DE1807564C - Verfahren zur Vermeidung von Zuckerzusammenballungen beim Gefriertrocknen von Fruchtsäften und Fruchtsaftkonzentraten - Google Patents

Description

Es ist bekannt, aus Fruchtsäften oder deren Konzentraten durch Gefriertrocknung lcigerflihlgo Trockenprodukte herzustellen, Die Lösungen werden hierbei nach ihrer Herstellung beispielsweise in Plattenform eingefroren und in unveränderter Form

zu erzielen, welches in seinem Aussehen dem Naturprodukt vor der Gefriertrocknung Uhnelt. Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung uus, ein Verfuhren zur Vorbereitung von zuckerhaltigen s Lösungen für die Gefriertrocknung anzugeben, mit dessen Hilfe ein Trockenprodukt erhalten wird, welches keine Zuckcrzusummcnbnllungcn cnthiilt und cluher in keiner Phase des Verfahrens oder der nachfolgenclcn Lagerung verklebt. Das Kennzeichnende

oder zerkleinert in einer Vukuumtrockenkammer io der Erfindung ist darin zu sehen, daß die im Saft unter Vakuum im Wege der Sublimation von den bzw. Konzentrat enthaltenen Feststoffanteile zerkleinert werden, bevor der Saft bzw. das Konzentrat in an sich bekannter Weise eingefroren wird. Diese

Maßnahme bezweckt eine Zerkleinerung der im Saft

Wasseranteilen befreit, Als besonderes Vorbereitungsverfahren für die Gefriertrocknung derartiger Lösungen ist es ferner bekannt, die Lösungen vor

Beginn des Einfrierverfahrens mit Gasen zu vor- 15 vorhandenen Zellulosepurtikeln, wobei sich unter mischen. Hierdurch wird eine besonders poröse gleichmäßiger Verteilung eine Art Stützgerüst bildet, Struktur der getrockneten Partikeln erreicht.

Diese Vorbereitungsverfahren sind auch für andere,

der Gefriertrocknung zu unterwerfende Lösungen,

produkt- und drehzahlabhängigen Zeitspanne erfolgt. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, daß das Zerkleinern der Feststoffanteile von frisch ausgepreß-

4000 und 5500 Umdrehungen/Minute erfolgt. Bei frisch ausgepreßtem Ananassaft oder dessen Konzentrat kann es zweckmäßig sein, das Zerkleinern der

an dem sich die im Saft enthaltenen Zuckerarten anlagern können, ohne daß Zusammenballungen der Zuckermoleküle eintreten. Der Saft bzw. das Konzen-Konzenlrate oder Extrakte bekannt und erzielen dort, 20 trat wird dann in an sich bekannter Weise eingefroren z. B. bei der Trocknung von Kaffee oder Tee, gute und in Plattenform oder nach Zwischenschaltung Ergebnisse. Auf diese Weise vorbehandelte zucker- eines Zerkleinerungsvorganges vorzugsweise in zerhaltige Lösungen sind jedoch durch die nachfolgende kleinerter Form als Einsatzgut einer Gefriertrock-Gefriertrocknung nicht in ein voll befriedigendes nungsanlage verwendet. Das Einfrieren kann vorteil-Trockenprodukt zu überführen. Als besonders as haft unmittelbar nach der Zerkleinerung erfolgen, um störend wird es empfunden, daß während der fort- ein mögliches Absetzen der Feststoffteile im flüssigen schreitenden Trocknung des Granulats Zusammen- Produkt zu verhindern.

ballungen der in der Ausgangslösung vorhandenen Das Zerkleinern der Feststoffanteile erfolgt zweck-

Zucker auftreten; in der Fachsprache als »Ausblühen« mäßig in einer Mischeinrichtung mit mechanisch bedes Produktes bezeichnet. Diese Zuckerzusammen- 30 wegten Zerteilern. Dabei hat es sich als wesentlich ballungen geben dem getrockneten Endprodukt ein herausgestellt, daß das Zerkleinern während einer ungleichförmiges Aussehen, daß seine Marktfähigkeit
behindert. Die Wirtschaftlichkeit einer Gefriertrocknung der in Granulatform vorliegenden Teilchen wird

ferner entscheidend durch den Umstand becinträch- 35 tem Orangensaft oder dessen Konzentrat für die tigt, daß das Granulat während der Trocknung an Dauer einer Minute bei Umdrehungszahlen zwischen den Wänden des Trocknungsbehälters verklebt und
daß auch ein Verkleben der einzelnen Partikeln untereinander während der Trocknung und einer nachfolgenden Lagerung eintritt. Es entstehen damit 40 Feststoffanteile für die Dauer einer Minute bei UmSchwierigkeiten bereits bei der Entleerung der drehungszahlen zwischen 8500 und 10 000 Umdrehungen/Minute vorzunehmen. Die Unterschiede in den Umdrehungszahlen ergeben sich dabei aus der unterschiedlichen Zusammensetzung der natürlichen 45 Ausgangsprodukte. So reichen z. B. bei stark wasserhaltigen, relativ weiche Zellulosebestandteile enthaltenden Produkten wie Orangen, Zuckermelonen usw. relativ geringe Drehzahlen zur Erzielung des gewünschten Effektes aus, während bei Ausgangsnannten Umstände haben zur Folge, daß das Ver- 50 produkten wie Ananas usw., die harte Zellulosefahren der Gefriertrocknung auf zuckerhaltige bestandteile enthalten, höhere Drehzahlen verwendet Lösungen sowohl aus verfahrenstechnischen Gründen werden müssen.

als auch wegen der damit verbundenen Kosten noch Es kann ferner zweckmäßig sein, das Zerkleinern

nicht in großtechnischem Maßstab mit entsprechend der Feststoffanteile nicht in einer Mischeinrichtung befriedigenden Ergebnissen angewendet werden 55 mit mechanisch bewegten Zerteilern, sondern durch konnte. die Einwirkung von an sich bekannten Ultraschall-

Gemäß der britischen Patentschrift 948 517 ist es einrichtungen vorzunehmen.

bereits bekannt, Extrakte zu gefrieren, anschließend Durch die erfindungsgemäße Zerkleinerung der im

fein zu zermahlen und die auf diese Weise erhaltenen AuBgangsprodukt vorhandenen Feststoffanteile ergibt Partikel der Gefriertrocknung zu unterziehen. Dabei 60 sich nicht nur die Wirkung der Verhinderung einer ergibt sich ein gefriergetrocknetes Produkt, z. B. Zusammenballung des ursprünglich vorhandenen Kaffee, welches in Produktstückchen vorliegt, die dem Zuckers im Gefriertrocknungsverfahren und ein VerAussehen nach dem mit einer Quetschmühle zer- meiden des Zusammenklebens der Partikel während kleinerten, gerösteten Ausgangsprodukt gleichen. Es der Trocknung oder Lagerung, sondern darüber handelt sich jedoch dabei darum, das eingefrorene 65 hinaus ist überraschend festzustellen, daß die'Aus-Gut zur Vergrößerung der Oberfläche und damit gangslösung nunmehr zusätzliche Anteile von leicht zur Beschleunigung des Gefriertrocknungsverfahrens löslichen Zuckerarten bis zu 20% aufnehmen kann, zu zerkleinern und außerdem ein Verfahrensprodukt ohne daß die geschilderten Nachteile des Zusammen-

Einsatzgefäße. Außerdem ist es unter Umständen erforderlich, das getrocknete, verklebte Einsatzgut nach dem Abschluß der Trocknung in einem zusätzlichen Verfahrensschritt zu zerkleinern.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Neigung zum Verkleben des getrockneten Produktes auch dann bestehen bleibt, wenn das Produkt nach Beendigung der Trocknung nochmals zerkleinert wird^ Die gc-

ballons oder Verklebens eintroton, Damit ist erstmals ein Verfuhren gegeben, welches es erlaubt, Fruchtsäfte bzw, deren Konzentrate oder andere zuckerhaltige Lösungen nicht nur mit ihrem nutllrlichen Zuckergehalt in ein wirtschaftlich verwertbares s gruiuilutförmlges und lugorförmigcs Trockenprodukt zu Überführen, sondern zusätzlich unter Beibehaltung dieser Vorteile den natürlichen Zuckergehalt durch Beigabe leichtlöslicher Zucker noch zu erhöhen. Dieses Ergebnis erscheint auch für Fachleute dieses Gebietes völlig überraschend.

Die Vorteile des erfindungsgemülJen Verfahrens sollen nachfolgend an Hand von Beispielen näher erlilutert werden. Als Ausgangsmaterini dient dabei jeweils ein frisch ausgepreßter Fruchtsaft, wobei sich die ungefllhrten Feststoffgehaitc auf den Preßsaft beziehen.

B c i s ρ i e I I

Frisch ausgepreßter Orangensaft mit einem Fest-Nloffgehalt von etwa 15"/o wurde in einer Mischeinrichtung mit mechanisch bewegten Zcrteilern bei Umdrehungszahlen zwischen 4000 und 5500 Umdrehungen/Minute für die Dauer einer Minute behandelt. Um das Hinzutreten von Sauerstoff zu verhindern, erfolgte der Zerkleinerungsvorgang unter einer Schutzgasatmosphäre. Der Saft wurde im Anschluß an den Zerkleinerungsvorgang in bekannter Weise eingefroren, zerkleinert und in Granulatform der Gefriertrocknung unterzogen. Bei einer maximalen Produkttemperatur von 45 bis 55" C und einem Kammerdruck von 0,2 bis 0,3 Torr wurden in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Ausgangsproduktes Durchsatzleistungen zwischen 55 und 67 kg/m² Heizfläche in 24 Stunden erreicht.

Beispiel 2

Frisch ausgepreßter Ananassaft mit einem Feststoffgehalt von etwa 15 °/o wurde entsprechend den Angaben in Beispiel 1, jedoch bei Umdrehungszahlen zwischen 8500 und 10 000 Umdrehungen/Minute behandelt, eingefroren und in Granulatform der Gefriertrocknung unterzogen. Bei maximalen Produkttemperaturen zwischen 45 und 60° C und einem Kammerdruck von 0,2 bis 0,3 Torr wurden in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Ausgangsproduktes Durchsatzleistungen zwischen 55 und 70 kg/m² Heizfläche in 24 Stunden erzielt.

Beispiel 3

Frisch ausgepreßter Honigmelonensaft mit einem Feststoffgehalt von etwa 11 °/o wurde entsprechend den Angaben in Beispiel 1 behandelt, eingefroren und in Granulatform der Gefriertrocknung unterzogen. Bei maximalen Produkttemperaturen zwischen 45 und 60° C und einem Kammerdruck von 0,2 bis 0,3 Torr wurden in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Ausgungsproduktes Durchsatzleistungen zwischen SO und 55 kg/m'^J Helzflllcho In 24 Stunden erzielt.

Dus Trockenprodukt enthielt in allen drei BeispielsfUllen eine Reslfeuchte unterhalb 2¹Vu, Es traten weder Zuckerzusammenbullungen noch Verklebungcn wlihrcnd des Trocknungsublaufcs oder bei der Lagerung auf. Das Produkt war von einwandfreier Beschaffenheit und guter Farbe. Es löste sich bei der Zugabe von Wasser in entsprechender Menge ohne Schwierigkeiten und ergab einen wohlschmeckenden, in der Qualität von frischem Produkt nicht zu unterscheidenden Saft. Das erhaltene Endprodukt kann gemäß der Erfindung durch Beifügung leicht löslicher Zucker zur Ausgangslösung bis zu 20«/u noch verbessert werden, Die obigen Zahlenangaben erhöhen sich teilweise entsprechend, wenn Konzentrate zuckerhaltiger Lösungen der Behandlung gemäß der Erfindung unterzogen werden.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Zahlenangaben in den Beispielen 1 bis 3 in diskontinuierlichen Gefriertrocknungsanlagen unter Verwendung von Schalen als Aufnahmegefäße für das granulatförmige Produkt erreicht worden sind. Diese Angaben sind erheblich steigerungsfähig bei Verwendung von kontinuierlich arbeitenden Gefriertrocknungsanlagen, z. B. modernen Vibrationsgefriertrocknungsanlagen, in denen das Granulat ohne Zwischenschaltung von die Wärmezufuhr hemmenden Bodenoder Wandteilen der Einsatzgefäße in direkter Berührung mit der Heizfläche steht.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vermeidung von Zuckerzusammenballungen beim Gefriertrocknen von Fruchtsäften und Fruchtsaftkonzentraten, dadurch gekennzeichnet, daß die im Saft bzw. Konzentrat enthaltenen Feststoffanteile zerkleinert werden, bevor der Saft bzw. das Konzentrat in an sich bekannter Weise eingefroren wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfrieren unmittelbar nach dem Zerkleinern der Feststoffanteile erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinern der Feststoffanteile in einer Mischeinrichtung mit mechanisch bewegten Zerteilern erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinern der Feststoffanteile von frisch ausgepreßtem Orangensaft oder dessen Konzentrat für die Dauer einer Minute bei Umdrehungszahlen zwischen 4000 und 5500 Umdrehungen/Minute erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinern der Feststoffanteile von frisch ausgepreßtem Ananassaft oder dessen Konzentrat für die Dauer einer Minute bei Umdrehungszahlen zwischen 8500 und 10 000 Umdrehungen/Minute erfolgt.