EP1232793B1 - Wheat flours with increased water absorbing capacity and method and apparatus for making the same - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Weizenmehle zur Teigbereitung für die bäckerische Anwendung aber auch für andere Anwendungen innerhalb und außerhalb des Lebensmittelgewerbes, ein Verfahren zu der Herstellung dieser Weizenmehle und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to wheat flour for dough preparation for the baker's Application but also for other applications inside and outside of the Food processing, a process for the production of these wheat flours and a device for carrying out the method.
Bei der Teigbereitung wird einem Mehl soviel Wasser hinzugefügt, dass ein plastischer, trockener, gut verarbeitungsfähiger Teig entsteht. Die dazu notwendige Wasserzugabe wird in Prozent bezogen auf die Ausgangsmenge Mehl angegeben und als Wasseraufnahme (WA) bezeichnet. Die objektive Messung der Wasseraufnahme erfolgt im sogenannten Brabender-Farinographen nach der international anerkannten Methode ICC-Standard Nr. 115/1. Die Summe aus der Wasseraufnahme in Prozent und der zugrundeliegenden Mehlmenge (mit 14% Feuchte), letztere beträgt stets 100%, wird als Teigausbeute (TA) bezeichnet.During the dough preparation, so much water is added to a flour that a plastic, dry, well-processed dough is produced. The to necessary water addition is in percent based on the initial amount of flour indicated and referred to as water absorption (WA). The objective measurement of Water absorption takes place in the so-called Brabender Farinograph after internationally accepted method ICC standard no. 115/1. The sum of the Water absorption in percent and the underlying flour quantity (with 14% Humidity), the latter is always 100%, is referred to as dough yield (TA).
Weitere im Farinographen gemessene Parameter, die zur Beurteilung der Qualität
eines Mehl dienen, sind die Teigstabilität und die Teigerweichung. Die
Teigstabilität wird in Minuten gemessen und ist die Zeit beginnend mit dem
Erreichen von 500 Brabender-Farinogrammeinheiten bis zum Abfallen unter 500
Brabender-Farinogrammeinheiten. Die Teigerweichung wird in Brabender-Farinogrammeinheiten
(FE) gemessen, als Differenz zwischen 500 Brabender-Farinogrammeinheiten
und dem Wert an Brabender-Farinogrammeinheiten 12
Minuten nach Beginn des Abfalls unter 500 Brabender-Farinogrammeinheiten.Other parameters measured in the Farinograph, used to assess the quality
Serve flour, dough stability and dough softening. The
Dough stability is measured in minutes and is the time starting with the
Reaching 500 Brabender Farinogrammeinheiten until falling below 500
Brabender Farinogrammeinheiten. The dough softening is in Brabender farinogram units
(FE) measured as the difference between 500 Brabender farinogram units
and the value on Brabender
Eine hohe Wasseraufnahme bzw. Teigausbeute eines Mehls ist für bäckerische Anwendungen zunächst deshalb wichtig, weil sie bezogen auf das eingesetzte Mehl hohe Gebäckausbeuten erlaubt.A high water absorption or dough yield of a flour is for bakers Applications first important because they relate to the used Flour high pastry yields allowed.
Weil Mehl in den letzten Jahren ein eher preiswerter Rohstoff geworden ist und deshalb die erzielbare Gebäckausbeute in ihrer Bedeutung zurückgegangen ist, haben andere Vorteile, die sich aus einer erhöhten Wasseraufnahme ergeben, deutlich an Bedeutung gewonnen.Because flour has become a rather cheap commodity in recent years and Therefore, the achievable pastry yield has decreased in importance, have other advantages that result from increased water absorption, clearly gained in importance.
Vorteile für den Endverbraucher sind etwa ein deutlich besserer Geschmack der Gebäcke, eine bessere Lockerung, damit verbunden ein größeres Volumen, eine verlängerte Frischhaltung und Verzögerung des Altbackenwerdens, damit längere Haltbarkeit bzw. Verzehrfähigkeit. Auch pasteurisiertes Schnittbrot, das durch den Pasteurisationsvorgang Krumenfeuchtigkeit und damit Geschmacksqualität verliert, profitiert von einer möglichst hohen Feuchtigkeit in der Krume, mit der der Feuchtigkeitsverlust vorkompensiert wird.Advantages for the end user are about a much better taste of the Pastries, a better relaxation, associated with a larger volume, one prolonged keeping and delay stalemate, thus longer Durability or consumption. Also pasteurized sliced bread, by the Pasteurisation process loses crumb moisture and thus quality of taste, benefits from the highest possible moisture in the crumb, with which the Moisture loss is precompensated.
Für die Verwender im Backgewerbe bringt die erhöhte Wasseraufnahmefähigkeit der Mehle, wenn die gleiche Teigausbeute wie bei einem anderen Mehl angewandt wird, trockenere, weniger klebende Teige. Bei Laugenbrezeln ist es z.B. wichtig, einen festen Teig zu verwenden, der beim Brezelschlingen und beim darauf folgenden Belaugen formstabil ist. Dies wird normalerweise durch eine geringere Wasserschüttung erreicht mit der Folge einer unbefriedigenden Frischhaltung der gebackenen Brezel. Eine erhöhte Wasseraufnahme des Mehls trägt beiden Notwendigkeiten (Teigfestigkeit und gute Frischhaltung des Gebäcks) Rechnung und macht einen Kompromiss überflüssig. Weiter können in die Teigrezeptur bestimmte Bestandteile (Schrote, Ölsamen, getrocknete Früchte u.ä.) eingebracht werden, ohne dass eine zu trockene Gebäckkrume resultiert. Diese Bestandteile müssen normalerweise erst mit Wasser vorquellen (in Form eines sog. Quell- oder Brühstücks), bevor sie dem Teig zugefügt werden können.For users in the baking industry brings the increased water absorbency the flours, when applied the same dough yield as with another flour becomes, drier, less sticky doughs. For pretzels it is e.g. important, to use a firm dough when pretzel slinging and while on it following lye is dimensionally stable. This is usually done by a lower one Wasserschüttung achieved with the result of unsatisfactory freshness of the baked pretzel. An increased water absorption of the flour carries both Necessities (dough strength and good freshness of the pastry) bill and makes a compromise unnecessary. Next, in the dough recipe certain ingredients (shred, oil seeds, dried fruits, etc.) are introduced without resulting in too dry a pastry crumb. These ingredients Normally they must first be swelled with water (in the form of a so-called source or Broth) before they can be added to the dough.
