DD214985A3 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING STABLE SWEET SUGAR FOAM WITH HIGH GAS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von stabiliem Eiweiss-Zucker-Schaum mit hohem Gesanteil. DerEiweiss-Zucker- Schaum ist zur Fuellung der verschiedensten Erzeugnisse der Backwaren-,Dauerbackwaren- und Suesswarenindustrie geeignet. Ziel der Erfindung ist die Herstellung mit moeglichst geringem energetischem und apparativem Aufwand bei gleichzeitiger hoher Volumen- und Schaumausbeute. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass die aufbereiten bzw.gekochten und gemischten Rohstoffe mit einer Temperatur von mindestens 40 Grad C unter Zufuehrung von Druckluft in einem Dispergierohr verschaeumt werden. Dieses enthaelt ein makrofibrillaeres System aus unverzweigten, verschlungen festen Faeden mit rundem Querschnitt und einem Durchmesser von 0,4 bis 2,0mm.The invention relates to a method and a device for the continuous production of stabiliem protein-sugar foam with high Gesanteil. The protein sugar foam is suitable for filling a wide range of bakery, long-life bakery and confectionery products. The aim of the invention is the production with the lowest possible energy and equipment expense while high volume and foam yield. According to the invention, this is achieved by foaming the processed and mixed raw materials at a temperature of at least 40 degrees C while supplying compressed air in a dispersing tube. This contains a macrofibrillary system of unbranched, tangled solid round cross-section casings with a diameter of 0.4 to 2.0mm.
Description
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(a) Titel der Erfindung(a) Title of the invention
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von stabilem Eiweiß-Zucker-Schaum mit hohem GasanteilMethod and device for producing stable protein-sugar-foam with a high proportion of gas
^b) Anwendungsgebiet der Erfindung ^ b) Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung ' zur kontinuierlichen Herstellung von Eiweiß-Zucker-Schaum, der in der Backwaren-, Dauerbackwaren- und Süßwarenindustrie zur Füllung der verschiedensten Erzeugnisse, z.B. sogenannter Negerküsse und spezieller Waffeln, verwendet werden kann.The invention relates to a method and a device for the continuous production of protein-sugar-foam used in the bakery, long-life bakery and confectionery industry for filling a wide variety of products, e.g. so-called Negerkuss and special waffles can be used.
{c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen {c) Characteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt,.daß Eiweiß-Zucker-Schäume nach zwei verschiedenen Grundverfahren, hergestellt werden: It is known that protein-sugar foams are produced by two different basic processes:
1. Nach einem einstufigen Verfahren, bei dem eine gemeinsame Verschäumung von Eiweiß- und gekochter Zuckerlösung erfolgt. ' ; ;..'. .1. After a one-step process, in which a common foaming of protein and cooked sugar solution takes place. '; ; .. '. ,
2. Nach.einem zweistufigen Verfahren, bei dem erst die Ver- : schäumung der Eiweißlösung erfolgt und anschließend eine innige Vermischung bzw. Dispergierung mit gekochter Zuckerlösung. : 2. Nach.einem two-stage process in which only the comparison: foaming of the protein solution is carried out and then an intimate mixing or dispersing with boiled sugar solution. :
Beide Verfahren sind sowohl diskontinuierlich als auch kon- 'tinuierlich durchführbar.Both methods can be carried out batchwise as well as continuously.
Beim diskontinuierlichen.einstufigen Verfahren werden die beiden Komponenten in einer offenen Verschäumungsmaschine mittels Schlagrute verschäumt. Die Qualität dieses Eiweiß-Zucker-Schaumes ist für die Herstellung bestimmter Erzeugnisse, z.B. sogenannter Negerküsse und spezieller Waffeln.In the discontinuous one-step process, the two components are foamed in an open foaming machine by means of impact grooves. The quality of this protein-sugar-foam is for the production of certain products, e.g. so-called Negerkussen and special waffles.
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nicht geeignet, da die erforderlichen spezifischen Schaumvolumen nicht erreicht werden (Zucker- und Süßwarenwirtschaft J£ (1 977) 12 , S-. 448).not suitable because the required specific foam volumes are not reached (Zucker- und Süßwarenwirtschaft J £ (1 977) 12, pp. 448).
