

Claim 11

Process according to Claims 1 to 10, characterized in that the emulsion emerges from one or more narrow gaps in a container in such a way that it rises to the surface of the coolant in a uniform flow and coherent form.

Claim 12

Process according to Claims 1 to 5, characterized in that the emulsion is packaged in packaging machines of a type known per se immediately after the homogenization.

Claim 13

Process according to Claims 1 to 12, characterized in that the emulsion is cooled after packaging, possibly before the packaging material is finally closed.

Claim 14

Device for carrying out the method according to claims 1 to 11, characterized in that the emulsion solidified in the coolant is removed by a transport device in a thin layer on or below the surface of the coolant.

Claim 15

Device for carrying out the method according to claims 1 to 14, characterized in that the homogenized emulsion is guided over a possibly cooled screw conveyor which feeds the emulsion to the packaging machine.