Für bestimmte Backwaren (z.B. Ciabatta) ist eine sehr hohe Teigausbeute nötig, um sie in optimaler Qualität herzustellen. Die Verarbeitung solcher Teige ist in der Vergangenheit nur von Hand möglich gewesen; seit neuem kann sie auch mit speziellen Maschinen erfolgen, deren teigberührende Flächen mit einer Anti-Haft-Beschichtung versehen sind und deren Elemente zur Portionierung und Förderung des Teiges diesen mechanisch nur minimal beanspruchen. Bei Teigen mit hohem Wassergehalt, die trotzdem trocken und stabil sind, können auch die üblichen und regelmäßig im Backgewerbe vorgehaltenen Anlagen verwendet werden. For certain bakery products (for example ciabatta) a very high dough yield is necessary, to produce them in optimal quality. The processing of such doughs is in the Past only possible by hand; since new she can also with special machines whose dough touch surfaces with an anti-stick coating are provided and their elements for portioning and promotion of the dough mechanically stress this only minimally. For doughs with high Water content, which is nevertheless dry and stable, can also be the usual and regularly used in the baking industry facilities are used.
Neuere Anwendungen erfordern eine möglichst hohe Wasseraufnahme der Teige. So gibt es inzwischen ein Verfahren zur Vakuumkühlung von vorgebackenem Brot, das diesem natürlich einen gewissen Wasseranteil entzieht und in der Konsequenz zu trockenerem Brot führt, wenn der Wasserverlust nicht vorkompensiert wird.Newer applications require the highest possible water absorption of the doughs. That's how it is now a process for vacuum cooling of pre-baked bread, this naturally removes a certain amount of water and, consequently, drier bread leads if the water loss is not precompensated.
In Anbetracht dieser Situation, die prinzipiell schon sehr lange so besteht, ist bereits versucht worden, Mehle mit einer erhöhten Wasseraufnahme herzustellen. Es ist auch bekannt, dass die Wasseraufnahme eines Mehles überwiegend durch seine Inhaltsstoffe Protein, Pentosan und beschädigte Stärke bestimmt wird.In view of this situation, which exists in principle for a very long time, is already tried have been made to produce flours with increased water intake. It is also known that the Water intake of a flour predominantly through its ingredients protein, pentosan and damaged strength is determined.
Das britische Patent Nr. 1,108,911 beschreibt ein Verfahren, bei dem sich Mehle mit hohem Anteil an beschädigter Stärke ergeben. Prinzipiell eignen sich zur Beschädigung der Stärke Walzenstühle. Bei der üblichen Herstellung von "hellem" Mehl wird aber zunächst nicht eine Stärkebeschädigung, sondern eine energetisch günstige und effektive Abtrennung der Schalenbestandteile angestrebt, mit dem Ziel, ein mineralstoffarmes Mehl mit möglichst hoher Ausbeute bei entsprechend geringem Anteil an möglichst mineralstoffreicher Kleie und Nachprodukten zu gewinnen. Zur Erhöhung der ohnehin schon gegebenen Stärkebeschädigung wird bei diesem Mahlprozess die Walzengeschwindigkeit verändert. Die Relativgeschwindigkeit der Walzen eines Walzenpaares zueinander (Voreilung) wird erhöht, der Walzenspalt wird verkleinert, der Anpressdruck der Walzen wird erhöht. Weiter werden statt Glattwalzen angeraute Walzen und Riffelwalzen verwendet, deren Riffelung und Anstellwinkel modifiziert sind. Es werden dabei extrem hohe Walzenrelativgeschwindigkeiten (Voreilung 1:8 bis 1:80) angegeben, wobei der Riffelungskonstellation eine große Bedeutung zukommt. British Patent No. 1,108,911 describes a process in which high-level flours Proportion of damaged starch. In principle, they are suitable for damage to the starch Roller mills. In the usual production of "light" flour but not at first Strength damage, but an energetically favorable and effective separation of Aspired shell ingredients, with the aim of a low-mineral flour with as possible high yield with a correspondingly low proportion of mineral-rich as possible bran and To win over products. To increase the already given Starch damage is changed in this grinding process, the roller speed. The Relative speed of the rolls of a pair of rolls to each other (overfeed) is increased, The nip is reduced, the contact pressure of the rollers is increased. Continue to be instead of smooth rollers roughened rollers and corrugating rollers used, the corrugation and Anstellwinkel are modified. It will be extremely high Roller relative speeds (lead 1: 8 to 1:80) indicated, wherein the Corrugation constellation is of great importance.
