FI76677C - Foerfarande foer framstaellning av en aetbar olje- och vattenhaltig emulsion. - Google Patents

Description

1 76677

Menetelmä syötävän öljy- ja vesipitoisen emulsion valmistamiseksi. - Förfarande för framställning av en ätbar olje- och vattenhaltig emulsion.

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä syötävän öljy- ja vesipitoisen emulsion valmistamiseksi, erityisesti margariini-tyyppisten tai vähäkaloristen levitteiden valmistamiseksi.

Tällaisia tuotteita valmistetaan tavanomaisesti vesifaasista ja rasvafaasista, jotka yhdistetään esiemulsion muodostamiseksi, joka se puolestaan saatetaan jäähdytys- ja rakennekäsittelyihin pehmeän tuotteen, kuten puikko- tai tuubimargariinin valmistamiseksi. Pehmeä rasvatuote pakataan automaattisesti pakkauskoneella. Varsin usein pakkauskone rikkoutuu tai se pitää pysäyttää jostakin syystä. Tässä tapauksessa tuote normaalisti sulatetaan uudelleen ja kierrätetään tai se pitää hylätä.

Näissä toiminnoissa on selviä haittapuolia, koska tämän seurauksena menee toisinaan hukkaan suuria määriä tuotteita tai siinä tapauksessa, että valmistetaan kaksoistyyppisiä emulsioita, eli öly/vesi/öljy-tyyppisiä emulsioita alkaen rasvapro-teiineja ja sakeutumisaineita sisältävästä kermasta, aroissa tai herkissä rakenteissa (esim. dispergoidun faasin hiukkasko-ko) esiintyvät muutokset vaikuttavat voimakkaasti emulsion ominaisuuksiin ja voi tapahtua faasi-inversio, joka johtaa erilaisiin emulsioihin kuin alunperin tarkoitettiin (öljy/vesiemul-siot vesi/öljyemulsioiden asemesta). Edelleen voi tapahtua öljyn häviämistä dispergroidusta kermasta. Samoin voi ongelmaksi muodostua uudelleen kierrätetyn tuotteen vaihtelevat määrät (10 - 100%), joita tavataan tavanomaisessa margariinikäsitte-lyssä.

Hakija on keksinyt menetelmän, jolla yllä mainittuja ongelmia saadaan suuresti helpotetuksi.

2 76677

Keksinnön mukainen menetelmä vesi- ja öljypitoisten syötävien emulsioiden valmistamiseksi käsittää seuraavat vaiheet (i) käsitellään yksittäisiä emulsion komponenttivirtoja, - joista vettä sisältävä virta johdetaan yhden tai useamman lämmönvaihtimen läpi, ja - rasvafaasin käsittävä virta johdetaan lämmönvaihtimen läpi rasvan kiteyttämiseksi; (ii) kierrätetään erikseen ainakin osa emulsion kustakin komponenttivirrasta, ja (iii) sekoitetaan emulsion käsitellyt komponentit lopullisen emulsion aikaansaamiseksi, joka sisältää jatkuvan rasvafaasin ja dispergoidun vesifaasin.

Emulsion yksittäisiin komponenttivirtoihin voi kuulua vesifaasi tai rasvafaasi tai öljy- ja vesipitoinen emulsio, edullisesti öljy-veteen-emulsio (kerma).

Ainakin yksi esimerkiksi vesifaasista koostuva yksittäinen kom-ponenttivirta käsitellään yhden tai useamman lämmönvaihtimen läpi, joissa tapahtuu pastörointi tai suoritetaan jäähdytys, jotta saavutetaan lämpötila, joka on hiemen korkeampi, yhtä suuri tai matalampi kuin se lämpötila, jossa emulsion valmistamiseksi käytetty rasva alkaa kiteytyä. Jäähdytys suoritetaan edullisesti siten, että saavutetaan välillä -10-15°C oleva lämpötila.

Yksi tai useampia vesifaaseja voi sisältää viskositeetin nosto-ainetta, kuten geelitysainetta, sakeutusainetta tai proteiinia, kun taas toinen vesifaasi voi olla geeliytymätön.

Ainakin yksi rasvafaasista muodostuvista yksittäisistä kompo-nenttivirroista käsitellään lämmönvaihtimen ja/tai rasvankäsit-telyjärjestelmän kautta, jossa tapahtuu rasvakiteiden tiivistyminen ja rasvakiteiden kasvu. Yksi näistä yksittäisistä kompo- 3 76677 nenttivirroista voi olla vesi- ja öljypitoinen emulsio, joka käsitellään lämmönvaihtimen läpi (jossa inversio voi tapahtua).

