NO166514B - Fremgangsmaate for agglomerering av vannopploeselig, partikkelformig materiale samt apparatur for gjennomfoering av fremgangsmaaten. - Google Patents

Fremgangsmaate for agglomerering av vannopploeselig, partikkelformig materiale samt apparatur for gjennomfoering av fremgangsmaaten. Download PDF

Info

Publication number
NO166514B
NO166514B NO862638A NO862638A NO166514B NO 166514 B NO166514 B NO 166514B NO 862638 A NO862638 A NO 862638A NO 862638 A NO862638 A NO 862638A NO 166514 B NO166514 B NO 166514B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
particles
steam
feed
chamber
agglomeration
Prior art date
Application number
NO862638A
Other languages
English (en)
Other versions
NO862638L (no
NO166514C (no
NO862638D0 (no
Inventor
Sheng-Hsuing Hsu
Original Assignee
Nestle Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nestle Sa filed Critical Nestle Sa
Publication of NO862638D0 publication Critical patent/NO862638D0/no
Publication of NO862638L publication Critical patent/NO862638L/no
Publication of NO166514B publication Critical patent/NO166514B/no
Publication of NO166514C publication Critical patent/NO166514C/no

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23FCOFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F5/00Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23GCOCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G1/00Cocoa; Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
    • A23G1/30Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
    • A23G1/56Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor making liquid products, e.g. for making chocolate milk drinks and the products for their preparation, pastes for spreading, milk crumb
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23CDAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/16Agglomerating or granulating milk powder; Making instant milk powder; Products obtained thereby
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23FCOFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F3/00Tea; Tea substitutes; Preparations thereof
    • A23F3/16Tea extraction; Tea extracts; Treating tea extract; Making instant tea
    • A23F3/30Further treatment of dried tea extract; Preparations produced thereby, e.g. instant tea
    • A23F3/32Agglomerating, flaking or tabletting or granulating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23FCOFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F5/00Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
    • A23F5/24Extraction of coffee; Coffee extracts; Making instant coffee
    • A23F5/36Further treatment of dried coffee extract; Preparations produced thereby, e.g. instant coffee
    • A23F5/38Agglomerating, flaking or tabletting or granulating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23GCOCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G1/00Cocoa; Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
    • A23G1/04Apparatus specially adapted for manufacture or treatment of cocoa or cocoa products
    • A23G1/042Manufacture or treatment of liquid, cream, paste, granule, shred or powder
    • A23G1/047Transformation of liquid, paste, cream, lump, powder, granule or shred into powder, granule or shred; Manufacture or treatment of powder
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23PSHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P10/00Shaping or working of foodstuffs characterised by the products
    • A23P10/20Agglomerating; Granulating; Tabletting
    • A23P10/22Agglomeration or granulation with pulverisation of solid particles, e.g. in a free-falling curtain
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23GCOCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G2200/00COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF containing organic compounds, e.g. synthetic flavouring agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Tea And Coffee (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Dairy Products (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for agglomerering av et vannoppløselig, partikkelformig materiale.
Oppfinnelsen angår, også en apparatur for gjennomføring av denne fremgangsmåte.
Partikkelformige fordøyelige materialer slik som oppløselig eller "instant" kaffe blir vanligvis agglomerert for å justere partikkelstørrelse, massedensitet og andre egenskaper. Materialet som skal agglomereres blir karakteristisk utsatt for en heftig, turbulent dampstrcm. Når dampen kondenserer, fukter og oppvarmer den partiklene slik at disse dekkes med et klebrig belegg av mykt, vått materiale. Når belagte partikler kommer i kontakt med hverandre i turbulente omgivelser adhererer de til hverandre og beleggene på de forskjellige partikler smelter sammen. Ved tørking størkner de sammensmeltede belegg og danner feste mellom ved siden av hverandre liggende partikler.
Prosesser av denne type gir vanligvis agglomerater med glatte, avrundede kanter og en svamplignende tekstur. Vanligvis må overflatene av partiklene fuktes grundig av damp for å gi tilfredsstillende agglomerering. Slik grundig fuktlng har en karakteristisk typisk enhetlig virkning på produktfarven. Når det gjelder kaffe har agglomeratene karakteristisk en enhetlig mørk farve.
Et slikt produkt ser ikke ut som røstet og malt kaffe. Røstet og malt kaffe har skarpkantede flak av varierende farve, hovedsakelige mørke men også med lysere flekker. Forbrukerne forbinder det røstede og malte utseende med smakskvalitet. I henhold til dette har det vært et behov for bedre kontroll av partikkelstørrelse og utseende ved agglomerering av oppløse-lig kaffe og andre produkter.
Videre forbruker de tradisjonelle agglomereringsprosesser karakteristisk store mengder damp og forårsaker tap av smaksbestanddeler fra det agglomererte materiale. Det har således vært et behov for prosesser og apparaturer som oppveier disse mangler.
Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å løse problemene ved den kjente teknikk og angår i henhold til dette en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den omfatter: a) å føre en strøm av materialet gjennom en matemunning til en fuktesone i nedstrøms retning, b) å blåse damp i nedstrømsretning med underlydshastighet, nær matemunningen, og c) å rette en vandig gass, for eksempel i form av damp, fra utsiden av periferien av strømmen av partikler mot
dennes akse slik at den vandige gass strømmer på tvers av og innover i strømmen og fukter partiklene, og å tørke materialet.
Som antydet angår oppfinnelsen også en apparatur for gjennomføring av denne fremgangsmåte og denne karakteriseres ved at den omfatter et materør med en matemunning, en matebinge som er innrettet til å mate partikkelformig materiale til materøret i nedstrøms retning, et fuktekammer under matemunningen, en diffusor som er innrettet til å mate en fuktende gass til kammeret, en dampmunning som befinner seg nær matemunningene og er rettet nedstrøms, og en tørker.
I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir det partikkelformige materiale slynget inn i en strøm gjennom en fuktesone. En vandig gass rettes mot strømmen fra utsiden av periferien av strømmen slik at vandig gass strømmer innover mot sentrum av strømmen. Uttrykket "vandig gass" slik det benyttes her inkluderer damp og aerosoler av fine vanndråper dispergert i damp eller en annen gass. Den vandige gass fukter partiklene, danner en flytende eller kvasiflytende, fase på partikkeloverflaten. Kolliderende eller sammen-støtende partikler føyes til hverandre ved sammensmelting av deres respektive flytende eller kvasiflytende faser og danner derved agglomerater. Agglomeratene tørkes så for å fastgjøre de sammensmeltede faser og fragmenteres så fortrinnsvis til ønsket størrelse.
Selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til noen spesielt driftsteori antas det at den innoverstrømmende, vandige gass har en tendens til å begrense strømmen av partikkelformig materiale til innen et relativt lite volum for derved å maksimalisere antallet partikler pr. volumenhet eller "partikkelpopulasjonsdensitet" i strømmen. Det antas at den relativt høye partikkelpopulasjonsdensitet som hersker i strømmen øker sannsynligheten for kontakt mellom partikler i fuktesonen og således øker sannsynligheten for sammensmelting mellom partikler. Deri vandige gass som' strømmer innover har fortrinnsvis en relativt lav hastighet og skaper ingen vesentlig turbulens. Det antas at under de relativt rolige betingelser som hersker i fuktesonen kommer partiklene i kontakt med hverandre ved lave relative hastigheter, noe som ytterligere øker sannsynligheten for sammensmelting. Fortrinnsvis innføres i det minste hovedandelen av den vandige gass til fuktesonen med .null hastighetskomponent i retningen parallelt med partikkelbevegelsesveien. Fordi den vandige gass ikke i vesentlig grad akselererer partiklene langs denne vei blir oppholdstiden for partiklene i fuktesonen maksimalisert, noe som ytterligere fremmer sammensmelting av partiklene.
I henhold til et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen kan partiklene bringes i kontakt med hverandre for å danne klumper før fuktetrinnet, for eksempel ved å kompaktere materialet. Disse klumper slynges så inn i strømmen av partikkelformig materiale og kommer i kontakt med den vandige gass i fuktesonen. Under relativt rolige betingelser slik de hersker i fuktesonen blir klumpene ikke brutt opp totalt i individuelle partikler. Tvert i mot overlever i det minste noen av de opprinnelige klumper fuktetrinnet. Partiklene i hver overlevende klump forblir 1 kontakt med hverandre gjennom fuktetrlnnet og smelter effektivt sammen ved fuktlng og danner agglomerater.
Prosessbetingelsene 1 fuktetrlnnet kan velges enten med henblikk på å tilveiebringe grundig fukting av alle partikler i hver klump og således enhetlig mørkning, eller å gi grundig fukting av partiklene i de ytre overflater av klumpene men ufullstendig fukting av partikler i det indre av klumpene. Slik ikke-enhetlig fukting gir agglomerater med et mørkt ytre og et lyst indre. Ved efterfølgende fragmentering blir de lysere indre andeler eksponert og danner lysflekker som minner om de i røstet og malt kaffe.
Det antas at retensjonen av klumpstrukturen under fuktetrlnnet understøtter smaksretensjonen. Selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til noen driftsteori antas det at smaks-tapet fra partiklene i det indre av hver klump minimaliseres ved den avskjermende virkning av de omgivende partikler.
Den foretrukne agglomereringsprosess ifølge oppfinnelsen tillater regulering av produkttekstur eller partikkelstør-relse, farve og densitet, for å oppnå i det vesentlige en hvilken som helst ønsket kombinasjon av disse egenskaper med ekstremt brede områder. Således kan oppløselig kaffe agglomereres og gi skarpkantet granulat som minner om røstede og malte kaffepartikler eller svampaktige partikler som minner om konvensjonelle agglomererte produkter med en hvilken som helst farve fra lys gylden til mørkebrun som tenderer mot svart, og en hvilken som helst densitet fra 17 g/dl til 30 g/dl. Hvis videre damp benyttes som vandig gass kan agglomereringsprosessene ifølge oppfinnelsen karakteristisk agglomerere materiale med lavere hastighet av damptilførsel enn damp/stråleprosessene som tidligere har vært benyttet. Slike lavere damphastigheter har en tendens til å minimalisere tapene av flyktige smaks- og aromabestand-deler fra materialet.
Partikkelstørrelsen for det behandlede materiale har en signifikant innflytelse på de oppnådde resultater. Partikler under 50 pm letter dannelse av klumper før fukting. Behandling av slike små partikler ved foreliggende prosess, med eller uten det foregående klumpdannelsestrinn, har en tendens til å gi et agglomerert produkt med en skarpkantet, granulær tekstur. Større partikler, opptil 200 pm, har en tendens til å gi en svampaktig tekstur. Med ennu større partikler faller agglomereringsgraden merkbart. Meget store partikler kan behandles ifølge oppfinnelsen for å mørkgjøre dem uten vesentlig agglomerering.
Det foregående og andre gjenstander, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil bli tydeligere ut fra den detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelsesform som angitt nedenfor, i forbindelse med de ledsagende tegninger.
Figur 1 er et skjematisk riss av en apparatur ifølge en
utførelsesform av oppfinnelsen.
Figur 2 er et skjematisk utsnitt i forstørret målestokk av
apparaturen vist i figur 1.
Figur 3 er et skjematisk delriss av en apparatur ifølge oppfinnelsen i henhold til den andre utførelsesform av denne. Figur 4 er et fragmentært skjema til perspektivriss en apparatur i henhold til en tredje utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 5 er et skjematisk delriss av en apparatur i henhold
til den fjerde utførelsesform av oppfinnelsen.
Apparaturen som er vist i figur 1 omfatter en matebinge 10 forbundet med et pneumatisk fluidiserings- og transportsystem 12 og en varmeveksler 14 til en forstøver 16 som i sin tur er forbundet med en mateanordning 18. Denne anordning inkluderer et rørformet hus 20 med en munning 22 med utløp og en skruelignende transportør 24 montert for dreining i huset. Transportøren 24 er forbundet med en motor 26 med variabel hastighet.
Munningen 22 er forbundet med mateinnløpet til bingen 28 i forbindelse med den dyseanordning 30 som er montert på toppen av kammeret 31 til en tørker. Som vist i figur 2 omfatter dyseanordningen 30 et sylindrisk materør 32 forbundet med bunnen av bingen 28 idet materøret har en sirkulær matemunning 34 i den nedre eller nedstrømsenden. Toppen av bingen 28 er åpen til atmosfæren.
Et antall dyseringer 36 er anordnet koaksialt med materøret slik at dyseringene omgir den nedre ende av materøret og strekker seg noe nedstrøms for matemunningen 34. Den innerste dysering og veggen til materøret samarbeider og definerer et ringgap 38 som er åpent mot atmosfæren. Dyseringene definerer sammen et par ringmunninger 40 som er forbundet med en dampkilde 42 via en justerbar trykkreguleringsventil 44. Andre egnede ikke-viste anordninger kan også tenkes for å overvåke og kontrollere strømningshastighet, trykk og temperatur for damp som mates til munningene, og for å fjerne kondensat fra dampen.
En diffusoranordning 46 befinner seg under dyseringene og materøret. Det hele omfatter videre et porøst sylindrisk skall eller en krave 48 av sintret rustfritt stål koaksialt med materøret 32 i det kraven definerer et fuktekammer 50 under materøret.
Kraven har et meget høyt antall gjennomgående mikroskopiske porer, idet slike porer er enhetlig fordelt over overflaten av kraven. Veggkonstruksjonen 52 definerer en ringkanal 54 som omgir kraven og befinner seg overfor den ytre overflate av kravene rundt hele omkretsen. Ringkanalen er forbundet via en justerbar reguleringsventil 56 til en dampkilde 42 og ytterligere ikke vist overvåkings- og kontrollinstrumentering kan tilveiebringes for å regulere damptilstanden i ringkanalen og for å fjerne kondensat fra dampen. En toppvegg 60 forbinder veggkonstruksjonen 52 med den ytterste dysering 36 slik at toppen eller oppstrømsenden av fuktekammeret 50 er lukket bortsett fra materøret, ringgapet og dampmunningen.
En sugering 62 er montert umiddelbart under veggkonstruksjonen 52. En ringspalt 64 i sugeringen er forbundet med en smal innover- og nedoverrettet ringsugedyse 66 nær den nedre eller nedstrømsenden av kraven 48 idet ringdysen er koaksial med kraven. Spalten 64 er via en Justerbar regulator 68 forbundet med en trykkluftkilde 70.
Dyseanordningen 30 er montert på toppen av tørkekammeret 31 og innrettet over en åpning av toppveggen av kammeret der det er en klaring 72 mellom det ytre av dyseanordningen og åpningens kanter. Tørkekammeret kan være kammeret til en vanlig tørker av kjent toppinnløpstype. En slik tørker omfatter egnet konvensjonelt ikke-vist utstyr forbundet med kammeret for oppvarming av luft og trekking av varmluft gjennom kammeret. Luftbehandlingsutstyret er anordnet for å holde det indre av kammeret ved et lett underatmosfærisk trykk. Et produktutløp 96, figur 1, er tilveiebragt nær bunnen av kammeret. En støvsamler 100 er anordnet for å fange opp fine partikler fra luften som trer ut av kammeret og for å mate oppsamlede partikler tilbake til det pneuma-tiske transportsystem 12.
Produktutløpet 96 til tørkekammeret er forbundet med en konvensjonell siktanordning eller klassifiserer 102, anordnet for å skille innkomne materialer efter størrelse. Klassifisereren har et øvre utløp 104 for utslipp av for store partikler og et nedre utløp 106 for utslipp av for små partikler, og et produktutløp 108 for utslipp av materiale med ønsket mellomliggende størrelse. En anordning slik som en ikke-vist hvfrvelsjiktkontaktor kan være forbundet med produktutløpet for å avkjøle det utgående produkt. Under-størrelsesutløpet 106 er forbundet med et transportsystem 12. Overstørrelsesutløpet er forbundet via en elevatortransportør 110 med en knuser 112 som i sin tur er forbundet med midler for tilbakeføring for innløpet i klassifisereren. Knuseren kan omfatte et par overfor hverandre anordnede parallelle aksler hver av hvilke har et antall skivelignende tannblader påmontert, idet bladene på hver aksel strekker seg mellom bladene på den andre. En egnet ikke vist drivanordning er tilveiebragt for å dreie akslene slik at materialet som går inn i knuseren påvirkes mellom bladene på de to overfor hverandre liggende aksler.
I en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen blir partikler dannet ved spraytørking av vandig ekstrakt av røstet kaffe ført fra matebingen 10 igjennom varmeveksleren 14 til knuseren 16. Små partikler mates fra knuseren til mateanordningen 18. Transportøren 24 dreies ved hjelp av en motor 26 for å føre partiklene nedstrøms gjennom munningen 22.
Materialet passerer nedover fra munningen 22 gjennom mateinnløpsbingen 28 til materøret 32 i dyseanordningen 30, figur 2, og faller gjennom matemunningen 34 i bunnen av røret. Således blir en strøm av partikkelformig materiale med et generelt sirkulært tverrsnitt og en diameter omtrent lik diameteren til matemunningen 34 slynget fra matemunningen nedover eller i nedstrømsretning i en generelt vertikal bane langs den forlengede akse 114 av materøret. Dampkilden 42 og reguleringsapparaturen 46 holder ringkanalen 54 under et på forhånd bestemt damptrykk. Damp diffunderer gjennom veggene i kraven 48 og strømmer innover mot aksen 114 og danner en tåke i fuktekammeret 50. Efterhvert som partiklene møter dampen kondenserer noe av dampen på partiklene.
Fordi ringkanalen 54 ikke gir noen vesentlig motstand mot dampstrømmen og ringkanalen ligger overfor kraven langs hele omkretsen blir kraven eksponert til i det vesentlige enhetlig damptrykk over hele overflaten. Da kraven er av i det vesentlige enhetlig porøsitet diffunderer damp gjennom kraven med i det vesentlige enhetlig hastighet over hele omkretsen og trer inn i fuktekammeret 50 med enhetlig lav hastighet i radialretning mot aksen 114. Damp som passerer gjennom kraven strømmer fra kraveoverflaten i en retning loddrett på kraveoverflaten og har således i det vesentlige ingen hastighet i retning parallelt med aksen ovenfra og nedover.
Damp som mates til munningene 40 under meget lavt trykk via reguleringsapparaturen 44 passerer nedover fra munningene med underlydshastighet nær strømmen av partikler og blandes med tåken og gir ytterligere vann for fukting av partiklene. Damp fra dampmunningene forhindrer at tåken sprer seg oppover og induserer også en nedadrettet strøm av relativt kjølig omgivelsesluft igjennom ringgapet 38 og gjennom den på toppen åpne binge 28 og materøret 32. Luften avkjøler materøret og forhindrer at damp trer inn i materøret. Dette forhindrer i sin tur at materialet i materøret adhererer til veggene i røret. Efterhvert som kjølig luft passerer nedstrøms inn i damptåken fremmer dette kondensasjon av damp på partiklene.
Komprimert luft passerer fra ringspalten 64 i sugeringen gjennom ringdysen 66 og beveger seg nedover eller nedstrøms med en vesentlig hastighet parallell med aksen 114. Når luften slippes ut med enhetlig hastighet rundt hele aksen har luften ikke noen tendens til å avbøye partiklene på tvers av aksen. Nedstrømsstrømmen av luft fra ringdysen fører med partikler og gasser nær nedstrømskanten av kammeret 50 og støter dem nedstrøms inn i tørkekammeret 31.
Efterhvert som partiklene beveger seg nedover gjennom fuktekammeret blander fuktigheten som kondenseres på partiklene seg med og oppløser faststoffene på partikkeloverflåtene. Samtidig hever varme overført fra dampen til partiklene temperaturen i materialet. Begge disse virkninger bidrar til å danne en flytende eller kvasiflytende, strømbar fase på overflaten på partiklene. Efterhvert som partiklene kolliderer med hverandre smelter fasene på overflatene av de kolliderende partikler sammen med hverandre og smelter derved partiklene sammen til agglomerater.
Efterhvert som agglomeratene kommer inn i tørkekammeret 31 møter de en blanding av omgivelsesluft trukket inn i tørkekammeret via klaringen 72 og varm tørrluft tilmåtet via luftbehandlingsutstyret innarbeidet i tørkeren. Agglomeratene avgir vann fra den bløtgjorte fase og efterlater partiklene i hvert agglomerat sammensmeltet til hverandre med fast materiale fra den bløtgjorte fase. De tørkede materialer trenger ut av kammeret gjennom utløpet 96 i figur 1 og føres til en klassifiserer 102. For store agglomerater rettes gjennom elevatoren 110 til en knuser 112 der de brekkes opp i stykker. Stykkene føres tilbake til klassifisereren 102. Agglomerater og stykker med ønsket størrelsesområde passerer fra systemet gjennom produktutløpet 108. For små agglomerater og stykker føres tilbake til transportøren 12 der de gjeninnføres i prosessen sammen med nytt råstoff. Fine partikler som fanges opp av støvsamleren 100 fra luften som trer ut av tørkeren gjeninnføres i transportøren 12 for resirkulering gjennom prosessen.
Agglomereringsprosessen kan fremmes ved å bringe noen eller alle partikler i kontakt med hverandre for å danne klumper i et preliminært trinn før materialet trer inn i fuktekammeret. Klumpdannelse slik det her benyttes involverer karakteristisk ikke sammensmelting av partiklene med hverandre men benytter i stedet en naturlig tendens hos små partikler til å adherere til hverandre. Denne tendens øker efterhvert som partikkel-størrelsen synker, partikler mindre enn 100 pm og helst mindre enn 50 pm i størrelse gir den mest tilfredsstillende preliminære klumpdannelse.
Preliminær klumpdannelse kan fremmes ved å kompaktere eller fukte partikkelmaterialet før det mates til fuktekammeret. Således kan diameteren i den innsnevrede munning 22 til mateapparaturen 18, figur 1, og strømningshastigheten for partikkelformig materiale velges slik at materialet presses sammen når det passerer gjennom munningen.
Fukting av materialet for å fremme klumpdannelse medfører fortrinnsvis ikke noen eksponering av partiklene til flytende vann eller en vandig gass. Luft av 60 - 80% relativ fuktighet kan bringes i kontakt med det partikkelformige materiale for å justere fuktighetsinnholdet. Fortrinnsvis har partiklene fuktighetsinnhold mellom 2 og 8 vekt-5é når de omdannes til klumper, 3% - 414 er mest foretrukket og ca. 45É fuktighet er aller mest foretrukket. Klumper kan også dannes uten kompaktering ved vanlig behandling og transport, spesielt hvis partikkelstørrelse og fuktighetsinnhold favoriserer klumpdannelse.
Klumper dannet før fuktetrlnnet passerer til fuktekammeret i strømmen av partikkelformig materiale og fuktes av dampen i kammeret. Partiklene som utgjør hver klump er allerede i kontakt med hverandre. Ved fukting dannes det en flytende fase på grenseflaten mellom partiklene i hver klump hvorved partiklene smelter sammen i klumpene til agglomerater. Klumper kan også smelte sammen med hverandre, med Individuelle partikler og med agglomerater som tidligere er dannet fra individuelle partikler.
Det kan også være en viss oppriving av klumper før sammensmelting. Imidlertid har de relativt rolige betingelser som hersker i fuktekammeret en tendens til å minimalisere enhver slik oppsliting. Således har de betingelser som favoriserer klumpdannelsen, liten partikkelstørrelse, kompaktering og fukting, også en tendens til å gi sterkere klumper som motstår nedbrytning. Fortrinnsvis velges prosessbetingelsene slik at i det minste noen av klumpstrukturene overlever, det vil si slik at i det minste noen av partiklene som er bundet til hverandre i klumpene forblir sammen gjennom fuktetrlnnet og således bindes til hverandre i agglomerater som kommer inn i tørkeren.
Uansett om klumpene dannes før fuktetrlnnet eller ikke varierer utseende og densitet i sluttproduktet med den grad av fukting som oppnås under passasjen gjennom tåken av vandig gass. Mere fukting har en tendens til å gi et mørkere produkt med noe høyere densitet. Preliminær klumpdannelse gir imidlertid ytterligere mulighet for kontroll av produkt-utseende. Med relativt høy fukting blir alle partikkel-overflater i hver klump fuktet og således mørkgjøres produktet enhetlig. Begrenset fukting gir en ujevn fukting i hver klump, partikkeloverflåtene i det indre av klumpene blir mindre fuktet og således av lysere farve enn de i det ytre av klumpene. Det lysere farvede indre eksponeres ved fragmentering og gir derved et produkt med et ikke-enhetlig flekket utseende.
Graden av fukting varierer direkte med varigheten av eksponeringen av klumpene til tåken og direkte med fuktighetsinnholdet i denne.
Fuktighetsinnholdet i tåken avhenger direkte av dampstrømmen som mates til tåken og reguleres prinsipielt ved dampstrøm-ningshastigheten gjennom diffusøren. Dampstrømnings-hastigheter gjennom diffusor eller krave på opptil 1 kg/min./m<2> diffusoroverflate er foretrukket og hastigheter mellom 5 og 50 kg/min./m<2> er aller mest foretrukket. Damp som trer inn i fuktekammeret ved en slik relativt lav strømningshastighet pr. arealenhet danner ikke vesentlig turbulens. For oppløselig kaffe er den totale dampstrøm-ningshastighet gjennom diffusoren karakteristisk 0,9 til 2,4 kg/min./I fuktekammervolum og 0,25 - 0,50 kg/kg partikkelformig materiale som behandles.
Varigheten av eksponeringen varierer direkte med lengden av partikkelveien gjennom tåken og således med lengden av fuktekammeret i en retning parallelt med partikkelbevegelsesveien. Fuktekammer på mellom 2,5 og 20 cm lengde og 5 - 25 cm i diameter er foretrukket.
Varigheten av eksponeringen varierer omvendt med nedstrøms-komponenten for hastigheten til gassene i fuktekammeret. Hastighetskomponenten i nedstrømsretning avhenger i sin tur av den kombinerte virkning av damp og luft som trer inn gjennom dampmunningene og ringgapet som omgir matemunningene.
Damp som tilmåtes gjennom dampmunningene har en tendens til å akselerere klumpene nedstrøms og derved redusere den oppnådde fuktegrad. Videre kan for store damphastigheter forårsake uønsket turbulens og for stor oppriving av klumpene. I henhold til dette er det foretrukket å tilmåte damp gjennom munningene med den minimale hastighet som er nødvendig for å forhindre damptåken fra å spre seg oppover til matemunningen. Hastigheter i størrelsesorden 10 m/sek. kan benyttes. Slik subkritisk dampstrøm med lav hastighet kan oppnås ved å tilføre damp til munningene med et trykk mindre enn 9 kPa, fortrinnsvis mindre enn 4 kPa, over trykket i fuktekammeret. Karakteristisk kan trykket i kammeret være nær det atmos-færiske .
Luftstrømmen inn i fuktekammeret rundt og gjennom materøret er fortrinnsvis den minimale som er nødvendig for å holde materøret koldt og tørt. Lufthastighet på ca. 1 m/sek. gjennom ringgapet som omgir materøret !er typisk tilfredsstillende. Vanligvis er lufthastigheten gjennom materøret mindre enn lufthastigheten gjennom ringgapet.
Dampen som passerer gjennom den porøse diffusor eller kraven påvirker ikke nedstrømshastighetskomponenten i vesentlig grad og således kan hastigheten for dampstrømmen gjennom kraven justeres uten i vesentlig grad å endre oppholdstiden for partiklene i fuktekammeret. Ved å variere graden av dampstrøm gjennom kraven kan vanndampkonsentrasjonen eller fuktigheten i kammeret justeres efter ønske for å fukte partiklene i ønsket grad. Dampstrømmen gjennom diffusoren kan varieres uten ugunstig å endre noe annet aspekt ved operasjonen. Således har damp som tilføres gjennom diffusoren ingen tendens til å rive med luft. Uansett strømningshastighet gjennom diffusoren vil den eneste luft som trer inn i fuktekammeret med hensikt innføres rundt og gjennom matemunningen. Dette er en vesentlig fordel, i særdeleshet fordi overskytende luft kan påvirke fuktevirkningen for en damptåke.
Dampen som trer inn i fuktekammeret gjennom diffusoren har en radialhastighetskomponent rettet innover mot aksen av strømmen. Således er det i det minste nær periferien av kammeret en innoverrettet strøm så vel som en nedoverrettet strøm. Strømmen av partikler fra matemunningen er således omgitt av damp som strømmer innover- mot sentrum av strømmen fra utsiden av periferien av strømmen. Den innoverrettede strøm av damp har en tendens til å snevre inn partikkel-strømmen og holde en relativt snever strøm av partikler nær aksen. En slik, innsnevring holder partiklene borte fra kraven og forhindrer således akkumulering av fast materiale på denne. Det antas at en innsnevring av partiklene til en smal strøm har en tendens til å bibeholde et relativt høyt antall partikler pr. volumenhet eller "partikkelpopulasjonsdensitet" i strømmen, noe som derved øker sannsynligheten for kollisjoner mellom partikler i strømmen og fremmer agglomerering. Hvis klumpene som ble dannet 1 et preliminært trinn, er til stede i strømmen, er sannsynligheten for kollisjoner mellom klumper og sannsynligheten for kollisjoner mellom individuelle partikler og klumper også øket, noe som ytterligere fremmer agglomerering.
Hvis et produkt med en granulær tekstur som minner om røstet og malt kaffe eller minner om teksturen eller den typiske kommersielle frysetørkede kaffe, er ønsket, bør partiklene som benyttes i prosessen være mindre enn 40 pm midlere størrelse. En distinkt overgang skjer ved 40 - 50 pm-området, med partikler større enn 50 pm midlere størrelse har produktet en tendens til å anta en svamplignende tekstur tilsvarende den til stoffer agglomerert ved konvensjonelle prosesser. Med partikler mindre enn 40 pm midlere størrelse har produktet en granulær tekstur, det antas at agglomerater med glatt overflate dannes ved fukting og tørking, og brytes opp i skarpkantet granulat under knusing. Selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til noen driftsteori antas det at den innoverstrømmende vandige gass bidrar til dannelsen av de glattflatede agglomerater.
Partikkelstørrelser som nevnt her angir den midlere par-tikkelstørrelse for materiale, bestemt ved lyssprednings-teknikker ved bruk av en "MICROTRACK"-partikkelstørrelses-analysør av kommersiell type eller et annet instrument med tilsvarende karakteristika. Partikler av ønsket størrelse oppnås karakteristisk ved knusing eller maling av større partikler.
Prosessbetingelsene som angitt ovenfor kan justeres for å tilveiebringe mange forskjellige kombinasjoner av produkt-egenskaper. Således kan et mørkt produkt med lav densitet fremstilles ved å benytte relativt store partikler med lav eller ingen kompaktering, og en relativt høy fuktegrad. Et relativt lyst farvet produkt med høy densitet kan fremstilles ved å kombinere liten partikkelstørrelse, klumpdannelse med høy kompaktering og lav fukting, mens et mørkt produkt med høy densitet kan fremstilles med samme partikkelstørrelse og kompaktering men med høyere fukting. Benyttet sammen med oppløselig kaffe kan foreliggende prosess tilveiebringe produkter som minner om kommersielt, frysetørket granulat, eller røstede og malte kaffepartikler, eller konvensjonelt agglomerert kaffe med en hvilken som helst ønsket massedensitet mellom 17 og 30 g/dl. Vanligvis kan slike varierte produkter fremstilles uten noen modifisering av apparaturen.
I apparaturen ifølge en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, partielt vist i figur 3, mater knuseren 16' materialet til et trau 120 med en porøs bunn 122. Fuktet luft under trykk tilmåtet ved hjelp av luftbehandlings-enhetene 124 til kammeret 126 under bunnen 122 blåser oppover gjennom den porøse bunn. En vibrasjonsgenerator ryster trauet mildt slik at materialet som innføres i trauet fra knuseren beveger seg langs den porøse bunn. De bevegelige partikler møter den fuktede luft og blir også engasjert med hverandre for å danne klumper som føres til matebingen 28' og derefter gjennom dyseanordningen 30' og tørkeren 31' for behandling som beskrevet ovenfor. Transport- og fukte-apparaturen danner således klumpene uten kompaktering. Hvis tilmåtet materiale til prosessen har egnet fuktighetsinnhold kan vanlig transportapparatur uten fukteutstyr tilveiebringe tilstrekkelig kontakt. Videre kan vibrering benyttes for å danne klumper på denne måte, det skal imidlertid bemerkes at ekstremt heftig vibrasjon kan ha den motsatte virkning og således forårsake at klumper desintegrerer. I en ytterligere variant kan fukte- og transportapparaturen kombineres med kompakteringsapparatur. Således kan en fuktende, vibrerende transportør som vist i figur 3 kobles mellom knuseren 16 og innløpet til skruetransportanordningen 18 i apparaturen som vist i figur 1.
Apparaturen og prosessen som beskrevet ovenfor kan modi-fiseres på mange måter. For eksempel kan klassifisering og fragmentering utelates og produktet tas direkte fra tørker-utløpet. De fine partikler fra klassifiseringsoperasjonen behøver ikke å tilbakeføres som beskrevet men kan i stedet benyttes på andre måter.
I en ytterligere variant kan den samme tørker benyttes samtidig både for agglomereringsprosessen nevnt ovenfor og for tørking av et flytende materiale. Mens materialet som skal agglomereres mates gjennom dyseanordningen 30 i figur 1 kan fine dråper av det flytende materiale projiseres inn i det indre av tørkeren via en konvensjonell spraytørkedyse 130. Typisk er de spraytørkede partikler som dannes fra slik væske signifikant mindre enn agglomeratene. En signifikant andel av de spraytørkede partikler rives med i luften i bevegelse i tørkeren, fanges av støvsamleren 100 og mates til transportsystemet 12. De andre spraytørkede partikler separeres fra de tørkede klumper i klassifisereren 102 og passerer gjennom nedre utløp 106 tilbake til transportsystemet. Således passerer de spraytørkede partikler inn i agglomereringsprosessen via knuseren 16. I en ytterligere variant kan klassifisereren være anordnet for å holde tilbake noen spraytørkede partikler sammen med tørkede klumper i sluttproduktet som trer ut gjennom utløpet 108 for derved å gi et produkt som omfatter en blanding av forskjellige partikkelstørrelser og teksturer.
Apparaturen som beskrevet ovenfor omfatter en sirkulær matemunning for å tilveiebringe en partikkelstrøm ved sirkulært tverrsnitt og en diffusor i form av en omdreinings-overflate rundt en akse i linje med matemunningen for å tilveiebringe en radial strøm av vandig gass mot strømmens akse. Det antas at kombinasjonen av en sirkulær partikkel-strøm og en radial gasstrøm gir en optimal avgrensing av partikkelstrømmen ved hjelp av den innoverstrømmende damp. Imidlertid kan andre former også benyttes. Dyseanordningen som er vist i figur 4 omfatter et materør 232 med rektangulært tverrsnitt og som definerer en langstrakt spaltlignende matemunning 233. En forhenglignende strøm av partikkelformig materiale slippes ut nedover langs en strømningsvei i planet 234. Et par langstrakte dampmanif older 242, hver med en langstrakt spaltelignende dampdyse eller munning 252, strekker seg på motsatte sider av matemunningen parallelt med dennes lengdeakse. Damp som slippes ut gjennom disse munninger passerer nedstrøms og trekker inn kjøleluft gjennom et par langstrakte gap 258 mellom dysene og materøret.
Diffusoren inkluderer et par lange, flate porøse plater 274 anordnet på motsatte sider av planet 234 og et par korte porøse plater 275 av hvilke kun en er vist, som strekker seg mellom de lange plater på motsatte ender av disse. De porøse plater definerer sammen et rektangulært rør som omgir partikkelveien på alle sider. Damp som slippes ut gjennom de lange plater strømmer innover mot de brede flater av partikkelstrømmen mens damp som slippes ut gjennom de korte plater strømmer innover mot kantene av strømmen.
Diffusoren behøver ikke ha mikroporøse porer eller perforeringer som beskrevet ovenfor. En tilfredsstillende, men mindre foretrukket, diffusor kan omfatte diskrete synlige perforeringer. Som benyttet i denne kontekst betyr uttrykket "diffusor" et legeme med en perforert eller porøs overflate med porer eller perforeringer så nær hverandre at damp som trer gjennom porene eller perforeringene beveger seg nær overflaten av legemet i en i det vesentlige kontinuerlig strøm som beveger seg i en retning loddrett på overflaten. Tilfredsstillende diffusorer kan fremstilles av finvevet trådduk.
Fortrinnsvis er dampen som mates til fuktekammeret mettet damp. Overhetet damp er mindre foretrukket da denne karakteristisk gir en lavere fuktevirkning. Våt damp som er en tåke av fine vanndråper 1 mettet damp, kan benyttes. Andre vandige gasser omfattende tåker av mikroskopiske vanndråper dispergert i gasser forskjellige fra damp kan også benyttes. En tåke kan tilmåtes , til fuktekammeret med det ønskede strømningsmønster ved å rette tåken inn i fuktekammeret gjennom egnede kanaler. For eksempel inkluderer apparaturen som skjematisk er vist i figur 5 et ringformet skall 300 med en akse 302 og et antall radialt forløpende finner 304. Strømmen av partikkelformig materiale føres inn i fuktekammeret langs aksen 302. Tåke Innført i skallet nær periferien via innløp 306 beveger seg radialt innover mellom finnene og strømmer radialt innover mot aksen 302. Således omgis strømmen av partikkelformig materiale av tåke eller vandig gass som strømmer innover mot aksen.
Vannoppløselig, partikkelformig materiale forskjellig fra kaffe kan agglomereres ved prosedyrer ifølge oppfinnelsen. Som her brukt henviser uttrykket "vannoppløselig, partikkelformig materiale" til et partikkelformig materiale som danner en flytende fase ved fukting, uansett hvorvidt en slik flytende fase er en sann oppløsning og uansett eller ikke om den flytende fasen inkluderer alle bestanddeler i materialet. Blant de materialer som kan agglomereres er oppløselig te, oppløselig sikoripulver, oppløselig byggpulver, skummetmelk-pulver og kakaobaserte leskedrikker. Kombinasjoner av slike stoffer kan også agglomereres.
Apparaturen som beskrevet ovenfor kan også benyttes for å mørkgjøre de materialer som er nevnt ovenfor og andre hygroskopiske pulverformige stoffer uten vesentlig agglomerering. Fast, enhetlig granulat av materiale føres gjennom materøret i dyseanordningen og eksponeres til damptåken for derved å fukte og å mørkgjøre den ytre overflate av hver granul. Det fuktede granulat tørkes. Granuler behandlet på denne måte er karakteristisk meget større enn de små partikler som sammensmeltes i agglomereringsprosessen som beskrives ovenfor. Imidlertid kan granulene agglomereres som et resultat av en slik agglomereringsprosess.
Mørkgjøringsteknikker ifølge dette trekk ved oppfinnelsen benytter damp eller andre vandige gasser effektivt for å oppnå den ønskede mørkgjøring. Den vandige gass som utgjør den rolige tåke i partikkelveien gir ikke noen vesentlig hastighet til granulatet som beveger seg gjennom tåken. I henhold til dette kan tilførselen av vandig gass og således fuktighetsinnholdet i tåken økes efter behov for å oppnå den ønskede mørkningsgrad uten å påvirke oppholdstiden for granulatet i tåken. I motsetning til dette kan kun en begrenset mørkgjøringsvirkning oppnås med teknikker som kun bruker en dampstråle fra en dyse. Forsøk på å øke mørknings-effekten ved å øke dampstrømmen i en slik stråle ble selvødeleggende, den økede dampstrøm støtte mot granulatet med større hastighet og reduserte således oppholdstiden for granulatet i dampen.
I en utførelsesform av oppfinnelsen blir en agglomereringsprosess som beskrevet ovenfor justert til å gi sammensmeltede men relativt lettfarvede agglomerater. Noen av disse agglomeratene ble så ført gjennom en mørkgjøringsoperasjon som beskrevet, så blandet tilbake med letterefarvede agglomerater for å gi et produkt med variert utseende. Disse anordningene som ble benyttet for agglomereringen og mørkgjøringen.kan tilmåtes til det samme tørkekammer. Således vil materialet som passerer ut av tørkekammeret være en blanding av mørkgjort og ikke mørkgjort agglomerat. Utløpet fra fragmentøren kan forbindes med mørkgjøringsdyseanord-ningen slik at kun de stykker som kommer fra fragmentering av for store agglomerater mates tilbake gjennom mørkgjørings-operasjonen. Da for store agglomerater kun fremstilles i agglomereringstrinnet og ikke i mørkgjøringstrinnet, vil det materiale som resirkuleres til mørkgjøringen ikke inkludere tidligere mørkgjort materiale..
Visse trekk ved oppfinnelsen illustreres ved de følgende eksempler:
Eksempel 1
Et spraytørket kaffeekstraktpulver pulveriseres til 24 pm midlere partikkelstørrelse, transporteres i luft til en cyklonkollektor og overføres fra cyklonkollektoren til en skruemater. Skruemateren tvinger pulveret gjennom en munning i en mengde av ca. 0,35 kg/min./cm<2> munningstverrsnittsareal. Pulveret trer ut fra munningen i form av en fast strøm som brekkes opp i klumper når den faller ned i materøret i agglomereringsdyseanordningen.