Den gleichen Nachteil haben die bisher bekannten einstufigen kontinuierlichen Verfahren, bei denen die Eiweiß-Zucker-Mischung in speziellen Dispergiereinrichtungen, wie z.B. rotierenden Mischköpfen, verschäumt wird.The same disadvantage is found in the hitherto known single-stage continuous processes in which the protein-sugar mixture is mixed in special dispersing means, e.g. rotating mixing heads, is foamed.
Diese Schäume können ζ.B. zur Herstellung von Marshmallows verwendet werden (Zucker- und Süßwarenwirtschaft 28 (1975) 3. 57).-These foams can ζ.B. used for the production of marshmallows (Zucker- und Süßwarenwirtschaft 28 (1975) 3. 57) .-
Beim zweistufigen., diskontinuierlichen Verfahren wird die fiiweißlösung .chargenweise in offenen Verschäumungsmaschinen, wie z.B. in Planetenrührmaschinen, verschäumt. Die Mweißlösung wird aus einer Mischung von Sprüheiklarpulver und Wasser im Verhältnis 1.: 7 hergestellt. In diesen. Eiweißschaum wird der vorzugsweise.auf 110 - 120 °( gekochte Zucker, in dem je nach Rezeptur Stärkesirup und öeliermittel, wie Agar-Agar, Gelatine oder Pektin enthalten sind, portionsweise zugegeben und in der Verschäumungsmaschine intensiv dispergiert und gleichzeitig auf ca. 50 °C abgekühlt,: so daß ein voluminöser Schaum mit einer Dichte von etwa 0,2 g/cm3 entsteht. .Dieser chargenweise hergestellte Schaum ist zur Produktion von sogenannten Negerküssen und schaumigen .Waffelfüllungen sehr gut geeignet (Zucker- und Süßwarenwirtschaft 22 (1977) 12, S. 448). Beim zweistufigen kontinuierlichen Verfahren wird der Eiweißschaum unter Verwendung von,Druckluft in bekannten Druckschlagmaschinen- oder in Engspalthornogenisatoren, die mit—besonders geschlitzten Metalleinsätzen, speziell geformten Drahtsieben, zylindrischen Metalleinsätzen, strukturierten Haufwerken- wie Kugeln, Raschigringen, Sattelkörpern, Spiralen usw. versehen sind, hergestellt. Dieser Schaum wird kontinuierlich in ein zweites . Dispergie.raggregät gefördert. In dieses Dispergieraggragat wird der mit allen Rohstoffen versetzte und gekochte Zucker dosiert und mit dem Eiweißschaum innig vermischt.In the two-stage., Batch process, the fiiweißlösung. Is batched in open foaming machines, such as planetary mixers, foamed. The white solution is prepared from a mixture of spray clear powder and water in the ratio 1: 7. In these. Protein foam is preferably added to 110-120 ° (boiled sugar, in which, depending on the recipe, corn syrup and oiling agents, such as agar-agar, gelatin or pectin added in portions and dispersed in the foaming machine and at the same time to about 50 ° C. cooled, so that a voluminous foam having a density of about 0.2 g / cm 3 is formed. This batch-produced foam is very well suited for the production of so-called Negerkuss and foamy .Waffle fillings (Zucker- und Süßwarenwirtschaft 22 (1977) 12 448. In the two-stage continuous process, the protein foam is made using compressed air in known pressure impactor or narrow neck orbiters, metal slits specially shaped, specially shaped wire screens, cylindrical metal inserts, structured aggregates such as spheres, Raschig rings, calipers, Spirals, etc. This foam will be continuous in a second. Promoted dispersing device. In this Dispergieraggragat the offset with all raw materials and boiled sugar is metered and intimately mixed with the protein foam.
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Das Gemisch wird durch eine geeignete Vorrichtung abgekühlt und der Dressiermaschine zugeführt.The mixture is cooled by a suitable device and fed to the skin pass mill.
