FI57785C - Foerfarande foer framstaellning av en torr granulaer blandning som innehaoller fruktos och glukos - Google Patents

Description

Ε25Ϊ71 Γβΐ m,KUULUTUSJULICAISU

jjHA lBJ UTLÄGGNI NGSSKRIFT 5 7 7 8 5 C (^5) Patentti sysine- Ity -O 10 1030 InVv Pa tentjneddelat ' (51) K*.lk.3/»nt.CL3 C 13 K 3/00 SUOMI—FINLAND (M) μμμμβμμ··—μβμνμμΗμι^ 1929/73 (22) AneöknJnf·** li*.06.73 ^ (23) ANntpaM—GIMthttadag li*. 06.73 (41) Tullut iulkMuI — Bllvlt offmtltg Oi. 01.7*+

Pentti. Ja rakifterihallltiis N«htMWp«onkuuljullatam pum.-

Patani och regiataratyralMn An*6k»n utiigd och uti^krtfun pubticw^d 30.06.80 (32)(33)(31) Pjnrfutqr «uotkau»—Uglrd priority 03.07.72 USA(US) 268501 (71) Suomen Sokeri Osakeyhtiö, Mannerheimintie 15, 00260 Helsinki 26,

Suomi-Finland(FI) (72) Asko J. Melaja, Kantvik, Suomi-Finland(Fl) (7I) Oy Kolster Ah (5I+) Kuivan, rakeisen fruktoosia ja glukoosia sisältävän seoksen valmistusmenetelmä - För f aran de för framställning av en torr, granular hlandning, som innehäller fruktos och glukos Käsillä oleva keksintö koskee menetelmää, jolla muodostetaan kuiva, herkkä-liikkeinen, rakeinen fruktoosin ja glukoosin seos. Se koskee erityisesti kuivan inverttisokerituotteen valmistamista, so. sellaisen tuotteen valmistamista, joka sisältää suunnilleen yhtä suuret määrät fruktoosia ja glukoosia.

Sokerituotteet, jotka sisältävät fruktoosia ja glukoosia, esim. invertti-sokeri, valmistetaan ja myydään yleensä liuoksina, jotka sisältävät· kiinteää ainetta noin 60 - noin 75 paino-J». Lisäksi tunnetaan puolikiinteitä valmisteita, esim. inverttisokeria, joka sisältää kiinteää ainetta noin 8Ο-85 paino-;?. Tällaisten liuosten ja puolikiinteiden valmisteiden käyttöön liittyy kuitenkin ongelmia, koska niiden kuljetus on vaikeaa eivätkä niiden varastointiominaisuudet ole hyvät, mikä johtuu suurelta osin siitä, että mikrohioottiset aineet herkästi saastuttavat ja pilaavat kyseiset valmisteet. Tämän vuoksi tarvitaan menetelmää, jolla muodostetaan olennaisesti kuiva, herkkäliikkeinen rakeinen tuote, joka 2 57785 sisältäää glukoosia ja fruktoosia, jota on helpompi kuljettaa ja jota mikrobioot-tiset aineet .eivät saastuta eivätkä pilaa yhtä herkästi.

Erityisesti tällaista menetelmää tarvitaan inverttisokerin valmistukseen, koska kuivalla inverttisokerilla on huomattava kaupallinen merkitys. Se on melkein yhtä makeaa kuin sakkaroosi, ja sitä voidaan käyttää tämän asemesta useimpiin tuotteisiin. Inverttisokeriliuoksia tai puolikiinteitä valmisteita on käytetty yleisesti monissa leipomo- ja sokerileipomotuotteissa ja alkoholittomissa juomissa, mutta koska joissakin sovellutuksissa ei saa olla mukana vettä, ei näiden invert-tisokeriliuosten ja puolikiinteiden valmisteiden käyttö ole ollut mahdollista.

