WO2002038712A2 - Method and device for enriching powder with fat components - Google Patents

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WO2002038712A2
WO2002038712A2 PCT/DE2001/004144 DE0104144W WO0238712A2 WO 2002038712 A2 WO2002038712 A2 WO 2002038712A2 DE 0104144 W DE0104144 W DE 0104144W WO 0238712 A2 WO0238712 A2 WO 0238712A2
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WO
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fat
solid particles
heated
mixing
particles
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PCT/DE2001/004144
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Inventor
Karl Sommer
Stefan Palzer
Gerhard Niederreiter
Jörg WENISCH
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Technische Universität München
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
    • A23D9/00—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils
    • A23D9/02—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils characterised by the production or working-up
    • A23D9/04—Working-up
    • A23D9/05—Forming free-flowing pieces

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for enriching powders with fat components or substances with fat-like properties, wherein enrichment is understood below to mean both the introduction of the fat components into the powder particles and the coating of the powder particles with fat components.
  • the enrichment of powder particles with fat is known in particular from food technology.
  • the fat is added in a solid mixer using a metering device.
  • a rapidly rotating cutter head is often arranged in the mixer, in which the powder particles are wetted with the fat, which breaks up the lumps that occur during wetting.
  • This process creates products with technologically unfavorable flow properties.
  • the products also have a reduced solubility in water, which is a disadvantage in particular with the dry soups and sauces mentioned above.
  • the mechanical division of the lumps results in particles of different sizes, which likewise leads to different and therefore undesirable dissolution behavior.
  • Document DE 3135867 describes a method for wrapping food substances. For this, fat is dissolved in a solvent, the substance to be coated, such as. B. salts, spices, edible acids, baking additives, additives for meat products, mixed in and then the solvent is removed by applying a vacuum.
  • the object is achieved with a method according to claim 1 and with a device according to claim 8.
  • powdery solids are fluidized by means of a mechanical mixing device, the solid particles being separated such that there is a lower probability of contact between the solid particles, at least in a predetermined fluid region of the mixing container. Heated fat is sprayed into this fluid area until a predetermined loading state of the solid particles with fat is reached.
  • the size and the position of the predetermined fluid area, in which the solid particles are sufficiently isolated are influenced by different operating parameters, such as e.g. B. from the mixing properties of the mixing device, its degree of filling or the solid properties.
  • the mixing process constantly particles in the predetermined fluid range are entered and discharged.
  • an aerosol is generated from air or another gas or gas mixture and finely divided fat component, the heated fat aerosol having a temperature at which the fat droplets striking the solid particles as the fat penetrates into the Particles or when the fat is deposited on the particle surface are still sufficiently liquid.
  • the level of the temperature cannot be specified concretely, since the optimal temperature depends on various process parameters, such as, for. B. the viscosity and melting point of the fat and the heat transfer between the liquid fat, the powdery substance and the surrounding atmosphere.
  • the technical teaching according to the invention also includes that the average volume of the fat droplets is at least 3 times smaller than the average volume of the particles to be enriched. This measure prevents the particle from being overloaded with fat and therefore also eliminates a major cause of the formation of clumps.
  • Powdery solids that have been loaded with fat according to the teaching of the invention have a very good solubility, which is particularly advantageous for dry soups and sauces. Furthermore, the flowability is also improved, so that the enrichment products are easier to dose. In addition, it was found that the substances for dry soups and sauces in particular have a more uniform color. Such optical properties are evaluated as improved product properties in food technology and therefore sought.
  • the average volume of the fat droplets is at least 10 times smaller than the average volume of the particles. This significantly improves the positive product properties mentioned above.
  • the fat droplets are mixed with a heated gas or gas mixture during the spraying process. This results in an intensive swirling of the fat droplets with the particles and, due to the heat effect in the spray area, a lower viscosity of the fat, which results in better wetting and penetration of the surface of the particles.
  • the fat droplets are mixed with heated air.
  • Air is preferably used when e.g. B. there is no risk of oxidation since air is the cheapest gas mixture, which also does not have to be disposed of from the mixer.
  • the mixing of a gas mixture and air or a special gas with fat droplets takes place by means of a two-component nozzle.
  • the two-component nozzle is particularly suitable for this process step, since with this nozzle system various parameters, such as. B. throughput, droplet size and spray geometry, can be adjusted very precisely. It is clear to the person skilled in the art that several two-substance nozzles can also be used if the geometrical dimensions of the mixing device are adapted to this.
  • the feed lines of the two-component nozzle can be heated in a controlled manner, as a result of which the droplet size can be set very precisely.