Dyseanordningen tilsvarer den som er illustrert i figur 2 men det er ikke noe gap mellom ringdampmunningene og materøret slik at den indre ringformede dampmunning umiddelbart omgir materøret. Videre er sugeringen utelatt. Diffusoren er en porøs krave med 1 pm porer. Damp ved et trykk på 750-1500 Pa trykk mates gjennom ringdampmunningen i en mengde av 1,28 x 10^ til 2,1 x 10^ kg/min./m<2> munningsareal. Damp ve(5 17 kPa trykk legges på det ytre av den porøse krave og diffunderer gjennom denne i en hastighet av ca. 13,3 kg/min./m<2> diffusorareal. Efterhvert som de passerer gjennom tåken av damp i kraven blir klumpene omdannet til agglomerater. Agglomeratene føres til et første tørkekammer der de møter varm, tørr luft og tørkes partielt nær overflaten. Agglomeratene passerer fra dette kammer til et hvirvelsjikt der de tørkes ytterligere til et sluttfuktighetsinnhold på ca. 3, 2%. De tørkede agglomerater føres til en sikt utstyrt med en 1,68 mm toppduk og en 595 pm bunnduk. De for store agglomerater føres til en knuser og så tilbake til sikten mens for små partikler resirkuleres i systemet.
Produktet som gjenvinnes mellom topp- og bunnduk består prinsipielt av skarpkantede stykker med former tilsvarende partikler av røstet og malt kaffe. Produktet har en behagelig mørk farve med lette flekker som minner i utseende om de lysfarvede flekker som finnes i røstet og malt kaffe.
Eksempel 2
Efterhvert som det damptrykk som legges på den porøse krave i eksempel 1 progressivt reduseres til 7 kPa og dampstrømmen gjennom den porøse krave reduseres tilsvarende til ca. 6 kg/min./m<2> diffusorareal, blir produktet progressivt lysere og densiteten i produktet reduseres progressivt, noe som viser resultatene av progressivt lavere fuktegrad. Efterhvert som damptrykket som legges på den porøse krave progressivt økes til ca. 21 kPa, noe som resulterer i en økning i dampstrømmen gjennom den porøse krave til ca. 19 kg/min./m<2> diffusorareal, blir produktet progressivt mørkere med økende densitet og partiklene har skarpere kanter, noe som viser resultatet av større fukting.
Eksempel 3
Spraytørket oppløselig kaffe fremstilles i henhold til eksempel 1 bortsett fra at pulveret kun pulveriseres til ca. 50 pm midlere partikkelstørrelse. Produktet har et svampaktig, enhetlig, mørkt utseende, det har ikke skarpkantet, flaklignende utseende.
Eksempel 4
En blanding av sikoriekstrakter tørkes til pulverform ved sprøyting inn i et tørketårn samtidig med luft med en tørrkolbetemperatur på ca. 370°C. Det resulterende pulver fanges opp og pulveriseres til en midlere partikkelstørrelse på ca. 40 pm. Det pulveriserte pulver mates gjennom en skruemater med et ubegrenset utslipp til en vibrasjonsmater. Pulveret passerer fra vibrasjonsmateren gjennom en agglome-rer ingsdyse tilsvarende den i figur 2 tilbake til det samme tørkekammer som benyttet ved tørking av flytende ekstrakt slik at både agglomerater og forstøvet væskeekstrakt tørkes samtidig. Diffusoren er en porøs krave med 5 pm nominelle poreåpninger. Damp mates til ringmunningene under et trykk på ca. 3 kPa og til den porøse krave ved et trykk på ca. 37 kPa. Luft tilmåtes gjennom en ring anordnet nedstrøms den porøse krave med ca. 0,04 m'/min.
Blandingen av tørkede agglomerater og pulverpartikler fra tørkeren føres mot en sikteanordning utstyrt med en 2,38 mm toppduk og en 707 pm bunnduk. Siktanordningen er utstyrt med en indre oppbryter for fragmentering av for store agglomerater inntil de går gjennom toppduken. Fine stykker og pulverpartikler fra spraytørkingen går gjennom bunndukene og tilbakeføres til knuseren. Produktet holdt tilbake mellom topp- og bunnduk hadde et skarpkantet flakiignende utseende tilsvarende røstede og malte kaffepartikler, en mørk farve med enkelte lysfarvede deler og en massedensltet på 25,0 g/dl.
Eksempel 5
Enhetsgranulat av frysetørket oppløselig kaffe med størrelse ca. 2 mm ble ført til et tørkekammer gjennom en dyseanordnlng tilsvarende den som er vist i figur 2 bortsett fra at blåseringen er utelatt. Damp diffunderer innover gjennom en porøs krave i en mengde av ca. 2,1 kg/min./m<2> diffusorareal. Ytterligere damp strømmer nedover gjennom ringmunninger som omgir materøret. Granulatet har til å begynne med en lys gylden farve og en massedensltet på ca. 23,2 g/dl. Efter føring gjennom dyseanordningen og tørkeren har granulatet en ekstremt mørk brun farve tilsvarende den i de mørkeste konvensjonelle røstede kaffepulvere og en massedensltet på ca. 25,5 g/dl. Totalt dampforbruk i mørkgjøringsoperasjonen utgjør 0,42 kg damp/kg behandlet granulat.
Eksempel 6
Et spraytørket kaffeekstraktpulver pulveriseres til 31 pm midlere partikkelstørrelse og føres til materøret i agglome-rer ingsdysen via en skruemater med en ubegrenset utslipps-munning og en vibrasjonsmater. Pulveret danner ikke klumper i noen vesentlig grad før agglomereringsdysen.
Dyseanordningen tilsvarer den i figur 2 bortsett fra at blåseringen er utelatt. Diffusoren har 5 pm nominelle poreåpninger. Damp ved et trykk på ca. 1 kPa mates gjennom ringdampmunningene som omgir materøret i en mengde av 2,0-10<3> kg/min./m<2> munningsareal. Damp ved et trykk på ca. 33 kPa legges på det ytre av diffusoren og føres gjennom denne i en mengde av 45 kg/min./m<2> diffusorareal. Når den passerer gjennom skyen av damp i diffusoren blir pulveret agglomerert. Agglomeratet tørkes og føres til en sikt utstyrt med 2,38 mm toppduk og 707 pm bunnduk. For store agglomerater fragmenteres og føres tilbake til sikten mens for smått materiale føres tilbake til knuseren. Produktet som gjenvinnes mellom topp- og bunnduk har et skarpkantet, flaklignende utseende som minner om frysetørket pulverkaffe.
Eksempel 7 ( sammenlignlngseksempel)
Fremgangsmåten i eksempel 6 gjentas ved bruk av det samme pulver og den samme agglomereringsdyse bortsett fra at den porøse krave utelates. Damp legges på kun gjennom ringdampmunningene i en mengde av 2,0 x IO<3> kg/min./m<2> munningsareal. Således er agglomereringsprosedyren ikke i henhold til oppfinnelsen.
Produktet hadde et svampaktig enhetlig mørkt utseende i stedet for det skarpkantede flaklignende utseende man oppnådde i eksempel 6. Med den samme pulvermatehastighet som benyttet i eksempel 6 var produktutløpet kun ca. halvparten av det som ble oppnådd i eksempel 6, en mindre andel av pulveret omdannes til agglomerater i det ønskede størrelses-området enn i eksempel 6.
Eksempel 8
En spraytørket teekstrakt pulveriseres til ca. 40 pm midlere partikkelstørrelse og agglomereres ved bruk av det samme utstyr som benyttet i eksempel 6. Pulvermatehastigheten til agglomereringsdysen er ca. 65# av det som ble benyttet i eksempel 6. Damptrykket justeres for å tilveiebringe strøm-ningshastigheter på ca. 1,6 x IO<3> kg/min./m<2> munningsareal og ca. 26 kg/min./m<2> diffusorareal. I andre henseende er prosessen den samme som ble benyttet i eksempel 6. Produktet hadde et skarpkantet, flaklignende utseende og en massedensltet på 21 g/dl.
Eksempel 9
En blanding av kokospulver, sukker, lecitin og smaksstoffer pulveriseres i en hammermølle utstyrt med en utslippsduk med perforeringer med diameter ca. 3 mm. Det pulveriserte materiale hadde en bred partikkelstørrelsesfordeling og inkluderte både fine partikler av kakao og store partikler av sukker med karakteristisk lys farve. Det pulveriserte materiale mates til agglomereringsdysen i en mengde av 6556 av det som ble benyttet i eksempel 6. Damptrykket velges for å tilveiebringe strømningshastigheter på ca. 2,9 x IO<3 >kg/min./m<2> munningsareal og ca. 35 kg/min./m<2> diffusorareal. Sikten hadde en toppduk med 1,19 mm åpninger og hadde ingen bunnduk. Alt materiale som gikk gjennom toppduken ble fjernet fra systemet som produkt. I andre henseende var prosessen den samme som i eksempel 6. Produktet hadde en meget mørk farve. De lysfarvede sukkerpartikler er belagt med kakao, noe som antydet at de fine kakaopartikler var agglomerert med sukkerpartiklene.
Et spraytørket byggekstraktpulver pulveriseres til ca. 35 pm midlere partikkelstørrelse og mates gjennom en agglomereringsdyse anordning med kun en ringdampmunning, uten ringgap mellom dampmunningen og matemunningen, en sylindrisk diffusor med 1 pm porer og Ingen blåsering. Det er ingen vesentlig klumpdannelse før fuktetrlnnet. Dampstrømningshastigheter på ca. 4,5 x IO<3> kg/min./m<2> munningsareal og ca. 15,6 kg/min./m<2 >diffusorareal benyttes i fuktetrlnnet. Agglomeratene man oppnådde i fuktetrlnnet tørkes og siktes ved bruk av 2,38 mm toppduk og 707 pm bunnduk. For store partikler kasseres i stedet for å fragmenteres og for små partikler kasseres også. Produktet, samlet mellom topp- og bunndukene hadde et skarpkantet, flaklignende utseende.
Eksempel 11
Et fettfritt melkepulver med en midlere partikkelstørrelse på ca. 35 pm mates uten vesentlig preliminær klumpdannelse til en agglomererlngsdyseanordning tilsvarende den som er vist i figur 2 men uten blåsering, og med en diffusor med 5 pm porer.
Damp mates til ringmunningene ved et trykk på ca. 1,5 kPa og til den porøse krave ved ca. 42 kPa. Agglomeratene som dannes i dyseanordningen tørkes og siktes med en 3,36 mm toppduk og en 707 pm bunnduk. For store agglomerater ble ført tilbake til sikten og knust i denne mens for små partikler segregeres for ny opparbeiding. Produktet beholdt mellom dukene består av stykker av irregulær form, har en massedensltet på 19 g/dl og dispergerer lett i varmt vann.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for agglomerering av et vannoppløselig, partikkelformig materiale, karakterisert ved at den omfatter: a) å føre en strøm av materialet gjennom en matemunning til en fuktesone i nedstrøms retning, b) å blåse damp i nedstrømsretning med underlydshastighet, nær matemunningen, og c) å rette en vandig gass, for eksempel i form av damp, fra utsiden av periferien av strømmen av partikler mot dennes akse slik at den vandige gass strømmer på tvers av og innover i strømmen og fukter partiklene, og å tørke materialet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter å tilmåte en avkjølingsgass nedstrøms og ved underlydshastighet rundt det ytre av matemunningen.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en kjølegass bringes i kontakt med materialet som forlater fuktesonen.
4. Apparatur for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 for agglomerering av et vannoppløselig partikkelformig materiale, karakterisert ved at den omfatter et materør (32) med en matemunning (34), en matebinge (28) som er innrettet til å mate partikkelformig materiale til materøret i nedstrøms retning, et fuktekammer (50) under matemunningen, en diffusor (48) som er innrettet til å mate en fuktende gass til kammeret (50), en damp munning (40) som befinner seg nær matemunningene og er rettet nedstrøms, og en tørker (31).
5. Apparatur ifølge krav 4, karakterisert ved at den omfatter en gassmunning (38) som omgir matemunningen, innrettet til å føre kjølegass i nedstrømsretning.
6. Apparatur ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at den omfatter en blåsering (62) anordnet rundt kammeret (50) og koaksialt med dette, idet ringen (62) har en dyse (66) forbundet med en ringspalt (64) som er innrettet til å føre en kjølegass nedover og innover mot partiklene.
NO862638A 1985-07-01 1986-06-30 Fremgangsmaate for agglomerering av vannopploeselig, partikkelformig materiale samt apparatur for gjennomfoering av fremgangsmaaten. NO166514C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/750,931 US4640839A (en) 1985-07-01 1985-07-01 Agglomeration process

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO862638D0 NO862638D0 (no) 1986-06-30
NO862638L NO862638L (no) 1987-01-02
NO166514B true NO166514B (no) 1991-04-29
NO166514C NO166514C (no) 1991-08-07

Family

ID=25019727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO862638A NO166514C (no) 1985-07-01 1986-06-30 Fremgangsmaate for agglomerering av vannopploeselig, partikkelformig materiale samt apparatur for gjennomfoering av fremgangsmaaten.

Country Status (27)

Country Link
US (1) US4640839A (no)
EP (1) EP0207384B1 (no)
JP (1) JPH07100020B2 (no)
KR (1) KR940008383B1 (no)
CN (1) CN1005824B (no)
AT (1) ATE76262T1 (no)
AU (1) AU585998B2 (no)
BR (1) BR8603042A (no)
CA (1) CA1252980A (no)
DD (1) DD247834A5 (no)
DE (1) DE3685373D1 (no)
DK (1) DK302386A (no)
ES (1) ES8706382A1 (no)
GB (1) GB2180434B (no)
GR (1) GR861700B (no)
HU (1) HU200664B (no)
IE (1) IE57405B1 (no)
IN (1) IN167178B (no)
MX (1) MX164317B (no)
NO (1) NO166514C (no)
NZ (1) NZ216695A (no)
OA (1) OA08353A (no)
PH (2) PH22792A (no)
PT (1) PT82872B (no)
SU (1) SU1723997A3 (no)
YU (2) YU43997B (no)
ZA (1) ZA864724B (no)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH665755A5 (fr) * 1985-10-30 1988-06-15 Nestle Sa Procede d'agglomeration de produits alimentaires.
US4954060A (en) * 1988-04-11 1990-09-04 Nestec S.A. Apparatus for agglomeration
US4840809A (en) * 1988-04-11 1989-06-20 Nestec S.A. Agglomeration process
IE903109A1 (en) * 1989-09-28 1991-04-10 Gen Foods Inc Agglomeration process and apparatus therefor
US5069118A (en) * 1990-01-16 1991-12-03 Henningsen Foods, Inc. Mechanism and method for agglomerating food powders
US5369148A (en) * 1990-04-27 1994-11-29 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for continuous agglomeration of an absorbent resin powder and apparatus therefor
US5209864A (en) * 1991-07-03 1993-05-11 Winbro Group, Ltd. Cake-like detergent and method of manufacture
JPH06203438A (ja) * 1991-07-22 1994-07-22 Sanyo Electric Co Ltd 情報記録再生装置
BE1006905A3 (fr) * 1993-03-03 1995-01-24 Raffinerie Tirlemontoise Sa Composition agglomeree, procede pour son obtention et produits alimentaires contenant ladite composition.
