HUT63744A

HUT63744A - Dry foodstuffs base consisting of granulated sugar, cocoa and other additive materials and method for producing same

Info

Publication number: HUT63744A
Application number: HU9200705A
Authority: HU
Inventors: William Guy Caly
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1993-10-28
Also published as: CN1035226C; JPH0576287A; CA2062642C; TR25871A; IE66752B1; GR3021134T3; US5487904A; IL101135A; CA2062642A1; DK0505594T3; ES2049057T3; US5338555A; KR920017562A; ZA921742B; ATE99879T1; EP0505594A1; DK0505594T4; NO921108L; DE69101004T2; NO301150B1

Description

A találmány kristálycukorból, kakaóból és egyéb adalékanyagokból álló száraz élelmiszeralapra és ennek előállítási eljárására vonatkozik.

A találmány pontosabban olyan száraz élelmiszeralapra vonatkozik, amely forró ital adagoló automatában használható fel.

Az ilyan területen alkalmazandó termékeknek nagyon szigorú követelményeket kell kielégíteniük.

Mindenekelőtt megfelelő tárolási tulajdonságokat kell mutatniuk, és különösen nagy mértékben ellenállóknak kell lenniük nedvességgel szemben. Következésképpen ezeknek lényegében nem higroszkóposoknak kell lenniük. Ezen kívül - mivel ezek a termékek cukor és kakaó keverékéből állnak, amelyek különböző sűrűségű alkotórészek - ezeknek az idő függvényében az elkülönülésnek semmiféle jelét sem szabad mutatniuk, ami a cukor és a kakaó eltérő ülepedéséből adódhatna, amelynek során a legsűrűbb termékek a tárolótartály fenekére ülepednének le.

Másodszor, mivel ezeket a termékeket a meglevő gépi berendezésekben való alkalmazásra szánjuk, előre meghatározott és reprodukálható áramlási jellemzőkkel kell bírniuk annak biztosítására, hogy a termékeknek mindig állandó és előre meghatározott adagja jusson ki anélkül, hogy szükség lenne az adagoló egységek beállításának módosítására. A tipikusan alkalmazott adagoló egységek pl. a Splengler és Wittenborg típusúak, amelyek úgy vannak beállítva, hogy reprodukálható adagokat, pl. 25 g-t szolgáltassanak az ezekben a berendezésekben normálisan eladott termékekből.

Harmadszor, a termékeknek azonnal fel kell oldódniuk forró vízben anélkül, hogy az italt pl. kanállal keverni kellene.

Végül mindezeket a jellemzőket előre meghatározott kompozíciók alkalmazásával kell megkapnunk.

A tipikusan alkalmazott termékek kristálycukor és kakaópor száraz keverékéből állnak, és kívánt esetben tejport és további adalékanyagokat, pl. sót vagy vaníliakivonatot is tartalmaznak.

Következésképpen ezek a termékek szükségszerűen a határozottan eltérő ülepedés veszélyének vannak kitéve. Ezenkívül a szabad cukor rendkívül érzékeny a nedvességre, ami tárolási problémákat jelent.

A CA 1 073 732 számú kanadai szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet, amely szerint nagyon finom, 250 Mm alatti részecskeméretű cukrot 3 tömeg% vízzel nedvesítenek, külön elkészítik a kakaó és az adalékanyagok keverékét, majd a cukrot és a keveréket 1,5 °C -13 °C/perc melegítési sebességgel keverőbe vezetik. A terméket azután gyorsan lehűtik, és 500-600 g/1 sűrűségű porrá porítják, amelynek részecskeméret eloszlása olyan, hogy a termék 100 %-a 840 gm-nél kisebb részecskeméretű, de 60 %-a 250 Mm-nél nagyobb részecskeméretű.

Az idézett dokumentumban az említett sűrűség megfelel annak, amelyet hagyományosan ömlesztett látszólagos térfogattömegnek neveznek. Ez azért van így, mivel van egy rögzített gyakorlat, hogy különbséget tegyünk az ömlesztett látszólagos térfogattömeg - amelynél olyan porral számolunk, amely éppen beönthető egy mérőtartályba - és a szabad lát

szólagos térfogattömeg - amelynél olyan porral számolunk, amely összetömörödik százszoros ütögetés után - között. Az ömlesztett és szabad látszólagos térfogattömeg további részletei megtalálhatók a 134:1986 számú FIL szabványban (Féderation Internationale de Laiterie), ahol a pontos mérési módszert is ismertetik. A továbbiakban említendő ömlesztett és szabad látszólagos térfogattömegeket a nevezett szabvány szerinti módon mértük.

A CA 1 073 732 számú kanadai szabadalmi leírásban leírt eljárással kapott terméknek jelentős hátránya, hogy nem lehet a termék folyóképességét reprodukálni; a leírás ugyanis folyóképességet befolyásoló körülmények szabályozását távolról sem ismerteti. Ez tulajdonképpen természetes, hiszen a szóban forgó terméket nem automatikus adagolóba szánják, amely kitűnik abból is, hogy az adagoláshoz kanalat és az oldáshoz forró tejet javasolnak, amelyek egyszerűen szóba sem jöhetnek automata adagolóval összefüggésben.

A találmány tehát kristálycukor, kakaópor és további alkotórészek keverékéből álló száraz élelmiszer alapra vonatkozik, amelyben a cukorszemcsék kakaópor és a további alkotórészek keverékével vannak bevonva; ennek az élelmiszeralapnak az ömlesztett látszólagos térfogattömege (dl) 630 g/1 és 750 g/1 között, szabad látszólagos térfogattömege (d2) 750 g/1 és 860 g/1 között van, és az összenyomhatóságának mértéke [(dl-d2)/d2] 20 %-nál kevesebb.

Egyrészt kis mértékű összenyomhatóságának, másrészt nagy látszólagos térfogattömegének a következtében a terméknek kitűnő folyási sajátosságai vannak, így a száraz élelmiszer• ·

- 5 alap előre meghatározott adagja reprodukálhatóan nyerhető az automatikus italadagolókban tipikusan alkalmazott adagolóegységekkel. Ez azt jelenti, hogy a terméket ezekből a berendezésekből normális módon adagolhatjuk pl. 25 g-os adagokban anélkül, hogy szükség lenne az adagolóegységek bármiféle állítgatására.

Ezenkívül a száraz élelmiszeralap ilyen szerkezete következtében a kapott por szemcséit illetően teljesen homogén, és ennek megfelelően még hosszú tárolás esetén sem mutatja jelét annak, hogy a cukor és a kakaó elkülönülne. Ezenkívül mivel a cukorszemcsék a kakaópor és a további alkotórészek keverékével vannak bevonva, a bevonat, amely kevésbé hidrofil, mint a szabad cukor, olyan terméket biztosít, amely figyelemreméltó higroszkópos tulajdonságokkal rendelkezik.

A találmány tárgya továbbá eljárás a fentebb leírt száraz élelmiszeralap előállítására, amelynek során

250 μιη-500 μπι átlagos szemcseátmérőjú kristálycukor nedvességtartalmát 5-12 tömeg%-ra állítjuk be, a kakaóporból és a további száraz alkotórészekből külön száraz keveréket alakítunk ki, majd a nedvesített cukrot a száraz keverékhez adjuk, összekeverjük és szárítjuk.

A következőkben a térfogattömegeket g/l-ben adjuk meg, míg a szemcseméreteket μπι-ben fejezzük ki.

Malvern típusú lézeres berendezést alkalmaztunk a szemcseméret mérésére. A mintákat először átengedtük egy 1400 μιη szitalyukú szitán a durva a részecskék eltávolítására, amelyek meghamisítanák az eredményt. A részecskék átlagos • * • ·

- 6 átmérőjét az egyes minták három méréséből számítottuk ki úgy, hogy a mérés csak 5 %-nál kisebb tartományban változhat. Az alábbi leírásban az összes szemcseméretet ezzel az eljárással határoztuk meg.

A találmány szerinti eljárásban 250 μπι-500 μια átlagos szemcseméretű kristálycukrot vízzel nedvesítünk 5-12 tömeg% víztartalomig. Ebben a nedvesítés! fázisban a cukorból fondant képződik, amelyben minden szemcse megtartja egyedi voltát, mivel csak felületén nedvesedik. Ugyanakkor száraz keveréket képezünk kakaóporból, tejporból és további alkotórészekből, pl. konyhasóból vagy vaníliakivonatból.

A következő műveleti lépésben a száraz keveréket és a nedvesített cukrot turbulens típusú keverőbe, pl. lapátos keverőbe adagoljuk, majd összekeverjük. A keverési fázis során a nedvesített cukorszemcsék bevonódnak a száraz keverékkel, és minél nedvesebb a cukor, annál vastagabb lesz a bevonat. Hasonlóképpen minél hosszabb a keverési idő, annál vastagabb lesz a bevonat.

