HU193195B - Method for producing instant soluble food granules containing aroma in fluidized layer - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás aromatartalmú pillanatoldó életmiszergranulátumok előállítására polidiszperz szemcsehalmazból fluidizált rétegbe, amellyel az élelmiszerek aromája megőrizhető.

A legtöbb poralakú élelmiszer durvadiszperz vagy mikroheterogén rendszert képez. Ilyen termékek például a porlasztva szárítással, aprítással vagy keveréssel előállított porok mint például kávékivonatpor, zöldség- és gyümölcsporok, italporok, leves- és mártásporok, füszerkeverékek.

Az ilyen polidiszperz szemcseméret-eloszlású, granulált élelmiszerek közös tulajdonsága, hogy folyadékkal való nedvesítéskor lassan és nehezen oldódnak, és a heterogén szerkezet miatt a szárazkeverékben az egyes komponensek eloszlása csomagolási egységenként változhat. Például italpórok esetében az izesítőanyag csak igen kis mennyiségben rendszerint apró kapszulák alakjában van jelen. Ezek a kapszulák hajlamosak arra, hogy a feldolgozás közben elkülönüljenek az anyag többi részétől, ezért nehéz a száraz keverékben az ízesítő kapszulák egyenletes eloszlását fenntartani a termék becsomagolásáig. Ennek megfelelően nem megfelelő a csomagonkénti egyenletes aromaelosztás.

Az 1,517.034. sz. NSZK szabadalmi leírás szerint íz-ingrediensként kapszulázott citrusolajok felhasználását ismertetik.

Ismeretes a poralakú élelmiszerek ízesítése és homogenitásának javítása többfajta módszerrel. Ilyen módszer az aromaanyagok izolálása és kristályos vivőanyaggal való felitatása és bekeverése.

A 719.593. sz. szovjet szabadalmi leírás szerint ilyen megoldás az, ha fokhagymaolajat konyhasóval kevernek össze.

Ismeretes továbbá az ún. poraromák alkalmazása ízesített poralakú élelmiszerek előállításához. A poraromák általában vivőanyagra (pl. keményítő) felhordott folyadékaromák, porlasztó-szárításos vagy koacervációs eljárással mikrokapszulázott — esetleg molekulárisán kapszulázott folyadékaromák. A poraroma tehát mindenképpen a folyadékaroma drága és bonyolult eljárással továbbfeldolgozott formája.

A 157.020. sz. magyar szabadalmi leírás szerint élelmiszerek aromatizálása úgy törté nik, hogy a ítész granulátumra az aroma és illóolaj frakciót ráporlasztással viszik fel.

Ismeretes továbbá, hogy kiváló pillanatoldódó tulajdonságokkal rendelkező agglomerátumok készíthetők az ún. fluidizációs-porlasztásos granulálással. Ebben az esetben a polidiszperz élelmiszer szemcsehalmaz bolygatott ágyú rétegébe (pl. fluid, gejzír, keverővei ellátott fluid, vibrofluid, aerovibrofluid rendszer) porlasztják be az agglomeráló folyadékot.

A 168675. sz. magyar szabadalmi leírás szerint a fluidizációs granulálási eljárás tökéletesítését, jó gördülékenységü granulátumok előállítását úgy oldják meg, hogy a kötőanyagtartalmú oldatot vagy szuszpenziót az egyensúlyi adagolási sebességnél nagyobb sebességgel porlaztják be a fluidizált rétegbe, miközben a fluidizált réteg intenzív mozgását a fluidizáló gáz átáramoltatásával és a fluidizált réteg egyidejű keverésével biztosítják. Ez a módszer azonban nem alkalmas egyenletesen aromásítot élelmiszergranulátumok előállítására.

Az agglomeráló folyadék a részecskékkel érintkezésbe lépve azokat ragadóssá vagy fapadossá teszi és halmazzá összeragasztja akként, hogy az anyag egy részét feloldja vagy más módon átalakítja. Az agglomerált folyadék lehet víz, az agglomerálandó anyag saját oldata vagy különböző anyagoknak egy folyadékban való szuszpenziója, pl. sűrített tej, gyümölcsvelő, gyümölcssürítmény, cukor, zselatin. A kötő funkciót a folyadék fejti ki és így lehetővé teszi különösen az olyan inért anyagok agglomerizálását, melyek nem képesek egy gazdaságosan alkalmazható folyadékkal oldódási tulajdonságok kialakítására vagy az anyagot ragadóssá tenni.