Aikaisemmin on alalla käytetty tyhjöhaihdutusmenetelmää, esim. julkaisussa "Confectionery Production" marraskuu 1967» s. 792, kuvattua, kuivan inverttiso-kerituotteen valmistamiseksi inverttisokeriliuoksista. Näillä menetelmillä saadaan kuitenkin tavallisesti amorfinen, lasimainen tuote, eikä haluttua, kuivaa ja herkkäliikkeistä tuotetta. Vaikka on mahdollista - kuten Kusch et ai. esittävät US-patentissa 3 513 023 ja brittiläisessä patentissa 1 117 905 - valmistaa hyvin puhdasta, kuivaa fruktoosia yksinkertaisesti ymppäämällä fruktoosiliuos fruktoosikiteillä ja sitten sekoittamalla seosta viileässä paikassa, on yleisesti uskottu, että tällaista menetelmää ei voi käyttää, mikäli mukana on deks-troosia, so. D-glukoosia. Tämän ovat esittäneet Young et ai. US-patentissa 2 588 kk9. Hakija on yllättäen havainnut, että on mahdollista valmistaa fruktoosi-glukoosituotetta lisäämällä fruktoosi-glukoosiliuokseen fruktoosi-glukoosikitei-tä ja sekoittamalla seosta viileässä, kuivassa paikassa.

Käsillä oleva keksintö sisältää menetelmän, jolla muodostetaan kuiva, rakeinen ja herkkäliikkeinen sokerituote, joka sisältää fruktoosia ja glukoosia. Menetelmää käytetään edullisesti valmistettaessa kuivia tuotteita, joiden fruk-toosipitoisuus on 25~75 paino-$ muun osan ollessa glukoosia. Koska kuitenkin on tarkoitus kuvata käsillä olevaa keksintöä, selitys kohdistuu pääasiassa siihen, miten menetelmää käytetään inverttisokerin, yhtä suuret määrät fruktoosia ja glukoosia sisältävän tuotteen, valmistukseen. Menetelmä on käyttökelpoinen käytettäessä inverttisokerin valmistukseen sellaisia lähtöaineita, jotka on valmistettu isomeroimalla entsymaattisesti tärkkelyksestä peräisin olevaa glukoosia tai glukoosisiirappia. Se on erityisen käyttökelpoinen kuivan inverttisokerin valmistamiseen puhdistetusta, isomeroidusta maissisiirapista, jolloin on mahdollista valmistaa tärkkelyksestä kuiva sokeriseos, joka on yhtä makeaa kuin sakkaroosi.

3 57785

Hakijan esittämän menetelmän lähtöaineena on liuos, joka sisältää fruktoosia ja glukoosia, esim. inverttisokeriliuosta, joka on puhdistettu ja josta suolat on poistettu ioninvaihtokäsittelyllä ja jota on haihdutettu tyhjössä, niin että liuoksen sisältämän kiinteän aineen määrä on vähintään noin 9^ #· Tällainen lähtöaine on sinänsä tunnettu, ja sen valmistusmenetelmiä edellä mainitun puhdistuksen, suolan poiston ja ioninvaihdon avulla on kuvattu eräissä aikaisemmissa patenteissa ja lehtijulkaisuissa, mm. H. Schneiderin kirjoittamassa artikkelissa "International Sugar Journal"-lehdessä, s, 101 (1971)» ja US-patentissa 3 511 705, jossa hakijat ovat Haak et ai.

Käsillä olevan keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä inverttisokeri-liuos, joka sisältää kiinteää ainetta vähintään 95 paino-#, jäähdytetään noin ^0-50°C lämpötilaan ja yhdistetään tässä lämpötilassa kuivan ja hienojakoisen jauheen muodossa olevaan glukoosin ja fruktoosin seokseen. Glukoosi-fruktoosiseoksen koostumus on edullisesti sama kuin menetelmällä valmistettavan tuotteen. Jauheen sisältämä glukoosi on edullisesti glukoosimonohydraattikiteinä, kun taas fruktoosi on vedettöminä fruktoosikiteinä. Liuos ja kuiva jauheseos voidaan yhdistää joko ymppäämällä liuos glukoosi- ja fruktoosikiteiden seoksella tai lisäämällä sokeri-liuos kideseokseen.