A keverék összetétele, amely végülis a kristálycukorból és a száraz keverékből áll, az alábbi, a teljes szárazanyag

tömegére vonatkoztatva
cukor	45-60
kakaó	10-15
tejpor	20-35
további adalékanyagok	5-11

A lapátos keverőbői kikerülő terméket meleg levegővel szárítjuk, hogy a száraz keverékkel bevont cukorszemcsék egyedileg elváljanak egymástól.

« « · · • · 4

Az ezen a módon kapott végtermék szabadon folyik, tárolás közben stabil, és úgy diszpergálható forró vízben, hogy automata forró ital adagolóban való alkalmazáshoz is megfelelő.

A találmányt az alábbi kiviteli példák mutatják be.

A kiviteli példák két különböző összetételű végtermékre utalnak; ezeket az alábbi táblázat mutatja be, a száraz tömegre vonatkoztatott százalékban kifejezve.

	A kompozíció	B kompozíció
Cukor	47 %	55 %
Tejpor	33 %	22 %
Kakaó	14 %	12 %
Savó, só, vaníliakivonat	6 %	11 %
	100 %	100 %

1. példa

Az alábbi példa a nedvesített cukor és a száraz keverék összekeveréséhez alkalmazott idő hatását mutatja be az ömlesztett és szabad térfogattömegre és ezáltal az összenyomhatóság mértékére; az adagolt víz mennyisége 10 tömeg%-ig terjed a cukor mennyiségére vonatkoztatva. Az alkalmazott kiszerelés az A kompozíciónak felel meg, és a cukorszemcsék átlagos átmérője 261 gm.

Keverési idő (perc)	Ömlesztett látszólagos térfogattömeg (q/i)	Szabad látszólagos térfoaattömecr (a/1)	Összenyomhatósácr (%)
5	750	870	13,8
4	762	846	9,6
4	762	854	10,4
2	734	802	8,5
2	740	820	8,9

*· · « < * *· « · · *· 4 ♦ · • ··« · · ··* ·····«· ·««· ·« ··· ·««♦ 4«

A táblázatból világosan látható, hogy minél hosszabb a keverési idő, annál nagyobb mértékű az összenyomhatóság.

2. példa

Az alábbi táblázatban annak a vizsgálatnak az eredményeit foglaltuk össze, amelyben az A és B kompozíciók különböző változatait alkalmaztuk. A változatokban eltérő

- a cukorszemcsék kiindulási átlagos átmérője; és

- a nedvesítés során hozzáadott víz mennyisége (százalékban kifejezve, a cukor tömegét tekintve alapul).

Ezeket a vizsgálatokat azonos adagolási elrendezéssel végeztük anélkül, hogy változtattunk volna azokon a beállítási paramétereken, amelyeket a 25 g-os adag szolgáltatásához választunk ki.

Táblázat

A szemcseméret, a cukorhoz hozzáadott víz és a szolgáltatott adag szerint végzett vizsgálatok összefoglalása

Vizsgálati A cukorszemcsék	Látszólagos	Összenyom-
kompozíció	átlagos átmérője	Víz	térfogattömeg	hatóság	Adag Üledék
	(pm)	(%)	szabad ömlesztett	(%)	(g)
			(SF/l) (g/1)

1	-B	261	9	698	634	9,2	23,30
2	-A	261	9	715	644	9,9	24,65
3	-A	300	9	807	670	17,0	25,69	+
4	-A	300	9	864	701	18,9	26,02	+
5	-A	300	12	799	691	13,5	25,32	+
6	-A	300	12	810	738	8,9	27,58	+
7	-A	370	6	748	666	11,0	22,88
8	-A	370	9	863	666	22,8	23,47
9	-A	370	9	842	666	20,9	24,39
10	-A	370	9	761	660	13,3	24,97	+
11	-A	370	9	799	723	9,5	25,05
12	-A	370	9	884	805	8,9	28,13
13	-A	370	12	775	716	7,6	24,66

