DE1692529C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Margarine - Google Patents

Description

Bei dem kontinuierlichen Herstellen von Margarine ist es bekannt, flüssiges Fett mit wäßrigen Bestandteilen in den gewünschten Anteilen zu mischen und die Mischung in einem kontinuierlichen Strom durch eine Vorrichtung hindurchzuführen, die allgemein als A-Emheit eines rohrförmigen Wärmeaustauschers bekannt ist. In dieser Vorrichtung wird die Fettmischung gleichzeitig rasch, d. h. mit einer Kuhlgeschwindigkeit von mehr als l°C/sec, abgeschreckt und gerührt. Diese Art von Vorrichtung ist in A.E. Bailey »Instrustrial Oil and Fat Products« (1945), Seiten 702 bis 708, beschrieben. Die /4,-Einheit des Wärmeaustauschers besteht aus einem oder mehreren dünnwandigen Nickelrohren, die von einem stark wirkenden Kühlmedium, wie verdampfendem, flüssigem Ammoniak, umgeben sind. Diese Rohre sind mit inneren umlaufenden Flügeln oder Klingen versehen, welche den dünnen Film von abgeschrecktem Material in ihren Wänden abschaben. Nach dem Abschrecken in der ,4-Einheit wird die Mischung, die mit kleinen Fettkristallen als Kern versehen ist, einer weiteren Einheit zugeführt, die gewöhnlich als ß-Einheit bezeichnet wird, in der die Kristallisation des Fettes ohne weiteren Entzug von Wärme vollendet wird.

Die so gebildete Margarine wird einer Art mechanischer Bearbeitung, z. B. mittels Hindurchführen in der ß-Einheit durch ein Drahtsieb oder mittels Kneten in einem mechanischen Mischer, unterworfen. Margarine, die in der oben bezeichneten Weise hergestellt worden ist, hat die Neigung härter, spröder und weniger »streichfähig« zu sein, als dies erwünscht ist, und außerdem »schwer« oder »dick« auf dem Gaumen zu sein.

In der GB-PS 6 50 481 ist eine Abänderung des Verfahrens zur Herstellung von Marganne beschrieben worden, bei der sich ein Produkt von verbesserter »Dünnheit« und »Streichfähigkeit« ergeben soll, und zwar dadurch, daß man das flüssige Fett unter langsamem Abkühlen rührt, d. h. bei einer Kühlgeschwindigkeit von etwa 0,l°C/sec und weniger, bevor die Mischung in die Abschreck- and Rührvorrichtung eintritt, um eine Vorkristallisation in Form einzelner Teilchen wenigstens eines wesentlichen Anteils der höher schmelzenden Glyceride herbeizuführen, ohne daß gleichzeitig eine Vorkristallisation eines wesentlichen Teiles der niedriger schmelzenden Glyceride erfolgt

Die Abschreckvorrichtung besteht dabei aus der Λ-Einheit eines Wärmeaustauschers. Die langsame Kühlung kann z. B. in Rohren ausgeführt werden, die mit schraubenförmigen Rotoren versehen und mit einem Wasser- oder Solemantel umgeben sind. Die langsame Kühlung führt, abgesehen davon, daß es technisch aufwendig ist, die Gefahr herbei, daß ein Teil der gebildeten Kristalle größer als etwa 10 μ wird, so daß dadurch die erzeugte Margarine »grießig« wird.

Gemäß der GB-PS 7 65 870 kann eine Margarine, die noch rascher auf dem Gaumen schmilzt als das Produkt, welches nach dem Vorkristallisationsverfahren gemäß der GB-PS 6 50481 erhältlich ist, dadurch erzielt werden kann, daß man einen festgelegten Anteil des Fettes im flüssigen Zustand durch eine vorbereitende Λ-Einheit führt, in der er gleichzeitig gekühlt und mechanisch behandelt wird, und dann diesen gekühlten und mechaniüch behandelten Anteil mit dem übrigen Anteil von Fett mischt um wenigstens eine wesentliche Menge der höherschmelzenden Glyceride vorzukristallisieren, nämlich diejenigen, die bei oder in der Nähe der Mundtemperatur schmelzen, und irgendwelche niedrigerschmelzenden Glyceride bzw. Kristallkeime von diesen, die in der vorbereitenden A- Einheit gebildet sind, zu verflüssigen.

Zur Ausführung des aus der GB-PS 7 65 870 bekannten Verfahrens dient eine Vorrichtung, die eine Einrichtung zur Zuführung des flüssigen Fettes zu einer ersten /4-Einheit, die mit wenigstens einer mit einem Rührer versehenen und mit einer weiteren Λ-Einheit in Reihe angeordneten Kristallisierungseinheit in Reihe geschaltet ist, in Kombination mit einer Einrichtung zur Zuführung von wäßrigen Bestandteilen zu dem flüssigen Fett, bevor dieses in die weitere /4-Einheit gelangt, sowie mit einer Einrichtung für die Zuführung von flüssigem Fett in die Vorkristallisierungseinheit in einigem Abstand von deren Einlaß. Dar erforderliche unveränderliche Verhältnis, in welchem das abgeschreckte Fett in einen vorgekühlten und einen nichtvorgekühlten Teil geteilt wird, macht es in der Praxis schwierig, das Ausmaß der Vorkristallisation unter Kontrolle zu halten und eine optimale Qualität der erzeugten Margarine aufrechtzuerhalten.

Wenn z. B. eine verhältnismäßig niedrigschmelzende Margarine mit einer entsprechend langsamen Neigung zum Kristallisieren hergestellt werden soll, wird eine verhältnismäßig große Kühloberfläche schon in der vorbereitenden /4-Einheit benötigt, um genügend Abkühlung zur Herbeiführung der Kristallisation zu erzielen.

Unter den gleichen Bedingungen würde es jedoch nicht möglich sein, eine verhältnismäßig hochschmelzende und dementsprechend leicht kristallisierbare Margarine zu behandeln, weil ein zu großer Teil des Fettes vorzeitig kristallisieren würde. Die sich ergebende Emulsion würde in den endgültigen Kühleinheiten zu stark mechanisch bearbeitet und schließlich zu weich werden, um geformt zu werden.

Aus der CH-PS 3 44 894 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen und Verpacken von Backfett bekannt, bei der ₆asimprägniertes flüssiges Fett durch eine Kristallisierkammer zum Kristallisierenlassen des abgekühlten Fettes geführt wird, wobei in der Verbindung zwischen der Kühlvorrichtung und der Kristallliiervorrichtung ein Drosselorgan in Form eines Schieberventils vorgesehen ist

Durch Anwendung der bekannten Vorrichtung wird die Aufgabe der Herstellung von Margarine mit verbesserter »Dünnheit« und verbesserter »Streichfähigkeit« nicht gelöst

Es ist ferner aus der SE-PS 1 25 923 eine Vorrichtung bekannt, bei welcher eine gekühlte Butteremulsion in zwei Ströme geteilt wird, von denen einer geschmolzen und wieder zurückgeführt wird oder im Nebenschluß über eine Heizeinrichtung geführt wird und dann entweder mit der nichtgekühlten oder der gekühlten Emulsion vermischt wird. Bei Anwendung der bekannten Vorrichtung ist immer eine Erhitzungsstufe notwendig, was notwendigerweise eine größere Kühlkapazität bedingt

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Margarine, welche in einfacher Weise die notwendige Anpassungsfähigkeit im Betrieb gewährleistet, um Margarine mit verbesserter »Dünnheit« und verbesserter »Streichfähigkeit« aus verschiedenen Fettmischungen herzustellen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum kontinuierlichen Herstellen von Margarine unter Aufteilen ϊλ Teilströme, umfassend eine Mischdüse, ein Vorkühlsystem, Kristallisiereinheiten und mindestens eine diesen nachgeschaltete Abschreckeinrichtung sowie eine Zuführungsleitung für die zu verarbeitende Wasser/Fett-Emulsion in das Vorkühlsystem und eine Umgehungsleitung für die direkte Einführung der Emulsion in die nachgeschaltete Abschreckeinrichtung ist durch ein der Mischdüse nachgeschaltetes Aufteilventil mit Mitteln zum kontinuierlichen Aufteilen des Emulsionsstroms in mindestens zwei Teilströme gekennzeichnet.

Bei einer praktischen Ausführungsform weist die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur kontinuierlichen einstellbaren Aufteilung des Emulsionsstromes in mindestens zwei Teilströme eine vor der Gabelungsstelle von zwei Leitungen (10) und (13) angeordnete Dosierpumpe sowie eine Förderpumpe mit variabel einstellbarer Förderleistung auf, die entweder in der einen Leitung (10) oder in der anderen Leitung (13) angeordnet ist

Bei Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die Emulsion, bevor sie in die Abschreck- und Kristallisiereinrichtung eingeführt wird, in zwei oder drei getrennte Ströme unterteilt, deren Mengenverhältnisse kontinuierlich entsprechend den Eigenschaften der verwendeten Fettmischung und der gewünschten Konsistenz des Endprodukts variiert werden können, wobei wenigstens einer der Ströme mit einer Geschwindigkeit von mehr als l°C/sec, vorzugsweise mehreren Grad C/sec, insbesondere etwa 10°C/sec, in einem Vorkühlsystem abgeschreckt wird, bevor er mit dem oder den anderen Strömen in einem Vorkühlsystem vereinigt wird, und wobei der Anteil des abgeschreckten Stromes zu dem oder den nicht abgeschreckten Strömen in solcher Weise eingestellt wird, daß nach der Vereinigung der Ströme eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt wenigstens eines wesentlichen Anteiles der Glvceride mit höherem Schmelzpunkt erhalten

wird.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat den großen Vorteil, daß während der Margarineherstellung — ohne Anhalten — bei Änderung der Fettzusammensetzung oder der Fettemperatur laufenc weitergearbeitet werden kann. Außerdem ist in einfacher Weise eine schnelle Kühlung auf etwa 10°C möglich, um die erstrebte große Anzahl kleiner Kristalle zu erzielen.

Bei der Unterteilung der Emulsion in getrennte Ströme kann der Anteil des vorgekühlten Stromes zu dem Rest der Emulsion innerhalb weiter Grenzen von 20—80:80—20 variieren, wobei der bevorzugte Bereich 30—70 :60-40 beträgt

Die Vorichtung gemäß der Erfindung läßt zahlreiche Arbeitsmöglichkeiten zu.

Bei einer bevorzugten Arbeitsweise wird ein Anteil von 30 bis 60 Gew.-% der Mischung der beiden Phasen (Voremulsion) in flüssiger Form bei einer Temperatur, die nicht höher als 40⁰C liegt, in das Vorkühlsystem eingeführt, wo sie auf etwa 10 bis 20⁰C abgekühlt wird, und von dort zu einer oder mehreren Kristallisiereinrichtungen geleitet, wo ihr die Gelegenheit zum Kristallisieren unter langsamem Rühren gegeben wird, wobei Kristallisationswärme freigesetzt wird, vorzugsweise ohne Kühlung, wenn sie mit dem übrigen Teil der Emulsion gemischt wird, wobei die gesamte Mischung dann in die Einheiten der endgültigen Abschreckeinrichtung mit einer Temperatur zwischen 20 und 30⁰C eintritt, in der die Emulsion dann weiterbehandelt und verpackt wird.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist zur Herstellung verschiedener Arten von Margarine, wie Zieh-, Back- oder Tafelmargarine, anwendbar. Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß sogar dann, wenn Margarinefettmischungen mit einem schwierigen Kristallisationsverhalten verarbeitet werden, wie z. B. Mischungen, die Palmöl oder gehärtetes Erdnußöl enthalten, die Variierung, die in den Kühlbedingungen in dem Vorkühl- und Kristallisiersystem möglich wt, die Erzielung eines Endproduktes von guter Qualität gestattet. Ferner ist es möglich, verschiedenartige Margarinemischungen infolge der Einstellbarkeit der Vorrichtung zu behandeln oder zu verarbeiten, was auch den Vorteil ergibt, daß man weniger von der Wahl der Rohmaterialien der Fettmischungen abhängig ist.

Die Dosierung des Stromes von Fett und flüssigen Bestandteilen von der Proportionier- oder Dosierpumpe zu dem Vorkühlsystem kann durch eine Zahnradpumpe ausgeführt werden, die in die verbindenden Rohrleitungen eingeschaltet ist. Die Ausgangsleistung der Pumpe ist proportional der Drehgeschwindigkeit der Zahnräder, die auf einen gewünschten Wert dadurch eingestellt werden kann, daß man einen Regler oder ein Steuergerät zwischen den Antriebsmotor und die Pumpe einschaltet. Da eine Zahnradpumpe unter den gegenwärtig praktisch möglichen Bedingungen oft erheblicher Abnutzung, z. B. durch veränderliche Drükke oder Gegenwart von Salz, unterliegt, wird eine andere Ausbildung bevorzugt.

Bei dieser Ausbildung wird von einem Schieberventil in solcher Weise Gebrauch gemacht, daß der Hauptstrom der Fettmischung der von der Proportionieroder Dosierpumpe kommt, durch die Wirkung eines Schieberventils in zwei Ströme unterteil: wird, das sich kontinuierlich in entgegengesetzten Rirh?u!igen bewegt und abwechselnd zwei Auslässe öffnet und schließt. Die Antriebskraft wird vorzugsweise >"·>η de- Prouortionier- oder Dosierpumpe abgel'*·'"·, um einen regelmäßigen

Flu3 der Mischung zu gewährleisten. Das Schieberventil ist mit einem Einlaßdurehgang und zwei Auslaßdurch gangen für die Fettmischung versehen. Der Einlaßdurchgang is" mit der Rohrleitung verbunden, die von der Pror-ortionicr- oder Dosierpumpe kommt, und die Auslaßüurchgänge sind mit zwei Rohrleitungen verbunden, von denen die eine zu der Vorkühleinheit und die andere zu der Kristallisiereinheit oder hinter diese ff'hrt Die Fettmischung wird über die Auslaßdurchgänge des Schieberventils in einem festen Verhältnis unterteilt, das durch die Zeiträume bestimmt ist, während welcher die Ausiaßdurchgänge nicht durch das Schieberventil geschlossen sind. Das Schieberventil besteht aus zwei Gliedern, die zweckmäßig gleiche Größe haben und dicht in einen hohlen Zylinder passen und miteinander verbunden sind. Sie können in dem hohlen Zylinder z. B. durch die Drehbewegung einer Kurbel verschoben werden, wobei diese Bewegung mittels einer Welle auf das Schieberventil übertragen wird. Die beiden Teile des Schieberventils haben einen Abstand voneinander, der etwas größer ist als der kleinste Abstand zwischen den beiden Auslaßdurchgängen. Ein größerer Abstand bis zu dem größten Abstand zwischen den beiden Auslaßdurchgängen ist möglich, aber dies würde bedeuten, daß die Zeit während welcher beide Auslaßdurchgänge während der Hin- und Herbewegung des Schieberventils offen sind, langer ist, was die Genauigkeit der Dosierung beeinträchtigen würde. Der Abstand wird etwas größer als der kleinste Abstand zwischen den Auslaßdurchgängen gewählt, um zu gewährleisten, daß an keiner Stelle während der Hin- und Herbewegung des Schieberventils beide Auslaßdurchgänge geschlossen sind. Die Tatsache, daß das Schieberventi! gezwungen wird, sehr rasch durch die Kurzschlußstellung zu gehen, d. h. die Stellung, während welcher die Auslaßdurchgänge praktisch geschlossen sind, führt zu einer Vorrichtung mit einem höheren Grad von Genauigkeit als erreicht werden kann, wenn die Unterteilung von einer Zahnradpumpe vorgenommen würde. Der Zylinder ist an beiden Enden verschlossen, wobei vorzugsweise die Verschlüsse mit den Teilen des Schieberventils verbunden sind. Ferner können Leitungen in den Teilen des Schieberventils in Längsrichtung angeordnet sein, um das Medium überall in Bewegung zu halten. Die Einlaß- und Auslaßdurchgänge sind vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, um die Teile des Schieberventils an diesen Stellen von der Zylinderwand frei zu halten. Ein ziemlich großer Zylinderdurchmesser gestattet eine ganz enge Ventildurchlaßausbildung, was zu einem höheren Grad von Genauigkeit der Vorrichtung beiträgt Die Länge der Welle, welche die hin- und hergehenden Bewegungen des Schieberventils überträgt, kann geändert werden, um die Unterteilung der ankommenden Fettmischung über die beiden Auslaßdurchgänge einzustellen. Dies kann zweckmäßig dadurch erfolgen, daß man die Welle aus zwei Teilen zusammensetzt, von denen der eine in den anderen über eine Strecke geschraubt wird, die nicht größer als der Durchmesser der Auslaßdurchlässe zu sein braucht Es ist auch möglich, ein periodisches, einstellbares Schließen und öffnen der Auslaßdurchgänge mit Hilfe von Ventilen zu erzielen; in diesem Fall werden die Auslaßdurchgänge durch eine starre Stange verbunden. Die periodische, einstellbare Bewegung wird auf diese Stange durch eine ähnliche Ausbildung übertragen, wie ' dies in F i g. 2 gezeigt ist

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert

Pig ! zeigt :>chematisch eine Vorrichtung ?<·.) Herstellung von Margarine und

l· i g. 2 ist eine schematische Zeichnung des Schieber ventils.

Gemäß Fig. 1 ist mit 1 ein Vorratsbehälter füi flüssiges Fett bezeichnet, während 2 einen Vorratsbehälter für die wäßrigen Bestandteile von Margarine darstc'U. Beide Vorratsbehälter sind mit einer Vier Zylinder-Pioportionier- oder Dosierpumpe 3a, 3b, 3cunc 3d mittels Leitungen 4 und 6 verbunden, die durch Ventile 5 und 7 geregelt werden. Die Dosierpumpe wire durch einen Motor 8 angetrieben. Die Abgabezylindei der Proportionier- und Dosierpumpe 3 sind mit einei Mischdüse 9 verbunden, in der die Komponenten dei Margarine gemischt werden. Die sich ergebend« Emulsion wird durch das Aufteilventil 9a in zwei Ströme getrennt, von denen einer durch eine Leitung 10 mil einer Pumpe 11 mit variabel einstellbarer Förderleistung verbunden sein kann. Von hier geht die Emulsior über eine Leitung 12 in die Vorkühleinheit 14, die sie über eine Leitung 15 verläßt, welche die Verbindung zwischen der Vorkühleinheit 14 und der Kristallisierein richtung 17 herstellt. Die Vorkühleinheit und di« Kristallisiereinheit sind mit Rührmitteln versehen, die mittels Motoren 20 und 21 gedreht werden. Der ander« Teil der Emulsion fließt durch eine Leitung 113 zu eine: Leitung 19, durch welche die vorgekühlte Emulsion di« Kristallisiereinrichtung verläßt. Der nichtgekühlt« Strom kann auch in die Kristallisiereinrichtung übei eine Leitung 16 oder über eine Leitung 18 eintreten Danach tritt die vorkristallisierte Gesamtemulsion in die A-Einheiten 22 und 23 eines Wärmeaustauschers mi abgeschabter Oberfläche, die durch eine Leitung 2* miteinander verbunden sind. Motore 25 und 26 liefen die Antriebskraft für die Drehung der Schabe- odei Kratzflügel oder -klingen. Die Margarine geht danr über eine Leitung 27 durch eine Düse 28 in eine B-Einheit 30. Von der S-Einheit wird die Margarine einer Verpackungsmaschine 31 zugeführt Wenn die Margarine flüssig eingefüllt werden soll, wird sie durcr die andere Düse 29 sofort in Dosen oder Behällei gefüllt.

In F i g. 2 ist schematisch das bevorzugte Aufteilventi 9a zur Unterteilung des von der Proportionier- odei Dosierpumpe 3 über die Mischdüse 9 kommender Fettmischung-Stromes in zwei Ströme gezeigt, vor denen der eine zu dem Vorkühlsystem geht. Diese Einrichtung umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 39 mi einem Einlaßdurchlaß 40 und zwei Auslaßdurchlässet 41 und 42, in dem ein Schieberventil 43 kontinuierlich ir entgegengesetzten Richtungen mit Hilfe einer Welle 4< bewegt wird, welche durch die hin- und heirgehendei Bewegungen eines Teiles 45 über ein Kraftübertra gungsglied 46 bewegt wird Das Schieberventil weis zwei gleiche Teile 47 und 48 auf, die mittels einer Stange 53 miteinander verbunden sind. An beiden Seiten dei Teile 47 und 48 sind Packungen 49 und 50 vorgesehen die symmetrisch angeordnet und an der Welle 44 unc einer Stange 51 befestigt sind. Die Welle 44 und die Stange 51 sind in die Teile 48 bzw. 47 eingeschraubt Ii beiden Teilen sind in der Längsrichtung verlaufende Kanäle oder Leitungen 52 vorhanden. Die Auslässe sine kreisförmig ausgebildet, wie dies aus der Zeichnung be den Ausnehmungen 54 der Auslaßdurchgänge ersieht lieh ist Der Teil 55 der Welle 44 kann mit Bezug auf die Welle durch eine Schraubwirkung verschoben werden Dies kann mittels eines Handgriffes 56, einer Kurbel 57 einer Welle 58 und Zahnrädern 59 erfolgen. Auf dies«

Weise kann die Verteilung der in den Zylindei übür dc;i Einlaß 40 eintretenden Friulsion auf die A.islaßdurchgänge 41 und 42 eingestellt werden. Die Drehgeschwindigkeit der AntriebseinrichtPitg 46 kann variiert werden. Geeignete Werte liegen in dem Bereich von z. B. 50 bis 180 U/min.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunger

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Margarine unter Aufteilen in Teilströme, umfassend eine Mischdüse, ein Vorkühlsystem, > Kristaliisiereinheiten und mindestens eine diesen nachgeschaltete Abschreckeinrichtung sowie eine Zuführungsleitung für die zu verarbeitende Wasser/ Fett-Emulsion in das Vorkühlsystem und eine Umgehungsleitung für die direkte Einführung der i<< Emulsion in die nachgeschaltete Abschreckeinrichtung, gekennzeichnet durch ein der Mischdüse (9) nachgeschaltetes Aufteilventil (9a) mit Mitteln zum kontinuierlichen Aufteilen des Emulsionsstroms in mindestens zwei Teilströme. ι >

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vor der Gabelungsstelle der Leitungen (10) und (13) angeordnete Dosierpumpe (3) sowie eine Förderpumpe (11) mit variabel einstellbarer Förderleistung, die entweder in der 2» Leitung (10) oder in der Leitung (13) angeordnet ist, aufweist

3. Verwendung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens einen der Teilströme mit einer Ge- -'"> schwindigkeit von etwa 10°C/sec in dem Vorkühlsystem (14) abschreckt.