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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Instantprodukten gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmale.
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In der Lebensmittelindustrie liegen oftmals pulverförmige Materialien, sogenannte Instantprodukte, vor, die in Wasser oder Milch gelöst zu trinkbaren Flüssigkeiten wie Kaffee, Cappuccino, Kakao, Tee, Suppen, Babynahrung und ähnlichen führen. Die Anforderungen an die pulverförmigen Instantprodukte sind gute Löslichkeit und gute Dispergierbarkeit und im Hinblick auf Verpackung und Transport eine hohe mechanische Stabilität.
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Es ist bekannt, die Herstellung von löslichen Lebensmittelprodukten (Instantprodukte) mittels Sprühtrocknungsverfahren in Sprühtrocknern durchzuführen. Dabei wird eine feststoffhaltige Flüssigkeit, die in ihrer Zusammensetzung dem Endprodukt entspricht, über ein Düsensystem oder einen Rotationszerstäuber in den Raum eines Trockners versprüht. Im Gegen- oder Gleichstrom zu den entstehenden Tropfen wird heiße Luft geführt. Die Flüssigkeit verdampft und aus jedem Tropfen entsteht ein Pulverpartikel. Die so hergestellten Produkte sind sehr feinkörnig und weisen einen großen Staubanteil auf, so dass sie den Anforderungen hinsichtlich einer guten Dispergierbarkeit und Löslichkeit in Flüssigkeiten nicht erfüllen.
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So ist aus der
DE 1 767 690 A ein Verfahren zum Instantisieren von pulverförmigen Nahrungs- und Genussmitteln, insbesondere von Kaffeepulver, durch agglomerierende Behandlung des Pulvers mit einer Flüssigkeit und anschließendes Trocknen der Agglomerate vorbekannt. Bei dem vorbekannten Verfahren wird das zu instantisierende Pulver auf einer sich schräg nach oben bewegenden Fläche mit feinverteilter Flüssigkeit besprüht, wodurch sich Teilchen bilden, die auf der Unterlage abrollen und Agglomerate bilden. Zum Verdüsen der Flüssigkeit wird eine Düse verwendet. Eine Möglichkeit, den hohen Staubanteil in den feinkörnigen Produkten zu vermeiden, wird in der
DE 1 767 690 A nicht angesprochen.
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Zur Bindung des Staubs und damit zur Verbesserung der Eigenschaften der Produkte ist es bekannt, den Sprühtrocknern einen an sich bekannten Wirbelschichtapparat nachzuschalten, in dem eine Granulation des staubförmigen Anteils erfolgt. Diese Wirbelschichtapparate, wie sie beispielsweise aus der
DE 101 46 778 A1 vorbekannt sind, bestehen aus einem mit Öffnungen versehenen Wirbelschichtboden, dem von unten Trocknungs- und Fluidisierungsluft zugeführt wird. Das zu behandelnde Material wird über die Schwerkraft oder Dosier- oder sonstige Fördergeräte der Wirbelschicht aufgegeben und dort fluidisiert. Das Material bewegt sich dabei durch die Wirbelschicht in fluidisiertem Zustand und wird mit einer Flüssigkeit agglomeriert, so dass zunächst Flüssigkeitsbrücken zwischen den Staubteilchen entstehen. Durch die zugeführte heiße Prozessluft, die auch zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht dient, erfolgt ein Trocknungsprozess der befeuchteten Staubteilchen, bei dem Feststoffbrücken zwischen den einzelnen Partikeln gebildet werden. Unterstützt wird dieser Prozess, indem der den Materialteilchen aufgesprühten Flüssigkeit ein Bindemittel zugeführt wird.
