DE1517037A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Nahrungsmittelprodukten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Nahrungsmittelprodukten

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von liahrungsmittelprodukten
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Nahrungsmittelprodukten in Porrn homogener Mischungen aus verschiedenen Bestandteilen.
Viele der heute verwendeten Nahrungsmittelprodukte entstehe* durch Weiterverarbeitung von Naturprodukten, z.B. Getreidekörnern, fruchten, Gemüse, Fleisch, Sojabohnen, Kais usw. Zn einigen der 'bekannten liahrungsmittelprodukte bzw. -präparate sind mehrere Naturprodukte so miteinander verbanden, daß das entstehende !Produkt Geschmack und Eigenschaften aufweist, die dem Ausgangsprodukt nicht eigen sind. Bei der Herstellung derartiger Produkte bzw. Präparate ergeben sich gelegentlich Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn sehr unterschiedliche Ausgangsmaterialien zu Produkten einheitlicher Qualität und Eigenschaften verbunden werden sollen«
Ein Beispiel für weiterverarbeitete bzw. umgewandelte Nahrungsmittel der vorstehend genannten Art sind sogenannte FLeisohersatiprodukte, die aus eßbarem pflanzlichem Eiweiß, das aus Sojabohnen, Mais oder * Erdnüssen gewonnen worden ist, oder aus tierischem Biwiiß, z.B. Casein, hergestellt v/orden sind. Einer der ersten Yerfahreneschritte bei der Herstellung von Pleischersatzprodukten besteht in der Herstellung von fäden oder fasern aus Eiweiß. Diese Fäden oder Paaern werden mit geeigneten Bindemitteln, Geschmaoketoffen uew. zu Bündeln zusammengefaßt, die schließlich die Heischeraatzprodukte
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Die bisher bekannten Verfahren zur Aufarbeitung der in Päden oder Pas em umzuwandelnden Proteine bzw. Eiweißstoffe konnten nicht völlig befriedigen. Bisher hat man absatzweise Spinnlösungen hergestellt, indem man einzelne Proteine in wässrigem Alkali auflöste und dann die so gewonnene Lösung bei einem hohen ph-Wert (im alkalischen Bereich) reifen ließ. Die absatzweise Herstellung der: Spinnlösungen brachte aber mehrere Naschteile mit sich. Der Hauptnachteil ergab sich dadurch, daß es nicht möglich war, Päden und Pasern mit gleichmäßiger Struktur und physikalischen Eigenschaften herzustellen. Einige der so gewonnenen Pasern wiesen beispielsweise sehr schlechten Geruch auf. Dieser schlechte Geruch ist vor allem darauf zurückzuführen, daß das Protein in den Spinnlösungen durch unzureichendes Vermischen abgebaut wird bzw. sich teilweise zersetzt. Extreme.Bedingungen, insbesondere höhere Temperaturen und hohe pH-Werte, beschleunigen den Abbau und das schließlich eintretende Ausmaß der Zersetzung. Wird zu einer Eiweißaufschlämiiiung die zur Erzielung einer zum Verspinnen geeigneten Lösung notwendige Menge Lauge zugesetzt (hierfür muß der pH-Wert in der Mischung 10,5 oder mehr betragen), erhöht sich die Viskosität der Mischung rasch sehr stark. Je nach den angewendeten Verfahrensbedingungen v/ie Durchmischungsgeschwindigkeit, Laugespiegel, Temperatur und Peststoffgehalt, erreicht die Viskosität innerhalb weniger Minuten ihraimaximalen Uert. Danach verringert sich die Viskosität allmählich, und zwar stellt diese allmähliche Viskositätsverringerung ein Maß für den Eiweißabbau durch die Lauge dar. Bei der Herstellung von Päden und Pasern der absatzweise hergestellten Spinnlösungen sind die zunächst.gewonnenen Pasern noch durchaus brauchbar, während die letzten Anteile der Spinnlösung infolge des inzwischen eingetretenen erheblichen Abbaues des Eiweißmaterials bereits einen sehr unangenehmen Geruch aufweisen. Dieser Nachteil macht sich natürlich dann besonders stark bemerkbar, wenn die Spinnlösungen in großen Ansätzen hergestellt werden.