Der Nachteil der bekannten zweistufigen Verfahren besteht im höheren energetischen und apparativen Aufwand, der zur Herstellung des stabilen, voluminösen Eiwei.ß-Zucker-Schaumes erforderlich ist. Dieser erhöhte Aufwand entsteht aus der zeitlich unterschiedlichen Verschäumung der Eiweißlösung und des Eiweiß-Zucker-Gemisches bzw. aus der räumlich und apparateseitigen getrennten Verschäumung beider Rezepturbestandteile .The disadvantage of the known two-stage process is the higher energy and equipment required to produce the stable, bulky Eiwei.ß sugar foam. This increased expense arises from the temporally different foaming of the protein solution and the protein-sugar mixture or from the spatially and apparatus-side separate foaming of both formulation components.
Außerdem ist festzustellen, daß das Schaumvolumen der aufgeschlagenen Eiweißlösung nach Zugabe des gekochten Zuckers durch die eintretende Denaturierung und teilweise Schaumzerstörung wesentlich geringer wird. Durch nachfolgende intensive Verschäumungsarbeit muß das Schaumvolumen wieder verbessert werden. .In addition, it should be noted that the foam volume of the whipped egg white solution after addition of the cooked sugar by the incoming denaturation and partial foam destruction is much lower. By subsequent intensive Verschäumungsarbeit the foam volume must be improved again. ,
(d) Ziel der Erfindung(d) Aim of the invention
Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines stabilen Eiweiß-Zucker-Schaumes, mit hoher Volumen- und Schaumausbeute, der für die verschiedensten Erzeugnisse der Backwaren-. Dauerbackwaren- und Süßwarenindustrie, z.B. Waffeln mit voluminösen Schaumfüllungen oder auch sogenannten Negerküssen, geeignet ist.The aim of the invention is the production of a stable protein-sugar foam, with high volume and foam yield, which is used for a wide variety of baked goods. Long-life bakery and confectionery industry, e.g. Waffles with voluminous foam fillings or even so-called Negerküssen, is suitable.
Dabei ist es ein besonderes Ziel der Erfindung, die Herstellung mit möglichst geringem energetischem und apparativem Aufwand zu ermöglichen.It is a particular object of the invention to enable the production with the lowest possible energy and equipment expense.
{e) Darlegung des Wesens der Erfindung {e) Explanation of the nature of the invention
Nach den in der Literatur beschriebenen einstufigen kontinuierlichen Verfahren ist es möglich, Eiweiß-Zucker-Schäume für Marshmallows herzustellen.According to the one-step continuous processes described in the literature, it is possible to prepare protein-sugar foams for marshmallows.
.für die Herstellung von sogenannten Negerküssen sind große Schaumvolumen und bessere Schaumstabilitäten erforderlich. Zur Erreichung dieser Qualitäten muß bei Beibehaltung des einstufigen Verfahrens ein hoher apparativer und insbesondere energetischer Aufwand betrieben werden.For the production of so-called Negerkussen large foam volumes and better foam stabilities are required. To achieve these qualities, while maintaining the one-stage process, a high expenditure in terms of apparatus and, in particular, energy must be used.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen aufzuzeigen, nach denen Eiweiß—Zucker-Schäume mit großer Volumenausbeute und hoher Schaumstabilität kontinuierlich und einstufig hergestellt werden können. Es wurde gefunden, daß die Herstellung eines stabilen, voluminösen Eiweiß-Zucker-Schaumes für sogenannte Negerküsse und spezielle Waffelfüllungen im einstufigen kontinuierlichen Verfahren dann möglich ist, wenn eine Mischung aus Eiweißlösung und gekochtem Zucker hergestellt wird, diese mit· Luft beaufschlagt und mittels einer Pumpe durch ein speziell gestaltetes Dispergierrohr gefördert und dabei verschäumt wird.The invention is therefore based on the object of demonstrating process conditions, according to which protein-sugar foams can be prepared continuously and in one stage with high volume yield and high foam stability. It has been found that the production of a stable, voluminous protein-sugar foam for so-called Negerkusses and special waffle fillings in the single-stage continuous process is possible when a mixture of protein solution and boiled sugar is prepared, these are exposed to air and by means of a pump promoted by a specially designed dispersing and foamed.
