DE68905898T2 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines fetterzeugnisses basiert auf milchfett. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines Fetterzeugnisses auf Milchfettbasis.
• Butter wird aus Sahne hergestellt, die man druckbeaufschlagt, wonach man die Sahne 12 bis 15 Std. lang einer kontrollierten Temperaturbehandlung (Reifung) unterwirft. Ist das herzustellende Produkt eine Sauerrahmbutter, wird vor Beginn der Temperaturbehandlung ein Säurewecker hinzugegeben. Aus dem Reifungstank wird die Sahne in ein Butterfaß oder in eine kontinuierlich arbeitende Buttermaschine gepumpt. Beim Buttern sammeln sich die Fettröpfchen zu Butterkörnern. Die Sahne teilt sich zu zwei Fraktionen auf, Butterkörner und Buttermilch. Die Buttermilch hat gewöhnlich einen Fettanteil von 0,6 %.
• Bei der Fa. AB Separator wurde in den 40er Jahren ein Verfahren zur Herstellung von Butter aus hochkonzentrierter Sahne ohne Butterungsschritt entwickelt. Nach diesem Verfahren, das u.a. aus der SE-Patentveröffentlichung 132.061 zu ersehen ist wird die hochkonzentrierte Sahne durch Kühlen während des Mischens einer Phasenumkehr unterworfen. Ein Anzahl Anlagen wurden verkauft, aber das Verfahren nach einige Zeit aufgegeben, da Probleme mit der Konsistenz der Butter auftraten. Zu dieser Zeit war es nicht möglich, nach diesem Verfahren bakteriell gesäuerte Butter herzustellen. Die Butter hatte eine harte scheibenartige Struktur und kein Mundgefühl. Beim Untersuchen der Butter unter dem Mikroskop wurden auch erhebliche Unterschiede zwischen gebutterter und nach dem oben erwähnten Verfahren erzeugter Butter gefunden.
• Auf dem Markt finden sich heute unterschiedliche Fettprodukte, die aus Mischungen von Milchfett mit Pflanzenfett bestehen. Eion solches Produkt ist "Bregott" (eingetragenes Warenzeichen), das nach einer herkömmlichen Butterherstellungstechnik hergestellt wird. Saure oder süße Sahne und Pflanzenöl werden in bestimmten Anteilen vor dem Kirnen vermischt, was in einem Butterfaß oder in einer Buttermaschine geschieht. Ein solches Verfahren ist in der GB-A-1217395 offenbart. Die Fettverluste in der Buttermilch, ein Nebenprodukt des Kirnens, sind geringfügig höher als bei der Butterherstellung und liegen bei ca. 1,2 % des Gesamtfetts in der Mischung aus Sahne und Pflanzenöl. Die in "Bregott" verwendete Ptlanzenölmenge hängt vom Jodwert der Sahne ab. Der Jodwert ist ein Maß für die Menge ungesättigter Fettsäuren in der Milch und schwankt jahreszeitlich und mit dem geographischen Ort. Der Jodwert in "Bregott" beträgt gewöhnlich 55 - 56, wenn als Pflanzenöl ungehärtetes Sojaöl verwendet wird. Die Sojaölmenge macht dann 20 bis 30 % der Gesamtfettmenge aus. Der Anteil des Pflanzenfetts darf nicht höher sein, ohne eine Gefahr einer Beeinträchtigung der Produktqualität herbeizurufen.
• Die bei der Herstellung von "Bregott" in der Buttermilch verbleibende Fettmenge kann unwichtig erscheinen; sie macht jedoch in einem Werk mittlerer Größe hunderttausende schwedischer Kronen aus.
• Auf dem Markt befindet sich auch eine weitere Art eines Fettprodukts, das Miclhfett und Pflanzenöle enthält. Dieses Produkt wird jedoch durch Mischen von Butteröl mit Pflanzenöl und Emulgatoren hergestellt. In Butteröl liegt das Fett als homogene flüssige Phase vor - im Gegensatz zu Butter, die das Fett als von Membranen umgebene Tröpfchen und auch in freier Form enthält. Ein solches Produkt ist als LÄTT & LAGOM (eingetragenes Warenzeichen) bekannt; das Verfahren zu seiner Herstellung ist in der GB-1455146 offenbart.
• Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren und eine anlage zur Herstellung eines Fettprodukts vor, die wirtschaftlicher als beirn bekannten "Bregott"-Prozeß arbeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet - wie das Verfahren aus den 40erJahren - das Kirnen, ist aber gewerblich vorteilhaft bei neuen Vorteilen und ohne die Nachteiledes bekannten Verfahrens.
• Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen eines Fettprodukts auf Milchfettbasis, bei dem man Sahne bei einer Temperatur von 50 bis 70 ºC auf einen Fettanteil von 60 bis 85 % konzentriert, die konzentrierte Sahne auf eine Temperatui5r von 15 bis 30 ºC abkühlt, die gekühlte und konzentrierte Sahne so lange vorhält, bis das Milchfett zu kristallisieren beginnt, der gekühlten konzentrierten Sahne Pflanzenöl in einer Menge hinzufügt, die zu mindestens 25 % der Fettmenge im Endprodukt berechnet ist, und eine Phasenumkehr bei einer Temperatur von 8 bis 15 ºC durchführt; es läßt sich ohne Buttern durchführen, indem man die Sahne und das Pflanzenöl in mindestens 2 Schritten bei sanftem Kneten zwischen den Kühlschritten kühlt. Dabei wird die gesamte Mischung zu dem Fettprodukt umgewandelt, das abgepackt wird.
• Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Höchstmenge des Pflanzenöls zweckmäßigerweise 50 % der Fettmenge im Endprodukt.
• Auf diese Weise erhält man ein Fettprodukt, das Butter enthält und die Vorteile von Butter hinsichtlich des Geschmacks und Aromas aufweist, aber gesünder als herkömmliche Butter und auch bei Kühlschranktemperaturen streichfähig ist. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Fettprodukt enthält Fette mit hohem Anteil an ungesättigten Fettsäuren, was vom Ernährungsstandpunkt zu bevorzugen ist.
• Der Jodwert des erhaltenen Fettprodukts sollte vorzugsweise zwischen 58 und 70, vorteilhafterweise zwischen 62 und 66 liegen. Handelt es sich bei dem Öl um Sojaöl, bedeutet dies, daß zwischen 25 und 40 % des Fetts im Fettprodukt aus Öl besteht. Innerhalb der erwünschten Grenzen für den Jodwert des Fettprodukts ist dann der Pflanzenölanteil 5 bis 10 % höher als in dem herkömmlich hergestellten "Bregott"-Produkt.
• Verwendet man andere Öle mit anderen Jodwerten - bspw. Raps-, Rüb-, Palmen- oder Sonnenblumenöl -, hängt der Jodwert im erhaltenen Fettprodukt vom gewählten Öl ab. Die verschiedenen Öle haben unterschiedliche Schmelzpunkte und die gewählte Ölmenge hängt vom Einfluß des Öls auf die Konsistenz und die Streichfähigkeit des Fettprodukts ab. Der Jodwert des Pflanzenöls beeinflußt die Menge der ungesättigten Fettsäuren im Fettprodukt: je höher der Anteil an ungesättigten Fettsäuren im Öl, desto höher ihr Anteil im Fettprodukt, so daß man ein besseres Produkt mit höherem Ernähungswert erhält.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise so durchgeführt, daß man das Pflanzenöl in zwei Schritten zuführt. Dabei werden 70 - 90 % des Pflanzenöls in einem ersten und 10 - 30 % in einem zweiten Schritt zugegeben.
• Die Tatsache, daß man auf die oben beschriebene Weise ein qualitativ hochwertiges Produkt erhalten kann, ist darauf zurückzuführen, daß die Produktion hinsichtlich der Vorhaltung vor der Phasenumkehr und der dann herrschenden Umstände unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen stattfindet.
• Die Phasenumkehr erfolgt bei einer Temperatur von 8 - 15 ºC in Kratzkühlern und Stiftrotoren.
• Die Phasenumkehr findet vorzugsweise durch Kühlen und sanftes Kneten in mindestens zwei Schritten statt. Im ersten Schritt wird die Mischung von 18 - 24 ºC auf 12 ºC gekühlt und bei dieser Temperatur die Mischung vorsichtig geknetet. Die Phasenumkehr wird begonnen und gleichzeitig kristallisiert noch mehr Fett zugegeben. Während der Kristallisierung wird Wärme abgegeben und auch das Kneten trägt einige Wärme bei. Die Temperatur der Mischung steigt um ca. 2 ºC an. im zweiten Schritt des Kühlens der Mischung wird auf 8 - 10 ºC gekühlt. Einige weitere Temperaturen werden gebildet und Wärme wird abgegeben. Die Endtemperatur ist ca. 1 ºC höher als die Tempertur nach dem Kühlschritt. Eine Anlage zum Herstellen eines Fettprodukts auf Milchfettbasis ausgehend von hochkonzentrierter Sahne weist einen Kühler zum Kühlen der Sahne auf eine Temperatur 15 - 30 ºC, ein Tank zum Speichern der hochkonzentrierten Sahne, eine Einrichtung zum Mischen der hochkonzentrierten Sahne mit Pflanzenölen, Salz und Aromasubstanzen, eine Phasenumkehreinheit, Mittel zum Kühlen und Kneten der Mischung sowie eine Verpackungsanlage auf.
• Die Anlage ist mit Vorteil so konstruiert, daß der Kühler aus einem Plattenwärmeaustauscher besteht, in dem die Sahne mit Wasser gekühlt wird, und daß der zum Speichern der konzentrierten Sahne benutzte Tank gewöhnlich mit Wasserkühlung versehen ist. Die Phasenumkehreinheit weist gewöhnlich zwei Kühlschritte auf, die jeweils aus einer oder mehreren Kühltrommel und einem oder mehreren Stiftrotoren bestehen, welche Einheiten in Reihe geschaltet sind.
• Die Erfindung wird nun weiter unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen die
• Fig. 1 ein Flußdiagramm für die Herstellung eines als Beispiel gewählten, Milchfett und Pflanzenöl enthaltenden Fettprodukts und die
• Fig. 2 schaubildlich die Verfahrensbedingungen bei der Phasenumkehr im beispielhaften Prozeß zeigen.
• Hochpasteurisierte (80 - 115 ºC) Sahne mit 30 - 50 % Fettanteil wird auf einen Fettanteil von 60 - 85 % Fett konzentriert. Das Konzentrieren findet gewöhnlich in einem Zentrifugalseparator statt, kann aber auch durch Membrantrennung durchgeführt werden. Nach dem Konzentrieren wird der Fettanteil der Sahne kontrolliert und sie (durch Zugabe von Magermilch) auf einen Sollwert standardisiert. Wird durch Zentrifugaltrennung konzentriert, hat die Sahne zweckmäßigerweise eine Temperatur von 50 - 70 ºC. Die konzentrierte Sahne wird im Gleichstrom in einem Rohr- oder Plattenwärmeaustauschern mit Wasser als Kühlmittel auf eine Temperatur von 15 - 30 ºC gekühlt. Nach dem Kühlen wird die Sahne vorgehalten, bis das Milchfett zu kristallisieren beginnt. Überseigt die Vorhaltedauer 4 Std., wird der Speichertank mit Vorteil wassergekühlt, um zu gewährleisten, daß die Temperatur ausreichend niedrig gehalten wird. Gewöhnlich wird die Sahne bis zu 20 Std. vorgehalten. Während des Vorhaltens findet eine Teilkristallisierung des Milchfetts statt. Die Temperatur beim Vorhalten hängt von Fettanteil der Milch ab. Bei einer gegebenen Temperatur steigt die Gefahr einer spontanen Phasenumkehr mit dem Fettgehalt der Sahne. Die Temperatur muß daher so eingestellt werden, daß die Gefahr einer spontanen Phasenumkehr so gering wie möglich ist. Nach dem Vorhalten wird die Sahne einem mechanischen Kneten während der Kühlung zugepumpt, um die Phasenumkehr zu erreichen. Vor dieser Behandlung wird die Sahne mit ungehärtetem Pflanzenöl einer gewünschten Art vermischt. Das Mischen kann durch Einspritzen des Öls mit Dosierpumpen geeigneter Art in die zur Phasenumkehreinheit führenden Rohrleitungen oder durch Vermischen des Öls mit der Sahne in einem Mischtank verfolgen. Gewöhnlich wird Sojaöl verwendet, aber auch andere Öle sind geeignet - bspw. Rübsamen-, Raps- und Sonnenblumenöl sowie Mischungen dieser Öle. Weiterhin wird der Sahne ein Kulturdestillat zugegeben, der dem Endprodukt das Wesen einer bakteriologisch gesäuerten Butter erteilt. Die Zugabe des Pflanzenöls findet mit Vorteil in zwei Schritten statt.
• Die Phasenumkehr findet statt, indem man die Mischung aus Sahne und Pflanzenöl eine Einheit durchlaufen läßt die Kratzkühler und Mischer der zur Margarineherstellung verwendeten Art aufweist. Diese Einheit ist in Fig. 2 weiterbeschrieben. Während der Phasenumkehr wird die Mischung auf einer Temperatur von 11 - 15 ºC, mit Vorteil 12 - 14 ºC gehalten. Während der Phasenumkehr kristallisiert das Fett in der Sahne-Pflanzenöl-Mischung langsam. Die Kühlung wird auf die Kristallisation so eingestellt, daß die Temperatur der Mischung von der beim Kristallisieren freigesetzten Wärme nicht beeinflußt wird. Wenn ein Produkt die Einheit zwecks Phasenumkehr durchlaufen hat, wird sie mit Vorteil durch eine Ruherohr geschickt, in dem eine mögliche Nachkristallisation stattfindet. Danach wird das Produkt abgepackt.
• Die Fig. 2 zeigt ausführlicher eine Ausführungsform einer Einheit, in der die Phasenumkehr stattfinden kann. Diese Einheit besteht aus zwei Kühltrommeln und zwei Stiftrotoren. Nach der Kühlspeicherung wird die konzentrierte Sahne mit dem größten Teil (70 - 90 %) des Pflanzenöls gemischt. Auch Salz und Aromastoffe werden hinzugefügt. Diese Mischung wird durch eine Kühltrommel, in der die Temperatur auf 12 ºC abgesenkt wird, und durch einen ersten und einen zweiten Stiftrotor geschickt. Die Geschwindigkeit der Kühltrommel und des Stiftrotors wird niedrig gehalten, so daß das Produkt nicht zu stark geknetet wird. Wenn das Produkt den zweiten Stiftrotor durchlaufen hat, wird es mit dem übrigen Menge des gekühlten Öls (10 - 30 %) gemischt und durch die zweite Kühltrommel geschickt.
• Durch Zugeben des Öls in zwei Schritten wird das Produkt weicher und das Öl bestmöglich ausgenutzt. Wenn man die gesamte Ölmenge auf einmal zugibt, können in der Wasserphase Öltröpfchen zurückbleiben.
• Erfindungsgemäß lassen sich Produkte mit veränderlicher Fettmischung erhalten; vergl. die folgende Tabelle. Pflanzenöl (%) i.d. Gesamtfettmenge im Produkt Fett (%) i.d.Sahne Anteile (%) Pflanzenöl/Sahne
• Die Sahnekonzentration hängt von dem gewünschten Pflanzenölanteil im Endprodukt ab. Will man einen geringen Pflanzenölanteil erreichen, konzentriert man die Sahne höher als wenn man mehr Pflanzenöl verwendet.
• Die Kosten der Herstellung eines Fettprodukts mit 80 % Fett aus 25 % Pflanzenöl und 75 % Milchfett auf herkömmliche Weise sind vergleichbar mit denen der Herstellung eines entsprechenden Produkts nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
• Nach der herkömmlichen Technik gehen 1,2 % des Fetts mit der Buttermilch verloren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gehen nur 0,15 % in der Magermilch verloren. Bei der Herstellung von 4 Mio. kg/Jahr beträgt die Differenz des Fettverlusts 34,5 t Butterfett, was bei einem Butterfettpreis von 27 sKr/kg mit dem verfindungsgemäßen Verfahren eine Einsparnis von 930.000 sKr ergibt.
• Bei einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkt kann der Pflanzenölanteil von 25 % auf 30 % erhöht werden, was ebenfalls Einsparungen in Millionenhöhe ergibt, da Pflanzenöl billiger als Milchfett ist.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Fettprodukts auf Milchfettbasis, bei dem man Sahne bei einer Temperatur von 50 bis 75 ºC auf einen Fettanteil von 60 bis 85 % konzentriert, die konzentrierte Sahne auf eine Temperatur von 15 bis 30 ºC abkühlt, die gekühlte konzentrierte Sahne vorhält, bis das Milchfett zu kristallisieren beginnt, der gekühlten konzentrierten Sahne Pflanzenöl in einer Menge zugibt, die zu mindestens 25 % des Fettanteils im Endprodukt berechnet ist, und eine Phasenumkehr bei einer Temperatur von 8 bis 15 ºC und ohne Buttern durchführt, indem man die Sahne-Pflanzenöl-Mischung in mindestens zwei Schritten bei sanftem Kneten zwischen den Kühlschritten kühlt, wobei die gesamte Mischung zum Fettprodukt umgewandelt und dieses abgepackt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man die Sahne auf einen Fettanteil von 70 bis 85 % konzentriert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem man die konzentrierte Sahne auf eine Temperatur von 18 bis 24 ºC abkühlt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Höchstmenge des Pflanzenöls 50 % des Gesamtfetts im Endprodukt beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zugabe des Pflanzenöls in zwei Schritten erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dm man 70 - 90 % des Pflanzenöls im ersten Schritt und 10 - 30 % im zweiten Schritt zugibt.

7. Anlage zum Herstellen eines Fettprodukts auf Milchfettbasis nach dem Verfahren des Anspruchs 1, bestehend aus einer Einrichtung zum Konzentrieren von Sahne, einer Kühleinrichtung, um die konzentrierte Sahne auf eine Temperatur von 15 - 30 ºC abzukühlen, einem Tank zur Aufnahme und zum Vorhalten der konzentrierten Sahne aus der Kühlvorrichtung, Mitteln zum überleiten der konzentrierten Sahne aus dem Tank an eine Vorrichtung zum Vermischen der konzentrierten Sahne mit Pflanzenölen, Salz und Aromastoffen, und einer Phasenumkehreinheit, die aus einer ersten und einer zweiten Einrichtung zum Kühlen der Mischung besteht, sowie aus Mitteln zum sanften Kneten der Mischung zuwischen der ersten und der zweiten Kühleinrichtung und einer Abpackeinrichtung.

8. Anlage nach Anspruch 7, bei der die erste und zweite Kühleinrichtung jeweils einen oder mehrere Kühlzylinder und die Einrichtung zum Kneten einen oder mehrere Stiftrotoren aufweisen.

9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, bei der Mittel zur Zugabe von Pflanzenöl stromaufwärts der zweiten Kühleinrichtung vorgesehen sind.