  • the solid particles are heated. This measure is used when e.g. B. the powdery solid in a mixed phase, which is preceding the phase of the fat loading, is to be heated to a predetermined temperature in order to improve the fat loading ability of the particles.
  • the heating of the particles can e.g. B. done by thermal contact when the particles come into contact with the heated container wall of the mixing device.
  • a device for enriching powdery solids with fat or fat-like components is provided with the following features:
  • a mixing device which is suitable to fluidize the powdery solids in such a way that at least in a predetermined fluid area of the mixing space, the solid particles are separated be that the solid particles have a lower probability of contact with each other than in the remaining mixing room. It is clear to the person skilled in the art that there are always areas in a mixing room in which the average values of the particle distances are different. In the present case, the mixing device must therefore be designed and operated in such a way that a predetermined fluid area is formed during mixing, in which the particles are sufficiently isolated.
  • the spatial position of this area in the mixing device must be defined technologically so that the hot fat sprayed by means of a spray device essentially only hits the fluidized solid particles of the predetermined fluid range. It is also necessary that the spray device is set so that the grease aerosol produced has a temperature at which the fat droplets striking the solid particles are still sufficiently low-viscosity when penetrating into the particle or when attached to the particle surface, and are therefore completely into the Particles can penetrate or accumulate evenly. It is particularly important that the average volume of the fat droplets is at least 3 times smaller than the average volume of the particles. According to claim 9, the device according to the invention is further developed in that the fat droplet size is set so that its average volume is at least 10 times smaller than the average volume of the solid particles.
  • a gas discharge device which discharges a heated gas or gas mixture so that the fat droplets are intensively mixed with the heated gas or gas mixture.
  • the spray device for the fat and the gas discharge device for the gas or gas mixture form a two-component nozzle.
  • the feed lines for the two-component nozzle can be heated.
  • a heating device is provided to heat the solid particles in the mixing container by thermal contact, wherein according to claim 14 the heating device is arranged within the mixing device and according to claim 15 the heating device heats the mixing container wall of the mixing device.
  • FIG. 1 shows a top view of a preferred embodiment of the invention in cross section.
  • a cylindrical mixing container 1 there are introduced solid particles 2, which are fluidized by means of a mixing tool 3 rotating in the direction of arrow A.
  • Reference number 4 denotes a heated two-component nozzle with a Gel jet characteristic, from which fat droplets 8 heated to a temperature of 100 to 160 ° C and air heated to 160 ° C emerge.
  • a main axis of a spray cone 5 which is directed toward the axis of rotation of the mixing tool 3 is designated by reference number 6.
  • the mixing device is designed and operated in such a way that within a predetermined spatial area of the mixing container, which in the present example is technologically largely in accordance with the volume of the spray cone 5, the solid particles 2 are fluidized and form a fluid area so that the probability of a mutual Touch of the solid particles is significantly less than in the remaining space of the mixing container.
  • the solid particles 2 are forced by the mixing tool 3 into a trajectory 7 which is perpendicular to the main axis 6 of the spray cone 5.
  • the fat droplets 8 hit the solid particles 2 at a high outflow rate.
  • the average volume of the fat droplets is at least 10 times smaller than the average volume of the particles.
  • the fat load is controlled appropriately via the spray duration.

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Abstract

The invention relates to a method and a device for enriching powders with fat components or substances with characteristics similar to fat. According to the invention, the solids in powder form are fluidized using a mechanical mixing device. The solid particles (2) that have been introduced into a mixing container (1) are separated by a mixing tool (3) in such a way that the probability of contact between the solid particles (2) is lower in a predetermined fluid area of the mixing container (1) than in the rest of the mixing container (1). Hot fat is sprayed onto the solid particles (2) in the predetermined fluid area from a nozzle arrangement (4) in the form of heated fat droplets (8), until a predetermined fat load is reached. The fat aerosol that is produced is heated to a temperature at which the fat droplets (8) which strike the solid particles (2) are still sufficiently fluid when the fat penetrates the solid particles or becomes attached to the particle surface and the average volume of the fat droplets (8) is at least 3 times smaller than the average volume of the particles.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Anreichern von Pulver mit Fettkomponenten Method and device for enriching powder with fat components
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anreichern von Pulvern mit Fettkomponenten oder Substanzen mit fettähnlichen Eigenschaften, wobei nachfolgend unter Anreichern sowohl das Einbringen der Fettkomponenten in die Pulverpartikel als auch das Umhüllen der Pulverpartikel mit Fettkomponenten verstanden wird.The invention relates to a method and a device for enriching powders with fat components or substances with fat-like properties, wherein enrichment is understood below to mean both the introduction of the fat components into the powder particles and the coating of the powder particles with fat components.