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Die Kopplung zweier Apparate, in diesem Fall eines Sprühtrockners mit einer nachgeschalteten Wirbelschicht, zur Herstellung der Instantprodukte ist einerseits technisch kompliziert zu handhaben und andererseits ist es schwierig, mit diesen Apparaten pulverförmige Lebensmittelprodukte herzustellen, die eine gute Dispergierbarkeit und Löslichkeit aufweisen. In der Wirbelschicht trägt nur der Bereich in Düsennähe, in dem die Partikel befeuchtet werden, zum Partikelwachstum bei. Außerhalb der Bedüsungszone werden die gebildeten und noch nicht verfestigten Agglomerate zerstörenden Effekten, wie zum Beispiel Abrieb und Kornbruch, ausgesetzt. Das bedeutet, dass zur Erzeugung der entsprechenden Agglomerate mehr Bindekräfte auf der Oberfläche der Partikel aufgebracht werden müssen als eigentlich erforderlich sind. Es erfolgt eine Überdosierung des zu behandelnden Materials mit Bindemitteln, wodurch die Partikelteilchen durch die Flüssigkeit überfeuchtet werden. Zur Trocknung von insbesondere größeren Agglomeraten wird mehr Prozessgas zur Fluidisierung und Trocknung benötigt, als für die Verdampfung notwendig ist. Die Effizienz der Anlage wird dadurch verschlechtert.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch die erhöhte Zuführung von Prozessgas die Materialpartikel in der Wirbelschicht verstärkt einem Transport- und Mischeffekt unterzogen werden. Dieses führt zur Erhöhung der an den hergestellten Agglomeraten wirkenden Scherkräfte und somit zur Kornzerstörung. Außerdem erschwert die Gaszuführung über den gesamten Apparatequerschnitt die Staubbindung in der Wirbelschicht und die Abscheidung des Endprodukts aus der Wirbelschicht. Die so hergestellten pulverförmigen Lebensmittelprodukte besitzen eine relativ hohe spezifische Oberfläche und weisen einen hohen Staubanteil auf. Die sehr leichten Instantprodukte führen beim Einrühren in Flüssigkeiten zu Problemen. Sie schwimmen bei Zugabe zu einer Flüssigkeit auf deren Oberfläche und verklumpen. Die Dispergierbarkeit und Löslichkeit der so erzeugten Pulver ist oftmals nicht ausreichend.
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Aus der
DE 197 23 995 A1 kennt man bereits ein Verfahren, das zum Überwachen und/oder Steuern z. B. eines Instantisierungsprozesses in einer Wirbelschicht oder einer bewegten Schüttung durch Bestimmung der Produktfeuchte dient. Dabei wird zumindest während eines Prozessabschnittes die Produktgesamtfeuchte weitgehend kontinuierlich im Sekundenbereich berührungslos mittels elektromagnetischer Strahlung im Hochfrequenz- oder Mikrowellenbereich durch Auswertung der Dämpfung als Maß für diese Produktgesamtfeuchte gemessen. Das Messergebnis wird anschließend unter Berücksichtigung der Produkttemperatur verwendet, um über einen Regelkreis durch Verändern der Sprührate, der Gastemperatur und/oder des Volumenstromes die Produktgesamtfeuchte in einem vorgebbaren Bereich zu halten. Das vorbekannte Verfahren beschränkt sich jedoch auf ein Verfahren zur Bestimmung der Produktfeuchte und auf die nachfolgende Verwendung des Messergebnisses in einem Regelkreis.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Instantprodukten zu schaffen, mit dem die beschriebenen Nachteile beseitigt werden und mit dem Instantprodukte hergestellt werden, die nahezu staubfrei, freifließend und nicht klebend sind, eine definierte Schüttdichte und Restfeuchte sowie eine gute Redispergierbarkeit und Löslichkeit in Flüssigkeiten, wie Wasser und Milch, aufweisen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung von Instantprodukten in einem Strahlschichtapparat, bei dem ein pulverförmiges Ausgangsmaterial, das die Bestandteile des herzustellenden Instantproduktes enthält, unter Zuführung einer Flüssigkeit einem Agglomerations- und Trocknungsprozess unterzogen wird. Dabei erfolgt der Agglomerations- und Trocknungsprozess des pulverförmigen Ausgangsmaterials in dem Strahlschichtapparat in einer kreisähnlichen Feststoffströmung, wobei ein in der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit einstellbares Prozessgas zur Trocknung der herzustellenden Granalien unmittelbar im Bereich der über die Zweistromdüsen von unten dem Strahlschichtapparat zugeführten pulverförmigen Ausgangsmaterialien und der Flüssigkeit zugeführt wird.