Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direkten Dampfbehandlung von eiweisshaltigen Nahrungsstoffen, insbesondere Sojaprodukten, zum Zerstören der in den Nahrungsstoffen enthaltenen Bitterstoffe und/oder Hemmstoffe.
Aus dem Buche Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie , dritte Auflage, 1965, 16. Band ist auf Seite 2 unten und Seite 3 oben für entfettete und entbenzinierte Sojaschilfer eine Toastung , d. h. eine direkte Dampfbehandlung während 30 bis 45 Minuten bei 100 bis 110 C bekannt, bei der die in den Bohnen enthaltenen Bitterstoffe sowie der Trypsin Hemmfaktor zerstört werden. Nach anschliessender Kühlung, Vermahlung und Absiebung kommen die Nahrungsstoffe, d. h.
die Sojaprodukte je nach Mahlgrad als Sojaschrot oder als Sojamehl in den Handel.
Durch die lange Dauer der Dampfbehandlung werden zwar die Bitterstoffe und die Hemmstoffe zerstört, es tritt aber eine merkliche Denaturierung der Nahrungsstoffe auf. Dadurch werden sie weniger leicht verdaulich und sind für empfindlichere Ernährungsprozesse nicht mehr geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur direkten Dampfbehandlung von eiweisshaltigen Nahrungsstoffen zu schaffen, bei welchen das Zerstören der Bitterstoffe und/oder Hemmstoffe ohne eine wesentliche Denaturierung der Nahrungsstoffe ausgeführt werden kann, d. h. Nahrungsstoffe höherer Qualität erzeugt werden.
Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass die Nahrungsstoffe in fluidisiertem Zustand in zwei Zonen behandelt werden, die von den Nahrungsstoffen nacheinander durchflossen werden, dass das tragende Fluidum in der ersten der beiden Zonen Gas und Dampf ist, wobei die Nahrungsstoffe durch Kondensation des Dampfes an ihnen erwärmt und durch das Gas in der Schwebe gehalten werden, und dass das tragende Fluidum in der zweiten der beiden Zonen Dampf und/oder Gas ist, und die Nahrungsstoffe durch dieses tragende Fluidum der zweiten Zone auf einer Behandlungstemperatur gehalten werden, bei welcher die Bitterstoffe und/oder Hemmstoffe zerstört werden.
Weiter ist es von Vorteil, wenn die Nahrungsstoffe durch das tragende Fluidum der zweiten der beiden Zonen von mindestens einem Teil der Feuchtigkeit befreit werden, die sich in der ersten der beiden Zonen auf ihnen niedergeschlagen hat.
Mit Vorteil wird mindestens ein Teil des tragenden Fluidums der zweiten der beiden Zonen im Kreislauf geführt. Vorteilhafterweise wird ein Teil des die zweite der beiden Zonen verlassenden tragenden Fluidums der ersten der beiden Zonen zugeführt. Dabei ist es von Vorteil, wenn das tragende Fluidum der zweiten der beiden Zonen Dampf ist, und der die zweite der beiden Zonen verlassende Teil des Fluidums als Dampfanteil des tragenden Fluidums der ersten der beiden Zonen dient.
Schliesslich ist es vorteilhaft, wenn die Temperatur und/oder Feuchtigkeit bzw. Überhitzung des tragenden Fluidums der zweiten der beiden Zonen so gesteuert wird, dass die die zweite Zone verlassenden Nahrungsstoffe die gewünschte Feuchtigkeit haben. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der fluidisierte Zustand mittels einer horizontalen Fliessbettvorrichtung mit einem mindestens angenähert horizontalen, Durchtrittsöffnungen für die Fluida aufweisenden Boden und einem unter dem Boden befindlichen, in zwei Zonen unterteilten Zufuhrkasten für die tragenden Fluida hergestellt wird.
In der Zeichnung, anhand welcher das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert wird, ist eine Anlage zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt. Die einzige Figur zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine Fliessbettvorrichtung mit weiteren in Ansicht dargestellten Anlageteilen.
Die dargestellte Anlage weist zur Fluidisierung der Nahrungsstoffe eine horizontale Fliessbettvorrichtung 1 auf mit einem horizontalen, Durchtrittsöffnungen 2 für die Fluida aufweisenden Boden 3 und einem unter dem Boden 3 befindlichen Zufuhrkasten 4 für die tragenden Fluida. Die zu behandelnden Nahrungsstoffe werden der Fliessbettvorrichtung 1 durch eine Eintrittsschurre 5 zugeführt, bilden über dem Boden 3 unter der Einwirkung der durch die Durchtrittsöffnungen 2 durchtretenden Fluida ein fluidisiertes Fliessbett 6 und verlassen die Fliessbettvorrichtung durch eine Austrittsschurre 7. Über dem Fliessbett 6 befindet sich eine Absaughaube 8 für die das Fliessbett 6 verlassenden Fluida.