Das Anreichern von Puiverpartikeln mit Fett ist insbesondere aus der Lebens- mitteltechnoiogie bekannt. So werden z. B. Trockensuppen oder Trockensoßen mit Fettkomponenten angereichert. Dazu wird in einem Feststoffmischer das Fett mittels einer Dosien/orrichtung zugegeben. Im Mischer, in dem die Benetzung der Pulverpartikel mit dem Fett erfolgt, ist häufig ein schnell rotierender Messerkopf angeordnet, der die bei der Benetzung auftretenden Klumpen zerteilt. Bei diesem Verfahren entstehen Produkte mit technologisch ungünstigen Rieseleigenschaften. Weiterhin weisen die Produkte auch eine verminderte Wasserlöslichkeit auf, was insbesondere bei den bereits erwähnten Trockensuppen und - soßen von Nachteil ist. Durch die mechanische Zerteilung der Klumpen entstehen Partikel unterschiedlicher Größe, was ebenfalls zu unterschiedlichem und daher nicht erwünschtem Auflösungsverhalten führt. Wenn die Messer des rotierenden Messerkopfs die Klumpen zerteilen, erfolgt auch eine Verdichtung der Substanz, die gleichfalls einen negativen Einfluß auf die Löslichkeit haben kann. In dem Dokument DE 3135867 wird ein Verfahren zum Umhüllen von Lebens- mittelsubstaπzen beschrieben. Dazu wird Fett in einem Lösungsmittel gelöst, die zu umhüllende Substanz, wie z. B. Salze, Gewürze, Genußsäuren, Backzusätze, Zusätze für Fleischerzeugnisse, zugemischt und anschließend das Lösungsmit- tel durch Anlegen von Vakuum abgezogen.The enrichment of powder particles with fat is known in particular from food technology. So z. B. Dry soups or dry sauces enriched with fat components. For this purpose, the fat is added in a solid mixer using a metering device. A rapidly rotating cutter head is often arranged in the mixer, in which the powder particles are wetted with the fat, which breaks up the lumps that occur during wetting. This process creates products with technologically unfavorable flow properties. Furthermore, the products also have a reduced solubility in water, which is a disadvantage in particular with the dry soups and sauces mentioned above. The mechanical division of the lumps results in particles of different sizes, which likewise leads to different and therefore undesirable dissolution behavior. If the knives of the rotating knife head break up the lumps, the substance is also compacted, which can also have a negative influence on the solubility. Document DE 3135867 describes a method for wrapping food substances. For this, fat is dissolved in a solvent, the substance to be coated, such as. B. salts, spices, edible acids, baking additives, additives for meat products, mixed in and then the solvent is removed by applying a vacuum.
Dem Fachmann ist klar, daß durch den Zusatz von Lösungsmitteln die mit Fett anzureichernden Substanzen Veränderungen unterliegen, d. h., daß sich die lebensmitteltechnischen Eigenschaften der Substanzen verschlechtern können. Es gibt auch lebensmitteltechnische Prozesse, bei denen der Einsatz von Lösungsmitteln generell unerwünscht ist.It is clear to the person skilled in the art that the addition of solvents changes the substances to be enriched with fat, i. that is, the food technology properties of the substances can deteriorate. There are also food technology processes in which the use of solvents is generally undesirable.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, das Anreichern von pulverförmigen Substanzen mit Fettkomponenten zumindest hinsichtlich Löslichkeit und Rieselfähig- keit zu verbessern. Insbesondere sollen beim Anreichern keine Lösungsmittel verwendet werden.It is therefore the object of the invention to improve the enrichment of powdery substances with fat components, at least with regard to solubility and flowability. In particular, no solvents should be used for enrichment.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und mit einer Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst.The object is achieved with a method according to claim 1 and with a device according to claim 8.