Bei der Verarbeitung absatzweise hergestellter Spinnlösungen erhält man aber nicht nur Pasern mit ungleichmäßigen Eigenschaften, sondern muß auch erhebliche Verluste an Spinnlösung hinnehmen. In den letzten Anteilen eines Ansatzes ist das Eiweiß oftmals soweit abgebaut und die Viskosität der Lösung infolgedessen soweit
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erniedrigt, daß die Lösung nicht mehr versponnen werden kann. Es ist infolgedessen notwendig, kostspielige Stabilisatoren zuzusetetn, um den Eiweißabbau zu verzögern, Gelegentlich ist es sogar notwendig» einen ganzen Ansatz der Spinnlösung zu verwerfen, wenn die aofortlge Verarbeitung infolge der teohnischen Schwierigkeiten nicht möglich war. Duron das häufig notwendige Säubern und Au§ffj|llen flor Spinnapparaturen eu Beginn oder nach. Beendigung der Verarbeitung eines Ansatzes ergeben sich weitere Verluste.
Aus lim vorstehenden Ausführungen ergibt sich also bereits, daß es Wi abeatfcweiser Herstellung von Spinnlösungen nicht mögU^fl| ist, fäden »it gleichmäßigen Eigenschaften kontinuierlich herzustellen. Beim ^bsataweisen Arbeiten müssen mehrere Spinnlösungen in vorher best linten Zeltabständen in getrennten Gefäßen bzw. Kesseln hergestellt werden, die der Spinnmaschine dann abwechselnd als Aubgangsmaterial zugeführt werden. Die absatzweise Arbeitsteohnik let außerdem kostspielig, insbesondere auch wegen des notwendigen Aufwandes bei der notwendigen ständigen Kontrolle der Viskosität der einzelnen Ansätze der Spinnlösung.
Weitere Beispiele für Nahrungsmittelprodukte, bei deren Herstellung ein sorgfältiges Durchmischen der Bestandteile unbedingt notwendig ist, sind Früchte- und Gemüeepasten bzw. -präparate, in denen Früchte oder Gemüse in fein zerkleinertem Zustand mit Aromastoff en, Süßstoffen, Farbstoffen und ähnlichen Bestandteilen vermischt sind. Auch bei derartigen Präparaten hängt die Qualität der Endprodukte in erheblichem Ausmaß von der bei der Verarbeitung angewendeten Mischtechnik ab. So ist das sorgfältige Durchmischen bei der Herstellung insbesondere bei Fruchtpasten notwendig, die mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt in nicht gekühltem bzw. nicht eingefroienenEustand in den Handel gebracht werden. Durch das sorgfältige Mischen wird erreicht, daß die Aromastoffe und die Konservierungsmittel mit der Fruchtpaste eine vollständig homogene Mischung bilden, die sich in Geschmack und Geruch selbst bei höheren Temperaturen nicht verändert und nicht verderben kann. Auch bei der Herstellung solcher Fruchtpasten hat sich - wie bei der Herstellung von Fleischersatzprodukten - die absatzweise Herst ellungsmethode ala nachteilig erv/iesen.
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Die vorliegpide Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren Und eine Vorrichtung zu finden, die die "bisherigen Nachteile nicht , aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum kontinuierlichen Vermischen von Nahrungsmittelbestandteilen unter Bildung einer homogenen Mischung ist dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst eine grobe heterogene Mischung der Bestandteile herstellt und diese dann durch Schmiermischen zwischen in geringem Abstand voneinander angeordneten relativ zueinander bewegten Oberflächen, die eine gleichzeitig mischend, pressend, ausbreitend und schmierend wirkende Kraft auf die Nahrungsmittelmischung ausüben, in eine homogene Mischung überführt.
Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die einzelnen Nahrungsmittelbestandteile in Form getrennter Ströme in die Grobmischstufe eingeführt. Es ist weiterhin vorteilhaft, das zunächst vorliegende heterogene Gemisch unter höheren Druck zu Netzen, bevor es zwischen den sich relativ zueinander bewegenden, gleichzeitig mahlend und mischend wirkenden Oberflächen hindurchgepreßt wird.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich mit besonderem Vorteil pflanzliches oder tierisches Eiweiß, vorzugsweise Sojabohnen-Protein, und ein Alkalimaterial, vorzugsweise Natriumhydroxyd, zu einer homogenen Mischung verarbeiten, die etwa 13,37-15,84$, vorzugsweise 15,32$, Eiweiß (Trockensubstanz), etwa 83,3*7-84,40$, vorzugsweise 83,59$, Wasser und etwa 0,79-2,23$', vorzugsweise 1,09$, Natriumhydroxyd (berechnet als Feststoff) enthält.
Die zunächst aus äun Bestandteilen hergestellte .heterogene Ilischung wird der Schmiermischbehandlung unterworfen, gealtert, wobei während des Alterns die Mischung rühren kann, und ggf. noch einer weiteren Schmiermischstufe unterworfen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen kontinuierlichen He r-
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8tellungsverfahrene, die durch eine Rührwelle gekennzeichnet ist, welche in einem rohrförmigen Gehäuse mit zylindrischem Innenraum und einer Zuführungeöffnung an einem Ende und einer Auelaßöffnung am anderen Ende (in Förderrichtung gesehen) vor der Zuführungeöffnung mit Hilfe «ines geeigneten Kraftantriebes drehbar gelagert ist, -sich von der Zuführungsöffnung bis zur Auslaßöffnung über die ganze Länge des rohrförmigen Gehäuses erstreckt und in mehrer· Abschnitt· unterteilt ist, in denen der Kern der Rührwelle verschiedenen Durchmesser aufweist, wobei in wenigstens einem Abschnitt die Rührwelle nochmals unterteilt ist, und zwar in einen pumpend bezw. druckerhöhend wirkenden Abschnitt mit schraubenförmigen Mitnehmern bezw. Rührflügeln und einen Schmiermischabschnitt mit glatter Oberfläche, derart, daß sich zwischen der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses und der Oberfläche der Rührwelle ein enger zylindrischer Durchgang ergibt.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen bedeutet
Figur 1 einen Querschnitt durch eine Mischvorrichtung gemäss vorliegender Erfindung;
Figur 2 eine weitere Aueführungsform der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung;
Figur 3 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 3-3 in
Figur 1, aus dem eine weitere Ausführungsform des entsprechenden Teiles der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zu entnehmen ist;
Figur 4 eine Teilansicht des in Figur 3 dargestellten Teiles der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Figur 5 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 5-5 in Figur 4;
Figur 6 ein Fließschema des Verfahrens gemäss vorliegender Erfindung;
Figur 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 in Figur 1.
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Zuerst wird eine Protein-Aufsohläinmung aus einer Reihe von eßbaren Eiweißmaterialien hergestellt. Die Proteine können aus Sojabohne», Safflorkeimen, Maie, Erdnussen oder Erbsen gewonnen werden} es ist auoh möglich, tierisohes Eiweiß, beispielsweise Casein, su verwenden. Im allgemeinen werden die Proteine in verhältnismässig reiner Form eingesetzt. Bei Verwendung von Sojabohnen werden diese zunächst geschält, dann mit einem Lösungsmittel extrahiert - für diesen Zweok wird vorzugsweise Hexan verwendet -, um das Ül zu entfernen} die so gewonnenen, im wesentlichen fettfreien Flocken besw. das Mehl aus Sojabohnen werden in einer ausreichenden Menge Wasser suspendiert und anschlieesend mit soviel Alkali oder anderen alkalischen Substanzen versetzt, daß sioh das Protein auflöst und die Kohlehydrate und andere Beimengungen in ungelöster form zurückbleiben· Naoh Abtrennung des Extrakteswird das Protein durch Zusatz von sauren Verbindungen, z.B. Essigsäure, Schwefeldioxyd u.a.. ausgefällt. Besondere gute Ergebnisse werden erzielt, wenn zum Ansäuern Schwefeldioxyd verwendet wird, da der Niederschlag dann aus einer wässrigen Protein-Aufschlämmung mit vorzüglichen Eigenschaften, insbesondere vorzüglicher Homogenität, besteht. Der Niederschlag wird abfiltriert oder abzentrifugiert, mit Wasser gewaschen und schliesslich getrocknet, Das isolierte getrocknete Protein wird zu einer wässrigen Protein-Auf schlämmung verarbeitet, die als Ausgangematerial für die Herstellung der Spinnlösungen dient, aus denen die Fäden bezw. Fasern für die Fleischersatzprodukte hergestellt werden. Der Niederschlag kann auoh direkt naoh der Abtrennung und dem Waschen mit Wasser mit Wasser verdünnt und direkt weiter verwendet werden. Schliesslich ist es auch möglich, die flocken mit wässrigem Alkali zu extrahieren, den Extrakt von den Flocken abzutrennen, aus diesem das Protein auszufällen, den Niederschlag zu sammeln, direkt mit Wasser zu verdünnen und zur Herstellung der Spinnlösung zu verwenden.
Der Feststoffgehalt in der wässrigen Protein-Aufschlämmung ändert sioh je nach der Art des verwendeten Proteins. Im allgemeinen liegt der Feststoffgehalt zwischen etwa 1o und 35 Gewichtsprozenten. Im Falle von Sojabohnen-Protein enthält die Aufschlämmung im allgemeinen etwa 15 bis 5o Gewichtsprozent Festetoff.
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BAD OBIGINAL
Zur Herstellung der Spinnlösung bzw. des Spinnteiges wird als alkalische Substanz vorzugsweise Natriumhydroxyd verwendet, obwohl •auch beliebige andere alkalische Substanzen, die mit dem übrigen Material in der Lösung verträglich sind, der Verwendung des Endproduktes nicht entgegenstehen und die zur Erhöhung des pH-Wertes der Lösung dienen, verwendet werden, können, verdünnte wässrige Lösungen, die etwa 10-20 Gewichtsprozent an alkalischer Substanz enthalten, werden mit besonderem Vorteil eingesetzt.
Es konnte festgestellt werden, daß die Qualität des faserigen Proteinproduktes in erheblichem Maße von der v/irksamen Durchmischung der Proteinaufschlämmung mit der Alkalilösung, die zur Erhöhung der Viskosität der ersteren verwendet wird, abhängt. Ungenügend durohmisehte Materialien ergeben ein Produkt, welches eine körnige Struktur aufweist; die Proteinfasern v/eisen unangenehme Eigenschaften auf. Die wässrige Proteinaufschlämmung wird nach der Herstellung in einem geeigneten Behälter von ausreichender Größe gelagert, so daß e3 möglich ist, sie aus diesem Behälter direkt einem kontinuierlichen Spinnverfahren zuzuführen. Die Lagerung der wässrigen Proteinaufschlämmung ist in Figur 6 durch die Stufe 11 dargestellt. Eine entsprechende Menge Lau^e, z.B. natrium: hydroxyd, \7ird bei 12 (Pigur 6) gelagert, so daß stets eine ausreichende Menge Lauge für. das kontinuierliche Vermischen mit der Proteinauf schlämmung zur Verfügung stellt.
Die Menge an Prote^aufschlämmung und Ilatriumliydroxyd, die in der leitung 16 zugeführt v/erden, vrerden mit Hilfe der Ventile 13 und 1<] eingestellt. In dieser Leitung bildet die Proteinaufschlämmung mit dem ITatriumhydroxyd eine heterogene Mischung. Aus den betr. Vorratstanks der leiden zu vermischenden Lösungen führen Leitungen 17 bcw. 18 au der jemeinfamen Leitung 16, in der die Ausbildung der heterogenen ilinchung erfolgt. Ln ist jedoch auch möglich, die rroteinaufncLlümmun^ unu jatrlimhydrorryd in einem Mischer der , in Pigur T dargestellten Art zu vereinigen. In diesem Falle würde die Loitung 16 mit der Leitung 19 der Miscliapparatur 21 verbunden werden, '..'üureiid Leitung 18 über Leitung 22 mit dem Mischer 21 verbunden v:\rc!. All gemein ausgedrückt kanu die Proteinauf schlämmung ■ mit der L^uoc in -'eder beliebigen '„'eine vereinigt v/erden, solange
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kontinuierlich eine heterogene Mischung der Bestandteile gebildet wird, in der eine ausreichende Menge der Proteinaufschlämmung mit der entsprechenden Menge Lauge (vorzugsweise Natriumhydroxyd) vorliegt. Wird eine Sojaprotein-Aufschlämmung zusammen mit Uatriümhydroxyd verwendet, so sollte die Konzentration an Sojaprotein-. Feststoffen etwa 13»37—15»84, vorzugsweise 15,32, Gewichtsprozent, die Menge an Natriumhydroxyd (als feste Substanz gerechnet), etwa 0,79-2,23, vorzugsweise 1,09, Gev;ichtsprozent und die Wassermenge etwa 83,3^-84,40, vorzugsweise 83.,59, Gewichtsprozent ausmachen; in den angegebenen Konzentrationsbereichen weist die Spinnlösung hervorragende Eigenschaften auf. Die Ventile.13 und 14 dienen zur Regulierung der Zuflußgeschwindigkeiten von Proteinaufschläm- " mung bzw« Lauge von den Vorratsbehältern in die Misohvorrichtung.
Unmittelbar im Anschluß an die Bildung der heterogenen Mischung der Bestandteile wird diese einer weiteren sorgfältigen Durchmischung unterworfen.
Für das ..weitere sorgfältige Durchmischen der zunächst heterogenen Mischung wird diese einer "Schmiermisch"-Behandlung zugeführt. Unter Schmiermischen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Behandlung verstanden, bei der. die heterogene Mischung kontinuierlich und gleichzeitig pressend, mischend, ausbreitend und wirbelnä wirkenden Kräften ausgesetzt wird, so daß sich.eine homogene Mischung der Bestandteile bildet. Die Schmiermischbehandlung kann vorzugsweise so ausgeführt werden, daß man die vorstehend genannten .,Xräfte auf einen dünnen ITiIm der heterogenen Mischung einwirken läßt, . Beispielsweise kann man das Schmiermischen so durchführen, daß man eine bestimmte Menge der heterogenen Mischung zwischen verhältnismäßig flachen, glatt en Oberflächen, die eine Relativbewegung zueinander .Lausführen, zu einem dünnen Film auswalzt bzw. auseinanderschmiert.
Eine weitaus wirksamere. Vorrfchtung .zur Durchführung des Schmiermischens ist in den Figuren 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Gemäß Figur Ί wird zunächst eine heterogene Mischung der Bestandteile hergestellt, indem man eine der beiden Bestandteile durch Leitung 19 und ..den zv;eiten der beiden Bestandteile·
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durch leitung 22 in das rohrförmige Gehäuse 26 der Mischvorrichtung 21 einführt. Die heterogene Mischung wird in dem Abschnitt der Vorrichtung gebildet, in dem Mitnehmer oder Rührschaufeln 27 eine zunächst grobe Durchmischung der einzelnen Bestandteile bewirken. ; : : V; . , : .
•Die Rührwelle 28 ist in drei Zonen A, B und C unterteilt, die ihrerseits wieder in Unterabschnitte a-d gegliedert sind. Die RülirweUe 23 ist in dem Inneiiraum 29 des zylindrischen Gehäuses 26 gelagert. Sie ist mit der Antriebswelle 31 bei 32 verschraubt. Ein Motor 33 dient zum Antrieb der Rührwelle, die im vorliegenden Palle in Umdrehung versetzt wird. In der in IPigur 1 dargestellten Ausführungsform ist die Rührwelle 28 mit dem zylindrischen Gehäuse 26 senkrecht auf einem Gehäuse 34 befestigt. Bine Wand 36 trennt die Montier- und Antriebsmittel 37 von der Rührwelle 28 und den Iniienraum 29 des zylindrischen Gehäuses 26. Auf diese Weise wird verhindert, daß Bestandteile,die in die Mischvorrichtung eingeführt werden, in ;den Befestiguiigs-: und Antriebsteil 37 der Vorrichtung gelangen. Die Montier- bzw. Befestigungsmittel und die Antriebsmittel 37- bestehen aus einer einfachen Welle und entsprechenden lagern, wobei das lager 33 so ausgebildet ist, daß die Rührwelle 28 auch bei großen Umdrehungszahlen sicher gelagert ist. Das Gehäuse 3<- ist auf dem !fußboden 39 oder auf einer anderen geeigneten Unterlage befestigt. ■ :[-■'■'.'.■ : \ : "i