Die bei der Mischung mit gekochtem Zucker von ca. 110 bis 120 0C eintretende .Denaturierung der Eiweißproteine führt zu einer Verschlechterung ihrer Schäumbildungseigenschaften, die durch die Anwendung dieses.speziellen Dispergierverfahrens kompensiert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die verbleibenden filmbildenden Eigenschaften" der Proteine und die noch vorhandene .Flexibilität '-der Lamellen durch gezielte Wirkung von Scherkräften für die Schaumbildung und für die fortschreitende Dispergierung genutzt werden können.The .Denaturierung the egg white proteins occurring when mixed with boiled sugar of about 110 to 120 0 C leads to a deterioration of their Schäumbildungseigenschaften, which can be compensated by applying dieses.speziellen dispersion process. This is achieved by the fact that the remaining film-forming properties of the "proteins and the remaining 'flexibility' of the lamellae can be utilized by foaming action and progressive dispersion through the targeted action of shear forces.
Diese Scherkräfte entstehen dadurch, daß das strömende Gemisch durch ein speziell ausgebildetes Dispergierrohr gefördert wird. Der Innenraum des Rohres zeichnet sich durch eine konzentrierte Anordnung eines.makrofibrillären Systems aus unverzweigten verschlungenen und festen Fäden mit rundem Querschnitt, vorzugsweise aus lebensmittelr.echtlich unbedenklichen'Metallen oder Plaste mit einem Durchmesser von ü,4 bis 2,0 mm aus. Die Raumausfüllung dieses Systems kann bis zu 30 % des Volumens des Dispergierrohres betragen. Der runde Querschnitt der festen Fäden sichert,, daß die s.ehr labilen Gasbläschen- und die-sich fortschreitend bildenden Bläschenverbände nicht platzen, sondern durch die Strömungswirbel hinter den Fäden und durch die Adhäsionskräfte der Fäden geteilt werden, wobei die Schaumzerstörung äußerst minimal gehalten wird. Die für die gleichmäßige VerteilungThese shearing forces arise from the fact that the flowing mixture is conveyed through a specially trained dispersing. The interior of the tube is characterized by a concentrated arrangement of a macrofibrillar system consisting of unbranched intertwined and solid threads of round section, preferably of food grade harmless metals or plastic with a diameter of from 4 to 2.0 mm. The volume of this system can be up to 30 % of the volume of the dispersion tube. The round cross-section of the solid filaments ensures that the very fragile gas bubbles and progressively forming vesicle assemblies do not burst, but are divided by the vortices behind the filaments and by the adhesive forces of the filaments, minimizing foam destruction , The for the even distribution
und für die, insbesondere bei Lebensmitteln, während des Dispergiervorganges notwendige teilweise Denatur'ierung der Inhaltsstoffe, wie z.B. der Auftrennung der Tertiärstruktur der Eiweiße, erforderliche turbulente Strömung wird durch die räumliche Anordnung der festen Fäden zu einem makrofibriilären System mit der Wirkung von Scher- und Adhäsionskräften in jeder Ebene erreicht.and for the partial denaturation of the ingredients, such as, for example, foodstuffs, during the dispersing process, such as e.g. the separation of the tertiary structure of the proteins, turbulent flow required is achieved by the spatial arrangement of the solid threads to a macrofibrillary system with the effect of shear and adhesion forces in each plane.
Die Herstellung der Mischung aus Eiweißlösung und vorzugsweise auf 110 bis 120 0C gekochtem Zucker kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich in. herkömmlichen Mischaggregaten bzw. Rührwerken erfolgen. Die Mischungstemperatur stellt sich je nach Temperatur der Komponenten und der verwendeten Rezeptur zwischen 40 0C und 90 0C ein. Vorzugsweise ist für das gefundene Verfahren eine Mischungstemperatur von 60 0C bis 70 0C einzuhalten.The preparation of the mixture of protein solution and preferably boiled at 110 to 120 0 C sugar can be carried out either batchwise or continuously in. Conventional mixing units or agitators. The mixture temperature varies depending on the temperature of the components and the recipe used between 40 0 C and 90 0 C. Preferably, a mixture temperature of 60 0 C to 70 0 C is observed for the process found.