Kun liuos ja kuiva kideseos on yhdistetty, seosta sekoitetaan, ja se jäähdytetään kuivassa paikassa, jonka suhteellinen kosteus on enintään noin 30 %, noin 20-50°C lämpötilassa, kunnes on muodostunut kuiva tuote. Sekoitus viileässä ja kuivassa paikassa aiheuttaa sen, että seoksen sisältämä ylimääräinen vesi sitoutuu kidevetenä glukoosimonohydraattiin fruktoosin ja glukoosimonohydraatin kiteytyessä samanaikaisesti.

Kide- ja liuosmäärien suhde niitä yhdistettäessä riippuu kidekoosta ja sekoitukseen käytetyn sekoittimen tyypistä sekä reaktio-olosuhteista, so. lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta. Ymppäyskiteiden perusteellinen sekoittaminen liuokseen on olennaista, ja nopean ja hyvän kiteytymisen saavuttamiseksi ymppäyskiteiden liuoksen kanssa kosketuksessa oleva kokonaispinta-ala on saatava mahdollisimman suureksi ja ymppäyskiteiden välimatkat pidettävä mahdollisimman pieninä. Käyttämällä hyvin hienojakoisia ymppäyskiteitä niiden kokonaispinta voidaan saada melko pienellä ymppäyskiteiden määrällä suureksi. Suurempia kiteitä käytettäessä niitä on lisättävä enemmän saman kokonaispinta-alan saavuttamiseksi. Myös sekoitintyyppi vaikuttaa jonkin verran käytännöllisiin rajoihin ja optimi-olosuhteisiin. Esim. lämpökäsittelytyyppisessä sekoittimessa saavutetaan hyvät tulokset, jos kiteiden ja liuoksen painosuhde on noin 0,3:1 - noin 10,0:1 ^ 57785 ja ymppäyskiteiden keskihalkaisija on 0,1 mm. Seoksen jäähdyttäminen noin 35°C lämpötilaan ja sekoittaminen suhteellisen kosteuden ollessa alle 30 % antaa hyvät tulokset lämpökäsittelytyyppisessä sekoittimessa, Jos seos sisältää yli 75 paino-# glukoosia, tarvitaan lyhyttä kosketusaikaa ja korkeaa lämpötilaa, jotka saavutetaan ohutfilmihaihduttimessa. Rakeinen inverttisokerimassa muodostuu 3-^ tunnissa näissä olosuhteissa ja sisältää glukoosimonohydraatin ja fruktoosin yhteen kasaantuneita kiteitä.

Oleellisesti kuivan inverttisokerituotteen kokonaisvesipitoisuus on noin ^-5 # määritettynä Karl Fischerin menetelmällä, joka on esitetty sokerin yhdenmukaisia tutkimusmenetelmiä tutkivan kansainvälisen komission 15· istunnon raportissa, ss. 120-122 (1970). Muodostunut tuote on pysyvä normaaliolosuhteissa, eikä sen rakenne, väri tai muut fysikaaliset ominaisuudet muutu, kun sitä varastoidaan huoneen lämpötilassa kuivassa paikassa usean viikon ajan.

Kaluttaessa voidaan käsillä olevan keksinnön mukaista menetelmää helposti käyttää jatkuvatoimisena lämpökäsittelytyyppisessä lämmönvaiht ime s s a, joka on esitetty "Chemical Engineering"-lehdessä, maaliskuun 22 p:nä 1971 sivulla 96. Tällaisessa laitteessa osa kuivasta tuotteesta poistetaan ja osa johdetaan uudelleen kiteytysprosessiin ymppäyskiteiden muodostukseen.

Käsillä olevan keksinnön mukaista menetelmää selostetaan tarkemmin seu-raavissa esimerkeissä:

Esimerkki 1

Inverttisokeriliuos, joka valmistettiin ja puhdistettiin tavallisin ionin-vaihtonenetelmin, haihdutettiin jatkuvatoimisessa ohuthaihduttimessa. Haihdutti-men lämpötila oli 7^°C tulopuolella ja 91°C poistopuolella. Tyhjö oli 0,2 at, ja liuos kulki haihduttimen läpi n. 1 minuutissa. Haihduttimessa muodostunut inverttisokeriliuos sisälsi kiinteää ainetta 9*+,5 paino-#.