Erfindungsgemäß werden pulverförmige Feststoffe mittels einer mechanischen Mischvorrichtung fluidisiert, wobei die Feststoffpartikel derart vereinzelt werden, daß zumindest in einem vorbestimmten Fluidbereich des Mischbeh lters eine geringere Berührungswahrscheinlichkeit zwischen den Feststoffpartikeln vorliegt. In diesen Fluidbereich wird erhitztes Fett gesprüht, bis ein vorbestimmter Beladungszustand der Feststoffpartikel mit Fett erreicht ist. Es ist für den Fachmann klar, daß die Größe und die Lage des vorbestimmten Fluidbereichs, in dem die Feststoffpartikel hinreichend vereinzelt vorliegen, von unterschiedlichen Betriebsparametern beeinflußt werden, wie z. B. von den Mischeigenschaften der Mischvorrichtung, deren Füllungsgrad oder den Feststoffeigenschaften. Zur Erläuterung sei noch erwähnt, daß durch den Mischvorgang ständig Partikel in den vorbestimmten Fluidbereich eingetragen und ausgetragen werden. Es gehört zur technischen Lehre der Erfindung, daß ein Aerosol aus Luft oder einem anderen Gas oder Gasgemisch und fein verteilter Fettkomponente erzeugt wird, wobei das erhitzte Fettaerosol eine Temperatur aufweist, bei der die auf die Feststoff- partikel auftreffenden Fetttröpfchen beim Eindringen des Fetts in das Partikel oder beim Anlagern des Fetts an der Partikeloberfläche noch ausreichend flüssig sind. Auch hier ist für den Fachmann klar, daß die Höhe der Temperatur nicht konkret angegeben werden kann, da die optimale Temperatur von verschiedenen Prozeßparametern abhängt, wie z. B. von der Viskosität und dem Schmelz- punkt des Fetts und von den Wärmeübergängen zwischen dem flüssigen Fett, der pulverförmigen Substanz und der umgebenden Atmosphäre. Einem Fachmann für Lebensmitteltechnologie ist es jedoch durch wenige Versuche möglich, bei Kenntnis der erfindungsgemäßen technischen Lehre, für ein vorbestimmtes Pulver und ein vorbestimmtes Fett die optimale Verarbeitungstemperatur zu er- mittein. Zur erfindungsgemäßen technischen Lehre gehört ebenfalls, daß das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen mindestens 3mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der anzureichernden Partikel ist. Durch diese Maßnahme wird eine Überladung des Partikels mit Fett vermieden und somit auch eine wesentliche Ursache für die Klumpenbildung ausgeschlossen.According to the invention, powdery solids are fluidized by means of a mechanical mixing device, the solid particles being separated such that there is a lower probability of contact between the solid particles, at least in a predetermined fluid region of the mixing container. Heated fat is sprayed into this fluid area until a predetermined loading state of the solid particles with fat is reached. It is clear to the person skilled in the art that the size and the position of the predetermined fluid area, in which the solid particles are sufficiently isolated, are influenced by different operating parameters, such as e.g. B. from the mixing properties of the mixing device, its degree of filling or the solid properties. For explanation it should be mentioned that the mixing process constantly particles in the predetermined fluid range are entered and discharged. It is part of the technical teaching of the invention that an aerosol is generated from air or another gas or gas mixture and finely divided fat component, the heated fat aerosol having a temperature at which the fat droplets striking the solid particles as the fat penetrates into the Particles or when the fat is deposited on the particle surface are still sufficiently liquid. Here too, it is clear to the person skilled in the art that the level of the temperature cannot be specified concretely, since the optimal temperature depends on various process parameters, such as, for. B. the viscosity and melting point of the fat and the heat transfer between the liquid fat, the powdery substance and the surrounding atmosphere. A person skilled in the art of food technology, however, is able, by means of a few experiments, to determine the optimum processing temperature for a predetermined powder and a predetermined fat if the technical teaching according to the invention is known. The technical teaching according to the invention also includes that the average volume of the fat droplets is at least 3 times smaller than the average volume of the particles to be enriched. This measure prevents the particle from being overloaded with fat and therefore also eliminates a major cause of the formation of clumps.
Pulverförmige Feststoffe, die nach der erfindungsgemäßen Lehre mit Fett beladen worden sind, weisen eine sehr gute Löslichkeit auf, was für Trockensuppen und -soßen von besonderem Vorteil ist. Weiterhin wird auch die Rieselfähigkeit verbessert, so daß die -Anreicherungsprodukte besser dosierbar sind. Zusätzlich wurde festgestellt, daß insbesondere die Substanzen für Trockensuppen und - soßen eine gleichmäßigere Färbung aufweisen. Solche optischen Eigenschaften werden in der Lebensmitteltechnologie als verbesserte Produkteigenschaften bewertet und daher angestrebt.Powdery solids that have been loaded with fat according to the teaching of the invention have a very good solubility, which is particularly advantageous for dry soups and sauces. Furthermore, the flowability is also improved, so that the enrichment products are easier to dose. In addition, it was found that the substances for dry soups and sauces in particular have a more uniform color. Such optical properties are evaluated as improved product properties in food technology and therefore sought.
Abschließend ist anzumerken, daß die beanspruchte technische Lehre keinesfalls auf die Lebensmitteltechnologie beschränkt ist. Mit diesem Verfahren kön- nen z. B. auch medizinische Wirkstoffe mit Fettsubstanzen oder mit fettähnlichen Substanzen beladen werden.In conclusion, it should be noted that the claimed technical teaching is in no way limited to food technology. With this procedure z. B. medical agents can be loaded with fatty substances or with fat-like substances.