·* * · -- *♦ t · · ·· · · · • ··· « *«44 • · * · * · «*«« «· »·« *#·· *·

	Táblázat	/folytatás/
Vizsgálati kompozíció	A cukorszemcsék átlagos átmérője (pm)	Víz (%)	Látszólagos térfogattömeg szabad ömlesztett (g/l> (g/1)	Összenyomhatóság (%)	Adag (9)	Üledék
14	-A	370	12	800	731	8,6	25,76
15	-A	370	12	766	701	8,5	25,91	+
16	-B	438	5	797	711	10,8	26,30
17	-B	438	7	803	732	8,8	26,40
18	-B	500	6	790	710	10,1	23,51	+
19	-B	500	6	793	711	10,3	24,32	+
20	-A	500	9	904	731	19,1	26,89	+++
21	-A	500	9	870	721	17,1	27,25	+++
22	-A	500	9	852	708	16,9	27,56	+++
23	-A	500	9	898	781	13,0	29,41	+++
24	-A	500	9	870	778	10,6	29,88	+++
25	-A	500	12	816	709	13,1	25,68	++
26	-A	500	12	830	716	13,7	27,49	++
27	-A	500	12	908	848	6,6	31,68	+++

A vizsgálat során mértük az ömlesztett és szabad térfogattömeget, az összenyomhatóság mértékét, a szolgáltatott adagot és az edény fenekén leülepedő üledék mennyiségét. Az üledék mennyiségét úgy értékeltük, hogy minden vizsgálatnak jelet adtunk 0 és 4 kereszt között. Ügy tekintettük, hogy a két vagy több kereszttel jelölt üledék nem megfelelő diszpergálódást jelent forró vízben, ami - mivel további keverést tesz szükségessé - a kialakult port alkalmatlanná teszi a felhasználáshoz automatikus forró ital adagoló berendezésben.

A 8., 9., 10., 11., 12. és 20., 21., 22., 23. és 24. minták világosan mutatják, hogy - mivel minden más tényező azonos - összenyomhatóság mértéke határozza meg az automa10 tikus adagoló által a pohárba szolgáltatott adagot.

Ezenkívül az is nyilvánvaló, hogy az üledék mennyisége a pohárban egyértelműen összefügg a cukor kiindulási átlagos átmérőjével; úgy tűnik, hogy az 500 gm átlagos kiindulási átmérő az a felső határ, amelyet nem szabad túllépni.

Ezenkívül minél nagyobb a cukorhoz hozzáadott víz menynyisége, annál nagyobb lehet a szolgáltatott adag, amint ezt a 3-6., 7-15. és 18-27. mintáknál bemutatjuk.

Látható, hogy a legkisebb szemcseméreteknél (1. és 2. minta) 9 tömeg% vizet kellett adagolni, hogy éppen megfelelő adagot kapjunk. így ez a vízmennyiség az a felső határ, amely ilyen finomságú cukorhoz hozzáadható. Ezen a mennyiségen túl a cukorszemcsék már nem válnak el egyedileg egymástól. Ezért a cukor átlagos átmérőjének alsó határértéke 250 gm, amely alá a szemcse méretének nem szabad esnie. A cukorszemcsék átlagos átmérője előnyösen 300 gm és 450 gm között van.

Ezenkívül úgy tűnik, hogy az összenyomhatóság mértékén kívül a szabad látszólagos térfogattömeg is olyan kritérium, amely meghatározza a termék folyási képeségét. Minél nagyobb ez a térfogattömeg, annál nagyobb az adag, és ezért 860 g/1 szabad látszólagos térfogattömeg az a felső határ, amelyet semmi esetre sem szabad túllépni.

Végül az is teljesen nyilvánvaló, hogy az alkalmazott cukor szemcseméretétől és a hozzáadott víz mennyiségétől függően, ugyanazt az adagoló egységet alkalmazva, reprodukálhatóan különböző anyagokat kaphatunk a beállítás módosítása nélkül.

Következésképpen a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy a kialakított száraz élelmiszeralap folyási tulajdonságait hatékonyan szabályozzuk a cukor szemcseméretével és a nedvesítés mértékével.

3. példa

Szemcseméret-mérést végeztünk a 2. példa 1., 16. és 17. mintáin, és meghatároztuk a száraz élelmiszeralapot alkotó részecskék átlagos átmérőjét.

Ezenkívül felvettük a szemcseméret-görbékét a termék alapcukrai és a találmány szerinti eljárással kapott száraz élelmiszeralapok esetén.