US5554400A (en) * 1994-08-25 1996-09-10 The Procter & Gamble Company Infusion beverage product comprising co-agglomerated creamer and sweetener suitable for bag and filter pack brewing
US5433962A (en) * 1994-08-25 1995-07-18 The Procter & Gamble Company Rapidly soluble flavored instant coffee product
US5455057A (en) 1994-09-12 1995-10-03 Nestec S.A. Preparation of a soluble coffee granulate product
US5620643A (en) * 1995-10-26 1997-04-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for producing fused particle agglomerates
US5725898A (en) * 1996-04-24 1998-03-10 Kraft Foods, Inc. Method of making densified flowable roasted and ground coffee
US6589586B2 (en) 1996-08-21 2003-07-08 Nestec S.A. Cold beverage creamer
US6287616B1 (en) * 1996-08-21 2001-09-11 Nestec S.A. Cold water soluble creamer
FR2758242B1 (fr) * 1997-01-14 1999-04-09 Leroux Sa Procede de production d'un produit a base de chicoree et produit obtenu
US6193936B1 (en) * 1998-11-09 2001-02-27 Nanogram Corporation Reactant delivery apparatuses
KR20000030203A (ko) * 2000-02-07 2000-06-05 이호웅 무연가연사의 제조방법 및 장치
EP1280412B2 (en) 2000-04-17 2009-07-29 Niro A/S Process for the preparation of a water soluble coffee or tea product from a non-rewetted particulate material obtained from an extract by drying
US6521278B1 (en) 2000-09-12 2003-02-18 Mars, Incorporated Food materials with improved flavor and functionality due to size reduction in a modified atmosphere
GB0110751D0 (en) * 2001-05-02 2001-06-27 Zumbe Albert Process for granulation of reduced fat chocolate powder
CN1293819C (zh) * 2002-12-23 2007-01-10 兹尼营养品公司 用于营养用途的研磨种子的焙烧
US7318374B2 (en) * 2003-01-21 2008-01-15 Victor Guerrero Wire cloth coffee filtering systems
FR2864962B1 (fr) * 2004-01-08 2007-09-14 Seppic Sa Nouveaux granules filmogenes poreux, procede pour leur preparation et application dans le pelliculage des comprimes et confiseries
US7461587B2 (en) * 2004-01-21 2008-12-09 Victor Guerrero Beverage container with wire cloth filter
PL1768502T3 (pl) * 2004-07-09 2010-03-31 Nestec Sa Spiekane proszkowe wyroby cukiernicze
US20110039007A1 (en) * 2007-11-08 2011-02-17 Nestec S.A. Instant beverage product
US20110135803A1 (en) * 2008-07-09 2011-06-09 Starbucks Corporation D/B/A Starbucks Coffee Company Dairy containing beverages with enhanced flavors and method of making same
US8043645B2 (en) 2008-07-09 2011-10-25 Starbucks Corporation Method of making beverages with enhanced flavors and aromas
US20110135802A1 (en) * 2008-07-09 2011-06-09 Starbucks Corporation D/B/A Starbucks Coffee Company Dairy containing beverages with enhanced flavors and method of making same
PL2413708T3 (pl) * 2009-04-01 2015-10-30 Nestec Sa Produkt w postaci napoju typu instant
EP2699268A2 (de) 2011-04-21 2014-02-26 Seattle Genetics, Inc. Neue binder-wirkstoff konjugate (adcs) und ihre verwendung
US9017750B2 (en) * 2013-07-18 2015-04-28 The Hershey Company Cocoa and sugar agglomerate for flavored beverages and method of forming same
RU2596897C1 (ru) * 2015-05-19 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Способ сушки обводненного пастообразного графита
IT201700058729A1 (it) * 2017-05-30 2018-11-30 Simonelli Group Spa Macchina da caffè con sistema di preinfusione.
CN109198651A (zh) * 2018-08-21 2019-01-15 苏州福赛思生物科技有限公司 一种和合益生素的制备方法
EP4333642A1 (en) * 2021-05-07 2024-03-13 Société des Produits Nestlé S.A. Continuous binder liquid agglomeration method

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB793118A (en) * 1955-04-11 1958-04-09 Blaw Knox Co Improvements in or relating to the formation of agglomerates from powdered material
US3085492A (en) * 1956-03-26 1963-04-16 Western Condensing Co Apparatus for the treatment of dry powdered materials
US2977203A (en) * 1958-08-27 1961-03-28 Gen Foods Corp Agglomerating process
US2995773A (en) * 1958-09-02 1961-08-15 Pillsbury Co Process and apparatus for agglomerating pulverulent materials
US2893871A (en) * 1958-11-12 1959-07-07 Blaw Knox Co Agglomeration process and apparatus
NL255376A (no) * 1959-09-10
US3143428A (en) * 1962-10-10 1964-08-04 American Sugar Method and apparatus for agglomeration
GB1055772A (en) * 1964-04-02 1967-01-18 American Sugar Improvements in or relating to method and apparatus for agglomeration
US3424589A (en) * 1966-02-21 1969-01-28 Gen Foods Corp Process for agglomerating coffee
US3485637A (en) * 1966-09-08 1969-12-23 Gen Foods Corp Process for agglomerating coffee
US3533805A (en) * 1966-12-14 1970-10-13 Foremost Mckesson Method for the manufacture of low density products
US3554760A (en) * 1967-12-26 1971-01-12 Gen Foods Corp Method of agglomerating food powder
US3652293A (en) * 1969-01-09 1972-03-28 Procter & Gamble Instant coffee compositions exhibiting a crystalline sheen
US3622081A (en) * 1969-06-20 1971-11-23 Nestle Sa Nozzle
US3727839A (en) * 1969-06-20 1973-04-17 Nestle Sa Agglomerating powdered products
GB1274905A (en) * 1969-08-12 1972-05-17 Meiji Seika Kaisha Processes for the production of instantly soluble and/or dispersible agglomerates
GB1267930A (en) * 1969-12-04 1972-03-22 Gen Foods Ltd Agglomeration
US3695165A (en) * 1970-04-23 1972-10-03 Gen Foods Corp Process and apparatus for agglomeration
US3804963A (en) * 1970-04-23 1974-04-16 Gen Foods Corp Process for agglomeration
US3716373A (en) * 1970-11-20 1973-02-13 D Rhodes Process for agglomerating instant coffee
CH550605A (fr) * 1972-10-17 1974-06-28 Nestle Sa Procede d'agglomeration d'un produit pulverulent et dispositif pour sa mise en oeuvre.
CH627949A5 (fr) * 1978-03-14 1982-02-15 Nestle Sa Procede d'agglomeration et appareil pour sa mise en oeuvre.

Also Published As

Publication number Publication date
ZA864724B (en) 1987-02-25
HU200664B (en) 1990-08-28
ES8706382A1 (es) 1987-07-01
OA08353A (fr) 1988-02-29
EP0207384A2 (en) 1987-01-07
ES556319A0 (es) 1987-07-01
PT82872A (en) 1986-07-01
NO862638L (no) 1987-01-02
MX164317B (es) 1992-08-03
ATE76262T1 (de) 1992-06-15
CA1252980A (en) 1989-04-25
GB2180434B (en) 1990-03-21
US4640839A (en) 1987-02-03
JPS626634A (ja) 1987-01-13
IE861646L (en) 1987-01-01
EP0207384B1 (en) 1992-05-20
AU5929986A (en) 1987-01-08
AU585998B2 (en) 1989-06-29
YU114486A (en) 1988-04-30
GB8615147D0 (en) 1986-07-23
IE57405B1 (en) 1992-08-26
BR8603042A (pt) 1987-02-17
GB2180434A (en) 1987-04-01
KR940008383B1 (ko) 1994-09-14
NO166514C (no) 1991-08-07
PH24468A (en) 1990-07-18
SU1723997A3 (ru) 1992-03-30
KR870000869A (ko) 1987-03-10
NZ216695A (en) 1989-07-27
DK302386D0 (da) 1986-06-26
DD247834A5 (de) 1987-07-22
JPH07100020B2 (ja) 1995-11-01
PH22792A (en) 1988-12-12
DK302386A (da) 1987-01-02
NO862638D0 (no) 1986-06-30
CN1005824B (zh) 1989-11-22
CN86104893A (zh) 1987-05-13
YU162187A (en) 1988-12-31
YU45830B (sh) 1992-07-20
GR861700B (en) 1986-10-31
DE3685373D1 (de) 1992-06-25
HUT48441A (en) 1989-06-28
YU43997B (en) 1990-02-28
PT82872B (pt) 1992-10-30
EP0207384A3 (en) 1988-11-23
IN167178B (no) 1990-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO166514B (no) Fremgangsmaate for agglomerering av vannopploeselig, partikkelformig materiale samt apparatur for gjennomfoering av fremgangsmaaten.
US4490403A (en) Process for producing an agglomerated powdery milk product
SU1577710A3 (ru) Способ распылительной сушки пищевого продукта в виде раствора и устройство дл его осуществлени
US4724620A (en) Agglomeration apparatus
JPH0342029A (ja) 造粒コーティング装置およびそれを用いた造粒コーティング方法
US5051269A (en) Agglomeration method
EP1250188B1 (en) Process and apparatus for agglomeration of powders
US3527647A (en) Agglomerating process and apparatus
US3485637A (en) Process for agglomerating coffee
IE903109A1 (en) Agglomeration process and apparatus therefor
US5130156A (en) Method for agglomerating food powders
EP0472744B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln eines löslichen, pulverförmigen Materials
US2897084A (en) Coffee product and method of manufacture
US3085492A (en) Apparatus for the treatment of dry powdered materials
NZ286838A (en) Spray dryer; powdered product collects on fluidised bed
EP0204256B1 (en) Agglomeration method and apparatus
AU634831B2 (en) Mechanism and method for agglomerating food powders
JPS62503004A (ja) 液体生成物から揮発性成分を除去、或いは液体生成物を脱水する方法および装置
US4259053A (en) Apparatus for agglomerating powder-form material
US3740232A (en) Agglomeration of instant coffee
EP0884080A2 (en) Method and apparatus for drying atomized liquid concentrates