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass durch die Benetzung des pulverförmigen Ausgangsmaterial mit einer Flüssigkeit nur im Bereich der Düsennähe der Agglomerationseffekt in der Strahlschicht gefördert und somit eine Überhitzung und Überfeuchtung der Teilchen mit Flüssigkeit vermieden wird. Durch die Zuführung der Ausgangsmaterialien und der Flüssigkeit in dem Bereich des zugeführten Prozessgases werden durch die Sogwirkung der Gasströmung die zugeführten Feinpartikel an die in der Gasströmung befindlichen Materialteilchen herangetragen. Damit wird der Agglomerataufbau durch eine Art „Aufrollvorgang” im Vergleich zur herkömmlichen Wirbelschicht erleichtert.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass im Rücklaufgebiet der kreisähnlichen Feststoffströmung in dem Strahlschichtapparat die Materialteilchen nicht fluidisiert werden. Dadurch erfolgt eine schonende Behandlung der agglomerierten Teilchen, bei dem eine Kornzerstörung weitestgehend vermieden wird.
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Weiterhin vorteilhaft ist, dass durch die Zuführung des pulverförmigen Ausgangsmaterials im Gleichstrom zum Fluidisierungsgas die Kombination von Sprühturm und Agglomerator in einem kompakten Apparat realisiert werden, bei dem eine integrierte Herstellung von Feinpartikeln durch Sprühtrocknung und eine Agglomeration und Trocknung der Materialpartikel erfolgt.
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Durch die Einstellbarkeit der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit des in dem Strahlschichtapparat zugeführten Prozessgases können die Agglomerationsbedingungen so eingestellt werden, dass die zu behandelnden Instantprodukte gewünschte Materialeigenschaften aufweisen. So kann ein Instantprodukt hergestellt werden, dass nahezu staubfrei, freifließend und nicht klebend ist, eine definierte Schüttdichte und Restfeuchte sowie eine gute Redispergierbarkeit und Löslichkeit in Flüssigkeiten, wie Wasser und Milch, aufweist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihrer Wirkung erläutert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung ist schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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Die Herstellung der Instantprodukte erfolgt in einem Strahlschichtapparat, so wie er beispielsweise in der
DE 103 22 062 vorgeschlagen wurde. Grundlage für die Herstellung von Instantprodukten sind pulverförmige Materialien unterschiedlichster Herkunft, die unter Zugabe einer Flüssigkeit in einer Strahlschicht agglomeriert und getrocknet werden. Die Korngröße des pulverförmigen Ausgangsmaterials ist dabei kleiner 200 μm und weist einen hohen Staubanteil auf. Aufgrund der spezifischen Eigenschaften der jeweilig herzustellenden Instantprodukte kann das pulverförmige Ausgangsmaterial aus einer Pulvermischung bestehen. Die einzelnen Bestandteile des Ausgangsmaterials können entsprechend des herzustellenden Instantproduktes unterschiedliche Materialeigenschaften, Dichte und Körnung aufweisen. Dabei werden als pulverförmige Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Instantmaterialien für trinkbare Flüssigkeiten Cappuccinopulver, Kakaopulver-Mischungen, Teestaub, eine pulverförmige Mischung von unterschiedlichen Komponenten einer Babynahrung oder dergleichen verwendet. Die dem Agglomerationsprozess zugeführte Flüssigkeit ist Wasser, eine arteigene Lösung oder Suspension oder Wasser mit einem Bindemittelanteil für den Agglomerationsprozess und/oder Wasserdampf.
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Das pulverförmige Ausgangsmaterial und die Flüssigkeit werden mittels einer an sich bekannten Zweistoffdüse 7 dem Strahlschichtapparat von unten zugeführt. Zur Ausbildung einer kreisähnlichen Feststoffströmung 11 in dem Wirbelschichtapparat wird das Prozessgas 2 im unmittelbaren Bereich der Zweistoffdüse 7 über Spaltöffnungen 1 zugeführt. Das heiße Prozessgas 2 reißt sowohl rückgeführtes Material aus der Rücklaufzone 10 als auch das über die Zweistoffdüse 7 zugeführte Ausgangsmaterial und die Flüssigkeit mit. Unterstützt wird dieser Vorgang durch Leitbleche 3, mit denen die Strömungsgeschwindigkeit des Prozessgases 2 und die Menge des zurückgeführten Materials einstellbar sind. Das zu behandelnde Material bewegt sich dabei in der kreisähnlichen Feststoffströmung 11 in fluidisiertem Zustand und wird mit der zugeführten Flüssigkeit agglomeriert, so dass zunächst Flüssigkeitsbrücken zwischen den Materialpartikeln entstehen. Durch das heiße Prozessgas 2 erfolgt danach in der kreisähnlichen Feststoffströmung 11 der Trocknungsprozess des Materials, bei dem Feststoffbrücken zwischen den Partikeln gebildet werden und die Einzelpartikel zu gröberen Körnungskollektiven agglomerieren, wodurch die Partikeleigenschaften verbessert werden. Zur Einstellung der verfahrenstechnischen Bedingungen zur Agglomeration und Trocknung der herzustellenden Instantprodukte in der Strahlschicht wird ein in der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit einstellbares Prozessgas 2 unmittelbar im Bereich der über die Zweistromdüsen 7 von unten dem Strahlschichtapparat zugeführten pulverförmigen Ausgangsmaterialien und der Flüssigkeit zugeführt.
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In einer integrierten oder externen Entstaubungsanlage 8 werden die mit dem Prozessgas 2 mitgerissenen Staubpartikel vom Gas getrennt. Der abgeschiedene Feststoff 9 wird der kreisähnlichen Feststoffströmung 11 aufgegeben, und aufgrund seiner geringen Partikelgröße wird er über die Rücklaufzone 10 der Strahlzone wieder zugeführt. Das gereinigte Abgas 5 wird aus dem Prozess ausgetragen. Fertiges Endprodukt, das eine entsprechenden Partikelgröße erreicht hat, wird über ein Austragsorgan 4 aus dem Prozess kontinuierlich oder chargenweise abgeschieden.
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Neben der gravimetrischen Aufgabe des pulverförmigen Ausgangsproduktes an einen beliebigen Ort des Apparates, sieht eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Lösung vor, dass neben der Eindüsung des Ausgangsmaterials und der Flüssigkeit von unten über die Zweistoffdüse 7 zusätzlich über Sprühdüsen 6 der kreisähnlichen Feststoffströmung 11 Ausgangsmaterial und Flüssigkeit zugeführt werden. Zur Verbesserung der Effizienz der Trocknung der erzeugten Agglomerate erfolgt in der Rücklaufzone 10 eine zusätzliche Wärmezufuhr durch ein Heizsystem 12, beispielsweise durch Mikrowellen oder durch eine Doppelwandheizung.
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Entsprechend den Materialeigenschaften der einzelnen Ausgangsmaterialien liegt die einstellbare Temperatur des Prozessgases 2 zwischen ca. 60°C und ca. 200°C. Die dabei entstehenden produktabhängigen Materialtemperaturen in der Stahlschicht 11 liegen zwischen 40°C und 80°C.
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Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein granuliertes Instantprodukt herzustellen. Die erfindungsgemäß hergestellten Instantprodukte mit einer Korngröße der Agglomerate von kleiner oder gleich 5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 1,0 mm sind nahezu staubfrei, freifließend und nicht klebend. Sie zeichnen sich durch eine definierte Schüttdichte und eine definierte Restfeuchte aus und weisen eine gute Redispergierbarkeit und Löslichkeit in Flüssigkeiten, wie Wasser und Milch, auf.
