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Die Erfindung betrifft die Herstellung von Zucker oder als Hauptbestandteil
Zucker enthaltenden Gemischen in freifließbarer, leicht dispergierbarer Form. Zucker
in üblicher Form und trockene Gemische oder Vormischungen, die wesentliche Mengen
Zucker in üblicher Form enthalten, besitzen - unabhängig davon, ob der Zucker
in üblicher granulierter oder Pulverform vorliegt - verschiedene unerwünschte
Eigenschaften, die durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden.
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Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von freifließbarem
Zucker oder eines als Hauptbestandteil Zucker enthaltenden Gemischs und ist dadurch
gekennzeichnet, daß man pulverisierten Zucker oder Zuckergemische mit einer Teilchengröße
bis zu 100 #t in einer feuchten Atmosphäre unter Wirbelbewegung längs einer
Bahn durch eine langgestreckte Agglomerierzone führt, in der der Feuchtigkeitsgehalt
des Zuckers um nicht mehr als 6% erhöht wird, und gegebenenfalls die agglomerierten
Teilchen anschließend trocknet.
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Das erfindungsgemäß erhältliche agglomerierte Zuckerprodukt oder als
Hauptbestandteil Zucker enthaltende Produkt besteht aus Trauben von pulverförmigen
aneinanderhaftenden Zucker- bzw. Zuckergemischteilchen mit dazwischenliegenden Hohlräumen,
die einer Flüssigkeit leicht Zugang zu diesen Teilchen ermöglichen, wodurch dieses
Produkt frei fließend bzw. schüttbar, im wesentlichen nicht klumpend und schnell
in einer Flüssigkeit dispergierbar und auflösbar ist.
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Zucker, ob in granulierter oder Pulverform, ist äußerst hygroskopisch
und backt leicht zu harten Massen zusammen, wodurch seine Schüttbarkeit wesentlich
beeinträchtigt wird und seine Behandlung und Verwendung erschwert wird, da die harten
Massen oder Kuchen sich verhältnismäßig schwierig auseinanderbrechen lassen und
in einer Flüssigkeit nicht leicht dispergierbar und auflösbar sind. Selbst in nicht
zusammengebackener Form sind sowohl granulierter als auch gepulverter Zucker in
einer Flüssigkeit schwierig zu dispergieren oder aufzulösen. Die granulierten Zuckerteilchen
sind für eine schnelle Lösung zu groß, während sich die feiner gepulverten Zuckerteilchen
leicht in einer Flüssigkeit in Klumpen ansammeln, die von der Flüssigkeit nicht
leicht durchdringbar sind, wobei das Dispergieren und Benetzen der Zuckerteilchen,
aus denen das Innere dieser Klumpen besteht, verzögert wird. Daher ist häufig zum
vollständigen Dispergieren oder Lösen starkes Rühren notwendig.
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Granulierter Zucker kann nicht ohne weiteres in einer Flüssigkeit
zu einem Fondant oder Zuckerguß verarbeitet werden. Da Pulverzucker leicht zusammenbackt
und schlechte Fließbarkeit bzw. Schüttbarkeit besitzt, wird gewöhnlich Stärke zugesetzt
und mit dem Pulverzucker während der Verarbeitung desselben vermischt, um seine
Schüttbarkeit zu verbessem. Indessen erleichtert der Stärkezusatz nur die vorerwähnten
Probleme, löst sie aber nicht. Außerdem ist die Gegenwart von Stärke wegen ihres
natürlichen Stärkegeschmacks unerwünscht, der sich dem Nahrungsmittel mitteilt,
das aus dem stärkehaltigen Pulverzucker hergestellt wird, und weil sie in Wasser
verhältnismäßig unlöslich ist und eine Trübung verursacht, sobald sie einer klaren
Flüssigkeit zugesetzt wird.
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Weiterhin erfordert die hygroskopische Eigenschaft des gewöhnlichen
Zuckers und seine Neigung, leicht zu harten Massen zusammen u acken, besondere
Speicher- und Lagereinrichtungen, die die atmosphärischen Bedingungen, unter denen
der Zucker aufbewahrt wird, regeln können, und häufig das Verpacken des Zuckers
in teure, gegen Feuchtigkeit schützende Behälter.
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Infolgedessen besitzt jede Zuckermischung, die einen wesentlichen
Anteil Zucker enthält, der nur physikalisch mit anderen Bestandteilen gemischt ist,
eine oder mehrere der vorstehend angeführten unerwünschten Eigenschaften.
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Man hat bereits pulverförmige Materialien, insbesondere Milchpulver
agglomeriert, indem man das Material in den Scheitelpunkt gegeneinandergerichteter,
miteinander konvergierender blattförmiger Strahlen einer Befeuchtungsflüssigkeit
fallen läßt. Nach einem weiteren Verfahren ist es bekannt, Kakaoprodukte, die Milchpulver
und 16 bis 27% Zucker enthalten, im freien Fall unter Erwärmen auf bestimmte Temperatur
durch eine senkrechte Kammer zu leiten und dabei Wasser von oben aufzusprühen, wobei
auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8 bis 20 % angefeuchtet wird. Durch das
von oben auf die frei fallenden Teilchen aufgebrachte Wasser ergibt sich zwangläufig
eine ungleichmäßige Befeuchtung, so daß einzelne Teilchenbereiche überbefeuchtet
und andere unterbefeuchtet werden. Dagegen werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Agglomerieren von Zucker und als Hauptbestandteil Zucker enthaltenden Gemischen
unter Einhaltung der speziellen Bedingungen derartige Ungleichmäßigkeiten ausgeschaltet
und ausgezeichnete Agglomerate erhalten.
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Mit Hilfe der Erfindung werden die vorerwähnten Probleme gelöst und
die vorstehend angeführten unerwünschten Eigenschaften des Zuckers und seiner daraus
hergestellten Gemische beseitigt. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Gemischen
oder Vorinischungen, die schnell und leicht mit einer geeigneten Flüssigkeit in
mannigfache Konfektprodukte übergeführt werden können.
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Die besondere Art der erfindungsgemäß verwendeten Gemische oder Vorinischungen
sind solche, in denen ein »süßer« Zucker, wie Rohrzucker oder Traubenzucker, als
Süßungsbestandteil in Verbindung mit einem Konditionierungsmittel zur Erzeugung
gewisser organoleptischer Qualitäten oder eines .bestimmten Gefüges des hergestellten
Endprodukts verwendet wird. Solche Mischungen sollen in der Süßwarenbranche zur
Herstellung von Fondants, Zuckerguß und anderen Produkten aus gefülltem Zuckerwerk,
übergüssen, Sirupen u. dgl. verwendet werden. Zu der obengenannten Gruppe von Konditionierungsmitteln
gehören Mittel oder Bestandteile, die Stabilisierungsmittel der verschiedensten
Art, Kristallisationsverzögerer, Verdickungsmittel, die Viskosität einstellende
Mittel u. dgl. darstellen. Ty-
pische Beispiele dieser Konditionierungsmittel
sind Hydrokolloide sowohl natürlicher als auch künstlicher Art, z. B. Carboxymethylcellulose,
Methylcellulose, Guargummi, Irischmoosextraktstoffe, Akaziengummi, Alginate, teilhydrolysierte
Maisstärke u. dgl., die besondere Verwendbarkeit auf dem Gebiet der Herstellung
von Sirupen und übergüssen besitzen; ferner Zuckerprodukte, z. B. gewisse Monosaccharide
und Hydrolyseprodukte von Polysacchariden, wie Traubenzucker, Glucose oder Stärkesirup,
Invertzucker,
Lävulose, Feststoffe aus Stärkesirup und Sorbit, wobei diese Gruppe von Zuckerprodukten
auf dem Gebiet der Fondant- und Zuckergußherstellung weitgehend als Einstellmittel
verwendet wird, was sich in breitem Sinne auf das Gefüge des hergestellten Produkts
bezieht. Nachfolgend werden diese Mittel mitunter als Mittel zur Einstellung des
Gefüges bezeichnet.
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Somit haben die vorerwähnten Konditionierungsmittel die Eigenschaft
oder Fähigkeit, das Gefüge, die Konsistenz oder die Viskositätseigenschaft des neu
aufgebauten Produktes zu beeinflussen.
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Soweit solche Mittel nach dem deutschen Lebensmittelgesetz nicht zulässig
sind, werden die mit ihnen hergestellten Produkte nur für den Export verwendet.
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Die erfindungsgemäß erhältlichen Agglomerate bestehen aus einer Vielzahl
von feingepulverten Teilchen, die unter Bildung einer porösen Agglomeratstruktur
zusammengeballt und aneinander gebunden sind, welche eine Vielzahl von sich innerhalb
der Struktur erstreckenden leeren Zwischenräume aufweist, wodurch einer Flüssigkeit
ein schneller Zugang zu ihrem Inneren und damit zu den Teilchen, aus denen die Agglomerate
bestehen, ermöglicht wird. Die nach der Erfindung erhältlichen Agglomerate sind
weiterhin dadurch charakterisiert, daß sie rauhe, unregelmäßige Außenseiten besitzen.
Sie sind ferner frei fließend bzw. schüttbar, nicht zusammenbackend und staublos,
sie erfordern kein Stärkefüllmittel, sind sehr schnell, tatsächlich fast augenblicklich
sowohl in heißen als auch in kalten Flüssigkeiten dispergierbar und auch löslich
und sind daher als »Sofortprodukte« zu bezeichnen. Sie erfordern weder besondere
Lagereinrichtungen noch eine besondere Verpackung, können in einem Schüttbehälter
mit Ausguß verpackt werden, schnell mit einer Flüssigkeit direkt in Fondants, Zuckergüsse,
Sirupe, übergüsse, Getränke u. dgl. übergeführt werden und können als Zucker für
alle Zwecke zum Ersatz für sowohl gepulverte als auch granulierte Zucker dienen.
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Zur Bildung der agglomerierten Produkte gemäß der Erfindung wird der
Zucker oder die Zuckermischung, die die verschiedenen Bestandteile der gewünschten
Endprodukte enthalten, gemahlen oder auf andere Weise auf eine sehr feine Teilchengröße
von 100 #t oder feiner zerkleinert, wobei die gemahlene Mischung so durchgemischt
wird, daß eine im wesentlichen homogene Mischung der in ihr enthaltenen Bestandteile
entsteht. Die feingemahlenen Teilchen werden dann in einer feuchten Atmosphäre unter
Wirbelbewegung durch eine horizontal verlaufende Agglomerierzone geführt, wobei
sich klebende Flächen auf den dispergierten Teilchen bilden. Die Wirbelbewegung
der Teilchen bringt sie in zufällige Berührung miteinander, und wenn die Oberflächen
derselben klebrig werden, verursacht diese zufällige Berührung zwischen den Teilchen
ihr Aneinanderhaften an ihren Oberflächen durch im wesentlichen Punktberührung,
wodurch fortschreitend Trauben dieser Teilchen aufgebaut werden, die als Agglomerate
bezeichnet werden und die sehr poröser Natur sind, was dem Netzwerk von leeren Zwischenräumen,
das die Agglomerate durchzieht, zuzuschreiben ist. Die Agglomerate können gegebenenfalls
und werden vorzugsweise gewöhnlich einer Nachbehandlung unterzogen, um die Klebrigkeit
oder Haftfähigkeit derselben zu entfernen und können auch gegebenenfalls in gewünschte
Größen sortiert werden.
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Die Menge der Feuchtigkeitszunahme im zu agglomerierenden Material
ist bis zu einem Maximalwert von etwa 6 % vor dem Trocknen der Agglomerate
begrenzt, wobei der breite bevorzugte Bereich der Zunahme zwischen 0,5 und
6 % und der optimale Bereich der Zunahme gewöhnlich in der Größenordnung
von 3 bis 4 % liegt.
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Die Teilchengröße, bis zu der das Ausgangsmaterial verkleinert werden
muß, kann innerhalb des angegebenen Bereichs schwanken entsprechend der besonderen
Verwendung, für die das letztliche Endprodukt bestimmt ist. Wenn das agglomerierte
Produkt in einer begrenzten Flüssigkeitsmenge unter Bildung eines Produktes eines
glatten kremigen Fondanttyps, der ungelöste Teilchen in ihm suspendiert enthält,
aufgebaut werden soll, wird das Ausgangsmaterial bis zu einer mit dem Mund unfühlbaren
Größe gemahlen, um jedes sandige Gefühl oder Empfinden im Munde zu beseitigen. Als
ein solcher mit dem Mund nicht fühlbarer Größenbereich wird die Größenordnung von
35 Mikron oder weniger angesehen.
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Wenn das agglomerierte Produkt vollständig aufgelöst werden muß, kann
die Teilchengröße etwas gröber oder größer sein. Eine Teilchengröße von
100 Mikron oder feiner bringt jedoch Agglomerate hervor, die sehr schnelle
Dispergier- und Löslichkeitsgeschwindigkeiten aufweisen und die als Zucker zum Ersatz
für üblichen granulierten Zucker dienen können sowohl für den Gebrauch im Hause
als auch durch industrielle Benutzer, z. B. bei der Herstellung von Zuckersirupen,
wie sie durch Konservenfabrikanten, Abfüller alkoholfreier Getränke, Bäcker, Konfekthersteller
u. dgl. verwendet werden, und für Vormischungen, die zu Sirupen, übergüssen oder
Getränken verarbeitet werden sollen.
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Da jedoch die Lösungsgeschwindigkeit der Teilchengröße direkt entspricht,
so ist diese um so größer und die zur vollständigen Lösung des agglomerierten Produkts
in einer Flüssigkeit erforderliche Zeit um so kürzer, je feiner die Teilchengröße
ist.
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Um die klebenden Flächen auf den Zuckerteilchen zu erzeugen, werden
die zu agglomerierenden Teilchen in einer feuchten Atmosphäre verteilt und ein sehr
dünner Feuchtigkeitsfilm auf den Flächen der Teilchen niedergeschlagen, der einen
klebrigen oder haftenden Sirupfilm auf der Teilchenoberfläche erzeugt, was die Teilchen
dazu veranlaßt, zu verkleben und zusammenzuschmelzen, wenn sie miteinander in der
Wirbelschicht in Berührung kommen. Die zu den Zuckerteilchen zugefügte Feuchtigkeitsmenge
muß sorgfältig kontrolliert werden, um eine überbefeuchtung zu verhindern. Die Kontrolle
wird am besten durch die Kondensationsmethoden unter Zufügen von Feuchtigkeit zu
den Teilchenoberflächen bewirkt. Eine überbefeuchtung würde entweder eine vollständige
Auflösung der Zuckerteilchen bewirken oder zur Bildung eines überschusses an Sirup
füh-
ren, der dazu neigt, die leeren Zwischenräume zwischen den Teilchen auszufüllen
und die Oberfläche der Agglomerate zu überziehen oder zu glasieren. Dadurch wird
das Innere abgeschlossen und die Bildung von Agglomeraten mit der gewünschten Porösität
verhindert, die sie dazu befähigt, sich schnell in einer Flüssigkeit zu verteilen
und - aufzulösen.
Es muß auch Sorge getragen werden, daß eine unzureichende
Befeuchtung vermieden wird, die zu einem Produkt führen kann, welches wenig mechanische
Festigkeit besitzt und verhältnismäßig leicht während normaler Behandlung und Aufbewahrung
zu einem staubigen, nicht frei fließenden bzw. schüttbaren zusammenbackenden Produkt
zerfallen kann, so daß der Grad der Befeuchtung mindestens zum Teil durch die Teilchengröße
des Ausgangsmaterials und die Art und Weise, in welcher das agglomerierte Produkt
letztlich behandelt und verwendet wird, bestimmt wird.
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Durch die Anwendung einer im wesentlichen wirbelnden Schicht können
die dicht in einem begrenzten Raum zu verteilenden Teilchen ein hohes Teilchen-Dampf-Verhältnis
erzielen, wobei die klebenden Teilchen leicht mit den anderen die Schicht bildenden
Teilchen unter Bildung der Agglomerate in Berührung kommen. Die Suspendierung der
Teilchen in wirbelndem. Zustand in einer feuchten Atmosphäre bewirkt eine gleichmäßige
Beeinflussung der Teilchen durch die feuchte Atmosphäre und führt zu einer gleichmäßigen
Kondensation und Bildung des feuchten klebenden Films auf der Oberfläche der Teilchen.
Nachdem sich die Agglomerate in der vorstehend beschriebenen Weise gebildet haben,
werden sie vorzugsweise einer trockenen Behandlung unterworfen, um die zusätzliche
Feuchtigkeit unter Versteifen und Verfestigen der Agglomerate zu entfernen und hiermit
auch die Klebrigkeit zu beseitigen, so daß die Agglomerate leicht zu handhaben,
zu verpacken usw. sind. Der Trocknungsbehandlung kann ein Abkühlen und gewünschtenfalls
ein Sortieren folgen.
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Die schematische Zeichnung veranschaulicht eine Form einer Vorrichtung,
die erfolgreich zur Durchführung des Verfahrens und Bildung von Agglomeraten gemäß
der Erfindung angewendet worden ist. Sie sieht die Verteilung, die gleichmäßige
Kondensation und Niederschlagung eines dünnen Feuchtigkeitsfilms auf den Teilchen
sowie die nötige Wirbelbewegung vor, um höchst wirkungsvoll Zucker und Zuckergemische
zu agglomerieren. Die dargestellte Agglomerierungsvorrichtung besteht aus einem
Zufahrbehälter 10, der als Quelle von trocknem Ausgangsmaterial dient, das
bis zu dem nötigen Feinheitsgrad gemahlen worden ist und aus welchem das zu agglomerierende
Material in den Schneckenförderer 11 abgezogen wird, der das Ausgangsmaterial
kontinuierlich in die langgestreckte Agglomeriereinrichtung 12 fördert. Diese weist
ein durchbohrtes Sieb 13 auf, das sich in ihrer Längsrichtung erstreckt und
auf dem anfänglich eine Masse oder ein Bett von gepulvertem Ausgangsmaterial aufgeschichtet
ist, das vom Einlaß- bis zum Auslaßende wandert und während der Wanderung in die
gewünschten Agglomerate übergeführt wird. Der Agglomerator ist der Länge nach in
eine Reihe von benachbarten Behandlungskammern geteilt, die mit A, D
und CS bezeichnet sind, und in welchen das Agglomerieren, Trocknen, Abkühlen bzw.
Sichten stattfindet.
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Der Agglomerator ist auch mit Einrichtungen versehen, um das Materialbett
durch die Agglomeriereinsichtung 12 zu transportieren und die allgemeine Vorwärtsbewegung
des durch dieselbe hindurchgehenden Materialbettes zu bewirken. Diese Einrichtungen
bestehen aus hin- und herbeweglichen Stützstreben 14 der exzentrischen Antriebstange
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und geeigneten Antriebsmitteln hierfür. Wenn das Material über das durchlässige
Sieb 13 wandert, wird es in einem im wesentlichen wirbelnden Zustand durch
einen Strom feuchter Luft oder Wasserdampf gehalten, welcher beständig in den unteren
Teil der ersten Kammer oder des Agglomerierungsabschnitts A durch
die öffnung 16 eingeblasen wird und aufwärts durch das Sieb 13 und
das Materialbett mit einer Geschwindigkeit hindurchgeht, die genügt, um das Teilchenbett
in einem wirbelnden Zustand mit einem hohen Teilchen-Dampf-Verhältnis zu halten,
wobei die Teilchen sich verhältnismäßig nahe beieinander bewegen. Der Strom wird
nach dem Passieren durch das Materialbett durch eine geeignete Auslaß-oder Absaugöffnung
17 in der Decke des Agglomerators entfernt. Um eine übermäßige Verstopfung
des Siebes 13 durch die benetzten Teilchen zu verhindern, kann das Sieb ein
sich endlos kontinuierlich bewegendes Sieb sein, das kontinuierlich die Agglomerierungsabteilung
A verläßt und zu ihr zurückkehrt. Das Sieb ist ferner mit Mitteln versehen,
um den Teil desselben zu säubem, der aus der Agglomerierungskammer zwischen seinem
Austritt und seinem Wiedereintritt entfernt ist, oder der wirbelnde Dampf kann überhitzt
sein, so daß die dem Sieb benachbarten Teilchen die überhitzung ohne Kondensation
absorbieren, während die Teilchen in der oberen Sphäre des Materialbetts in der
Kammer A,
die außerhalb einer Berührung mit dem Sieb sind, die auf ihnen kondensierte
Feuchtigkeit aufnehmen, wobei die Agglomerierung nur in der oberen Schicht stattfindet.
Hierbei wird die Kondensation der Feuchtigkeit auf den Teilchen der unteren Schicht
verhindert und dadurch verhindert, daß das Sieb verstopft wird.
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Nach der Agglomerierung des Materials in der Agglomerierungskammer
A infolge der Bildung klebender Oberflächen auf den Teilchen durch die Kondensation
des Wasserdampfes auf denselben und dem Zusammenbringen der klebenden Teilchen durch
die sanfte Bewegung und gemilderte Turbulenz als Kennzeichen von Wirbelschichten,
die durch die agglomerierende feuchte Luft und das Vibrieren des Agglomerators bewirkt
ist, gehen die Agglomerate zur nächsten Stufe oder der Abteilung D, in welcher
die zugesetzte Feuchtigkeit entfernt wird und das Material mittels eines Stroms
heißer Luft getrocknet wird, die beständig durch das Sieb 13 und das Bett
der Agglomerate streicht. Dabei tritt der Strom heißer Luft am Boden der Kammer
D durch die Leitung 18 ein und entweicht durch die Auslaßöffnung
19 in der Decke. Das Trocknen der Agglomerate verfestigt und versteift dieselben
und entfernt ihre Klebrigkeit, damit sie gehandhabt, verpackt, aufbewahrt und transportiert
werden können. Nach dem Trocknen gehen die heißen getrockneten Agglomerate zur nächsten
oder letzten Stufe oder der Ab-
teilung CS, in welcher dieselben gegebenenfalls
einem Strom kühlender Luft ausgesetzt werden, die aus, der Leitung 20 eintritt und
durch die Auslaßöffnung 21 in der Decke abgesaugt wird, wobei die Agglomerate auf
Zimmertemperatur abgekühlt werden und in einen harten Zustand versetzt werden. In
der letzten Kammer CS werden die Agglomerate während des Kühlens auch sortiert.
Die heißen getrockneten Agglomerate gehen von dem Sieb 13 auf ein gröberes
Sortierungssieb 22, wobei das Produkt durch das Sieb 22 hindurchfällt auf das feinere
Aufnahmesieb
23 darunter, während das übergroße Material
auf dem Sieb22 zurückbleibt und das Produkt und die übergrößen, wie gezeigt, entfernt
werden.
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Wenn das Ausgangsmaterial zu einer Feinheit innerhalb des angegebenen
Bereichs gemahlen ist, setzt sich jedes Agglomerat aus etwa 5000 bis
30 000 Einzelteilchen zusammen, wobei die verschiedenen in den Zuckergemischen
enthaltenen Bestandteile im wesentlichen homogen innerhalb der Agglomerate verteilt
sind. Bei dem Pulverisieren oder Mahlen des Ausgangsmaterials zu der gewünschten
Feinheit werden die ursprünglichen Kristallc zu feinen Kristallbruchstücken oder
Teilchen zerkleinert, die unregelmäßig und zackig geformt sind, wobei die unregelmäßige
Gestalt zur Porosität der Agglomerate beiträgt, indem sie die Berührung zwischen
angrenzenden Teilchen nur an zufälligen Punkten erlaubt und somit dazwischen Lücken
verbleiben.
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Die Zucker, die nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden
können, um das gewünschte agglomerierte Produkt herzustellen, bestehen nicht nur
aus Rohrzucker, sondern auch aus anderen Zukkern in fester Form, einschließlich
Traubenzucker und Traubenzuckermonohydrat. Es ist wichtig festzustellen, daß die
Vorrichtung und die Verfahrensweise der Erfindung direkt in vorhandene Zucker erzeugende
und verarbeitende Anlagen eingebaut werden können, ohne daß nian sie wesentlich
ändern muß und daß die Mahleinrichtung, wie sie zur Zeit bei der Herstellung von
üblichem Puderzucker verwendet wird, gleichfalls eingesetzt werden kann, wenn agglomerierter
Zucker vorteilhaft aus üblichem Puderzucker hergestellt werden soll.
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Der hier gebrauchte Ausdruck »Zuckergernisch« oder »Vormischung« ist
nicht auf physikalisch hergestellte Mischungen, die innig gemahlen und agglomeriert
werden, beschränkt, sondern er umfaßt auch Gemische, die vor dem Zerkleinern und
Agglomerieren Zwischenverarbeitungsschritten unterworfen werden, welche eine oder
mehrere Stufen einschließen, die bei der Herstellung von Zucker, Konfekt u. dgl.
angewendet werden, beispielsweise Lösung der Mischung, Konzentrierung derselben,
Körnen oder Kristallisieren mit oder ohne Übersättigung, Ausziehen, Schlagen, Expandieren,
Trocknen oder Sprühtrocknen und andere dem Fachmann bekannte Verfahrensschritte.
Alle so erhaltenen Produkte sind nach der Zerkleinerung unter dem hier verwendeten
Ausdruck »Vormischung« zu verstehen. Verfahrensbeispiele Die folgenden Beispiele
veranschaulichen einige der Materialien, die in der wiedergegebenen und vorstehend
beschriebenen Agglomerierungsvorrichtung unter den in den Beispielen angegebenen
Verfahrensbedingungen erfolgreich agglomeriert worden sind. Das erhaltene Produkt
weist in jedem Falle die für die erfindungsgemäß erhältlichen Produkte charakteristische
Qualität auf. Der Agglomerierabschnitt war jeweils etwa 46 cm lang und
15 cm breit.
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Beispiel 1
Rohrzucker Feingemahlener, raffinierter, im wesentlichen
reiner Rohrzucker (auch bekannt als »Hartzucker«) wurde dem AgglomerierabschnittA
mit einer Geschwindigkeit von 13,6kg in der Minute zugeführt und mit feuchter Luft
behandelt, die einen Naßwärmegrad von 741C (am Naßthermometer gemessen) und einen
Trockenwärmegrad von 121'C
(am Trockenthermometer gemessen) aufwies, wobei
die Luft durch den Abschnitt mit einer Geschwindigkeit von 6,36 m-3 in der
Minute hindurchstrich. Der Agglomerator wurde mit einer Amplitude von
0,96 cm bei 850 Schwingungen in der Minute, gerichtet auf einen Winkel
von 45' zur Horizontalen und Wanderungsrichtung, gerüttelt. Die Agglomerate wurden
in einem Trockenabschnitt D, der 137 cm lang war, getrocknet, wobei
Luft von 135' C
mit einer Geschwindigkeit von 8,5 m-3 in der
Minute hindurchstrich.
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Beispiel 2 Traubenzucker Feingemahlener Traubenzucker wurde dem Agglomerierabschnitt
A mit einer Geschwindigkeit von 2,7 kg in der Minute zugeführt und
mit feuchter Luft, die einen Naßwärmegrad von 64" C und einen Trockenwärmegrad
von 91' C aufwies und durch den Abschnitt A mit einer Geschwindigkeit
von 3,93 m3 in der Minute hindurchstrich, behandelt. Der Agglomerator wurde
mit einer Amplitude von 1.,6 cm und einer Frequenz von 800 Schwingungen
in der Minute gerüttelt. Die Agglomerate wurden in einem Trockenabschnitt
D getrocknet, der 203 cm lang war, wobei Luft von 990 C mit
einer Geschwindigkeit von 5,7 m3 in der Minute hindurchstrich.
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Beispiel 3
Traubenzuckermonohydrat Feingemahlenes Traubenzuckermonohydrat
wurde dem Agglomerierabschnitt A mit einer Geschwindigkeit von
2,7 kg in der Minute zugeführt und darin mit feuchter Luft behandelt, die
einen Naßwärmegrad von 771 C und einen Trockenwärmegrad von 129' C
aufwies und durch den Abschnitt mit einer Geschwindigkeit von 3,39 m3 in
der Minute hindurchstrich. Der Agglomerator wurde mit einer Amplitude von
1,6 cm bei einer Frequenz von 800 Schwingungen in der Minute gerüttelt.
Die Agglomerate wurden in einem Trockenabschnitt D
getrocknet, der
203 cm lang war, wobei Luft von 1290 C mit einer Geschwindigkeit von
5,7 m3 in der Minute hindurchstrich.
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Beispiel 4 Fondantvormischung 45,3 kg Fondantvormischung, bestehend
aus 39,9kg raffiniertem Rohrzucker und 5,4kg Stärkezucker aus Getreidesirup wurden
unter Vermischen bis zu einer Teilchengröße von weniger als 35Mikron gemahlen und
mit feuchter Luft von einem Naßwärmegrad von 79'C und einem Trockenwärmegrad von
146' C, die durch den Agglomerierabschnitt mit einer Geschwindigkeit von
5,7 m3 in der Minute hindurchstrich, agglomeriert, wobei die Agglomerate
in Luft mit einer Temperatur von 1291> C getrocknet wurden.
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Beispiel 5
Ahomsirapvormischung 45,3kg einer Ahornsirupvormischung,
bestehend aus 43,5kg Rohrzucker, 1,4kg wasserfreier, handelsüblicher, synthetischer
Ahornessenz und 0,4kg
gepulverter Carboxymethylcellulose eines verhältnismäßig
niedrigen Substitutionsgrades (die ein bevorzugtes Hydrokolloid für Vormischungen
dieser Art darstellt, obgleich die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist) wurden
bis zu einer Teilchengröße von weniger als 100Mikron gemahlen und mit feuchter Luft,
die durch den Agglomerierabschnitt mit einer Geschwindigkeit von 5,7 ral
in der Minute hindurchstrich und einen Naßwärmegrad von 82' C
und einen Trockenwärmegrad
von 1381> C aufwies, agglomeriert, worauf die Agglomerate bei 138' C
luftgetrocknet
wurden. Aus den Agglomeraten wurde ein Sirup mit Ahomgeschmack hergestellt, in dem
die Agglomerate mit Wasser in einem Verhältnis von 0,711 agglomerierter Vormischung
zu 0,211 Wasser gemischt wurden. Hierbei verteilte sich die agglomerierte
Vormischung schnell und löste sich in Wasser unter Bildung eines sehr annehmbaren
Sirups mit Ahomgeschmack der gewünschten Viskosität und Konsistenz. Dieser Sirup
erwies sich beim Ausgießen als frei fließend und zeigte kein unterbrochenes Fließen,
wie das bei vielen Sirupen üblicher Art vorkommt. Ebenso wurde ein überguß mit Ahorngeschmack
aus dieser agglomerierten Vormischung hergestellt, indem die Agglomerate mit Wasser
im Verhältnis von 0,711 agglomerierter Vormischung zu 0,161 Wasesr
gemischt wurden. Wiederum verteilte sich und löste sich die agglomerierte Vormischung
schnell in der Flüssigkeit unter Bildung des viskosen übergusses. Ebenso wurde aus
dieser agglomerierten Vormischung eine Butter mit Ahorngeschmack durch einfaches
Einrühren von 0,711
Vormischung in 0,121 Wasser mit nachfolgendem Mischen
mit 0.351 einer weichen geschlagenen Butter hergestellt.
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Andere Ahornsirupvormischungen wurden unter den obengenannten Agglomerierbedingungen
erfolgreich aus Mischungen folgender Zusammensetzung agglomeriert: a) 42,9
kg granulierter Zucker, 1,68 kg Ahornessenz und 0,57 kg Guargummi,
b) 40,8 kg Zucker, 1,70 kg Ahornessenz und 2,49 kg Methylcellulose,
c) 43,5 kg granulierter Zucker, 1,81 kg Ahornessenz und 0,45
kg Irischmoos-Extraktstoff.
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Es wurde ferner ein Sirup mit Ahorngeschmack aus einem Teil der agglomerierten
Vormischung (e)
hergestellt, indem 40 g Vormischung in 60 cm3
Leitungswasser eingerührt wurden, wobei die Vor-Mischung sich darin schnell verteilte
und löste und ein Sirup der gewünschten Konsistenz gebildet wurde.
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Beispiel 6
Schokoladensirup-Vormischung Eine Vormischung mit
Schokoladengeschmack wurde aus 45,3kg eines Ausgangsmaterials, bestehend aus
30 ' 35kg Rohrzucker, 9,Okg Kakao, 4,5kg Feststoffen aus entfetteter Trockenmilch
und 1,35 kg Carboxymethylcellulose von verhältnismäßig hohem Substitutionsgrad,
unter Vermischen der Bestandteile und Vermahlen bis zur erforderlichen Feinheit
in der oben angegebenen Art agglomeriert. Aus dieser agglomerierten Vormischung
wurde ein Sirup mit Schokoladengeschmack hergestellt, indem die Agglomerate zu Wasser
im Verhältnis von 40 g
Vonnischung auf 60 em3 Wasser bei Zimmertemperatur
zugesetzt wurden. Das Gefäß, das die Agglomerate und Wasser enthielt, wurde mit
einem Deckel versehen und einige Sekunden geschüttelt, worauf sich ein gleichmäßig
verteilter Sirup gewünschter Konsistenz ergab. Ein überguß mit Schokoladengeschmack
wurde aus diesen Agglomeraten hergestellt, indem 0,711 der Agglomerate Mit
'/4 Teelöffel Salz und 0,351 Wasser bei Zimmer-
temperatur mit nachfolgendem
Rühren vereinigt wurden, wobei sich ein überguß der gewünschten glatten Konsistenz
schnell ergab.
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Eine Soße aus Schokoladenersatz wurde aus den Agglomeraten hergestellt,
indem 0,591 Vormischung mit 0, 12 1 Konfektzucker, 1/4 Teelöffel
Salz und 0,211
Milch vereinigt wurden und die Mischung darauf einige Sekunden
gerührt wurde. Danach wurde ein Soßenersatz der gewünschten glatten viskosen Konsistenz
erhalten.
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Ein Getränk mit Schokoladengeschmack wurde aus den Agglomeraten hergestellt,
indem einfach 0,121 Vormischung in 0,941 kalter Milch eingerührt wurden, wobei sich
die Agglomerate schnell in der Milch verteilten, ohne daß ein Klumpen oder Zusammenballen
eintrat.
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Beispiel 7
Sirupvormischung mit Fruchtgeschmack Eine agglomerierte
Vormischung mit Fruchtgeschmack wurde aus 45,3 kg Ausgangsmaterial hergestellt,
bestehend aus 40,8 kg granufiertern Zucker, 1,8 kg Carboxymethylcellulose,
1,8 kg wasserfreier, gepulverter, handelsüblicher Hirabeeressenz und
0,9 kg Fumarsäure. Die Bestandteile wurden * ig gemischt, bis zur
erf orderlichen Feinheit gemahlen und in der oben angegebenen Weise agglomeriert.
Aus den Agglomeraten wurde ein Sirup mit Himbeergeschmack hergestellt, indem 40
g Vormischung in 40 cm3 Wasser eingerührt wurden, wobei sich die Vorinischung
sehr schnell im Wasser verteilte und löste.
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Außerdem wurden agglomerierte Vormischungen mit anderem Geschmack
hergestellt, beispielsweise Butterkaramel und Karamel.
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Untersuchung der Dispergierungs- und Löslichkeitsgeschwindigkeit Um
die rasche Geschwindigkeit der Dispergierung und Lösung der Agglomerate nach der
vorliegenden Erfindung, verglichen mit demselben Ausgangsmaterial in nicht agglomerierter
Form, zu veranschaulichen, wurden mehrere Vergleichsversuche mit dem Material, wie
es in den vorhergehenden Beispielen beschrieben ist, ausgeführt, wobei nachstehend
typische Beispiele dieser Vergleichsversuche angegeben worden sind. In jedem dieser
Teste wurde ein Glasrohr von 127 cm Länge und mit einem Durchmesser von
3,2 cm mit destilliertem Wasser bei annähernd Zimmertemperatur gefüllt. Agglomerierte
und nicht agglomerierte Proben wurden auf die Oberfläche der Wassersäule aufgebracht
und die Entfernung, in welcher die herabsinkenden Teilchen vollständig gelöst waren,
ebenso die für die Lösung erforderliche Zeit gemessen.
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Versuch 1
Zucker Proben agglomerierten Rohrzuckers gemäß Beispiel
1 ebenso wie Proben von üblichem granuliertem
Rohrzucker
und üblichem gepulvertem Rohrzucker wurden auf die Oberfläche der Wassersäule aufgebracht.
Der granulierte Zucker durchwanderte eine Entfernung von 66 cm, bevor er
vollständig gelöst war, was eine Zeit von 20 Sekunden erforderte. Der gepulverte
Zucker wanderte bis zum Boden der 127-cm-Röhre, ohne sich vollständig zu lösen,
was 30 Sekunden erforderte. Die agglomerierten Zuckerproben durchwanderten
in 2 Tests 20,3 und 25,4 cm in 5 bzw. 7 Sekunden, bevor sie
vollständig gelöst waren. Infolgedessen löste sich der agglomerierte Zucker drei-
bis viermal schneller als der übliche granulierte Zucker und erheblich mehr als
sechsmal schneller als der übliche gepulverte Zucker.
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Versuch 2 Fondantvormischung Agglomerierte und nicht agglomerierte
Proben der Fondantvormischung gemäß Beispiel 4 mit derselben Zusammensetzung und
Teilchengröße wurden auf die Wasseroberfläche aufgebracht. Die nicht agglomerierten
Proben wanderten bis zum Boden des 127-em-Rohres in einer Durchschnittszeit von
23 Sekunden, wobei ein beträchtlicher Teil des nicht agglomerierten Materials
ungelöst auf dem Boden des Rohres verblieb. Andererseits wurden die agglomerierten
Proben vollkommen gelöst, nachdem sie eine durchschnittliche Entfernung von
27,9 cm zurückgelegt watten, wobei die Durchschnittszeit bis zur vollständigen
Lösung 7 Sekunden betrug.
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Versuch 3
Ahornsirupvormischung Agglomerierte und nicht agglomerierte
Proben einer Ahornsirupvormischung mit einer Zusammensetzung und Teilchengröße,
ähnlich der Vormischung des Beispiels 5, wurden auf die Wasseroberfläche
aufgebracht. Das agglomerierte Produkt wurde vollständig nach Durchwanderung einer
Durchschnittsentfernung von 30,5 cm gelöst, wobei die Durchschnittszeit bis
zur vollständigen Lösung 7 Sekunden betrug. Andererseits wanderte das nicht
agglomerierte Produkt bis zum Boden des 127-cm-Rohres, ohne vollständige Lösung,
wobei ein beträchtlicher Teil der nicht agglomerierten Proben ungelöst auf dem Boden
des Rohres selbst nach einer Durchschnittszeit von 72 Sekunden im Wasser
verblieb.