Nach Anspruch 2 ist das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen mindestens 10mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Partikel. Damit werden die vorstehend erwähnten positiven Produkteigenschaften noch erheblich verbessert.According to claim 2, the average volume of the fat droplets is at least 10 times smaller than the average volume of the particles. This significantly improves the positive product properties mentioned above.
Nach Anspruch 3 werden die Fetttröpfchen während des Sprühvorganges mit einem erhitzten Gas oder Gasgemisch vermischt. Dadurch wird eine intensive Verwirbelung der Fetttröpfchen mit den Partikeln und durch die Wärmewirkung im Sprühbereich eine geringere Viskosität des Fetts erzielt, wobei ein bessere Benetzung und Durchdringung der Oberfläche der Partikel bewirkt wird.According to claim 3, the fat droplets are mixed with a heated gas or gas mixture during the spraying process. This results in an intensive swirling of the fat droplets with the particles and, due to the heat effect in the spray area, a lower viscosity of the fat, which results in better wetting and penetration of the surface of the particles.
Nach Anspruch 4 werden die Fetttröpfchen mit erhitzter Luft vermischt. Luft wird vorzugsweise dann verwendet, wenn z. B. keine Oxidationsgefahr besteht, da Luft das kostengünstigste Gasgemisch ist, das zudem nicht zusätzlich aus dem Mischer entsorgt werden muß.According to claim 4, the fat droplets are mixed with heated air. Air is preferably used when e.g. B. there is no risk of oxidation since air is the cheapest gas mixture, which also does not have to be disposed of from the mixer.
Nach Anspruch 5 erfolgt die Vermischung eines Gasgemisches und Luft oder eines speziellen Gases mit Fetttröpfchen mittels einer Zweistoff-Düse. Die Zweistoff-Düse ist für diesen Verfahrensschritt besonders geeignet, da mit diesem Düsensystem verschiedene Parameter, wie z. B. Durchsatz, Tröpfchengröße und Sprühgeometrie, sehr genau eingestellt werden können. Für den Fachmann ist klar, daß auch mehrere Zweistoff-Düsen einsetzbar sind, wenn die geometri- sehen Abmessungen der Mischvorrichtung daran angepaßt sind.According to claim 5, the mixing of a gas mixture and air or a special gas with fat droplets takes place by means of a two-component nozzle. The two-component nozzle is particularly suitable for this process step, since with this nozzle system various parameters, such as. B. throughput, droplet size and spray geometry, can be adjusted very precisely. It is clear to the person skilled in the art that several two-substance nozzles can also be used if the geometrical dimensions of the mixing device are adapted to this.
Nach Anspruch 6 sind die Zuleitungen der Zweistoff-Düse geregelt beheizbar, wodurch die Tröpfchengröße sehr genau einstellbar ist.According to claim 6, the feed lines of the two-component nozzle can be heated in a controlled manner, as a result of which the droplet size can be set very precisely.
Nach Anspruch 7 werden die Feststoffpartikel erwärmt. Diese Maßnahme wird dann angewendet, wenn z. B. der pulverförmige Feststoff in einer Mischphase, die der Phase der Fettbeladung zeitlich vorgelagert ist, auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt werden soll, um die Fettbeladungsfähigkeit der Partikel zu verbessern. Die Erwärmung der Partikel kann z. B. durch Wärmekoπtakt erfolgen, wenn die Partikel mit der erhitzten Behälterwand der Mischvorrichtung in Berührung gelangen.According to claim 7, the solid particles are heated. This measure is used when e.g. B. the powdery solid in a mixed phase, which is preceding the phase of the fat loading, is to be heated to a predetermined temperature in order to improve the fat loading ability of the particles. The heating of the particles can e.g. B. done by thermal contact when the particles come into contact with the heated container wall of the mixing device.