A 3,118.771. és a 3,322.545. sz. USA szabadalmi leírás szerint az agglomerált aroimatartalmú pillanatoldódó élelmiszerpcrok fluidizációs-porlasztásos előállításánál poraromákat alkalmaznak, amelyeket a polidiszperz élelmiszer szemcsehalmazba kevernek be.

Folyadékaroma beporlasztása nem oldható meg, ugyanis az alkalmazott fluidizációs gáz miatt még alacsony hőmérségleten is az aromaprofilt torzítja, az egyes aromakomponensek szelektíven párolognak el és ezzel egyidejűleg a termék íze romlik.

Ismeretes az is, hogy a kész granulátumra (agglomerátumra) lehet az aromát rápermetezni. Ennek hátránya, hogy az aroma nincs megkötve, így az agglomerátum felületéről könnyen elillanhat; így a terméknek az eltarthatósága rövidebb.

Az 569.513. sz. svájci szabadalmi leírás szerint egy fluidizált rétegbe szacharóz-dextróz oldatot porlasztanak be és így képzik a granulátumot. A kész granulátumra alkoholos oldatban permetezik rá az aromát, így az alkoholos aroma a granulátum felületére és pórusaiba kerül be, átitatja a száraz szacharózt és dextrózt. Az aroma nincs stabilizálva, mind a kakaószemcsék felületéről, a kapillárisokból és pórusokból könnyen elillanhat és a termék ízromlást szenved.

A találmány célkitűzése olyan eljárás kidolgozása pillanatoldódó életmiszergranulátumok előállítására fluidizált rétegben, amelyek stabilizált folyadékáromát tartalmaznak és kapillárisokat és pórusokat tartalmazó belső szerkezettel, jó nedvesedoképességgel, gördLÍlékenységgeí és kellő szilárdsággal rendelkeznek.

A találmány szerinti eljárás aromatartalmú, pillanatoldódó élelmiszergranulátumok előállítására fluidizált rétegben kötőanyagtartal-2193195 imú oldat vagy szuszpenzió beporlasztása és a képződött granulátum szárítása és hűtése útján azzal jellemezhető, hogy az agglomerálandó (granulálandó) por íluidizált rétegébe az agglomeráló folyadék (kötőanyag) porlasztási fáklyájával párhuzamosan 1:1-6 tömegarányú folyadékaromából és hártyaképző vivőanyagból álló aromatizáló folyadékot poriasztunk be, hártyaképző vivőanyagként célszerűen zselatint, szó'lőcukrot, dextrózt, növényi mézgákat, keményítőt, gumiarábikumot, hidratált növényi olajat alkalmazunk, adott esetben pedig az aromatizáló folyadék porlasztási fáklyájára — a íluidizált réteg feletti részbe — szárítólevegőt fúvatunk be,majd a kapott stabilizált aromát tartalmazó granulátumot elkülönítjük. Az aromatizáló folyadék és a pillanatoldódó poralakú késztermék tömegének arányát 0,05-0,25:1 -re állítjuk be. Az aromatizáló folyadék előállításakor a hártyaképző vivőanyagból pcrlasztható koncentrációjú oldatot készítünk és ebbe az oldatba keverjük be a folyadékaromát, majd a keveréket homogenizálásnak vetjük alá.

A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha a fluidizációs-porlasztásos (felépítéses) agglomerálás folyamatában az élelmiszerpor íluidizált rétegébe (előnyösen aerovibrofuluid réteg) porlasztandó agglomeráló folyadék része meghatározott arányban tartalmaz folyadékaromát, valamint egy száradás után hártyaképző vivőanyagot és a beporlasztott aromatizáló folyadékra adott esetben szárítólevegőt is fúvatunk, akkor a következő folyamatok játszódnak le:

a) mielőtt a beporlasztott aromatizáló folyadékeléri a íluidizált élelmiszer porréteget (tizedmásodperc nagyságrend), a folyadék néhány mikron, illetve viszkozitástól függően néhány tizmikron átmérőjű cseppjei felületén ún. aromazáró hártya keletkezik a vivőanyagból; az aromazáró védőhártya keletkezése befolyásolható a vivőanyag megválasztásával, alkalmazási koncentrációjával, a befúvatott szárítólevegő hőmérsékletével és mennyiségével:

b) a íluidizált porrétegbe jutva (felépítéses granulálás) az agglomerálás folyamatában a hártyával ellátott aromatartalmú cseppek beépülnek (inkorpolálódnak) az agglomerátumokba, az egyedi porszemcsék összekapcsolódnak és a stabilizált (védőhártyás) aromacseppeket magukba zárják, így kapillárisos és pórusos belső · szerkezetű agglomerátumok képződnek;

c) az egyedi szemcsék agglomerátumokká történő összekapcsolódása egyrészt a fluidizált porréteg hidrodinamikai hatására (kaotikus ütközés, súrlódás), másrészt az egyedi szemcsék ragacsossá tételével és az ezt követő szárítással jön létre^: a ragacsosságot a megfelelő körülmények között beporlasztott aromatartalmú cseppek védőhártyája is létrehozhatja a porszemcsék között, de célszerűen külön fúvókéval oldószert (pl. vizet) vagy kötőanyag-oldatot poriasztunk a íluidizált porrétegbe — az aromatizáló folyadék porlasztási fáklyájával párhuzamosan.

Az 1. ábrán a találmány szerinti eljárás gyakorlati megvalósítására alkalmas 1 berendezés egyik előnyös kiviteli alakját mutatjuk be a szárító és hűtőzónák ábrázolása nélkül. Az 1 aerovibrofluid réteget tartalmazó fluidizációs berendezésben az agglomerálandó (granulálandó) anyagot tartó perforált légelosztó-rács vibrációs mozgást végez.

A granulálandó anyagot a 2 folyamatosan működő adagolón keresztül adagoljuk az agglomeráló-kamrába a légelosztó-rácsra, ahol azt a beporlasztott aromatizáló és agglomeráló folyadék segítségével agglomeráljuk és ez a íluidizált réteg hidraulikus nyomásának hatására a 7 ürítőn keresztül távozik az agglomeráló-kamrából további szárításra és hűtésre. Az ágy bolygatásának célja, hogy kiküszöböljük a íluidizált porréteg anomáliáit és a lehető legintenzívebb és legegyenletesebb keveredést hozzuk létre.

Az agglomerálandó íluidizált porrétegbe az agg’omeráló és aromatizáló folyadékot belső keveredésű pneumatikus 5 és 6 porlasztókkal porlasztjuk be, olymódon, hogy a porlasztási fáklyák pályája egymással párhuzamos. Az 5 porlasztóval kötőanyagot vagy vizet adagoiunk a porrétegbe. A 6 porlasztóval adagoljuk a íluidizált rétegbe az aromatizáló folyadékot. A 6 porlasztó porlasztási fáklyájára — a 3 ventillátorral — meghatározott hőmérsékletű és tömegáramú szárítólevegőt fúvatunk be. Ugyancsak szárítólevegőt fúvatunk be a 4 ventillátorral a fluidizációs réteg alatt.

Az 1. ábra szerinti agglomeráló berendezésben a granulálandó poralakú élelmiszer fluidizált (bolygatottágyas) rétegébe olyan felépítéses granulálás (agglomerálás) megy végbe, amelynek eredményeként a folyadékaroma stabilan beépül a keletkező szemcsékbe egyrészt a vivőanyag, másrészt a keletkező agglomerátum inkorporálódó saját anyagai (egyedi szemcséi) által védett állapotban. A stabilizált aroma egyenletesen oszlik el az agglomerált részecskékben és a keletkező agglomerátumok szerkezetükből adódóan pillanatoldódó tulajdonságokkal rendelkeznek.

A találmány szerinti eljárás előnyeit öszszefoglalva megállapíthatjuk, hogy:

a) pillanatoldódó (instant) élelmiszerek folyadékaroma felhasználásával — az aroma »profiltorzulása« nélkül — előállíthatok;

b) szükségtelenné válik poraromák felhasználása, amelynek jelentős gazdasági előnye, hogy feleslegessé válik a több műveletből álló energia — és anyagigényes poraroma gyártása (pl. koacervációval, molekuláris kapszulázással);

c) az instant stabilizált folyadékaromát tartalmazó agglomerátokban az aroma jobban védve van a párolgástól, a nedvességtől, az

-3193195 oxigéntől, az ibolyántúli sugárzástól, mint az ismert porózus olajos felületű poraromákban, ezért e termékek eltarthatósága hosszabb.