Durch eine im Zufuhrkasten 4 angeordnete Wand 9 und eine in der Absaughaube 8 angeordnete Wand 10 ist die Fliessbettvorrichtung 1 in zwei in Durchflussrichtung der Nahrungsstoffe nacheinanderliegende Zonen 11 und 12 unterteilt.
Die erste der beiden Zonen, nämlich die Zone 11? weist eine in den Zufuhrkasten 4 mündende Fluidumzuleitung 13, und die zweite der beiden Zonen, nämlich die Zone 12, weist eine in den Zufuhrkasten 4 mündende Fluidumzuleitung 14 auf. Aus der ersten Zone 11 führt eine die Absaughaube 8 verlassende Fluidumableitung 15, und aus der zweiten Zone 12 führt eine die Absaughaube 8 verlassende Fluidumableitung 16. In die Fluidumzuleitung 13 mündet eine Frischluftleitung 17 und eine Dampfleitung 18. In der Fluidumzuleitung 13 sind ein Gebläse 19 und ein Erhitzer 20 angeordnet. In der Fluidumableitung 15 ist ein Staubabscheider 21 vorgesehen, dessen Staubableitung 22 in die Eintrittsschurre 5 mündet, und ein Absauggebläse 23 für das Fluidum.
In der Fluidumableitung 16 der zweiten Zone 12 ist ein Staubabscheider 24 vorgesehen, dessen Staubableitung 25 in die Austrittsschurre 7 mündet. Die Fluidumableitung 16 mündet in die Fluidumzuleitung 14, welche einen Verdichter 26 und einen Erhitzer 27 aufweist.
In die Fluidumableitung 16 mündet eine Frischdampfleitung 28. Von der Fluidumzuleitung 14 zweigt die Dampfleitung 18 ab.
In der dargestellten Anlage wird das Verfahren zur direkten Dampfbehandlung von eiweisshaltigen Nahrungsstoffen, insbesondere Sojaprodukten, zum Zerstören der in den Nahrungsstoffen enthaltenen Bitterstoffe und/oder Hemmstoffe so durchgeführt, dass die Nahrungsstoffe in fluidisiertem Zustand, nämlich in dem Fliessbett 6 in den zwei in Durchflussrichtung der Nahrungsstoffe nacheinanderliegenden Zonen 11 und 12 behandelt werden. Dabei ist das tragende Fluidum in der er sten der beiden Zonen, nämlich in der Zone 11, Gas, d. h. Luft aus der Frischluftleitung 17 und Dampf aus der Dampfleitung 18, welche im Gebläse 19 gemischt und verdichtet und im Erhitzer 20 erwärmt durch die Fluidumzuleitung 13 in die Fiessbettvorrichtung 1 eintreten. Temperatur und Feuchtigkeit bzw.
Überhitzung des Dampfes sind so abgestimmt, dass die Nahrungsstoffe durch Kondensation des Dampfes an ihnen erwärmt werden. Das Gas, d. h. die Frischluft, besorgt dabei das Inderschwebehalten des Fliessbetts 6. Durch die Erwärmung der Nahrungsstoffe im fluidisierten Zustand mittels Kondensation lässt sich eine äusserst schnelle, gleichmässige, auf alle Teilchen der Nahrungsstoffe verteilte Erwärmung erzielen.
Durch Vorsehen des anderen Bestandteils des Fluidums, nämlich des Gases, lässt sich die den Teilchen zugeführte Feuchtigkeit so gering halten, dass sie nicht klebrig werden.
Das tragende Fluidum in der zweiten der beiden Zonen, nämlich der Zone 12, kann Dampf und/oder Gas sein. Beim Ausführungsbeispiel ist es Dampf, und zwar überhitzter Dampf. Dieser dient dazu, die Nahrungsstoffe des Fliessbetts 6 in der zweiten Zone 12 auf einer Behandlungstemperatur zu halten, bei welcher die Bitterstoffe und Hemmstoffe zerstört werden.
Das Erwärmen der im Fliessbett 6 in fluidisiertem Zustand befindlichen Nahrungsstoffe mittels Kondensation des Dampfes an ihnen erlaubt eine äusserst schnelle, genau dosierte und gleichmässig auf alle Teilchen der Nahrungsstoffe verteilte Er wärmung. Nach dieser Erwärmung in der ersten Zone 11 kann die Behandlungstemperatur in der zweiten Zone 12 infolge des fluidisierten Zustands der Nahrungsstoffe im Fliessbett 6 genau auf dem gewünschten Wert und für alle Teilchen der Nahrungsstoffe auf gleicher Höhe gehalten werden. Damit lässt sich die Behandlungszeit der Nahrungsstoffe, einschliesslich der Anwärmzeit, auf einen Bruchteil der bei dem bekannten Verfahren benötigten Zeit verkürzen. Bei ausgeführten Versuchen betrug die Behandlungszeit nur noch 5 Minuten.