Egy adott száraz élelmiszeralapnál észlelhető, hogy ennek szemcseméret-görbéje jobbra és így egy nagyobb szemcseméret felé csúszik el az alap-cukor szemcseméret-görbéjéhez viszonyítva. Nagyon hozzávetőleges meghatározással ez az elcsúszás valójában csak egyszerű transzláció; a két szemcseméret-görbe profiljai ugyanis nagyon hasonlók. Reprezentatív pontokat véve ezen a két görbén, ki lehet számítani az egyik görbe átlagos transzlációját a másikhoz viszonyítva; ez az átlagos transzláció mintegy kétszerese a cukron levő kakaó-bevonat átlagos vastagságának. Pontosabban ebből következtetni lehet a bevonat minimális és maximális vastagságára, mégpedig jó közelítéssel.

Az elemzés továbbá rámutat arra, hogy az esetek nagy többségében a cukorszemcsék egyenként vannak bevonva, vagyis nem tapadnak össze.

így egy adott R szemcse-sugár esetén két azonos sugarú agglomerált szemcse V térfogata (4/3) π (2R³). Az ekvivalens

- 12 sugár így - Malvern eljárásával meghatározva - R_e=(2)¹/³R.

Ha a végtermék átlagos átmérője a kiindulási termék átmérőjének 1,26-szorosa alatt van, akkor világos, hogy a szemcsék nem tapadtak össze.

így össze lehet hasonlítani a cukorszemcsék átlagos átmérőjét és a végtermék átlagos átmérőjét, amelyet a bevonat vastagságával csökkenteni kell.

Az eredményeket az alábbi táblázatban adjuk meg.

Táblázat

Vizsgálat	dl A cukorszemcsék átlagos átmérője	d2 A végtermék átlagos átmérője	e A burkolat minimális vastaasáqa	(d2-2.e) dl
	μαι	gm	Mm
1	261	388	12	1,39
16	438	453	37	0,87
17	438	489	25	1,06

Világosan látható tehát, hogy a 16. és 17. mintáknál, még akkor is, ha a becsült minimum értékeket vesszük számításba, a cukorszemcsék egyedi állapotban maradnak és nem agglomerálódnak párosával.

Másrészt az 1. mintánál az látható, hogy a minimális vastagságot véve számításba a szemcséket úgy tekinthetjük, hogy kettő-kettő agglomerálódott. Ezzel kapcsolatban fontos figyelembe venni, hogy ezt a vizsgálatot a cukor tömegére vonatkoztatva 9 tömeg% víz hozzáadásával végeztük. Következésképpen ez azt igazolja, hogy kis szemcseméretek esetében a cukorszemcsék összetapadnak. Ez azt is igazolja, hogy ha még kisebb szemcseméretet alkalmaznánk, 9 tömeg% víz hozzáadásával a szemcsék még inkább összetapadnának.

Fentiekből következően látható, hogy a találmány szerinti eljárás - lényegében elkerülve a cukorszemcsék összetapadását - lehetővé teszi a végtermék olan szemcseméret-eloszlását, amely közvetlen kapcsolatban van az alapcukor szemcseeloszlásával. így ténylegesen olyan egységes szemcseméret-eloszlású végterméket kaphatunk, amelyet az jellemez, hogy nincsenek benne terjedelmes aggregátumok, amelyek vízben nem diszpergálódnának megfelelően; ehhez az szükséges, hogy az alapcukor átlagos átmérője 500 μιη alatt legyen.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Kristálycukor, kakaópor és további alkotórészek keverékéből álló száraz élelmiszeralap, azzal jellemezve, hogy a cukor szemcséi a kakaópor és a további alkotórészek keverékével vannak bevonva, és ömlesztett látszólagos térfogattömege (dl) 630 g/1 és 750 g/1 közötti, szabad látszólagos térfogattömege (d2) 750 és 860 g/1 közötti, és összenyomhatóságának mértéke [(dl-d2)/d2] 20 % alatti.
2. Eljárás száraz élelmiszeralap előállítására, azzal jellemezve, hogy 250 μιη és 500 μιη közti átlagos átmérőjű kristálycukor-szemcsék nedvességtartalmát 5-12 tömeg%-ra állítjuk be, külön száraz keveréket készítünk a kakaóporból és további alkotórészekből, majd a megnedvesített cukrot a száraz keverékhez adjuk, összekeverjük és megszárítjuk.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy cukorként 3 00 μιη és 500 μιη közötti átlagos átmérőjű kristálycukorszemcséket alkalmazunk.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cukor átlagos átmérőjét és nedvesítésének mértékét a száraz élelmiszeralap kívánt folyási jellemzőitől függően választjuk meg.