Die Mitnehmer bzw. Rührflügel 27 des Absehnitts A sind so gestaltet, daß sich eine grobe Durclimischung der angeführten Materialströme, vor allem aber eine, pumpende bzw. druckerhöhende Wirkung auf das heterOgene Gamisch ergibt, das auf diese Weise durch einen engen Durchgang im Abschnitt b gepreßt wird. Der Schmiermio cliabsclinitt b weist einen glatten Zylinder 41 auf, welcher in den Imieiirauni 29 ^des Z3'-Iindrischen Gehäuses 26 genau eingepaßt ist. Zwischen der äußeren Oberfläche des Zylinders 41 und der Wand des Imieiiramnes 29 besteht ein enger Durchgang 42, in v;elchem das Sclimiermisclieii der jh.eterogen.en Mischimg unter Aiisbildung einer IiömqRollen. Mischung erfolgt. Der Durchgang 42 ist so eng, daß auf die unter Druck liindurcligetriebene h'eterogene Mischung kontinuierlich uiid gleichzeitig pressend^ rührend^ ausbreitende aid \^irbelnde
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Kräfte, einwirken. Da das zylindrische Gehäuse 26 stationär angeordnet ist und der Motor 33 nur die Welle 28 in Umdrehung versetzt, bewegt sich die äußere Oberfläche des Zylinders 41 relativ zur Oberfläche des Innenraumes 29. Bei der dargestellten Vorrichtung bewegt sich die Oberfläche 41 der Rührwelle 28 senkrecht-zu der Pörderdbewegung der heterogenen Mischung durch den Durchgang 42. Die Bewegungsrichtung der !felle ist in 3?igur 7 durch einen Pfeil angedeutet. In dem Durchgang 42 bildet sich ein dünner PiIm der heterogenen Mischung. Die Stärke des Pilms hängt von dem Abstand zwischen der Oberfläche des Zylinders 41 und dem Durchmesser des Innenraumes 29 ab. Die Stärke des Ulms hängt außerdem von einer Reihe verschiedener Paktoren ab, Zu diesen.Paktoren gehören vor allem die Viskosität, die Peststoffkonzentration und die Art der Peststoffe in der heterogenen Mischung sowie die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle 28 u.a. Da bei einer Vergrößerung des Durchmessers des zylindrischen Seils 41 der Welle 28 die Umfangsgeschwindigkeit desselben steigt, erhöhen sich auch die mischenden, ausbreitenden und wirbelnden Kräfte, die auf die in dem Durchgang 42 befindliche..heterogene Mischung einwirken. Die länge des zylindrischen Abschnitts 41 und damit die länge des Durchgangs 42 können je nach Art der verarbeiteten Materialien verändert werden. Die Länge ist auf jeden Pail so zu wählen, daß das Material ns.cli dem Austritt aus .dem Durchgang 42 als homogene Mischung vorliegt.
Eine heterogene Mischung aus Sojabohnen-Protein und ITatriumhydroxyd ist verhältnismäßig.flüssig; infolgedessen muß der Durchgang 42 ziemlich eng sein, um eine gute Durchmischung* .au erreichen. Ds wurde gefunden, daß sich bei einer Pilmstärke von etwa 0,014 cm eine gut homogene Mischung erzielen läßt, wenn die Mischvorrichtung einen Innendurchmesser von 20,3 cm auf v/eist und die Welle mit einer Geschwindigkeit von etwa 135 Umdrehungen/Min, getrieben wird.