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Durchführung von Zuckerguß- und Fondanttesten Versuch 4 Zucker 200
g des agglomerierten Rohrzuckers des Beispiels 1 wurden mit
31 em3 Wasser durchgemischt. Hierdurch wurde schnell ein vollkommen glatter
Zuckerguß frei von Klumpen oder nicht umgewandeltem Material gebildet.
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Versuch 5
Fondantvormischung Es wurde ein Fondant direkt aus
der agglomerierten Fondantvormischung gemäß Beispiel 4 bereitet, indem die agglomerierte
Fondantvormischung mit Wasser im -Verhältnis von 100 g Vorinischung auf
15 g Wasser gemischt wurde. Hierdurch wurde schnell ein sehr befriedigender
Fondant mit einer glatten kremigen Konsistenz hergestellt, der frei von irgendwelchen
unerwünschten Klumpen oder nicht umgesetzten Massen war.
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Behandlungs- und Zusammenbackungstest Versuch 6
Ein Schnelltest
unter Verdoppelung widriger Aufbewahrungsbedingungen, um die physikalischen Kennzeichen
von agglomeriertem Zucker nach verlängertem Einlagern zu bestimmen, wurde wie folgt
ausgeführt: Agglomerierter harter Rohrzucker, ähnlich dem im Beispiel
1 hergestellten (ohne Beimischung von Stärke), wurde in 0,9-kg-Säcke verpackt.
Die Beutel mit agglomeriertem Zucker wurden zusammen mit gleichen Beuteln mit üblichem
Puderzucker (mit Beimischung eines Stärkefüllmittels) in einer Kammer 21 Tage aufbewahrt,
in der die Feuchtigkeit nach jedem 1.2stündigen Zyklus wechselte. Die relative Feuchtigkeit
stieg während jedes Zyklus fortschreitend von etwa 50 auf etwa 90% an und ging dann
auf die niedrigere Feuchtigkeit bei Beginn des nächsten Zyklus zurück. Der Feuchtigkeitsbereich
und der Wechselkreislauf, der in diesem Test angewendet wurde, kommt einigen der
ungünstigsten und extremsten atmosphärischen Bedingungen, bei welchen Zucker möglicherweise
eingelagert oder aufbewahrt wird, nahe. Während dieser Aufbewahrungszeit wurden
Gewichte von 45,3 kg auf Unterlagen gesetzt, welche ihrerseits auf die Zuckerbeutel
gelegt wurden, was zu einer allgemeinen Gewichtsverteilung von etwa 0,35
kg/CM2 auf dem Zucker führte, wobei das verteilte Gewicht sogar über die Zuckeroberfläche
hinwegreichte. Nach Beendigung dieser dreiwöchigen Testperiode wurde sowohl der
agglomerierte als auch der in üblicher Weise gepulverte Zucker entfernt und geprüft.
Der in üblicher Weise gepulverte Zucker wurde trotz des Stärkefüllmittels zu harten
Massen zusammengebacken, welche sehr schwierig auseinanderzubrechen waren und sich
deutlich nicht in einem frei fließenden bzw. schüttbaren Zustand befanden.
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Andererseits befand sich der agglomerierte Zucker noch in frei fließendem
bzw. schüttbarem, nicht zusammengebackenem Zustand. Die erfindungsgemäß agglomerierten
Zuckerprodukte blieben somit frei fließend bzw. schüttbar, selbst nach langem Einlagern
unter außerordentlich ungünstigen Bedingungen der umgebenden Atmosphäre und könnten
gewünschtenfalls in einem Karton mit Ausguß verpackt werden, was bisher mit in üblicher
Weise hergestellten Zuckern nicht möglich war.
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In einigen der Mischungen, mit denen sich die vorliegende Erfindung
befaßt, befindet sich das Konditionierungsmittel in sirupösem Zustand, wenn es mit
dem Zucker vor dem Mahlen oder Pulvern der Ausgangsmischung für das Agglomerieren
gemischt wird. Bemerkenswerte Beispiele dieser Ausführungsform gehen von der Verwendung
von Invertzucker oder Stärkesirup als Konditionierungsmittel aus. Unter solchen
Umständen werden die großen Zuckerkristalle mit dem sirupösen Konditionierungsmittel
gemischt und von ihm überzogen. Das nachfolgende Mahlen oder Pulvern vervielfacht
die Oberfläche der Zuckerteilchen und versprüht das Konditionierungsmittel gleichmäßig
über eine viel größere Fläche. Hierbei wird der Konditionierungssirup in einem fast
gleichmäßigen Film auf die Oberfläche
jedes der feinen Zuckerteilcheii
aufgesprüht, wobei die Sirapkonzentration auf die Flächeneinheit stark bis zu einem
solchen Ausmaß vermindert wird, daß die Teilchen sich trocken anfühlen. Dieser Zustand
besteht auch bei den Agglomeraten, die diese überzogenen Teilchen aufweisen. Das
Aufsprühen des Sirups oder der flüssigen Phase als ein gleichmäßiger Film über die
pulverförmigen Zuckerteilchen erleichtert die Agglomerierung von Mischungen dieser
Art. Viele solche Mischungen wären andererseits nicht agglomerierbar. Dieses vorausgehende
Mahlen ist auch wichtig und anwendbar bei der Agglomerierung von weichen Zuckern,
z.B. bei üblichen braunen und rohen Zuckern, die mit Melasse überzogen und schwierig
zu behandeln sind. Es ist auch zu bemerken, daß die Erfindung auf Gemische anwendbar
ist, die verschiedene Arten von Zucker enthalten, wie z. B. ein Gemisch von Rohrzucker
und Traubenzucker.