Kuiva glukoosimonohydraatti- ja fruktoosikiteitä sisältävä seos ( painosuhde 50:50), so. inverttisokeri, jonka kiteiden keskihalkaisija oli noin 0,1 mm, syötettiin lämpökäsittelijään, ja siihen lisättiin inverttisokeriliuos. Kiteiden suhde liuokseen oli 100 kg kiteitä Ho kg:n liuosta kohti eli 2,5:1. Seos jäähdytettiin 35°C lämpötilaan, ja sitä sekoitettiin samanaikaisesti 3 tunnin ajan kuivassa paikassa, jonka suhteellinen kosteus oli 20 #. Muodostui rakeinen, kuiva massa, joka sisälsi yhteen kasaantuneita glukoosimonohydraatti- ja fruktoosikiteitä yhtä paljon, so. inverttisokeria. Herkkäliikkeisen tuotteen vesipitoisuus oli 1»,7 # määritettynä Karl Fischerin menetelmällä.

5 57785

Esimerkki 2

Inverttisokeriliuos valmistettiin ja haihdutettiin esimerkin 1 mukaisesti. Näin valmistetusta kuivasta inverttisokerista otettiin 100 kg:n erä, joka murskattiin niin, että kiteiden keskihalkaisijaksi tuli noin 0,1 mm, ja murskatut kiteet syötettiin lämpökäsittelijään. Lisättiin noin 1*0 kg inverttisokeriliuosta (9^-,5 % kiinteää ainetta), seos jäähdytettiin noin 35°C lämpötilaan, ja samalla sitä sekoitettiin 3 tunnin ajan kuivassa paikassa, jonka suhteellinen kosteus oli 20 %. Näin muodostui kuiva, rakeinen sokerimassa, joka sisälsi yhteen kasaantuneita glukoosimonohydraatti- ja fruktoosikiteitä, joiden vesipitoisuus oli h,ö % Karl Fischerin menetelmällä määritettynä.

Esimerkki 3

Kolmesataa grammaa puhdistettua inverttisokeriliuosta, josta suolat oli poistettu ja joka sisälsi 95 % kiinteää ainetta, ympättiin 120 g:11a jauhemaista glukoosin ja fruktoosin kideseosta, jonka kiteiden keskimääräinen hiukkaskoko oli 0,0l+ mm. Seosta sekoitettiin 8 tuntia paikassa, jonka suhteellinen kosteus oli alle 30 /2, 1*0°C lämpötilassa. Näin muodostui kuiva, rakeinen inverttisokeri-tuote.

Edellä kerrotusta käy ilmi, että käsillä olevan menetelmän avulla voidaan valmistaa kuiva, herkkäliikkeinen, rakeinen tuote, joka sisältää glukoosia ja fruktoosia. Menetelmä on erityisen käyttökelpoinen kuivan, rakeisen invertti-sokerin valmistuksessa.

Claims (6)

1. 57785
2. 1. Menetelmä kuivan, rakeisen fruktoosia ja glukoosia sisältävän seoksen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että a) yhdistetään fruktoosia ja glukoosia sisältävä liuos, jonka kiintoaine-pitoisuus on vähintään noin 95 paino-#, noin 4o~50°C lämpötilassa kuivaan fruktoosia ja glukoosia sisältävään kidemassaan; ja b) liuoksen ja kidemassaan seosta sekoitetaan noin 20~50°C lämpötilassa suhteellisen kosteuden ollessa korkeintaan noin 30 $ kuivan, rakeisen seoksen muodostamiseksi .
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sokeriliuos ympätään kuivalla kidemassalla.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sokeriliuos lisätään kuivaan kidemassaan. U. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kidemassan ja liuoksen painosuhde on noin 0,3:1 - noin 10,0:1.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sokeriliuoksen fruktoosipitoisuus on 25~T5 paino-# muun osan ollessa glukoosia.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sokeriliuos, kuiva sokerikidemassa ja tuote ovat inverttisokeria.