ITach-dem Durchgang durch den Abschnitt A (Pigur 1) werden dio jetzt in homogener Mischung vorliegenden Bestandteile der weiteren Behandlung"unterworfen. In dem in Pigur 6 dargestellten Pließschema ist zu erkennen, daß das Material direkt im Anschluß an diese erste Schmiermischbehandlung entnommen werden kann. Soll die homogenisierte Mischung bereits nach einer Schmiermischbehand-
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lung entnommen werden, so kann eine Vorrichtung der in Pigur 2 •dargestellten Art verwendet-werden. Die in Pigur 2 dargestellte yorriclitung unterscheiäet sich dadurch von der in Pigur 1 dargestellten .,daßsie keine Abschnitte B und Ö aufweist. Die in Pigur 2 dargestellte Vorrichtung enthält nur zxroi Abschnitte, nämlich dia Abschnittes1 und b1* die den Abschnitten a und b in Pigur 1 entsprechen. Eine heterogene Mischung .verschiedener Bestandssteile kann durch Öffnung 44 auf die Rührflügel 43 aufgebracht werden. Der Abschnitt a1 arbeitet in derselben Weise wie der Abschnitt a in Pigur 1. Die Rührwelle 46 ist in derselben Weise wie die Welle 28 mit einer Antriebsvorrichtung 37 (nicht gezeigt) verbunden. Die Antriebswelle ist dabei in eine Öffnung 47 eingeschraubt. Im zylindrischen Seil 48 .der Welle 46 erfolgt das Schmiermischen in derselben Weise wie für den zylindrischen Seil 41 in Pigur 1 beschrieben. Der Schmiermisch-Abschnitt 48> der eine glatte zylindrische Oberfläche aufweist, ist genau in das rohrförmige Gehäuse 49 eingepaßt, so daß sich ein Durchgang 51 zwischen innerer Rohrwand und Zylinderoberfläche ergibt. Fach .,dem.-Homogenisieren im Schmiermisch-Abschnitt 48 wird das Material durch Öffnung 52 aus der in Pigur 2 dargestellten Torrichtung entnommen.
In bestimmten Pällen ist es notwendig, die so- gebildete ..homogene Mischung zu altem* Während des Alterns laufen je nach'Art der verwendeten Bestandteile verschiedene Reaktionen ab. Im Palle der Terarbeitung einer Soiaprotein-Aufecliläiimruiiag mit ITatriumhydroxyd ist zunächst eine gewisse Zeitspanne notwendig, damit das !"atriumhydroxyd sich yollständig mit der Sojaprotein-Aufschlämmung umsetzen kann. Während dieser ümsetzungszeit, die - wie gesagt im allgemeinen als Alterung bezeichnet wird, "entknäueln sich" die •Proteinmoleküle des Sojaproteins als Polge der -Chemischen Umset- | zung mit dem ITatriumhydroxyd. Im Palle der Termischlug eines ; festen Ilaterials mit einer _Plüssigkeit ist v/iederum eine gev/isse Ze it spanne notwendig, damit sich die festen Bestandteile in der Plüssigkeit, die einen Seil der homogenen Mischung darstellt, lösen: kUniieii.. Die Alterungszeit kann so bemessen werden, daß sich die ■ Pestetoffe iii;einem bestimmten Ausmaß in der Plüssigkeit lösen, i .wodurch man ein Endprodukt mit vorher bestimmbarer Qualität gewin- : nen Icami. In dem in Pigur β dargestellten Pließschema ist die .',; ■ Alterungsstufe, die sich an die erste Sclimiermischstufe anschließt),
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mit 53 bezeichnet. Es kann ratsam sein, die Alterung unter Yfeiterbewegung der homogenen Mischung durchzufuhren,... tun die Umsetzung der Bestandteile zu beschleunigen. Man läßt die Alterung im allgemeinen soweit fortschreiten, bis das Produkt die gewUneohten-Eigenschaften angenommen hat* Beim Altern einer homogenen Mischung aus einer Sojaprotein-Aufeohl&mming lind Natriumhydroxyil hat eich · im allgemeinen eine Zeitspanne von 1—4f5 Minuten als ausfciiohend ' erwiesen. Sie Lftugekoneentratiöji in der homogenen Mischung beeinflußt in erhebldiehem MaSe den Abbau der Protelamoleküle, wobei sich bei höherer Laugekonaentration ein rascherer Proteinabbau : ergibt. ·, -,.■·■.