Die deutsche Auslegeschrift DE-AS 26 22 748 betrifft ein Verfahren, mit dem sich durch eine Verdichtung eines Roggenmehls um mindestens 10 Prozent, gefolgt von einer Zerkleinerung des verdichteten Guts, eine Verbesserung der Backeigenschaften des Mehls und der Frischhalteeigenschaften des daraus herzustellenden Backgutes erreichen lässt. Dabei wird die Wasseraufnahme eines Roggenmehls erheblich erhöht. Die Anwendung des Verfahrens auf Weizenmehle wirkt sich laut der dortigen Offenbarungen in ähnlicher Weise aus. Die erzielte Wirkung beschränkte sich aufgrund der Veränderung des Proteins und die daraus resultierende Verbesserung der Klebereigenschaften auf eine Erhöhung des Gebäckvolumens. Angaben über die Wasseraufnahme von unbehandelten und behandelten Weizenmehlen sind nicht offenbart, auch Werte für die angenommene Stärkebeschädigung liegen weder für Weizen- noch für Roggenmehle vor. Die entscheidende Wirkung dieses Verfahrens liegt neben der Druckerhöhung in der gleichzeitigen Temperaturerhöhung des Gutes während des Vermahlungsprozesses. Der Hinweis auf eine Keimreduzierung um mehr als zwei Zehnerpotenzen zeigt eine Temperatur an, die bereits zu Pasteurisationseffekten führt. Daraus erklärt sich eine thermische Enzyminaktivierung und gleichzeitig eine beginnende Stärkeverkleisterung, die beide zu der beobachteten erhöhten Wasseraufnahme führen.German Auslegeschrift DE-AS 26 22 748 relates to a method by which a Compaction of a rye flour by at least 10 percent, followed by comminution of the compacted material, an improvement of the baking properties of the flour and the To achieve freshness properties of the baked goods to be produced therefrom. Here is the Water absorption of a rye flour considerably increased. Application of the procedure wheat flour affects according to the local revelations in a similar way. The scored Effect was limited due to the change in the protein and the resulting resulting improvement of the adhesive properties to an increase in the Pastries volume. Data on the water absorption of untreated and treated wheat flours are not disclosed, even values for the assumed damage to starch is neither for wheat nor for Rye flours in front. The decisive effect of this method lies beside the Pressure increase in the simultaneous increase in temperature of the goods during the Milling process. The indication of a germ reduction by more than two Decisions of ten indicate a temperature that already causes pasteurization effects leads. This explains a thermal enzyme inactivation and at the same time a incipient starch gelatinization, both of which increased to the observed one Lead to water absorption.
Das europäische Patent EP 0 919 294 B1 beschreibt eine trockene Rührwerkskugelmühle zur Verarbeitung von Cerealienmehlen. Dort kommt es bei den angewandten Bedingungen nicht zu einer Schädigung der Stärke. Die dort beabsichtigte Aufgabe ist die Ablösung des Proteins von den Stärkekörnern, was mit sehr hoher Effektivität erreicht wird. Die Proteine lassen sich durch eine nachgeschaltete Sichtung in hoher Anreicherung abtrennen.European patent EP 0 919 294 B1 describes a dry one Agitator ball mill for processing cereal flours. That's where it comes from the conditions used do not cause damage to the starch. These intended task is the detachment of the protein from the starch granules, which achieved with very high efficiency. The proteins can be separated by a Separate downstream sighting in high enrichment.
Dieser Stand der Technik verweist auch darauf, dass die Verwendung von Prallmühlen zur Zerlegung der Mehlteilchen in Stärkekörnchen und Proteinkomponenten bekannt ist, wobei es durch irreversible Verformungen an den Stärkekörnchen zu einer Beschädigung kommt. Typenmehle aus der Prallvermahlung weisen jedoch eine niedrigere Stärkebeschädigung auf, als die entsprechenden Mehle aus der Walzenstuhlvermahlung, obwohl sie feiner sind. Selbst mit hohem Energieaufwand lässt sich mit diesen Mühlen eine nennenswerte Stärkebeschädigung nicht erreichen. Durch die Prallvermahlung von Mehl, das im Walzenstuhlverfahren hergestellt wurde, wird eine Erhöhung der Wasseraufnahme von max. 10 Prozent gegenüber der Wasseraufnahme des Ausgangsmehles erreicht.This prior art also indicates that the use of Impact mills for breaking up the flour particles into starch granules and Protein components is known, whereby it by irreversible deformations of the Starch granules comes to damage. Type flours from the Impact milling, however, have a lower starch damage than the corresponding flours from the Walzenstuhlvermahlung, although they are finer. Even with high energy consumption can be with these mills a significant Do not reach starch damage. By the impact milling of flour in the Roll mill method has been manufactured, will increase the water absorption by Max. 10 percent compared to the water absorption of the starting meal reached.
Ein weiteres Verfahren ist aus der GB 474 359 A bekannt. Another method is known from GB 474 359 A.
Zahlreiche Backbetriebe, vor allem aber Fertigmehlhersteller, setzen verschiedene Quellstoffe ein, um eine Erhöhung der Wasseraufnahme über die durch den natürlichen Rohstoff Mehl bisher gegebenen Grenzen hinaus zu erreichen. Verwendet werden neben Quellmehlen aus unterschiedlichen Getreidearten Quellstärken und andere pflanzliche Hydrokolloide, wie etwa die Zusatzstoffe E 412 Guarkernmehl, E 411 Johannisbrotkernmehl, E 401 Natriumalginat.Numerous baking companies, but above all finished flour manufacturers, set different Swelling agents in order to increase the water absorption on the by the natural raw material flour to reach previously given limits. Be used in addition to source flours from different cereals Swelling starches and other vegetable hydrocolloids, such as the additives E 412 guar gum, E 411 locust bean gum, E 401 sodium alginate.