A találmány szerinti eljárást a következő példák kapcsán szemléltetjük:

1. példa

Gyümülcsízű pillanatoldódó italporok előállítása természetes folyadékaroma felhasználásával

Először elkészítjük az aromatizáló folyadékot olymódon, hogy 3,8 liter 40 °C hőmérsékletű vízben 3,2 kg dextrózt feloldunk, majd ebben jól elkeverünk 0,8 liter banánaromát. A folyadéktartályt feltöltjük 10 liter térfogatra. Ezt követően az oldatot nyomáshomogénezésnek vetjük alá, vagyis egy dugattyús szivaty· tyúval egy homogénező mikroszelepen keresztül a megfelelő porlasztó folyadéktartályába nyomjuk be az oldatot.

Az agglomerálandó alapanyagot (100 kg termékre számítva) 94,7 tömeg % szacharóz és 1,3 tömeg% citromsav keveréket 200 mikrométer átlagos szemcseméret alá őröljük, majd egy agglomeráló berendezésbe vezetjük, és a következő paraméterek mellett vibrofluid állapotba hozzuk:

A gázelosztórács felületi sűrűsége: 24 kg.m^-2 A levegő (fluidizáló) tömegáramsűrűsége:

0,52-0,74 kg.m.-²s.-’

A fluidizáló levegő hőmérséklete: 70°C A vibráció amplitúdója: 2,4 mm A vibráció rezgésszáma: 23 s^-i

Ezt követően agglomeráló folyadékként vizet poriasztunk a fluidizált rétegbe 50 kg.h^-1 porlasztási sebességgel. Az agglomeráló folyadék porlasztásának indítása után 1 percen belül megkezdjük az aromatizáló folyadék beporlasztását 12 kg.h^-1 porlasztási sebességgel; ezzel egyidőben az aromatizáló folyadék porlasztási fáklyájára 110 kg.h^-1 tömegáramú és 190°C hőmérsékletű levegőt hívatunk egyenáramban.

Az agglomerálási nedvességtartalom a nedvesítőfolyadék és az aromatizáló oldat beporlasztásá után szárazanyagra számítva: 5,4%.

A kapott agglomerátumokat 2 t%-nál kisebb maradéknedvességtartalomra szárítjuk aerovibrofluid rétegben, miközben a szárítókamrában az agglomerált anyag maximális réteghőmérsékletét 50°C-on tartjuk. A kapott banán ízű granulált italpor összetétele:

Szacharóz: 94,7%

Citromsav: 1,3%

Dextróz: 3,2%

Banán-aroma: 0,8%

Egy pohár hideg vagy meleg tejbe 1-2 kávéskanál agglomerált azonnal oldódó port keverve aromadus banán ízű tejitalt kapunk.

Az agglomerátumok fizikai jellemzői:

1. A 0,2—1,8 mm közötti termékfrakció menynyisége:84%

2. Közepes átmérő:

— kezelés előtt 0,12 mim — kezelés után 1,21 mm

3. Nedvesedés — kezelés előtt 62 s — kezelés után 11 s

4. Oldódás viszonylagos sebessége:

— kezelés előtt 63 % — kezelés után 92 %

Analóg eljárással egyébb gyümölcsízű (így meggy, ribizli, eper, őszibarack) pillanatoldódó italporok előállíthatok, természetes folyadékaromák felhasználásával.