Nach Anspruch 8 wird eine Vorrichtung zum Anreichern von pulverförmigen Feststoffen mit Fett- oder fettähnlichen Komponenten mit nachfolgenden Merkmalen bereitgestellt: Eine Mischvorrichtung, die geeignet ist, die pulverförmigen Feststoffe auf eine Weise zu fiuidisieren, daß zumindest in einem vorbestimmten Fluidbereich des Mischraums die Feststoffpartikel derart vereinzelt werden, daß die Feststoffpartikel eine geringere Berührungswahrscheinlichkeit zueinander aufweisen als in dem verbleibenden Mischraum. Es ist für den Fachmann klar, daß in einem Mischraum immer Bereiche vorliegen, In denen die Durchschnitts- werte der Partikelabstände unterschiedlich sind. Im vorliegenden Fall ist daher die Mischvorrichtung so auszuführen und zu betreiben, daß sich beim Mischen ein vorbestimmter Fluidbereich ausbildet, in dem die Teilchen ausreichend vereinzelt sind. Die räumliche Lage dieses Bereichs in der Mischvorrichtung muß technologisch definiert sein, damit das mittels einer Sprühvorrichtung versprühte Heißfett im wesentlichen nur auf die fluidisierten Feststoffpartikel des vorbestimmten Fluidbεreichs auftrifft. Es ist weiterhin erforderlich, daß die Sprühvorrichtung so eingestellt wird, daß das erzeugte Fettaerosol eine Temperatur aufweist, bei der die auf die Feststoffpartikel auftreffenden Fetttröpfchen beim Eindringen in das Partikel oder beim Anlagern an die Partikeloberfläche noch aus- reichend niedrigviskos sind und somit vollständig in die Partikel eindringen oder sich gleichmäßig anlagern können. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen mindestens 3mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Partikel ist. Nach Anspruch 9 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung insofern weitergebildet, daß die Fetttröpfchengröße so eingestellt ist, das ihr Durchschnittsvolumen mindestens 10mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Feststoffpartikel ist.According to claim 8, a device for enriching powdery solids with fat or fat-like components is provided with the following features: A mixing device which is suitable to fluidize the powdery solids in such a way that at least in a predetermined fluid area of the mixing space, the solid particles are separated be that the solid particles have a lower probability of contact with each other than in the remaining mixing room. It is clear to the person skilled in the art that there are always areas in a mixing room in which the average values of the particle distances are different. In the present case, the mixing device must therefore be designed and operated in such a way that a predetermined fluid area is formed during mixing, in which the particles are sufficiently isolated. The spatial position of this area in the mixing device must be defined technologically so that the hot fat sprayed by means of a spray device essentially only hits the fluidized solid particles of the predetermined fluid range. It is also necessary that the spray device is set so that the grease aerosol produced has a temperature at which the fat droplets striking the solid particles are still sufficiently low-viscosity when penetrating into the particle or when attached to the particle surface, and are therefore completely into the Particles can penetrate or accumulate evenly. It is particularly important that the average volume of the fat droplets is at least 3 times smaller than the average volume of the particles. According to claim 9, the device according to the invention is further developed in that the fat droplet size is set so that its average volume is at least 10 times smaller than the average volume of the solid particles.
Nach Anspruch 10 ist eine Gasaustragvorrichtung vorgesehen, die ein erhitztes Gas oder Gasgemisch so austrägt, daß die Fetttröpfchen mit dem erhitzten Gas oder Gasgemisch intensiv vermischt werden.According to claim 10, a gas discharge device is provided which discharges a heated gas or gas mixture so that the fat droplets are intensively mixed with the heated gas or gas mixture.
Nach Anspruch 11 bilden die Sprühvorrichtung für das Fett und die Gasaustrag- Vorrichtung für das Gas oder Gasgemisch eine Zweistoff-Düse.According to claim 11, the spray device for the fat and the gas discharge device for the gas or gas mixture form a two-component nozzle.
Nach Anspruch 12 sind die Zuleitungen für die Zweistoffdüse beheizbar.According to claim 12, the feed lines for the two-component nozzle can be heated.
Nach Anspruch 13 ist eine Heizvorrichtung vorgesehen, um die Feststoffpartikel im Mischbehälter durch Wärmekontakt zu erhitzen, wobei nach Anspruch 14 die Heizvorrichtung innerhalb der Mischvorrichtung angeordnet ist und nach Anspruch 15 die Heizvorrichtung die Mischbehälterwand der Mischvorrichtung erhitzt.According to claim 13, a heating device is provided to heat the solid particles in the mixing container by thermal contact, wherein according to claim 14 the heating device is arranged within the mixing device and according to claim 15 the heating device heats the mixing container wall of the mixing device.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer schematischen Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with a schematic drawing.
Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt.1 shows a top view of a preferred embodiment of the invention in cross section.
Nachfolgend werden gleichzeitig das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 8 beschrieben.The method according to claim 1 and the device according to claim 8 are described simultaneously below.