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti suoritetaan seuraavat toimenpiteet (i) käsitellään erikseen öljy-veteen-emulsiosta muodostuva yksittäinen komponenttivirta ja rasvataasista muodostuva yksittäinen komponenttivirta; (ii) kierrätetään ainakin osa öljy-veteen-emulsiosta ja ainakin osa rasvataasista; (iii) sekoitetaan käsitelty öljy-veteen-emulsio ja rasvafaasi öljy-veteen-öljyyn-emulsion aikaansaamiseksi.

Yksittäiset kiertävät virrat ovat tavallisesti jatkuvasti toiminnassa pienellä kierrätysnopeudella mekanismin pitämiseksi valmiina.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettyyn laitteeseen, sen yksinkertaisimmassa muodossaan, kuuluu: elimet (A) emulsion yksittäisten komponenttivirtojen käsittelemiseksi ; elimet (B) emulsion kunkin komponentin kierrättämiseksi erikseen; elimet (C) emulsion käsiteltyjen yksittäisten komponenttivirtojen sekoittamiseksi.

Elimet (A) voivat muodostua yhdestä tai useammasta lämmönvaih-timesta ja/tai yhdestä tai useammasta rasvankäsittelyjärjestelmästä, joissa tapahtuu rasvakiteiden tiivistyminen ja kasvu. Elimet (A) muodostuvat edullisesti yhdestä tai useammasta pin-takaavinta lämmönvaihtimesta ja/tai yhdestä tai useammasta ki-teytysyksiköstä, joita ovat esim. Votator A- ja C-yksiköt, kuvattu julkaisussa "Margarine", Andersen and Williams, Pergamon Press, 1965.

4 76677

Elimet (B) voivat olla venttiilejä, jotka ohjaavat yksittäiset virrat joko kierrätyskanavan (joka voi olla lämmönvaihdin) kautta erillisiin säiliöihin tai elimiin (C), joihin voi kuulua staattinen sekoitin, pintakaavintalämmönvaihdin, kiteytysyksikkö, valinnaisesti hydraulisella suurpainepumpulla käytetty homo-genointiventtiili tai niiden yhdistelmät. Elimet (B) ovat edullisesti yhteen kytkettyjä venttiilejä.

Elimet (C) on edullisesti liitetty tuntoyksikköön, esim. sähkön-johtavuusmittariin, joka mahdollistaa valmistuneen emulsion laadun tarkistuksen, ja lisäksi elimet on liitetty venttiiliin, joka ohjaa mainitun emulsion joko pakkauskoneeseen tai hylkää sen.

Sekoitusyksikkö (C) on sopivimmin pientehosekoitin (0,5 - 20 1), jotta materiaalia mahdollisesti jouduttaessa hylkäämään materi-aalihukka muodostuu mahdollisimman pieneksi.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen edut voidaan esittää yhteenvetona seuraavasti: (1) järjestämällä öljyfaasin (faasien) ja vesifaasin (faasien) kierrätys yksittäisenä erillisenä virtana (virtoina), jota kierrätystä seuraa tilavuudeltaan suhteellisen pieni sekoitus-laite, vakio Votatorissa tapahtuneesta käsittelyerän liikakäsit-telystä johtuva materiaalihäviö saadaan eliminoiduksi tai ainakin suuresti rajoitetuksi.

(2) vakiokäsittelyssä kohdattavien kierrätetyn (uudelleen käsitellyn) tuotteen muuttuvien määrien (10 - 100 %) aiheuttamat mahdolliset ongelmat saadaan eliminoiduiksi, koska esillä olevassa keksinnössä kierrätetään itse tuotteen asemesta yksittäisiä tuotekomponenttivirtoja.

(3) rakenteeltaan arkoja tuotteita (esim. tiksotrooppiset vesi-faasit) voidaan käsitellä.

(4) voidaan myös käsitellä tuotteita, jotka on valmistettu monista eri tavalla muodostetuista vesifaaseista, joita ei voi sekoittaa keskenään.

5 76677

Keksintöä selvitetään nyt seuraavissa esimerkeissä ja piirustuksessa .

Esimerkki 1 Tässä esimerkissä kuvataan keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty laite. Viitenumerot tarkoittavat oheisessa piirustuksessa esiintyviä viitenumerolta.

Yksinkertaisessa muodossaan laitteeseen kuuluu: (A) säiliö 1, josta voidaan annostella esim. vesifaasia w, venttiili 2 vesifaasivirran ohjaamiseksi 5 l:n sekoitusyksikköön 7 tai säiliöön 1 johtavan kierrätysreitin 4 kautta; (B) säiliö 5, josta voidaan annostella esim. rasvafaasia, venttiili 6 rasvafaasivirran ohjaamiseksi sekoitusyksikköön 7 tai rasvafaasisäiliöön 5 johtavaan kierrätysreittiin 8.