2. példa

Rumaromával ízesített pillanatoldódó gesztenyepürépor készítése

Szacharóz

Gesztenyeszárítmány 44 rész

Vanílin-kristály 53 rész

Rumarőma 0,2 rész

Felületaktív anyag 0,5 rész

Butil-hidroxi-toluol 0,3 rész

Zselatin 0,002 rész

A szacharóz, gesztenyeszárítmány, vanílin-kristály keverékét 200 mikrométer átlagos szemcseméret alá őröljük. A keverékben a 44 rész szacharóz helyett 33,34 rész van jelen, 10,66 részt agglomerálás közben kötőanyagként poriasztunk a fluidizált rétegbe. 150 kg őrölt porkeveréket olyan szakaszos üzemű fluidizációs porlasztásos granuláló berendezésbe adagolunk, amely mechanikai keverőelemriel is fel van szerelve. Környezeti hőmérsékletű levegő átáramoltatásával és a légelosztást javító mechanikus keverő beindításával a porréteget intenzív fluidizált állapotba alakítjuk át és kb. 8 perc alatt 2 liter antioxidánst és ízesítőányagot tartalmazó etilalkoholos oldatot (amelynek vanílin koncentrációja: 100 kg/m³) porlasztunk a fluidizált rétegbe. Ezután a fluidizáló levegő hőmérsékIetét70 °C-ra emeljük és porlasztóval 50 kg.h^-1 adagolási sebességgel 320 kg.m^-3 szacharóztartalmű (kötőanyag) oldatot poriasztunk a fluidizált rétegbe. Ezzel egyidejűleg porlasztóval (70 °C hőmérsékletű) 60 kg.m^-3 zselatin koncentrációjú és 15 kg.m^-3 rumeszencia tartalmú 50 atmoszférán nyomáshomogénezett aromatizáló oldatot poriasztunk a fluidizált rétegbe 35 kg.h^-1 sebességgel. A porlasztási fáklyára pedig egyenáramban 180 kg.h^-1 tömegáramú 170 °C hőmérsékletű szárítólevegőt fúvatunk. Ezt követően az agglomerátumokat 5 t% alatti maradéknedvességtartalomig szárítjuk. Az így előállított 1 rész gesztenyepüréporból 0,8 rész vízzel intenzív rumos gesztenyemasszát állítható elő.

tagú érzékszervi bírálóbizottság minősített két fajta gesztenyepüréporból készített masszát. A 2 mintát úgy állítjuk elő, hogy csak egy porlasztót alkalmaztunk és cukoroldattal agglomeráltuk, majd a szárított és lehűtött agglomerált termékre porlasztottuk rá a rumaromát. Ezt követően a két mintát azonos körülmények között tároltuk és csomagoltuk. A két mintából azonos körülmények között masszát készítettünk. A bizottság minden tag-4193195 ja az 1. mintát találta kiváló minőségűnek, míg a 2. minta rumíze jellegtelen és nehezen felismerhető volt.

3. példa

Instant teaporok (pl. citromos, narancsos, bosrmenta stb.) és gyógyteaporok (pl. kamillás, kakukkfüves stb.) előállítása

Az agglomerálandó alapanyag: dextróz 84,67 rész, borkősav 0,67 rész, citromsav 0,67 rész, aszkorbinsav 0,34 rész keveréke, amelyet 100 mikrométer átlagos szemcseméret alá őrölünk verőcsapos malomban. Ezután az agglomeráló-kamrába vezetjük, és vibrofluid állapotba hozzuk. A fluidizált porrétegbe 13,4 kg.h^-1 sebességgel 10 t% szárazanyagtartalmú teaextrakt sűrítményt poriasztunk. Ezzel párhuzamosan a rétegbe poriasztunk 30 liter 2 rész teakivonat és 0,34 rész citromaroma, továbbá 10 rész dextróz hártyaképző anyagot tartalmazó vizes oldatot 40°C-on és 320 kg.h-¹ tömegáramú 210 °C hőmérsékletű szárítólevegőt fúvatunk be egyenáramban. A fluidizált rétegben képződő stabilizált aromatartalmú agglomerátokat 3 t% maradékned8 vességtartalom alá szárítjuk, így kitűnő minőségű hideg és meleg vízben is oldódó citromos tea-(ital)-port kapunk.

Claims (1)

1. Eljárás aromatartalmú, pillanatoldódó élelmiszergranulátumok előállítására fluidizált rétegben kötőanyagtartalmú oldat vagy szuszpenzió beporlasztása és a képződött granulá¹⁰ tűm szárítása és hűtése útján, a z z a I j e 11 emezve, hogy az agglomerálandó (granulálandó) por fluidizált rétegébe az agglomeráló folyadék (kötőanyag) porlasztási fáklyájával párhuzamosan 1:1-6

   15 tömegarányú folyadékaromából és hártyaképző vivőanyagból álló aromatizáló folyadékot poriasztunk be, hártyaképző vivőanyagként célszerűen zselatint, szőlőcukrot, dextrózt, növényi mézgákat, keményítőt, gumiarábikumot, ²⁰ hidratált növényi olajat alkalmazunk, adott esetben pedig az aromatizáló folyadék porlasztási fáklyájára — a fluidizált réteg feletti részbe — szárítólevegőt fúvatunk be, majd a kapott stabilizált aromát tartalmazó granulá²⁵ tumot elkülönítjük.

   1 lap rajz