In einem zylinderförmigen Mischbehälter 1 befinden sich eingebrachte Feststoff- partikel 2, die mittels eines sich in Pfeilrichtung A drehenden Mischwerkzeugs 3 fluidisiert werden. Mit Bezugszeichen 4 ist eine beheizte Zweistoffdüse mit Ke- gelstrahl-Charakteristik bezeichnet, aus der auf eine Temperatur von 100 bis 160 °C erhitzte Fetttröpfchen 8 und auf 160 °C erhitzte Luft austreten. Eine zur Drehachse des Mischwerkzeugs 3 gerichtete Hauptachse eines ausgebildeten Sprühkegels 5 ist mit Bezugszeichen 6 bezeichnet. Die Mischvorrichtung ist ausgelegt und wird so betrieben, daß innerhalb eines vorbestimmten Raumbereichs des Mischbehälters, der im vorliegenden Beispiel mit dem Volumen des Sprühkegels 5 technologisch weitgehend in Übereinstimmung gebracht ist, die Feststoffpartikel 2 derart fluidisiert sind und einen Fluidbereich ausbilden, daß die Wahrscheinlichkeit einer gegenseitigen Berührung der Feststoffpartikel we- sentlich geringer ist als in dem verbleibenden Raumbereich des Mischbehälters. Die Feststoffpartikel 2 werden durch das Mischwerkzeug 3 in eine Flugbahn 7 gedrängt, die senkrecht zur Hauptachse 6 des Sprühkegels 5 verläuft. Wenn die Feststoffpartikel 2 in den Sprühkegel 5 eintreten, treffen die Fetttröpfchen 8 mit einer hohen Ausströmgeschwindigkeit auf die Feststoffpartikel 2 auf. Je nach Beschaffenheit des Fetts und der Feststoffpartikel dringt das Fett vorwiegend in die Partikel ein oder lagert sich an der Oberfläche der Feststoffpartikel an. Im vorliegenden Beispiel ist das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen mindestens 10mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Partikel. Die Fettbeladung wird zweckentsprechend über die Sprühdauer gesteuert. In a cylindrical mixing container 1 there are introduced solid particles 2, which are fluidized by means of a mixing tool 3 rotating in the direction of arrow A. Reference number 4 denotes a heated two-component nozzle with a Gel jet characteristic, from which fat droplets 8 heated to a temperature of 100 to 160 ° C and air heated to 160 ° C emerge. A main axis of a spray cone 5 which is directed toward the axis of rotation of the mixing tool 3 is designated by reference number 6. The mixing device is designed and operated in such a way that within a predetermined spatial area of the mixing container, which in the present example is technologically largely in accordance with the volume of the spray cone 5, the solid particles 2 are fluidized and form a fluid area so that the probability of a mutual Touch of the solid particles is significantly less than in the remaining space of the mixing container. The solid particles 2 are forced by the mixing tool 3 into a trajectory 7 which is perpendicular to the main axis 6 of the spray cone 5. When the solid particles 2 enter the spray cone 5, the fat droplets 8 hit the solid particles 2 at a high outflow rate. Depending on the nature of the fat and the solid particles, the fat mainly penetrates into the particles or accumulates on the surface of the solid particles. In the present example, the average volume of the fat droplets is at least 10 times smaller than the average volume of the particles. The fat load is controlled appropriately via the spray duration.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Anreichern von pulverförmigen Feststoffen mit Fett- oder fettähnlichen Komponenten, wobei nachfolgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:1. A process for enriching powdery solids with fat or fat-like components, the following process steps being carried out:
- mechanisches Fiuidisieren der pulverförmigen Feststoffe mittels einer mechanischen Mischvorrichtung, wobei in einen Mischbehälter (1) eingebrachte Fest- Stoffpartikel (2) durch ein Mischwerkzeug (3) derart vereinzelt werden, daß in einem vorbestimmten Fluidbereich des Mischbehälters (1) eine geringere Berührungswahrscheinlichkeit zwischen den Feststoffpartikein (2) vorliegt als in dem verbleibenden Bereich des Mischbehälters (1),- Mechanical fluidization of the powdery solids by means of a mechanical mixing device, solid particles (2) introduced into a mixing container (1) being separated by a mixing tool (3) in such a way that in a predetermined fluid region of the mixing container (1) there is less likelihood of contact between the Solid particles (2) are present in the remaining area of the mixing container (1),
- Aufsprühen von Heißfett aus einer Düse (4) als erhitzte Fetttröpfchen (8) auf die fluidisierten Feststoffpartikel (2) des vorbestimmten Fluidbereichs, bis ein vorbestimmter Beiadungszustand mit Fett erreicht ist, wobei- Spraying hot fat from a nozzle (4) as heated fat droplets (8) onto the fluidized solid particles (2) of the predetermined fluid area until a predetermined state of loading with fat is reached, wherein
- das erzeugte Fettaerosol auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die auf die Feststoffpartikel (2) auftreffeπden Fetttröpfchen (8) beim Eindringen des Fetts in die Feststoffpartikel oder beim Anlagern der Fetts an der Partikeloberfläche noch ausreichend flüssig sind und- The generated grease aerosol is heated to a temperature at which the fat droplets (8) impinging on the solid particles (8) are still sufficiently liquid when the fat penetrates into the solid particles or when the fat deposits on the particle surface and
- das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen (8) mindestens 3mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Partikel ist. - The average volume of the fat droplets (8) is at least 3 times smaller than the average volume of the particles.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen (8) mindestens 10mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Partikel ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the average volume of the fat droplets (8) is at least 10 times smaller than the average volume of the particles.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fetttröpfchen während des Sprühvorganges mit einem erhitzten Gas oder Gasgemisch vermischt werden.3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that the fat droplets are mixed during the spraying process with a heated gas or gas mixture.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fetttröpfchen (8) während des Sprühvorganges mit erhitzter Luft vermischt werden.4. The method according to claim 3, characterized in that the fat droplets (8) are mixed with heated air during the spraying process.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Fetttröpfchen (8) mit einem erhitzten Gas oder Gasgemisch mittels einer Zweistoff-Düse (4) erfolgt.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the mixing of the fat droplets (8) with a heated gas or gas mixture by means of a two-component nozzle (4).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen der Zweistoff-Düse geregelt beheizbar sind.6. The method according to claim 5, characterized in that the feed lines of the two-component nozzle can be heated in a controlled manner.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffpartikel (8) in der Mischvorrichtung erhitzt werden.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the solid particles (8) are heated in the mixing device.