Levitteiden valmistamiseksi sopivassa, pidemmälle kehitetyssä laitteessa on säiliö 1 ja säiliö 5 edullisesti liitetty yhteiseen annostuspumppuun 10.

Vesifaasi käsitellään lämmönvaihtimen (vaihtimien) 9 läpi, kun taas rasvafaasi käsitellään Votator A- ja C-yksiköiden 12 muodostaman sarjan läpi, joissa yksiköissä rasva esikiteytetään.

Venttiilit 2 ja 6 ovat yhteen kytkettyjä venttiilejä. Kierrätys-reiteissä 4 ja 8 on vastaavassa järjestykessä lämmönvaihtimet 3 ja 13.

Sekoituslaite 7 on liitetty sähkönjohtavuuden mittariin 11. Venttiilin 14 kautta emulsio suunnataan joko pakkauskoneeseen tai hylättäväksi.

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä on kuvattu öljy/vesi/öljyemulsion valmistus käyttämällä keksinnön mukaista menetelmää.

6 76677 Käyttämällä esimerkissä 1 kuvattua laitetta valmistettiin öljy/ vesi/öljy-emulsio kermasta (i), joka sisälsi: 11.0 % rasvaa, 0,08 % K-sorbaattia, 2,43 % heraproteiinia, 1.0 % karboksimetyyliselluloosaa ja 56,49 % vettä, pH 5,2; ja rasvataasista (ii), joka sisälsi 28,37 % rasvaa, 0,6 % mono-glyseridiä ja 0,03 % väriainetta.

Rasvafaasi (ii) jäähdytettiin 0°C:seen ja kermafaasi (i) 5°C:seen ennen, niiden lopullista sekoitusta nopeudella 1000 rpm pyörivässä Votator C-yksikössä.

Emulsion yksittäisiä komponenttivirtoja kierrätettiin jatkuvasti alhaisella nopeudella.

Saatu emulsio oli öljy/vesi/öljy-tyyppinen, jonka kermapisaroi-den keskimääräinen halkaisija oli noin 8 μιη ja ne olivat disper-goituneet jatkuvaan rasvataasiin. Hyvin vähän tai ei lainkaan öljyn häviämistä dispergoituneesta faasista oli tapahtunut.

_ 1 Sähkönjohtavuus oli noin 0,2 mikroScm

Claims (10)

1. Menetelmä syötävän öljy- ja vesipitoisen emulsion valmistamiseksi, joka emulsio sisältää jatkuvan rasvafaasin ja dispergoidun vesifaasin, tunnettu siitä, että: (i) käsitellään yksittäisiä emulsion komponenttivirtoja, - joista vettä sisältävä virta johdetaan yhden tai useamman lämmönvaihtimen läpi, ja - rasvafaasin käsittävä virta johdetaan lämmönvaihtimen läpi rasvan kiteyttämiseksi; (ii) kierrätetään erikseen ainakin osa emulsion kustakin komponenttivirrasta, ja (iii) sekoitetaan emulsion käsitellyt komponentit lopullisen emulsion aikaansaamiseksi, joka sisältää jatkuvan rasvafaasin ja dispergoidun vesifaasin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi emulsion yksittäisistä komponentti-virroista on vesifaasi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi emulsion yksittäisistä kompenentti-virroista on öljy- ja vesipitoinen emulsio.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että öljy- ja vesipitoinen emulsio on öljy-veteen-emulsio.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesifaasi pastöroidaan.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesifaasi käsitellään lämmönvaihtimen läpi, jossa se jäähdytetään lämpötilaan, joka on hieman korkeampi, yhtä 8 76677 suuri tai alhaisempi kuin se lämpötila, jossa emulsion valmistamiseksi käytetty rasva alkaa kiteytyä.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että öljy-veteen-emulsiosta muodostuvan emulsion yksittäinen komponenttivirta käsitellään lämmönvaihtimen läpi.

7 76677

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi emulsion yksittäisistä komponentti-virroista muodostuu vesifaasista, joka sisältää sen viskositeettia nostavaa lisäainetta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lisäaine on proteiini, geelinmuodostus-aine tai sakeutusaine.

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että (i) öljy-veteen-emulsiosta muodostuva yksittäinen komponenttivirta ja rasvafaasista muodostuva yksittäinen komponenttivirta käsitellään erikseen; (ii) ainakin osa öljy-veteen-emulsiota ja ainakin osa rasva-faasia kierrätetään; (iii) mainittu käsitelty öljy-veteen-emulsio ja rasvafaasi sekoitetaan öljy-veteen-öljyyn-emulsion muodostamiseksi. 9 76677