Zur Einhaltung des gewünschten Temperaturbereiches kann der Mischungsbehälter so ausgelegt werden, daß eine Temperierung möglich ist... : , .To maintain the desired temperature range of the mixing container can be designed so that a temperature control is possible ... : ,.
Bei Unterschreitung der vorgeschlagenen Mischungstemperatur tritt eine Viskositätserhöhung auf, die eine Erhöhung der Energiezufuhr für die Dispergierarbeit zur Folge hat. Eine Überschreitung der empfohlenen Mischungstemperatur kann nach der Dispergierung. einen Schaum mit unzureichenden Dressierungseigenschaften ergeben. Des weiteren ist ein erhöhter Kühlaufwand nach dem Dressiervorgang notwendig. In Abhängigkeit von der Temperatur des Eiweiß-Zucker-Gemisches, des Durchsatzes, des Schergefälles im Dispergierrohr und der Rohstoffzusammensetzung stellt sich ein bestimmter Systeminnendruck ein.Falls below the proposed mixture temperature, an increase in viscosity occurs, which has an increase in the energy supply for the dispersing work. Exceeding the recommended mixture temperature may occur after dispersion. give a foam with insufficient skin properties. Furthermore, an increased cooling effort after the skin pass is necessary. Depending on the temperature of the protein-sugar mixture, the throughput, the shear rate in the dispersion tube and the raw material composition, a certain internal system pressure sets in.
(f) Ausführungsbeispiel(f) Embodiment
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Eiweiß-Zucker-Schaum mit hohem Gasanteil (Fig. 1) werden der auf 110 bis 120 0C gekochte Zucker (5), die aufbereitete Eiweißlösung (6) und gegebenenfalls weitere Komponenten (7) in den Mischbehälter (1), der ein Rührwerk besitzt, gefördert .According to the inventive method for the production of protein-sugar foam with a high gas content (Fig. 1) of cooked at 110 to 120 0 C sugar (5), the processed protein solution (6) and optionally other components (7) in the mixing vessel (1), which has a stirrer, promoted.
Der Mischbehälter ist temperierbar. Die Mischungstemperatur beträgt vorzugsweise 60 bis 70 0C.. Über eine Rohrleitung mit Siebeinsatz (2) und entsprechenden Regeleinrichtungen gelangt das Eiweiß-Zucker-Gemisch in die Förderpumpe (3)· Diese drehzahlregelbare Pumpe drückt das Gemisch in das Dispergierrohr (4). Das Dispergierrohr besteht aus einem Rohrmantel der Länge 1700 mm und einem lichten Durchmesser von 40 mm und ist mit 0,7 mm dicken Polyamidfäden mit rundem Querschnitt in einer Konzentration :von 25 % des Nettovolumens gefüllt. Die Polyamidfäden sind unverzweigt und verschlungen. Am Einlauf des Dispergierrohres erfolgt die Zuführung von gereinigter Druckluft über entsprechende.Regeleinrichtungen. Der Druck der Luft beträgt vorzugsweise 0,3 bis 0,8 N/mm2.Das Ende des Dispergierrohres dient gleichzeitig als Zuführung zur weiteren Verarbeitung, wie z.B. zur Dressiermaschine (9)-The mixing container is tempered. The mixture temperature is preferably 60 to 70 0 C .. Via a pipeline with sieve insert (2) and corresponding control devices, the protein-sugar mixture enters the feed pump (3) · This variable speed pump pushes the mixture in the dispersing (4). The dispersing tube consists of a tube jacket 1700 mm long and 40 mm clear diameter and is filled with 0.7 mm thick polyamide filaments of round cross-section in a concentration of 25% of the net volume. The polyamide threads are unbranched and entangled. At the inlet of the dispersing tube, the supply of purified compressed air is effected via corresponding control devices. The pressure of the air is preferably from 0.3 to 0.8 N / mm 2. The end of the dispersing tube serves at the same time as a feed for further processing, such as, for example, to the tempering machine (9).
Claims (2)
Erfindungsanspruch- 7 -.
invention claim
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |