DE68905071T4 - Automatisiertes Verfahren zur Herstellung eines ein essbares Fett enthaltenden Produktes und Apparat dafür. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines eßbaren fetthaltigen Produktes, wobei mindestens teilweise die Fettphase dieses Produktes gekühlt wird, und anschließend das gekühlte Fett durch eine Kristallisiereinheit gegeben wird, so daß das gekühlte Fett beim Eintritt in die Kristallisiereinheit in einem überkühlten Zustand ist und einen Festfettgehalt von mindestens 0,5 Gew.% besitzt.
• Das oben genannte Verfahren ist fester Stand der Technik und wird vielfach bei der Herstellung von Fettprodukten wie Margarine, Halvarine, Backfetten, etc. eingesetzt. Die Endeigenschaften solcher fetthaltigen Produkte hängen stark von den bei der Herstellung dieser Produkte eingesetzten Bearbeitungsbedingungen ab. Beispiele für Bearbeitungsbedingungen, die die schließlichen Produkteigenschaften beeinflussen, sind die Verweilzeiten innerhalb der verschiedenen Bearbeitungseinheiten (z.B. A-, B- und C-Einheiten), das Maß an Bearbeitung in den Einheiten und das Maß der angewandten Kühlung.
• Der große Einfluß der Bearbeitungsbedingungen auf die Eigenschaften des resultierenden Produktes ist teilweise durch das Kristallisierverhalten der in einem solchen Produkt vorhandenen Fettphase erklärlich. Dieses Phänomen wird Polymorphismus genannt und es bedingt, daß die in den Ölen und Fetten vorhandenen Triglyceride, abhängig von ihrer Kristallisationsstruktur, in stabilen und unstabilen Formen kristallisieren können. Die unstabilen oder metastabilen Formen sind durch rasches Kühlen auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes erhältlich. Die am meisten unstabile Form ist die sog. alpha-Form. Die stabilste Form ist die beta-Form. Zwischen diesen beiden Formen liegt die beta-Form. Neben diesen Hauptformen existieren verschiedene andere Kristallisationsformen, die jedoch hier nicht diskutiert zu werden brauchen.
• Bei der Herstellung vieler fetthaltiger Produkte wird eine ölhaltige flüssige Zusammensetzung rasch und tief gekühlt. Dies bewirkt, daß ein Teil des Fettes in einer metastabilen Kristallmodifikation kristallisiert. Danach erfolgt in den Kristallisierern (C-Einheiten), den Verweilrohren (B-Einheiten) und während der Lagerung des Produktes eine Transformation beispielsweise in die beta'-Form. Der Übergang der metastabilen Kristalle in stabilere Kristalle führt zu einer Erhöhung des Feststoffgehaltes in gekühltem Fett.
• Da die Steuerung des Feststoffgehalts im Fett während der Verarbeitung wichtig ist, ist es daher auch wichtig, das Ausmaß der Umwandlung von der metastabilen zur stabileren Form zu steuern. Dieses Problem wird allgemein durch den Einsatz langer Verweilzeiten (d.h. großer und/oder vieler B- und C-Einheiten) gelöst. Dadurch soll sichergestellt werden, daß die metastabile Form sich nahezu vollständig in die stabilere Form (hauptsächlich die beta'-Form) umwandelt, so daß der maximale Feststoffgehalt bei dieser Temperatur erreicht wird. Dieses Vorgehen erlaubt jedoch keine partielle Umwandlung der metastabilen Form in die stabilere Form. Eine derartige Teilumwandlung kann für einige Produktarten nützlich sein. Darüber hinaus führt dieses Vorgehen zu überdimensionierten Bearbeitungseinheiten.
• Es wurde nun gefunden, daß bei bestimmten Fettmischungen eine Beziehung, einerseits, zwischen dem Kristallisations-grad in der Kristallisiereinheit und, andererseits, der Verweilzeit in der Kristallisiereinheit und der Bearbeitungsintensität in der Kristallisierein heit besteht. Daß also durch Einstellen der Bearbeitungs bedingungen - im vorliegenden Fall der Verweilzeit und/oder der Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit, welche die Umwandlung der Fettkristalle von der metastabilen zur stabileren Form beeinflußt - eine Steuerung des Umwandlungsgrades möglich ist und dadurch auch des Kristallisationsgrades in einer bestimmten Stufe des Prozesses.
• Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von eßbaren fetthaltigen Produkten, beinhaltend:
• a) Kühlen von mindestens eines Teils der Fettphase des Produktes, und anschließend
• b) Einspeisen des gekühlten Fettes durch eine Kristallisiereinheit, so daß das gekühlte Fett die Kristallisiereinheit in einem überkühlten Zustand erreicht und einen Festfettgehalt von mindestens 0,5 Gew.%, vorzugsweise von mindestens 1 Gew.%, besitzt und
• c) Steuern des Kristallisationsgrades in der Kristallisiereinheit durch Anpassen der Verweilzeit und/oder der Bearbeitungsintensität in dieser Kristallisiereinheit gemäß einer experimentell ableitbaren Beziehung zwischen, einerseits, dem Grad der Kristallisation in der Kristallisiereinheit und, andererseits, der Verweilzeit in der Kristallisiereinheit und/oder der Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit.
• Es versteht sich von selbst, daß unter dem Begriff "Steuerung" nicht nur die menschlich manuelle Steuerung verstanden wird. Der Begriff "Steuerung" betrifft auch die automatische Steuerung, für deren Eingreifen keine menschliche Aktion erforderlich ist.
• Die Kristallisiereinheit kann hier jede Art von Vorrichtung sein, die eine Fettkristallumwandlung aus der metastabilen in die stabilere Form erlaubt. Die Kristallisiereinheit ist vorzugsweise derart konstruiert, daß eine (über)-gekühlte fetthaltige Zusammensetzung beim Durchgang durch die Kristallisiereinheit einer die Konversion der metastabilen Fettkristalle in die stabilere Form induzierenden Scherung unterworfen ist. Die im vorliegenden Verfahren eingesetzte Kristallisiereinheit ist vorzugsweise im Wesentlichen nicht gekühlt.
• In dem vorliegenden Verfahren werden die Verweilzeit und/oder die Bearbeitungsintensität so eingestellt, daß der Kristallisierungsgrad auf einer ziemlich konstanten Größe gehalten wird. Bei einer Erhöhung der Verweilzeit werden zusätzlich Fettkristalle gebildet, eine Verminderung der Verweilzeit hat hingegen die entgegengesetzte Wirkung, d.h. es werden weniger Fettkristalle gebildet. Ferner wurde gefunden, daß durch eine Erhöhung der auf die gekühlte Fettphase angewandten Bearbeitungsintensität sich die Menge der gebildeten Fettkristalle erhöhen läßt. Somit läßt sich die in der Kristallisiereinheit gebildete Menge an Fettkristallen durch die Verweilzeit und/oder die Bearbeitungsintensität steuern. Bislang wurde die Bearbeitungsintensität, z.B. die Umlaufgeschwindigkeit, bei der Bearbeitung von fetthaltigen Produkten auf einer konstanten Größe gehalten.
• Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verweilzeit konstant gehalten, so läßt sich der Kristallisationsgrad durch Einstellen der Bearbeitungsintentsität im Kristallisierer gemäß der experimentell bestimmten Beziehung zwischen Kristallisationsgrad und der Bearbeitungsintensität für diese bestimmte Verweilzeit steuern. Wird hingegen alternativ die Bearbeitungsintensität konstant gehalten, so läßt sich der Kristallisationsgrad durch Einstellen der Verweilzeit gemäß der Beziehung zwischen Kristallisationsgrad und Verweilzeit bei dieser bestimmten Bearbeitungsintensität steuern.
• Welche der oben genannten Vorgehensweisen auch gewählt wird, der Kristallisationsgrad läßt sich durch Überwachung der im Kristallisierer erhaltenen Festfetterhöhung und durch Einstellen der Verweilzeit oder der Umlaufgeschwindigkeit beibehalten, so daß in dem Kristallisierer beobachtete Schwankungen im Kristallisationsgrad kompensiert werden können. Das vorliegende Verfahren erlaubt auch, Schwankungen in der Verweilzeit durch Einstellen der Umlaufgeschwindigkeit und umgekehrt Schwankungen in der Rotationsgeschwindigkeit durch Einstellen der Verweilzeit im Kristallisierer zu kompensieren, so daß im Kristallisierer ein im wesentlichen konstanter Kristallisierungsgrad aufrecht erhalten bleibt. Der Festfettgehalt der fetthaltigen Zusammensetzungen läßt sich beispielsweise durch in-line- Messen der Dichte der fetthaltigen Zusammensetzung bestimmen, die mit dem Festfettgehalt dieser Zusammensetzung korreliert oder, alternativ, durch ein "on-line" puls-NMR.
• Schwankungen in dem im Kristallisierer erhaltenen Kristallisationsgrad lassen sich im vorliegenden Verfahren entweder durch Anpassung der Umlaufgeschwindigkeit oder der Verweilzeit kompensieren. Die Schwankungen im Kristallisationsgrad lassen sich jedoch auch alternativ durch Einstellen von sowohl der Umlaufgeschwindigkeit als auch der Verweilzeit ausgleichen. Die zuletzt genannte Vorgehensweise empfiehlt sich bei Situationen, wo beispielsweise die Umlaufgeschwindigkeit auf eine unangenehm hohe oder niedrige Geschwindigkeit eingestellt werden müßte.
• Es ist überraschend, daß bei einer gegebenen Fettmischung, die bei Eintritt in die Kristallisiereinheit eine gewisse Menge kristallisierten Fettes enthält, sich der Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit wirksam durch nicht mehr als zwei Parameter steuern läßt. Unerwartet ist beispielsweise, daß die Temperatur des Fettes nach dem (Über)kühlungsschritt sowie die physikalischen Eigenschaften der Fettmischung, anders als die nachstehend diskutierte Kristallisationsgeschwindigkeit, auf den Grad der beobachteten Kristallisation nur einen geringen Einfluß zu haben scheinen.
• Befindet sich das gekühlte Fett beim vorliegenden Verfahren nicht in einem überkühlten Zustand, so kann auch keine zusätzliche Kristallisation durch Einstellen der Verweilzeit und/oder der Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit induziert werden. Beim Eintritt in die Kristallisiereinheit sollte das dem Kühlschritt unterworfene Fett sich also in einem überkühlten Zustand befinden. Fett in einem überkühlten Zustand bedeutet hier, daß der Festfettgehalt des Fettes bei dieser Fettemperatur niedriger ist als der Fest-fettgehalt des Fettes bei der gleichen Temperatur , wenn dieses zum Gleichgewicht kristallisiert ist; d.h., wenn dieses in seiner stabilsten Form kristallisiert ist.
• Es wurde gefunden, daß der Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit im allgemeinen nicht nur von der Verweilzeit und der Bearbeitungsintensitat in der Kristallisiereinheit abhängt, sondern auch von der Kristallisationsgeschwindigkeit des Fettes. In einer ersten Ausführungsform wird daher der in der Kristallisiereinheit erhaltene Kristallisationsgrad durch Anpassen der Verweilzeit und/oder der Bearbeitungsintensität in dieser Kristallisiereinheit gemäß einer experimentell ableitbaren Beziehung zwischen, einerseits, dem Grad der Kristallisation in der Kristallisiereinheit und, andererseits, der Kristallisationsgeschwindigkeit des Fettes, der Verweilzeit in der Kristallisiereinheit und/oder der Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit gesteuert. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform hat das vorliegende Verfahren mit Änderungen in der Kristallisationsgeschwindigkeit der verwendeten Fettmischung zu tun, und stellt als eine Funktion dieser Kristallisationsgeschwindigkeit, die Bearbeitungsintensität und/oder die Verweilzeit auf die entsprechende(n) Höhe(n) ein.
• Unter Kristallisationsgeschwindigkeit wird hier der Parameter verstanden, durch den angegeben wird, wie schnell ein Fett unter bestimmten Bedingungen kristallisiert. Durch einen derartigen Parameter können beispielsweise langsam kristallisierende Fette von schnell kristallisierenden Fetten unterschieden werden. Ein Paramter, der als Maß für die Kristallisationsgeschwindigkeit verwendet werden kann, ist beispielsweise die sog. Übergangszeit. Die Übergangszeit für ein bestimmtes Fettgemisch läßt sich aus der adiabatischen Kristallisationskurve bestimmen, die für die meisten kommerziell verwendeten Fettmischungen eine sigmoide Form besitzt. Die adiabatische Kristallisationskurve ist erhältlich durch rasches Abkühlen eines Fettgemisches, worauf unter adiabatischen Bedingungen die Temperatur des Gemisches als Funktion der Zeit gemessen wird. Die sog. Übergangszeit ist dann die Zeit, bei der die steilste Zunahme der Temperatur auftritt. In Figur 1 ist die adiabatische Kristallisa-tionskurve eines bestimmten Fettgemisches dargestellt. In dieser Figur ist die Übergangszeit für dieses bestimmte Fettgemisch angegeben. Die gemessene Übergangszeit hängt natürlich vom angewendeten Kühlschritt ab. Um also verschiedene Fettgemische gut vergleichen zu können, ist die Anwendung eines Standardkühlschrittes zur Bestimmung der Übergangszeit der unterschiedlichen Gemische empfohlen.
• Die Beziehung zwischen einerseits dem Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit und andererseits der Kristallisationsgeschwindigkeit des Fettgemisches, der Verweilzeit und den Bearbeitungsbedingungen in der Kristallisiereinheit hängen von der Art der verwendeten Produktionskette ab; sie läßt sich experimentell herleiten. Wird eine derartige experimentelle Beziehung bestimmt, so kann der Kristallisationsgrad einer fetthaltigen Zusammensetzung in einer Kristallisiereinheit beispielsweise geeignet definiert werden als Quotient aus der Zunahme des in der Kristallisiereinheit beobachteten Festfettgehaltes und der Zunahme des beobachteten Festfettgehalts, wenn eine Fettprobe unmittelbar vor dem Kristallisierer entnommen wird und man es dieser erlaubt, sich unter adiabatischen Bedingungen auf einen Gleichgewichtszustand zu kristallisieren. Der so definierte Kristallisations-grad liegt in einem Bereich zwischen 0,0 bis 1,0.
• Der in dieser Anmeldung genannte Feststoffgehalt eines Fettes wird durch NMR bestimmt, wobei das in "Fette, Seifen, Anstrichmitteln", 80 (1978), 180-186, beschriebene Verfahren angewendet wird.
• Die Bearbeitungsintensität läßt sich, falls die Bearbeitung mit Hilfe von umlaufenden Elementen erfolgt, beispielsweise leicht als die Umlaufgeschwindigkeit definieren, da die Bearbeitungsintensität offenbar proportional zur Umlaufgeschwindigkeit ist. Falls die Kristallisiereinheit keine umlaufenden oder anderen beweglichen Elemente aufweisen sollte, so hat sich erwiesen, daß die Bearbeitungsintensität im allgemeinen proportional der Vorwärtsgeschwindigkeit der Zusammensetzung beim Durchgang durch die Vorrichtung ist. Ein Beispiel für eine Kristallisiereinheit, die keine umlaufenden oder beweglichen Elemente aufweist, ist ein sog. statischer Mischer.
• Die Verweilzeit läßt sich gut durch den Quotienten aus dem Volumen der Kristallisiereinheit und dem Durchgangsvolumen definieren. Wird das Volumen der Kristallisiereinheit konstant gehalten, so läßt sich beispielsweise das (reziproke) Durchgangsvolumen als ein Maß für die Verweilzeit verwenden und umgekehrt.
• Es wurde gefunden, daß die Beziehung zwischen, einerseits, dem beobachteten Kristallisationsgrad im Fett nach Verlassen der Kristallisiereinheit und, andererseits, der Verweilzeit und der Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit sowie der Kristallisationsgeschwindigkeit der dem Kühlschritt unterworfenen Fettphase sich im allgemeinen durch eine einzige Formel darstellen läßt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft daher ein Verfahren, wobei die Verweilzeit und/oder die Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit gemäß einer Beziehung eingestellt sind, die durch folgende Formel darstellbar ist:
• E < > (tc)x . (vc)Y . (d)z
• worin E den Kristallisationsgrad bedeutet,
• tc die Verweilzeit in der Kristallisiereinheit ist
• vc die Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit darstellt,
• d die Kristallisationsgeschwindigkeit des dem Kühlschritt unterworfenen Fettes darstellt,
• x innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 2,0 liegt,
• y innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 1,0 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,8 liegt,
• z im Bereich von -2,0 bis -0,5 liegt,
• und worin < > für "proportional zu" steht.
• Eine noch bessere Steuerung des Kristallisationsgrades läßt sich erhalten, wenn die Exponenten x, y und z in den folgenden Bereichen liegen: x zwischen 0,7 und 1,4; y zwischen 0,35 und 0,7 sowie z zwischen -0,5 und -0,7.
• Wie aus Figur 2 hervorgeht, in der der Kristallisationsgrad verschiedener Margarinen als eine Funktion von (TC) . (VC)1/2 / d dargestellt ist, ist die oben genannte Beziehung, besonders genau, solange der Kristallisationsgrad im wesentlichen unter 100% bleibt. Der in der Kristallisiereinheit erhaltene Kristallisationsgrad ist daher im vorliegenden Verfahren definiert als der Quotient aus der Zunahme des Festfettgehaltes in der Kristallisiereinheit und der Zunahme des ermittelten Festfettgehaltes, wenn die Fettprobe unmittelbar vor dem Kristallisierer entnommen wird und man es dieser erlaubt, sich unter adiabatischen Bedingungen auf einen Gleichgewichtszustand zu kristallisieren; der Kristallisationsgrad wird vorzugsweise auf einen Wert von weniger als 0,85, besonders bevorzugt auf weniger als 0, 7, hingesteuert.
• Die Verweilzeit in der Kristallisiereinheit ist im allgemeinen nur schwer zur beeinflussen, denn in der normalen Praxis läßt man den Durchsatz nicht schwanken, und weil die Kristallisiereinheiten normalerweise ein festgelegtes Volumen besitzen wird die Bearbeitungsintensität in dieser Einheit vorzugsweise zur Anpassung der Bearbeitungsbedingungen verwendet.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist daher die Kristallisiereinheit einen Rotor auf. Die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors läßt sich leicht als ein geeignetes Maß für die Bearbeitungsintensität in einer derartigen Kristallisiereinheit verwenden.
• Als Kristallisiereinheit bei dem vorliegenden Verfahren wird vorzugsweise ein Kristallisierer vom Typ der C- Einheit verwendet. Die Bearbeitungsintensität in einer derartigen C-Einheit läßt sich dann durch die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors, auf dem Zapfen oder dergleichen angeordnet sind, verändern.
• Der Kühlschritt beim vorliegenden Verfahren kann in jeder Art von Kühlvorrichtung erfolgen. Dennoch sind Vorrichtungen bevorzugt, die normalerweise zur Herstellung von fetthaltigen Produkten verwendet werden, d.h. A-Einheiten (also sog. Votatoren (Warenzeichen)), gekühlte Lochdurchgangsmischer, Kühlspiralen, etc. Ferner werden diese Kühlvorrichtungen vorzugsweise so verwendet, daß das Fett beim Passieren nicht nur gekühlt, sondern auch einer Scherung unterworfen ist, da Scherung die Bildung von metastabilen Fettkristallen fördert.
• Die Wörter Fett und Öl sind in dieser Anmeldung austauschbar. Unter Fett und Öl wird eine Triglyceridzusammensetzung verstanden, aber auch nichttoxische Stoffe mit physikalischen Eigenschaften ähnlich denen der Glyceride. Diese Stoffe können unverdaubar sein, wie beispielsweise Jojobaöl, oder Fettsäure- und Zuckerester.
• Das vorliegende Verfahren kann zwar zur Herstellung aller Arten fetthaltiger Produkte angewendet werden, dennoch ist die Verwendung des Verfahrens bevorzugt für die Herstellung von hauptsächlich aus Fett und/oder Wasser bestehenden Produkten, wie Backmargarine, Brotaufstriche, Shortenings, etc. Das Verfahren wird vorzugsweise zur Herstellung von fetthaltigen Produkten verwendet, die eine durchgehende Fettphase enthalten und mehr als 80 Gew.% Wasser und Fett enthalten. Das Verfahren ist besonders bevorzugt zur Herstellung von fetthaltigen Produkten, die einen Fettgehalt von mindestens 35 Gew.%, vorzugsweise von mindestens 65 Gew.%, besitzen.
• Die Kristallisationsgeschwindigkeit der gekühlten Fettphase läßt sich "off-line" bestimmen, beispielsweise durch Entnahme von Proben aus dem Ölbehälter, aus dem das Öl in die Produktionskette eingeführt wird. Die Kristallisationsgeschwindigkeit kann aber auch "in-line" bestimmt werden, beispielsweise nach dem Kühlschritt.
• Erfolgt die Bestimmung der Kristallisationsgeschwindigkeit "off-line", so bedeutet dies beim konventionellen halbkontinuierlichen Verfahren, daß jede Fettgemischcharge separat analysiert wird. Die Verfahrensbedingungen, d.h. die Bearbeitungsintensität und/oder die Verweilzeit, sind dann auf Basis der gefundenen Kristallisatinsgeschwindigkeit für jeden Ansatz einzeln gemäß der experimentell hergeleiteten Beziehung anzupassen.
• In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Kristallisationsgeschwindigkeit "in-line" bestimmt. Dabei wird die Temperaturzunahme des Materials in der Kristallisiereinheit durch Messung der Temperatur des gekühlten fetthaltigen Materials beim Eintritt und beim Verlassen der Kristallisiereinheit bestimmt. Die Temperaturzunahme, konstante Rotations-geschwindigkeit und konstanter Durchsatz vorausgesetzt, ist ein gutes Maß für die Kristallisationsgeschwindigkeit des verwendeten Fettgemisches. Die Verwendung der Temperaturzunahme als ein Maß für die Kristallisations-geschwindigkeit ist besonders effektiv, wenn der beobachtete Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit wesentlich geringer ist als der maximal mögliche Kristallisationsgrad.
• Berücksichtigt man die Kristallisationsgeschwindigkeit des zu diesem Zeitpunkt in den Kühlabschnitt der Produktionskette eingespeisten speziellen Fettgemisches, so lassen sich die Verfahrensbedingungen nach dem Kühlschritt vollständig automatisch adäquat anpassen.
• Ein weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und Bearbeiten von fetthaltigen Zusammensetzungen, umfassend:
• (a) Einrichtungen zum Kühlen einer dort durchgehenden Zusammensetzung,
• (b) eine Kristallisiereinheit mit einem Rotor, die stromab von den Kühleinrichtungen angeordnet und zur Bearbeitung der fetthaltigen Zusammensetzung geeignet ist,
• (c) Einrichtungen zum Messen der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors der Kristallisiereinheit und/oder Einrichtungen zum Messen der Verweilzeit der fetthaltigen Zusammensetzung in der Kristallisiereinheit, wobei die Einrichtungen ein auf die Umlaufgeschwindigkeit und/oder der Verweilzeit in der Kristallisiereinheit antwortendes Signal senden,
• (d) Recheneinrichtungen, die das Signal von den Einrichtungen (c) ergänzte Signal erhalten und Sollwerte für die Verweilzeit und/oder der Umlaufgeschwindigkeit in der Kristallisiereinheit auf Grundlage der erhaltenen Signale berechnen, und
• (e) Einrichtungen zum Anpassen der Verweilzeit und/oder der Umlaufgeschwindigkeit der Kristallisiereinheit gemäß den von der Recheneinheit (d) vorgegebenen Sollwerten, so daß der Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit gesteuert wird.
• Die Kühleinrichtungen sind vorzugsweise ein Votator, ein gekühlter Lochdurchgangsmischer, ein gekühlter statischer Mischer oder eine Kühlwicklung.
• Die in der Vorrichtung vorhandene Kristallisiereinheit ist vorzugsweise eine C-Einheit, ein Lochdurchgangsmischer oder ein statischer Mischer; die Kristallisiereinheit ist besonders bevorzugt eine C- Einheit.
• Die Recheneinrichtung in der vorliegenden Apparatur kann ein progammierter Computer sein. Eine ähnlich wirksame Steuerung kann aber auch erhalten werden, wenn die Apparatur eine vergleichsweise einfache elektronische Schaltung als Recheneinrichtung aufweist. Die Recheneinrichtungen weisen jedoch bevorzugt einen programmierten Computer auf.
• Das Blockdiagramm in Figur 3 veranschaulicht das Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung.
• Das Gefäß 1 in Figur 3 enthält eine wäßrige Lösung und das Gefäß 2 ein Fettgemisch. Die Pumpe 3 fördert den kombinierten Wasser- und Ölstrom zum Votator 4. Danach passiert die kombinierte Zusammensetzung nacheinander eine C-Einheit 5, einen Votator 6 und eine Verweilröhre (B-Einheit) 7. Beide Votatoren 4 und 6 werden durch flüssigen Amoniak gekühlt.
• Der Computer 8 erhält Eingangssignale von den Temperatursonden 9 und 10 aus der Vorrichtung 11, welche die Drehwellengeschwindigkeit der C-Einheit mißt, sowie vom Massenflußmeter 12. Der Computer 8 berechnet dann auf Grundlage der experimentell bestimmten Beziehung eine geeignete Kombination aus Verweilzeit und Bearbeitungsintensität für das zu diesem Zeitpunkt durch die Produktionskette laufende spezielle Fettgemisch und paßt entsprechend den Massenfluß durch die Pumpe 3 und/oder die Umlaufgeschwindigkeit der C-Einheit an. Bei der Berechnung einer geeigneten Kombination für die Verweilzeit und die Bearbeitungsintensität berücksichtigt der Computer 8 neben der Bearbeitungsintensität und der Verweilzeit auch die Kristallisationsgeschwindigkeit des verarbeiteten Fettgemisches.
• Die Kristallisationsgeschwindigkeit des bearbeiteten speziellen Fettgemisches läßt sich kontinuierlich durch den Computer 8 auf Grundlage der zwischen den Sonden 9 und 10 beobachteten Temperaturdifferenz bestimmen. Nimmt z.B. die zwischen den Sonden 9 und 10 beobachtete Temperaturdifferenz zu, so wird der Computer 8 den Massenfluß durch die C-Einheit erhöhren und/oder die Rotationsgeschwindigkeit der C-Einheit vermindern und so den Kristallisationsgrad in der C-Einheit auf einer im wesentlichen konstanten Größe halten.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines eßbaren fetthaltigen Produktes, umfassend:

a) Kühlen mindestens eines Teils der Fettphase des Produktes und anschließend

b) Einspeisen des gekühlten Fettes durch eine Kristallisiereinheit, wobei das gekühlte Fett beim Eintritt in die Kristallisiereinheit sich in einem überkühlten Zustand befindet und einen Festfettgehalt von mindestens 0,5 Gew.% besitzt, und

c) Steuern des Kristallisationsgrades in der Kristallisiereinheit durch Anpassen der Verweilzeit und/oder der Bearbeitungsintensität in dieser Kristallisiereinheit gemäß einer experimentell herleitbaren Beziehung zwischen, einerseits, dem Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit und, andererseits, der Verweilzeit in der Kristallisiereinheit und/oder der Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Kristallisiereinheit erhaltene Kristallisationsgrad gesteuert wird durch Anpassen der Verweilzeit und/oder der Bearbeitungsintensität in dieser Kristallisiereinheit gemäß einer experimentell herleitbaren Beziehung zwischen, einerseits, dem Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit und, andererseits, der Kristallisationsgeschwindigkeit des der Kühlstufe unterworfenen Fettes, der Verweilzeit in der Kristallisiereinheit und/oder der Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Kristallisiereinheit erhaltene Kristallisationsgrad, der definiert ist als der Quotient aus der Zunahme des in der Kristallisiereinheit beobachteten Festfettgehaltes und der Zunahme des Festfettgehaltes, der gefunden wird, wenn eine Fettprobe unmittelbar vor dem Kristallisierer entnommen wird und man es ihr erlaubt, unter adiabatischen Bedingungen zu einem Gleichgewichtszustand zu kristallisieren, und der Kristallisationsgrad so gesteuert wird, daß er einen Wert von weniger als 0,85 besitzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit und/oder die Bearbeitungsintensität in dieser Kristallisiereinheit gemäß einer Beziehung angepaßt werden, die durch folgende Formel darstellbar ist:

E < > (tc)x . (vc)Y . (d)z

worin E den Kristallisationsgrad darstellt,

tc die Verweilzeit in der Kristallisiereinheit ist,

vc die Bearbeitungsintensität in der Kristallisiereinheit darstellt,

d die Kristallisationsgeschwindigkeit des dem Kühlschritt unterworfenen Fettes darstellt,

x im Bereich von 0,5 bis 2,0 ist,

y im Bereich von 0,1 bis 1,0 ist, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,8 ist,

z im Bereich von -2,0 bis -0,5 ist,

und worin < > für "proportional zu" steht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallisiereinheit einen Rotor aufweist und daß vc die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallisiereinheit vom Typ der C-Einheit ist.

7. Verfahren zum Kühlen und Bearbeiten von fetthaltigen Zusammensetzungen, umfassend:

(a) Einrichtungen (4) zum Kühlen einer dort durchlaufenden Zusammensetzung,

(b) eine Kristallisiereinheit (5) mit einem Rotor, die stromab von den Kühleinrichtungen (4) angeordnet ist und zum Bearbeiten der fetthaltigen Zusammensetzung geeignet ist,

(c) Einrichtungen (11) zum Messen der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors der Kristallisiereinheit (5) und/oder Einrichtungen zum Messen der Verweilzeit der fetthaltigen Zusammensetzung in der Kristallisiereinheit (5), wobei derartige Einrichtungen ein Signal entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit oder der Verweilzeit in der Kristallisiereinheit (5) liefern,

(d) Recheneinrichtungen (8) zur Aufnahme der von den Einrichtungen (c) gelieferten Signale und zum Berechnen von Sollwerten für die Verweilzeit und/oder Umlaufgeschwindigkeit in der Kristallisiereinheit (5) auf Basis der aufgenommenen Signale und

(e) Einrichtungen zum Einstellen der Verweilzeit und/oder der Umlaufgeschwindigkeit in der Kristallisiereinheit (5) gemäß den von den Recheneinrichtungen (8) gelieferten Sollwerten, um den Kristallisationsgrad in der Kristallisiereinheit (5) zu steuern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Temperatursonden (9, 10) aufweist, um die Kristallisationsgeschwindigkeit der Fettphase in der gekühlten Zusammensetzung in-line zu bestimmen und entsprechend den bestimmten Werten ein Signal der Kristallisationsgeschwindigkeit an die Recheneinrichtungen zu senden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (8) Sollwerte für die Verweilzeit und/oder die Rotationsgeschwindigkeit in der Kristallisiereinheit (5) berechnet und dabei auch den gemessenen Wert für die Kristallisationsgeschwindigkeit der Fettphase in der gekühlten Zusammensetzung berücksichtigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallisiereinheit (5) eine C-Einheit ist.