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Aus dem
US-Patent 5 433 962 ist ein durch Dampf-Granulation erhältliches Instant-Kaffeeprodukt mit einer Bulkdichte von 0,3 bis 0,7 kg/m
3 bekannt. In der US 5 433 962 ist nichts über den Staubgehalt und/oder die Rundheit oder den die Rundheit der Granalien definierenden Rundheitsfaktor erwähnt. Auch ist nichts erwähnt über den Staubgehalt der Granalien. Es ist jedoch wohl bekannt, dass durch Dampf-Granulation Granalien mit einer guten Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit oder Benetzbarkeit (wet ability) geschaffen werden können. Die Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit des gemäß US 5 433 962 hergestellten Instant-Produktes beträgt weniger als 15 Sekunden. Die durch eine derartige Dampf-Agglomeration hergestellten Granalien haben einen unregelmäßigen Oberflächenbereich, der durch kleine Pulverklumpen geformt ist. Dieser unregelmäßige Oberflächenbereich schafft eine große Oberfläche für die in die Granalie eindringende Flüssigkeit und, bewirkt ein Eintauchen der Granalien in die Flüssigkeit. Dies erklärt die gute Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit solcher Granalien, welche die bekannten Instant-Aroma-Produkte bilden.
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Das Problem der gemäß dem
US-Patent 5 433 962 granulierten Instant-Aroma-Produkte ist, dass diese durch Dampf-Agglomeration von Pulver-Bestandteilen hergestellten Instant-Aroma-Produkte einen hohen Staub-Gehalt aufweisen. Dieser Staub neigt dazu, an die Flüssigkeitsoberfläche aufzuschwimmen und dort am Becher oder am Glas anzukleben. Außerdem sind diese staubigen granulierten Instant-Kaffee-Produkte zum Einsatz in automatischen Kaffee-Maschinen weniger gut geeignet, da sie leicht schimmeln. Für den Schimmel in automatischen Kaffee-Maschinen ist ursächlich, dass der Staub leicht an den feuchten Oberflächenbereichen der Kaffee-Maschine anhaftet. Das Schimmeln kann eine Ursache für eine unerwünschte mikrobielle Kontamination sein, auch wegen des in den automatischen Kaffee-Maschinen erzeugten Dampfes, der den Schimmel über einen langen Zeitraum feucht und warm hält.
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Der Staubgehalt eines granulierten Instant-Produktes kann mittels dem Stauber-Heubach-Test gemessen werden. Der Stauber-Heubach-Test ist in den einschlägigen Fachkreisen wohl bekannt und in der Publikation ”Heubach-Staub-Meter zur Bestimmung des Staubungsverhaltens von Pulvern, Tabletten und Granulaten”, Firmenschrift, Heubach-Engineering GmbH, 2001, veröffentlicht.
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Der Rundheitsfaktor der Granalien ist ein in Bezug auf die Staubbildung wichtiger Faktor, weil vorstehende Teile der Granalie beim Verpacken und Transport zum Abbrechen neigen und Staubpartikel bilden. Der Rundheitsfaktor ist ein Faktor, der das Verhältnis zwischen dem Umfang (perimeter square) einer bestimmten Granalie einerseits und dem Umfang einer perfekt runden Granalie andererseits definiert. Eine perfekt runde Granalie hat einen Rundheitsfaktor von 1. Der Rundheitsfaktor einer Granalie wird durch Ausmessen des maximalen und des minimalen Durchmessers einer Granalie in einer horizontalen Ebene unter dem Mikroskop bestimmt.
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Der Durchmesser Pe einer durch den maximalen und minimalen Durchmesser definierten Elipse ist etwa durch folgende Formel bestimmt: Pe = 3,14·D1·((1 + 0,49·m^2 + 0,13·m^4)^0,5)/(1 + m), wobei m = (D1 – D2)/(D1 + D2).
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Der Rundheitsfaktor gleicht Pe^2/Pc^2; Pc = 3,14·D2.
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Die nachfolgende Tabelle zeigt den Rundheitsfaktor für eine Anzahl von Durchmessern D1/D2.
| D1/D2 | Rundheitsfaktor |
| 1 | 1 |
| 1,1 | 1,1 |
| 1,2 | 1,21 |
| 1,3 | 1,33 |
| 1,4 | 1,46 |
| 1,5 | 1,59 |
| 1,6 | 1,73 |
| 1,7 | 1,88 |
| 1,8 | 2,04 |
| 1,9 | 2,2 |
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Die Anzahl der ausgemessenen Partikel ist derart festgelegt, daß ein gesicherter Wert (confidence level) von 95% in Bezug auf eine Normalverteilung um den Mittelwert erreicht wird.
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Unglücklicherweise haben bekannte sehr runde Partikel eines granulierten Instant-Trink-Produktes mit einem Rundheitsfaktor im Bereich zwischen 1 und 1,8 eine unzureichende Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit. Die Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit wird durch die Zeitspanne bestimmt, die 16 g eines Instant-Aroma-Trink-Produktes zum Absinken unter die Oberfläche von 180 ml destillierten Wassers mit einer Temperatur von 77°Celcius benötigen.
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Die Granalien eines granulierten Instant-Aroma-Produktes können eine weite oder enge Größenverteilung der Partikel aufweisen. Die Granalien sind durch Größenverteilung um einen bestimmten Durchmesser D bestimmt. D 50 bedeutet, dass 50 Prozent der Masse eines granulierten Instant-Trink-Produktes einen Durchmesser unterhalb des D 50-Wertes aufweisen. Um eine gute Qualität während der Lagerung sicherzustellen, ist es wichtig, dass der Feuchtigkeitsgehalt unterhalb von zumindest 20 Prozent bleibt. Der Feuchtigkeitsgehalt kann durch die Karl-Fischer-Methode bestimmt werden.
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Eine andere Charakteristik eines granulierten Instant-Aroma-Produktes ist die Löslichkeit. Die Löslichkeit wird durch die Zeit bestimmt, innerhalb der ein 200 ml-Becher mit 16 g eines granulierten Instant-Aroma-Produktes gefüllt ist, mit 180 ml einer auf das Instant-Aroma-Produkt aufgeschütteten Flüssigkeit, während des Rührens mit einem Hilfsmittel zum Rühren (stirring utensil), bis sich auf diesem Hilfsmittel keine Rückstände mehr befinden.
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Aus der
EP 1 135 992 ist ein aus Konzentraten hergestelltes Instant-Kaffee-Produkt bekannt. Jedoch ist nichts über den Staubgehalt und/oder die Rundheit und/oder den Rundheitsfaktor und/oder die mechanische Festigkeit der Granalien erwähnt. Nichts ist erwähnt über die Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit des granulierten Instant-Aroma-Kaffee-Produktes.
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Es ist ein Gegenstand der Erfindung, ein granuliertes Instant-Produkt zu schaffen, welches durch einen Staubgehalt von weniger als 0,5 g/m3 gemäß dem Stauber-Heubach-Test gekennzeichnet ist. Dies wird durch die Schaffung eines granulierten Instant-Produktes erreicht, das einen Mittelwert des Rundheitsfaktors der granulierten Partikel des granulierten Instant-Trink-Produktes zwischen 1 und 1,8 hat, vorzugsweise zwischen 1 und 1,6 und insbesondere zwischen 1 und 1,4, am besten zwischen 1,05 und 1,2.
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Der Hauptwert des Rundheitsfaktors – wie hier definiert – soll durch einen gesicherten Wert von 95 Prozent bestimmt sein.
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Das granulierte Instant-Trink-Produkt gemäß der Erfindung hat einen geringen Staubgehalt gemäß dem Stauber-Heubach-Test und eine hohe Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit. Der Rundheitsfaktor ist ein Rundheitsfaktor, der das Verhältnis zwischen dem quadrierten Umfang (perimeters squared) einer bestimmten Granalie und dem quadrierten Umfang einer perfekt runden Granalie angibt. Eine perfekt runde Granalie hat einen Rundheitsfaktor von 1.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Granulat einen hohen eingeschlossenen Gasanteil auf, um eine Schaumschicht an der Oberfläche des Getränkes zu bilden. Ein brauchbares Gas ist beispielsweise Nitrogen.
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Beispiel 1:
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Ein Instant-Aromakaffee-Produkt wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Oligofructose (Raftilose, von Orafti) wurde in Leitungswasser in einer Konzentration von 50 Prozent wt/wt bei Raumtemperatur gelöst.
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Nescafe-Pulver wurde zur Bildung des Aromas verwendet. Das Nescafe-Pulver wurde auf eine D50-Verteilung bei 100 μm gemahlen und gesiebt. Das Nescafe-Pulver und das Oligofructose-Konzentrat wurden mit Hilfe der Zweistromdüse 7 zugeführt. Die Einlaß-Lufttemperatur wurde bei 120° und die Auslaß-Lufttemperatur bei 55°C gehalten. Ein granuliertes Instant-Aromakaffee-Produkt wurde gewonnen. Der Mittelwert des Rundheitsfaktors wurde bestimmt und ein Wert von 1,46 wurde erreicht. Der Mittelwert des Rundheitsfaktors betrug unter 1,6 mit einem gesicherten Wert von 95 Prozent.
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Der Staubgehalt nach dem Verpacken und Öffnen der Verpackung wurde gemäß dem Heubach-Test bestimmt und betrug dann 0,021 g/m3. Die Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit hatte einen Wert von 7 Sekunden und die Löslichkeit betrug 16 Sekunden.
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Beispiel 1:
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Granuliertes Instant-Aromakaffee-Produkt gemäß der Erfindung.
| Zuverlässigkeitsniveau (Confidence level) | 0,95 | |
| Standardabweichung (Standard deviation) | 0,26 |
| Mustergröße (Sample size) | 14 |
| Mittelwert des Rundheitsfaktors (Mean value of roundness factor) | 1,46 |
| Niedrigster Wert (Low interval) | 1,33 |
| Höchster Wert (High interval) | 1,6 |
| Granulat Muster-Nummer | D1 | D2 | Rundheitsfaktor (RF) |
| | μm | μm | |
| RF1 | 330,00 | 300,00 | 1,10 |
| RF2 | 375,00 | 250,00 | 1,59 |
| RF3 | 338,00 | 260,00 | 1,33 |
| RF4 | 532,00 | 380,00 | 1,46 |
| RF5 | 300,00 | 250,00 | 1,21 |
| RF6 | 150,00 | 100,00 | 1,59 |
| RF7 | 480,00 | 300,00 | 1,73 |
| RF8 | 363,00 | 330,00 | 1,10 |
| RF9 | 450,00 | 300,00 | 1,59 |
| RF10 | 272,00 | 170,00 | 1,73 |
| RF11 | 210,00 | 150,00 | 1,46 |
| RF12 | 407,00 | 370,00 | 1,10 |
| RF13 | 465,00 | 310,00 | 1,59 |
| RF14 | 408,00 | 240,00 | 1,88 |
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Beispiel 2:
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Ein granuliertes Instant-Kakaoaroma-Produkt wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Maltodextrin mit einem DE-Äquivalent um 20 wurde in Leitungswasser in einer Konzentration von 50 Prozent wt/wt bei Raumtemperatur gelöst.
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Kakaopulver wurde zur Aromabildung verwendet. Das Kakaopulver und das Maltodextrin-Konzentrat wurden mit Hilfe der Zweistromdüse (
7) zugeführt. Die Einlasstemperatur wurde bei 120°C und die Auslasstemperatur bei 55°C gehalten. Ein granuliertes Instant-Kakaoaroma-Produkt wurde gewonnen. Der Staubanteil gemäß dem Heubach-Test lag bei 0,011 g/m
3. Der Mittelwert des Rundheitsfaktors wurde bestimmt und ein Wert von 1,14 wurde erreicht. Die D50-Verteilung der Granalien lag bei 300 μm.
| Zuverlässigkeitsniveau Confidence level) | 0,95 | |
| Standardabweichung (Standard deviation) | 0,11 |
| Mustergröße (Sample size) | 14 |
| Mittelwert des Rundheitsfaktors (Mean value of roundness factor) | 1,14 |
| Niedrigster Wert (Low interval) | 1,33 |
| Höchster Wert (High interval) | 1,6 |
| Granulat Muster-Nummer | D1 | D2 | Rundheitsfaktor (RF) |
| | μm | μm | |
| RF1 | 341,00 | 310,00 | 1,10 |
| RF2 | 264,00 | 240,00 | 1,10 |
| RF3 | 283,50 | 270,00 | 1,05 |
| RF4 | 481,00 | 370,00 | 1,33 |
| RF5 | 432,00 | 360,00 | 1,21 |
| RF6 | 230,00 | 230,00 | 1,00 |
| RF7 | 372,00 | 310,00 | 1,21 |
| RF8 | 352,00 | 320,00 | 1,10 |
| RF9 | 403,00 | 310,00 | 1,33 |
| RF10 | 240,00 | 200,00 | 1,21 |
| RF11 | 231,00 | 210,00 | 1,10 |
| RF12 | 350,00 | 350,00 | 1,00 |
| RF13 | 360,00 | 300,00 | 1,21 |
| RF14 | 340,00 | 340,00 | 1,00 |
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Beispiel 3:
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0,5 kg Hemi cellulose (Soyafibe-S) wurde gemischt mit 2 kg Maltodextrin mit einem DE-Äquivalent von 20 und in demineralisiertem Wasser gelöst. Anschließend wurden 2 kg eines Orangenöls und 7,5 kg Maltodextrin zugeführt und mittels eines hohen Scherenmischers gelöst und sodann bei 200 bar homogenisiert. Diese emulgierte Mischung wurde mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens getrocknet. Die Einlasstemperatur wurde bei 180°C und die Auslasstemperatur bei 55°C gehalten. Die Granalien hatten einen Orangenöl-Anteil von 14,5 Prozent wt/wt Orangenöl, einen Limonenanteil von 9 Prozent wt/wt und einen Feuchtigkeitsgehalt von 5 Prozent. Der Mittelwert des Rundheitsfaktors war 1,12 und die D50-Verteilung war 310 μm. Der Staubanteil war 0,019 g/m3 und die Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit war 5 Sekunden und die Löslichkeit weniger als 8 Sekunden.
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Zusammenfassend ist also festzustellen:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Instantprodukten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Instantprodukten zu schaffen, mit dem die beschriebenen Nachteile beseitigt werden und mit dem Instantprodukte hergestellt werden, die nahezu staubfrei, freifließend und nicht klebend sind, eine definierte Schüttdichte und Restfeuchte sowie eine gute Redispergierbarkeit und Löslichkeit in Flüssigkeiten, wie Wasser und Milch, aufweisen.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung von Instandprodukten in einem Strahlschichtapparat, bei dem ein pulverförmiges Ausgangsmaterial, das die Bestandteile des herzustellenden Instandproduktes enthält, unter Zuführung einer Flüssigkeit einem Agglomerations- und Trocknungsprozess unterzogen wird. Dabei erfolgt der Agglomerations- und Trocknungsprozess des pulverförmigen Ausgangsmaterials in dem Strahlschichtapparat in einer kreisähnlichen Feststoffströmung, wobei ein in der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit einstellbares Prozessgas zur Trocknung der herzustellenden Granalien unmittelbar im Bereich der über die Zweistromdüsen von unten dem Strahlschichtapparat zugeführten pulverförmigen Ausgangsmaterialien und der Flüssigkeit zugeführt wird.