Mit dem Einsatz dieser Stoffe geht eine "Verdünnung" des backwirksamen Getreideeiweißes (Kleber, Gluten) einher, die durch getrennten Zusatz von getrocknetem Vitalkleber ausgeglichen werden muss. Statt Vitalkleber können auch proteinreiche Mehle, die z.B. durch das Verfahren gemäß EP 0 919 294 B1 gewonnen wurden, in der Mischung verwendet werden. Diese Verfahrensweisen führen regelmäßig zu erhöhten Kosten, zu größerem logistischen Aufwand und zu einer verlängerten Zutatenliste, in der die verwendeten Zusatzstoffe gegebenenfalls kenntlich gemacht werden müssen.With the use of these substances is a "dilution" of the baking effective Grain protein (glue, gluten) accompanied by the separate addition of dried vital adhesive must be compensated. Instead of vital glue can also high protein flours, e.g. by the method according to EP 0 919 294 B1 were used in the mixture. These procedures lead regularly to increased costs, to greater logistical effort and to an extended list of ingredients in which the additives used may have to be identified.
Es ist bekannt, dass allgemein ein Zusammenhang besteht zwischen der Stärkebeschädigung und der Wasseraufnahme. Prinzipiell ist eine hohe Wasseraufnahme gewünscht, eine sehr hohe Stärkebeschädigung kann jedoch auch zu negativen Effekten führen. Dies sind etwa nachlassende Teige, geringes Brotvolumen, grobe Porung. Derartige unerwünschte Effekte ergeben sich, unabhängig von der Stärkebeschädigung, auch dann, wenn die Erhöhung der Wasseraufnahme durch sehr feine Vermahlung von Weizenmehlen aus weichen Weizen erreicht wird. Das schnell aufgenommene Wasser wird im Laufe der Teigknetung nicht gehalten, so dass sich klebrige Teige mit schlechtem Stand ergeben.It is well known that there is a general relationship between Strength damage and water absorption. In principle, a high Water absorption desired, a very high starch damage, however also lead to negative effects. These are about diminishing doughs, low Bread volume, coarse pore. Such unwanted effects arise, regardless of the starch damage, even if the increase in Water absorption by very fine grinding of wheat flour from soft Wheat is reached. The quickly absorbed water will over the course of Dough kneading not held, so sticky doughs with a poor state result.
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Weizenmehl, das ausgehend von einem normalen, mittels eines üblichen Walzenstuhl-Vermahlungsverfahrens gewonnenen Weizenmehl mit einem ebenfalls als Erfindung beanspruchten Verfahren so modifiziert wurde, dass es gegenüber dem Ausgangsmehl eine um mehr als 10 Prozentpunkte erhöhte Wasseraufnahme aufweist, wobei die Teigstabilität und die Teigerweichung des daraus hergestellten Teiges gegenüber den entsprechenden Werten des Teiges aus dem Ausgangsmehl nicht nennenswert negativ beeinflusst bzw. sogar verbessert werden.The invention relates to a novel wheat flour, which starting from a normal, by means of a conventional roller mill grinding process obtained wheat flour with a likewise claimed as invention Method was modified so that it is compared to the starting flour one order has more than 10 percentage points increased water absorption, the Dough stability and the dough softening of the dough made therefrom the corresponding values of the dough from the starting flour significantly negatively influenced or even improved.
Mit den erfindungsgemäßen Mehlen lassen sich außerordentlich komfortabel die Aufgaben lösen, die eingangs beschrieben wurden: Ersatz von Quellmehlen, Quellstärken und Hydrokolloiden aus dem Zusatzstoffkatalog und Realisierung aller genannter Vorteile für Verbraucher, Weiterverarbeiter im Backgewerbe und Vorlieferanten (Fertigmehl- und Backmittelhersteller).With the flours invention can be extremely comfortable the Solve the problems described at the outset: replacement of source flours, Swelling starches and hydrocolloids from the additive catalog and realization all the benefits for consumers, processors in the baking industry and Subcontractors (finished meal and baking agent manufacturers).
Bei den erfindungsgemäßen Mehlen sind auch Teige mit hoher Teigausbeute, also hohem Wassergehalt, noch stabil und kleben nicht, so dass sie trotz des Einsatzes der allgemein üblichen Aufbereitungsanlagen zu einem optimalen Gebäck verarbeitet werden können.In the flours according to the invention are also doughs with high dough yield, ie high water content, still stable and do not stick, so they despite the use the usual processing plants for an optimal pastry can be processed.
Die Einflüsse, die durch den Vermahlungsvorgang auf die im Farinographen gemessenen Parameter (Wasseraufnahme, Teigstabilität und Teigerweichung) eines Mehls ausgeübt werden, beschränken sich nicht auf die Stärkebeschädigung. Auch die Proteinkomponente kann verändert werden; hier ist etwa an eine oxidative Kleberstärkung zu denken, aber auch eine Schädigung des Proteins durch Scher- und Temperatureffekte ist möglich. Die Feinheit der erzeugten Mehlpartikel spielt auch eine Rolle. Unterschiedliche Vermahlungssysteme beeinflussen die oben angeführten Parameter in unterschiedlicher Weise. In der Konsequenz heißt das, dass ein Vermahlungssystem die Stärke "selektiv" beschädigt und zur gleichen oder sogar zu einer höheren Wasseraufnahme führt, als ein anderes Vermahlungssystem, bei dem schädigende Einflüsse auf andere Komponenten, wie z.B. Proteine und Pentosane zu geringerer Teigstabilität und höherer Teigerweichung führen.The influences caused by the grinding process on those in the Farinographen measured parameters (water absorption, dough stability and dough softening) a flour are not limited to the Starch damage. The protein component can also be changed; here is to think about an oxidative adhesive fortification, but also a damage of the Protein by shear and temperature effects is possible. The fineness of Flour particles produced also play a role. different Milling systems affect the above parameters in different way. In consequence, that means that one Grinding system the strength "selectively" damaged and at the same or even leads to a higher water absorption than another milling system damaging effects on other components, e.g. Proteins and Pentosans lead to lower dough stability and higher dough softening.
Zwar findet bei der bekannten Walzenstuhlvermahlung ein Quetschvorgang statt, höhere Stärkebeschädigungen erfordern jedoch neben hohen Anpressdrücken offenbar auch Schereinflüsse, die durch eine Erhöhung der Relativgeschwindigkeit erreicht werden. Als Folge sind die bereits diskutierten Schädigungen möglich, die weitgehend auf thermische Probleme zurückzuführen sind.Although in the known Walzenstuhlvermahlung a squeezing instead higher strength damage, however, require high contact pressures apparently also shear effects caused by an increase in the relative velocity be achieved. As a result, the already discussed damage is possible, the largely due to thermal problems.
Es wurde gefunden, dass eine Behandlung der Mehle in einer trockenen Rührwerkskugelmühle die Wasseraufnahme wesentlich zu erhöhen vermag. Auch die Werte der Stärkebeschädigung, gemessen nach der international anerkannten Methode ICC-Standard Nr. 164, liegen immer, zum Teil um mehr als 8 Prozentpunkte, deutlich höher als die des Ausgangsmehles. Überraschenderweise geht die resultierende Wasseraufnahmeerhöhung aus der Behandlung in einer trockenen Rührwerkskugelmühle nicht mit den sonst bei anderen Mahlverfahren beobachteten Nachteilen (Verringerung der Teigstabilität und Erhöhung der Teigerweichung) einher.It was found that a treatment of the flours in a dry Agitator ball mill is able to increase the water absorption significantly. Also the values of starch damage, measured according to the internationally recognized Method ICC standard no. 164, are always, sometimes more than 8 Percentage points, much higher than the starting meal. Surprisingly the resulting increase in water intake from the treatment goes in one dry agitator ball mill with the otherwise in other grinding processes observed disadvantages (reducing dough stability and increasing the Dough softening).
Die Verwendung einer Rührwerkskugelmühle erlaubt bei der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung eine hohe Wasseraufnahme bei hohen spezifischen Energieeinträgen zu erzielen, ohne dass die bekannten Nachteile auftreten. Indem die Temperatur des behandelten Mehls während der Mahlung unter 60°C, vorzugsweise zwischen 30°C und 50°C, gemessen am Austritt aus der Rührwerkskugelmühle, gehalten wird, ist eine thermische Schädigung des Proteins und der weiteren Inhaltsstoffe ausgeschlossen. Bei sehr hohem Energieeintrag kann sinnvollerweise eine direkte oder indirekte Kühlung der Mahlkugeln vorgenommen werden, beispielsweise mit Luft, flüssigem Stickstoff oder auch flüssigem oder festem Kohlendioxid. Tatsächlich wurde gefunden, dass bei den meisten Betriebsbedingungen eine Luftkühlung der Kugeln ausreicht, wobei schon durch die Erhöhung der im Kugelreservoir vorgehaltenen Menge an Kugeln eine Verlängerung der Auskühlzeit erreicht wird.The use of a stirred ball mill allowed in the inventive Task a high water absorption at high specific To achieve energy inputs without the known disadvantages occur. By doing the temperature of the treated flour during grinding below 60 ° C, preferably between 30 ° C and 50 ° C, measured at the exit from the Agitator ball mill, is a thermal damage of the protein and the other ingredients excluded. At very high energy input can usefully a direct or indirect cooling of the grinding balls be made, for example, with air, liquid nitrogen or else liquid or solid carbon dioxide. In fact, that was found at the most operating conditions sufficient air cooling of the balls, which already by increasing the reproached in the ball reservoir amount of balls one Extension of the cooling time is achieved.
Überraschenderweise zeigte sich, dass es mit der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle möglich ist, ein z.B. handelsübliches Bäckermehl der Type 550 so zu verändern, dass gegenüber dem Ausgangsmehl eine Erhöhung der Wasseraufnahme von deutlich mehr als den bisher bekannten 10 Prozentpunkten erreicht wird. Ohne weiteres wird durch Einbringen der entsprechenden spezifischen Energie die Wasseraufnahme um bis zu 29 Prozentpunkten gegenüber dem Ausgangsmehl erhöht.Surprisingly, it was found that it was with the inventive Agitator ball mill is possible, e.g. commercial baker's flour of the type 550 to change so that compared to the starting flour an increase in the Water absorption of significantly more than the previously known 10 percentage points is reached. By simply adding the appropriate specific energy, the water absorption by up to 29 percentage points increased compared to the starting flour.
Diagramm 1 zeigt deutlich auf, dass im untersuchten Bereich die eingetragene spezifische Energie sehr gut linear mit der resultierenden Wasseraufnahme des Mehls korreliert (R=0,96). Ohne Schwierigkeiten lassen sich mit verstärktem Rührerantrieb und einer zusätzlichen Kugelkühlung oder einer mehrfachen Passagenbehandlung noch wesentlich höhere Wasseraufnahmen realisieren. Diagram 1 clearly shows that in the investigated range the registered specific energy correlates very well linearly with the resulting water absorption of the flour (R = 0.96). Without much difficulty, even higher water absorption can be achieved with a reinforced stirrer drive and additional ball cooling or multiple passage treatment.
Dabei ist der Charakter der Kugelvermahlung, nicht der spezifische Energieeintrag
und auch nicht die Feinheit des resultierenden Mehls entscheidend für das
erfindungsgemäße Verfahren. Tabelle 1 zeigt einen Vergleich zwischen
verschiedenen Mehlen, ermahlen aus dem gleichen Ausgangsmehl mittels
Stiftmühle (Typ CW) und mittels einer Rührwerkskugelmühle (Typ ATR). Bei etwa
gleicher eingetragener spezifischer Energie und Feinheit zeigen sich deutliche
Unterschiede in Wasseraufnahme und Stärkebeschädigung zugunsten des in der
Rührwerkskugelmühle vermahlenen Mehls. Selbst bei deutlich höherer
eingetragener Energie kann der die Wasseraufnahme erhöhende Effekt der
Stiftmühle nicht annähernd den der Kugelmühle erreichen.
Bei der weiteren Auswertung der Farinogramme zeigten die Teige der in der Kugelmühle verarbeiteten Mehle mit dem deutlich veränderten Mehl/Wasser-Verhältnis (max. Differenz: 100:59 zu etwa 100:88) keine erheblichen Änderungen, d.h. Verschlechterung der Teigstabilität und der Teigerweichung gegenüber dem Teig aus dem Ausgangsmehl. Die erhöhte Teigerweichung bei verschiedenen Versuchen hängt regelmäßig mit einer durch die Bestimmungsmethode vorgegebenen längeren Knetzeit in diesen Fällen ab. Interpretationen des Parameters Teigerweichung haben dies ggf. zu berücksichtigen.In the further evaluation of the Farinogramme the doughs showed in the Ball mill processed flours with the significantly changed flour / water ratio (max difference: 100: 59 to about 100: 88) no significant changes, i.e. Deterioration of dough stability and dough softening over Dough from the starting flour. The increased dough softening at different Try hangs regularly with one by the method of determination given longer kneading time in these cases. Interpretations of the Parameters dough softening may have to take this into account.
Ein weiterer Versuch zur Erhöhung der Wasseraufnahme (und der
Stärkebeschädigung) eines Mehls ging von einem Mehl aus, das aus einer
Weizenmischung mit einem 50%igen Anteil an sehr hochwertigem sogenanntem E-Weizen
(Sorte "Bussard") ermahlen wurde. Hier wurde allerdings nicht im
"Durchlauf" mit der Kugelmühle ATR gemahlen, sondern in einem Kreislauf, aus
dem das Feingut mittels eines Feinstsichters ATP ausgeschleust wurde.
Ausgangsmehl und ausgeschleustes Feinmehl wiesen die in Tabelle 2
dargestellten Werte auf:
Obwohl der Erfindungsgegenstand durch die erreichte Erhöhung der Wasseraufnahme charakterisiert wird, sind auch die erreichten Stärkebeschädigungen bestimmt worden und zwar nach der Standardmethode ICC-Standard 164 (Bestimmung des Gehalts an beschädigter Stärke mittels des Enzym-Kits der Firma Megazym). Diese Methode wird voraussichtlich künftig wegen ihrer schnellen, bequemen Durchführung und den leicht verfügbaren standardisierten Reagenzien die international am meisten angewandte sein, so dass die damit gewonnenen Werte zum Quervergleich mit anderen Untersuchungen dienen können.Although the subject invention by the achieved increase in Water absorption is characterized, are also the achieved Starch damage has been determined by the standard method ICC Standard 164 (Determination of the level of damaged starch by means of the Enzyme kits from Megazym). This method is expected in the future because of their fast, comfortable execution and easily available standardized reagents are the most widely used internationally, so that the values obtained with it for cross-comparison with others Investigations can serve.
In den Zeichnungen gemäß Figuren 1 bis 3 ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert. Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle; Fig.2 zeigt ein Anlagenschema mit Durchlaufmahlung; Fig.3 zeigt ein Anlagenschema mit Kreislaufmahlung.In the drawings according to Figures 1 to 3, the invention is based on Embodiments schematically illustrated. Fig. 1 shows the inventive stirred ball mill; Fig. 2 shows a plant scheme with continuous grinding; 3 shows a plant scheme with Kreislaufmahlung.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen die Auswertungen der Versuchsergebnisse in Diagrammen für die Teigstabilität (Fig.4), die beschädigte Stärke (Fig.5) und die Teigerweichung (Fig.6) für Versuchsreihen jeweils in einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle (Alpine ATR) mit Stahlkugeln und mit Aluminiumoxidkugeln (Keramik), sowie eine Vergleichsversuchreihe auf einer Stiftmühle (Alpine CW) nach dem Stand der Technik. FIGS. 4 to 6 show the evaluations of the test results in FIG Dough stability diagrams (FIG. 4), the damaged starch (FIG Teigerweichung (Figure 6) for test series each in an inventive Agitator ball mill (Alpine ATR) with steel balls and aluminum oxide balls (Ceramics), and a comparative test series on a pin mill (Alpine CW) According to the state of the art.