8. Vorrichtung zum Anreichern von pulverförmigen Feststoffen mit Fett- oder fettähnlichen Komponenten mit nachfolgenden Merkmalen:8. Device for enriching powdery solids with fat or fat-like components with the following features:
- eine Mischvorrichtung, die geeignet ist, die pulverförmigen Feststoffe derart zu fiuidisieren, daß zumindest in einem vorbestimmten Fluidbereich des Mischbeh lters (1) eine geringere Berührungswahrscheinlichkeit zwischen den Feststoffpartikeln (2) vorliegt als in dem verbleibenden Bereich des Mischbehälters (1)- A mixing device which is suitable to fluidize the powdery solids in such a way that at least in a predetermined fluid region of the mixing container (1) there is a lower probability of contact between the solid particles (2) than in the remaining region of the mixing container (1)
- eine Sprühvorrichtung (4) zum Aufsprühen von erhitztem Fett auf die fluidisierten Feststoffpartikel (2) des vorbestimmten Fluidbereichs, wobei - das eingesprühte Fettaerosol eine Temperatur aufweist, bei der die auf die Feststoffpartikel (2) auftreffenden Fetttröpfchen (8) beim Eindringen des Fetts in die Partikel oder beim Anlagern der Fetts an die Partikeloberfläche noch ausreichend niedrigviskos sind und- A spraying device (4) for spraying heated fat onto the fluidized solid particles (2) of the predetermined fluid area, wherein - the sprayed-in grease aerosol has a temperature at which the fat droplets (8) impinging on the solid particles (2) upon penetration of the fat into the particles or when the fat is deposited on the particle surface are still sufficiently low-viscosity and
- das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen (8) mindestens 3mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Partikel (2) ist.- The average volume of the fat droplets (8) is at least 3 times smaller than the average volume of the particles (2).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchschnittsvolumen der Fetttröpfchen (8) mindestens 10mal kleiner als das Durchschnittsvolumen der Partikel (2) ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the average volume of the fat droplets (8) is at least 10 times smaller than the average volume of the particles (2).
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasaustragvorrichtung vorgesehen ist, die ein erhitztes Gas oder Gasgemisch so austrägt, daß die Fetttröpfchen (8) mit dem erhitzten Gas oder Gasgemisch intensiv vermischt werden.10. Device according to claims 8 or 9, characterized in that a gas discharge device is provided which discharges a heated gas or gas mixture so that the fat droplets (8) are mixed intensively with the heated gas or gas mixture.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvorrichtung für das Fett und die Gasaustragvorrichtung für das Gas oder Gasgemisch eine Zweistoff-Düse (4) bilden.11. The device according to claim 10, characterized in that the spray device for the fat and the gas discharge device for the gas or gas mixture form a two-substance nozzle (4).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuieitun- gen für die Zweistoff-Düse (4) beheizbar sind.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the feed lines for the two-component nozzle (4) are heatable.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, um die Feststoffpartikel (2) durch Kontakterwärmung zu erhitzen.13. Device according to claims 8 to 12, characterized in that a heating device is provided to heat the solid particles (2) by contact heating.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung innerhalb der Mischvorrichtung angeordnet ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the heating device is arranged within the mixing device.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvor- richtung den Mischbehälter (1) der Mischvorrichtung erhitzt. 15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the heating device heats the mixing container (1) of the mixing device.
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