Bei ausreichender Zerstörung der Bitterstoffe und Hemmstoffe trat infolge der verkürzten Behandlungszeit eine nur unwesentliche Denaturierung der Nahrungsstoffe auf.
Die Nahrungsstoffe werden in der zweiten der beiden Zonen, nämlich in der Zone 12, durch das tragende Fluidum dieser Zone von einem Teil ihrer Feuchtigkeit befreit, wobei mindestens ein Teil der Feuchtigkeit weggetragen wird, die sich in der ersten Zone 11 auf ihnen niedergeschlagen hat. Dazu wird die Temperatur und/oder Feuchtigkeit bzw. Überhitzung des tragenden Fluidums der zweiten Zone 12 so gesteuert, dass die die zweite Zone verlassenden Nahrungsstoffe die gewünschte Feuchtigkeit haben.
Mittels der Fluidumableitung 16 und der Fluidumzuleitung 14 wird das tragende Fluidum der zweiten Zone im Kreislauf geführt, wodurch Wärmeverluste vermieden werden. Ein Teil des die zweite Zone 12 verlassenden tragenden Fluidums wird durch die Dampfleitung 18 der ersten Zone 11 zugeführt. Wie schon erwähnt wurde, ist das tragende Fluidum der zweiten Zone 12 Dampf, und der die zweite Zone 12 verlassende Teil dieses Fluidums der zweiten Zone dient als Dampfanteil des tragenden Fluidums der ersten Zone 11. Dadurch benötigt die Anlage nur einen einzigen Frischdampfeintritt, nämlich durch die Frischdampfleitung 28, und nur einen einzigen Dampfaus tritt, nämlich durch die Fluidumableitung 15. Die austretende Dampfmenge ist sehr klein, weil sich in der ersten Zone 11 der grösste Teil des Dampfes an den Nahrungsstoffen niederschlägt. Die Anlage arbeitet also sehr wirtschaftlich.
The invention relates to a method for the direct steam treatment of protein-containing food substances, in particular soy products, in order to destroy the bitter substances and / or inhibitors contained in the food substances.
From the book Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, third edition, 1965, volume 16, there is a toast on page 2 at the bottom and page 3 at the top for degreased and degreased soy hilts, d. H. a direct steam treatment for 30 to 45 minutes at 100 to 110 C is known, in which the bitter substances contained in the beans and the trypsin inhibiting factor are destroyed. After the subsequent cooling, grinding and sieving, the nutrients come, i. H.
the soy products are sold as soy meal or as soy flour, depending on the degree of grinding.
The bitter substances and the inhibitors are destroyed by the long duration of the steam treatment, but there is a noticeable denaturation of the nutrients. This makes them less easy to digest and no longer suitable for more sensitive nutritional processes.
The invention is based on the object of providing a method for the direct steam treatment of protein-containing food substances in which the bitter substances and / or inhibitors can be destroyed without substantial denaturation of the food substances, i.e. H. Foods of higher quality are produced.
The object is achieved in the method mentioned at the beginning in that the nutrients are treated in a fluidized state in two zones through which the nutrients flow through one after the other, that the supporting fluid in the first of the two zones is gas and steam, the nutrients through Condensation of the steam on them are heated and kept in suspension by the gas, and that the supporting fluid in the second of the two zones is steam and / or gas, and the nutrients are kept at a treatment temperature by this supporting fluid of the second zone, in which the bitter substances and / or inhibitors are destroyed.
It is also advantageous if the supporting fluid of the second of the two zones frees the nutrients from at least part of the moisture that has deposited on them in the first of the two zones.
At least part of the supporting fluid of the second of the two zones is advantageously circulated. Advantageously, part of the supporting fluid leaving the second of the two zones is fed to the first of the two zones. It is advantageous here if the supporting fluid of the second of the two zones is steam and the part of the fluid leaving the second of the two zones serves as the vapor portion of the supporting fluid of the first of the two zones.
Finally, it is advantageous if the temperature and / or humidity or overheating of the supporting fluid of the second of the two zones is controlled in such a way that the nutrients leaving the second zone have the desired humidity. It is of particular advantage if the fluidized state is produced by means of a horizontal fluidized bed device with an at least approximately horizontal floor having passage openings for the fluids and a feed box for the supporting fluids located below the floor and divided into two zones.
In the drawing, on the basis of which the method according to the invention is explained in more detail, a system for carrying out the method according to the invention is shown schematically. The single figure shows a vertical longitudinal section through a fluidized bed device with further system parts shown in a view.