Fig.1 zeigt eine Rührwerkskugelmühle vom Typ ATR der Hosokawa Alpine AG &
Co. OHG. Die Mühle ist eine kontinuierlich oder diskontinuierlich d.h. batchweise
betreibbare trockene Rührwerkskugelmühle. Die Rührwerkskugelmühle 11 wird
über eine Antriebseinheit bestehend aus Motor 7, Kupplung 8 und Winkelgetriebe
9 angetrieben, welche auf einer Konsole 10 angeordnet ist. 1 shows an agitator ball mill type ATR of Hosokawa Alpine AG & Co. OHG. The mill is a continuous or discontinuous, ie batchwise dry agitator ball mill. The
Die Antriebsenergie des Motors 7 wird über die Kupplung 8 und das
Winkelgetriebe 9 in die Rührwerkswelle 5 eingeleitet und als Mahlenergie über die
auf der Rührwerkswelle 5 befestigten Rührorgane 6 in die im Mahlgefäß 1
befindliche Schüttung aus Mahlgut und Mahlkugeln übertragen. Die
Beanspruchung des Mahlgutes zur Zerkleinerung in der Rührwerkskugelmühle 11
erfolgt in komplexer Weise durch eine Kombination von Druck, Schlag, Schub und
Scherung zwischen den Mahlkugeln. Diese haben eine Größe von vorzugsweise
weniger als 7 mm, meist zwischen 1 und 5 mm. Obwohl noch kleinere Mahlkugeln
aus verfahrenstechnischer Sicht vorteilhaft wären (höhere Zahl von
Kontaktstellen), werden kleinere Kugeln als 1 mm nicht verwendet, da
wirtschaftliche Aspekte dagegen sprechen. Die Mahlkugeln müssen nämlich in
einer der Mahlung nachfolgenden Trennstufe z.B. in einer Siebmaschine 14 (Fig.2
und Fig.3) vom Mahlgut abgetrennt werden. Zur Abtrennung von sehr feinen
Mahlkugeln sind jedoch sehr große, feinmaschige Siebflächen erforderlich, die
sehr teuer und damit wenig wirtschaftlich sind.The drive energy of the
Bei kontinuierlicher Arbeitsweise der Rührwerkskugelmühle 11 wird das vertikale
Mahlgefäß 1, das einen konisch zulaufenden unteren Teil 2 aufweist von Mahlgut
und Mahlkugeln ausgehend vom Mühleneinlass 3 in Richtung des
Mühlenauslasses 4 gleichmäßig nach unten durchströmt, wobei eine am Ende des
konisch zulaufenden unteren Teils 2 des Mahlgefäß 1 eine horizontale
Austragsschnecke 12 angeordnete ist, um die Verweilzeit des Gutes in dem
Mahlgefäß 1 zu steuern. Die Drehzahl der Austragsschnecke 12 ist über einen
regelbaren Schneckenantrieb 13 variabel einstellbar und somit der Durchsatz
durch die Mühle in weiten Bereichen regelbar. Die Drehzahl der Rührwerkswelle 5
ist über den regelbaren Motor 7 variabel einstellbar. Die Rührwerkswellen- und
Austragssschneckendrehzahl bestimmen die in das Mahlgut eingetragene
spezifische Energie (kWh/t).In the continuous operation of the
Da die eingetragene Energie zu einem großen Teil in Wärme umgesetzt wird,
erfahren Mahlgut und Kugeln selbst bei einem einzigen Durchgang durch die
Rührwerkskugelmühle 11 eine deutliche Temperaturerhöhung. Um die Temperatur
in der Mühle auf einem niedrigen Niveau zu halten, ist zum einen das Mahlgefäß 1
doppelwandig ausgeführt und von Kühlwasser umströmt und zum anderen werden
die Kugeln nach Verlassen und vor dem erneuten Eintritt in die
Rührwerkskugelmühle 11 gekühlt. Im einfachsten Fall reicht eine Luftkühlung
während des Kugeltransports aus um die Kugeln ausreichend abzukühlen.
Wirkungsvoller ist es jedoch, die Kugeln im Sammelbehälter 15 länger verweilen
zu lassen und den Sammelbehälter 15 von Kaltluft durchströmen zu lassen. Bei
besonders hoher Anforderung an die Kälteleistung können statt Luft andere
Kälteträger wie z.B. flüssiger Stickstoff (LN2) oder Trockeneis (CO2) im
Sammelbehälter 15 zugemischt werden.Since the registered energy is converted to a large extent in heat, regrind and balls undergo a significant increase in temperature even in a single pass through the
Bei der kontinuierlichen Betriebsweise der Rührwerkskugelmühle 11 kann
unterschieden werden zwischen Durchlaufmahlung, wie in Fig. 2 dargestellt und
Kreislaufmahlung, wie in Fig. 3 dargestellt. In beiden Fällen werden die Kugeln
kontinierlich über die Rührwerkskugelmühle 11, der Austragsschnecke 12, die
Siebmaschine 14, den Sammelbehälter 15 und das Becherwerk 24 im Kreislauf
gefördert.In the continuous operation of the
Im Falle der Durchlaufmahlung von Fig. 2, kann das Mahlgut entweder direkt auf
die Rührwerkskugelmühle 11 aufgegeben werden, oder es wird - wie dargestellt ist
- aus einem Mahlgutvorrat 25 über eine Aufgabeschnecke 26 in den
Becherwerksfuß 23 aufgegeben. Zusammen mit den Kugeln aus dem
Sammelbehälter 15 gelangt das aufgegebene Mahlgut über das Becherwerk 24 an
den Mühleneinlaß 3 der Rührwerkskugelmühle 11. Das in einem Durchgang in der
Rührwerkskugelmühle 11 behandelte Mehl wird nach dem Schneckenaustrag 12
vom Unterlauf der Rührwerkskugelmühle 11 kommend der Siebmaschine 14
aufgegeben und in eine Feinfraktion und eine Grobfraktion getrennt. Die
Feinfraktion wird direkt am Durchlaufgut-Auslass 18 abgegriffen und stellt das
Endprodukt dar. Die Grobfraktion besteht aus den Kugeln und wird wieder dem
Sammelbehälter 15 zugeführt. Die Kugeln aus dem Sammelbehälter 15 werden mit
dem neu aufzugebenden Mahlgut aus dem Mahlgutvorrat 25 im Bereich des
Becherwerksfuß 23 zusammengeführt und über das Becherwerk 24 in die
Rührwerkskugelmühle 11 gefördert.In the case of continuous grinding of Fig. 2, the material to be ground can either be placed directly on the
Bei der Kreislaufmahlung von Fig. 3, wird das Mahlgut zunächst aus einem
Mahlgutvorrat 25 über eine Aufgabeschnecke 26 in den Zwischenbehälter 19
transportiert. Das neu hinzugeführte Mahlgut wird im Zwischenbehälter mit
rückgeführtem Grobgut vermischt und über eine Zuführschnecke 27 über den
Becherwerksfuß 23 dem Becherwerk 24 zugeführt. Zusammen mit den Kugeln aus
dem Sammelbehälter 15 gelangt das aufgegebene Mahlgutgemisch über das
Becherwerk 24 an den Mühleneinlaß 3 der Rührwerkskugelmühle 11. Das in der
Rührwerkskugelmühle 11 behandelte Mehl wird nach dem Schneckenaustrag 12
vom Unterlauf der Rührwerkskugelmühle 11 kommend der Siebmaschine 14
aufgegeben und in eine Mehlfraktion und eine Kugelfraktion getrennt. Die
Kugelfraktion wird wieder dem Sammelbehälter 15 zugeführt, von hier werden die
Kugeln ebenso wie das mit dem zurückgeführten Grobgut im Zwischenbehälter 19
vereinigte neue Mahlgut in den Becherwerksfuß 23 des Becherwerks 24 gefördert.In the cycle grinding of Fig. 3, the material to be ground is first transported from a
Die Mehlfraktion wird kommend von der Siebmaschine 14 mit Hilfe von Förderluft
17 einem Windsichter 16 zugeführt und dort in eine feine und eine grobe
Mehlfraktion getrennt. Die grobe Mehlfraktion wird über die Grobgutleitung 28 und
die Rückführschnecke 29 dem Zwischenbehälter 19 zugeführt. Dadurch wird das
noch nicht ausreichend gemahlene grobe Mahlgut dem Kreislaufprozess wieder
zugeführt. Die zur Windsichtung erforderliche Luft wird erzeugt vom Gebläse 22
und ist gleichzeitig Förderluft 17 für das an der Siebmaschine 14 abgesiebte
Kreislaufgut. Die feine Mehlfraktion wird zusammen mit der Sichtluft in das Filter 20
geführt, dort abgeschieden und wird über den Produktauslass 21 ausgetragen. The flour fraction is fed coming from the
- 11
- Mahlgefäßgrinding vessel
- 22
- konischer Teilconical part
- 33
- Mühleneinlassmill inlet
- 44
- Mühlenauslassmill outlet
- 55
- Rührwerkswelleagitator shaft
- 66
- Rührorganestirrers
- 77
- Motorengine
- 88th
- Kupplungclutch
- 99
- Winkelgetriebeangle gear
- 1010
- Konsoleconsole
- 1111
- Rührwerkskugelmühlestirred ball mill
- 1212
- Austragsschneckedischarge screw
- 1313
- Schneckenantriebscrew drive
- 1414
- Siebmaschinescreening machine
- 1515
- SammelbehälterClippings
- 1616
- Windsichterair classifier
- 1717
- Förderluftconveying air
- 1818
- Durchlaufgut-AuslassContinuous materials outlet
- 1919
- Zwischenbehälterintermediate container
- 2020
- Filterfilter
- 2121
- Produktauslassproduct outlet
- 2222
- Gebläsefan
- 2323
- Becherwerksfußbucket elevator
- 2424
- Becherwerkbucket elevator
- 2525
- MahlgutvorratMahlgutvorrat
- 2626
- Aufgabeschneckefeed screw
- 2727
- Zuführschneckefeed screw
- 2828
- GrobgutleitungGrobgutleitung
- 2929
- RückführschneckeRecirculation scroll
Claims (16)
- Method for treating wheat flours by dry grinding of a starting flour to increase the water absorbing capacity, characterised in that the grinding is carried out in a dry ball mill with a stirring device introducing 20 to 300 kWh of grinding energy per ton of starting flour at a flour temperature of less than 60°C, through which an increase in the water absorbing capacity of more than 10 percentage points is obtained compared with the starting flour.
- Method according to claim 1, characterised in that the increase in the water absorbing capacity is between 10 and 40 percentage points compared with the starting flour.
- Method according to claim 1 or 2, characterised in that the wheat flours are ground in the ball mill with a stirring device in a continuous flow-through operation.
- Method according to claim 1 or 2, characterised in that the wheel flours are ground in the ball mill with a stirring device in a recirculating operation.
- Method according to claims 1 to 4, characterised in that the grinding is carried out at a temperature of between 30°C and 50°C.
- Method according to claim 1 or 2, characterised in that the wheat flours are ground in the ball mill with a stirring device in batches.
- Method according to claims 1 to 5, characterised in that a coolant is added directly to the contents of the ball mill with a stirring device.
- Method according to claims 1 to 5, characterised in that the ball mill with a stirring device is operated with circulated grinding balls which are cooled by a coolant.
- Method according to claim 7 or 8, characterised in that the coolant is air, liquid nitrogen or liquid/solid carbon dioxide.
- Method according to claims 1 to 9, characterised in that the ball mill with a stirring device exhibits a double-walled, water-cooled housing.
- Method according to one of claims 1 to 10, characterised in that the ball mill with a stirring device contains grinding beads of aluminium oxide or steel.
- Method according to claim 11, characterised in that the grinding balls exhibit a diameter of less than 7 mm, preferably of 1 mm to 5 mm.
- Method according to claims 1 to 9, characterised in that the wheat flours are flours of types 405 or 550.
- Method according to claim 13, characterised in that the wheat flour exhibits a water absorbing capacity of more than 70% and a cracked starch content of more than 8%.
- Method according to claim 13, characterised in that the wheat flour exhibits a water absorbing capacity of more than 70% and a dough stability of more than 1.3 min.
- Method according to claim 13, characterised in that the wheat flour exhibits a water absorbing capacity of more than 70% and a dough softening of less than 130 Brabend farino gram units.
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