The system shown has a horizontal fluidized bed device 1 for fluidizing the nutrients with a horizontal floor 3 containing passage openings 2 for the fluids and a feed box 4 for the supporting fluids located below the floor 3. The foodstuffs to be treated are fed to the fluidized bed device 1 through an inlet chute 5, form a fluidized bed 6 above the floor 3 under the action of the fluids passing through the openings 2 and leave the fluidized bed device through an outlet chute 7. Above the fluidized bed 6 there is a suction hood 8 for the fluids leaving the fluidized bed 6.
By means of a wall 9 arranged in the feed box 4 and a wall 10 arranged in the suction hood 8, the fluidized bed device 1 is divided into two zones 11 and 12, one after the other in the flow direction of the nutrients.
The first of the two zones, namely zone 11? has a fluid bypass line 13 opening into the feed box 4, and the second of the two zones, namely zone 12, has a fluid bypass line 14 opening into the feed box 4. A fluid discharge line 15 leaving the suction hood 8 leads from the first zone 11, and a fluid discharge line 16 leaving the suction hood 8 leads out of the second zone 12. A fresh air line 17 and a steam line 18 open into the fluid supply line 13 and a heater 20 is arranged. In the fluid discharge line 15, a dust separator 21 is provided, the dust discharge line 22 of which opens into the inlet chute 5, and a suction fan 23 for the fluid.
A dust separator 24 is provided in the fluid discharge line 16 of the second zone 12, the dust discharge line 25 of which opens into the outlet chute 7. The fluid bypass 16 opens into the fluid feed 14, which has a compressor 26 and a heater 27.
A live steam line 28 opens into the fluid discharge line 16. The steam line 18 branches off from the fluid feed line 14.
In the system shown, the method for the direct steam treatment of protein-containing food substances, in particular soy products, to destroy the bitter substances and / or inhibitors contained in the food substances is carried out so that the food substances are in a fluidized state, namely in the fluidized bed 6 in the two in the flow direction of the Food substances consecutive zones 11 and 12 are treated. The supporting fluid is in which it most of the two zones, namely in zone 11, gas, d. H. Air from the fresh air line 17 and steam from the steam line 18, which are mixed and compressed in the fan 19 and heated in the heater 20 and enter the fluidized bed device 1 through the fluid feed line 13. Temperature and humidity or
Superheating of the steam are adjusted so that the nutrients are heated by condensation of the steam on them. The gas, d. H. the fresh air ensures that the fluidized bed 6 is kept floating in the air. By heating the food in the fluidized state by means of condensation, an extremely fast, even heating can be achieved that is distributed over all the particles of the food.
By providing the other component of the fluid, namely the gas, the moisture supplied to the particles can be kept so low that they do not become sticky.
The supporting fluid in the second of the two zones, namely zone 12, can be steam and / or gas. In the exemplary embodiment, it is steam, namely superheated steam. This serves to keep the nutrients in the fluidized bed 6 in the second zone 12 at a treatment temperature at which the bitter substances and inhibitors are destroyed.
The heating of the food substances in the fluidized state in the fluidized bed 6 by means of condensation of the steam on them allows extremely fast, precisely metered and evenly distributed heating over all particles of the food substances. After this heating in the first zone 11, the treatment temperature in the second zone 12 can be kept precisely at the desired value and at the same level for all particles of the nutrients due to the fluidized state of the nutrients in the fluidized bed 6. In this way, the treatment time for the nutrients, including the warm-up time, can be reduced to a fraction of the time required with the known method. In the tests carried out, the treatment time was only 5 minutes.
If the bitter substances and inhibitors were sufficiently destroyed, only insignificant denaturation of the nutrients occurred as a result of the shortened treatment time.
In the second of the two zones, namely in zone 12, the nutrients are freed from part of their moisture by the supporting fluid of this zone, with at least part of the moisture deposited on them in the first zone 11 being carried away. For this purpose, the temperature and / or humidity or overheating of the supporting fluid of the second zone 12 is controlled such that the nutrients leaving the second zone have the desired humidity.
By means of the fluid discharge line 16 and the fluid supply line 14, the supporting fluid of the second zone is circulated, whereby heat losses are avoided. A portion of the supporting fluid leaving the second zone 12 is supplied to the first zone 11 through the steam line 18. As already mentioned, the supporting fluid of the second zone 12 is steam, and the part of this fluid of the second zone which leaves the second zone 12 serves as the vapor portion of the supporting fluid of the first zone 11. As a result, the system only requires a single live steam inlet, namely through the live steam line 28, and only a single steam exit, namely through the fluid discharge line 15. The amount of steam escaping is very small because in the first zone 11 most of the steam is deposited on the nutrients. The system works very economically.