Die Alterung kann einfach durch ausreichend langes Abstellen der homogenen Mischung in einem geeigneten BtoiaTJtet? eaeioht werden. Vorzugsweise führt man jedoch die Alterung kontinuierlich im Anschluß an die erste Sohmiermiflohbehandlung durch, und zwar im Abschnitt B (Figur 1). In figur 1 erkennt man, daß aie Rührzelle 28 im Abschnitt B der Rührvorrichtung eine Anzahl Rührflügel 54 aufweist, Diese Rührflügel 54- weisen gleichmäßige Tiefe und Steighöhe auf. * Die Rührflügel sind ia Anschluß an das Ende 56 des Schmiermischzylinders 41 angeordnet und so gestaltet, daß sie die homogene Mischung, die aus dem engen Durchgang 42 im Abschnitt b austritt, in einen weiteren Behandlungsabschnitt fördert. Die homogene Mischung wird aber durch die Rührflügel 54 nicht nur vorwärts bewegt, sondern gleichzeitig aueh leicht durchgemischt.· Die Tiefe und Steighöhe der Flügel 54 können verändert werden, um die Verweil-r dauer, d.h. die Alterungszeit, im Abschnitt B einzuregulieren. Eine Regulierung der Alterungszeit kann auch durch Veränderung der Länge des Abschnitts B erreicht werden. Entweder kann der Kern
ί 57 der Flügel 54 einen permanenten Seil der'Rtihrwelle 28 darstellen, oder die genannte Vorrichtung im Absohnitt B, d.h. Welle und Flügel,
ι kann lösbar mit dem Schmienaisch-Abschnitt b im Abschnitt A verbunden Bein. Im allgemeinen ist der Kern 57 in eine Vertiefung mit inneren Schraubönwindungen im zylindrischen Teil 41 der Welle 28 eingeschraubt.
Eine weitere Form des in Figur 1 beschriebenen Alterunfsabschnittn . B ist in den Figuren 5, 4 und 5 dargestellt. Bei diesen Ausftthrungsformen sind die in Figur 1 gezeigten Rührflügel 54 entfernt
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und durch, einige wenige Schaufeln 58 ersetzt. Diese Schaufeln stellen praktisch Halbkreise dar.
Die Schaufeln 53 sind in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß die Eörderwirkung jeder Schaulfel noch ausrolocht, die homogene Mischung durch den Alterungsabschnitt B in den nächstfolgen-. den Abschnitt zu treiben. Die Schaufeln 53 sind, wie gesagt, in einem Halbkreis derart angeordnet, daß sie an einem Punkt 59 beginnen und im Winkel von 130° um die. Welle · 61 enden. Auch diese Schaufeln dienen nicht nur der Vorwärtsbewegung dei? Mischung, sondern bewirken gleichseitig auch eine leichte Durchmischung derselben.
In Pigur 4 erkennt man,, in welcher T.7eise die Schaufeln 58 mit der Velle 61 verbunden sind. Jede der Schaufeln 58 ist außerdem mit Schabern 62 und GJ verbunden. Diese Schaber bewegen sich mit den Schaufeln 53 dicht an der Uand des Iniienraumes 29 des rohrförmigen Gehäuses 26 und entfernen so alles !-laterial, daß sich an der Innenvoiiu festsetzen will, iac Schaber 62 und 6Z sind an den Ilührsc.!ir,ufeln-53 in der in Pigur 5 .geseilten "Jeise befestigt. Die X1O"?^ der Schaber 62 und G"J. ist vorsugsweise so, daß sich ein dreieckiger CuerccliLiitt ergibt. Die äußere Oberfläche, die am dichtest ei an der "./and des Inneriraumes 20 anliegt, kann mit der äußeren Ob ο rf lache 61 der .Schaufeln 53 zusammenfallen.
In vielen Pällen liegt dan Ilaterial im Anschluß an die Alterung als eine Ι-ώιααο mit Lereichen unterschiedlicher Viskosität vor. Eine 'homogene I-Iischmig aus einor Sojaproteiii-Aufschlämmung und liatrium- hiT(\:?r)-uweist also im Anschluß an die Alterung eine gewisse-Stokkigkeit auf. Unter Stockigkeit versteht man dabei die Ausbildung von gelartigen Hassen, die eine höhere Viskosität aufweisen als das ub:-.*i£je I-iaterial. -Die stockige Ilasse läßt sich nur schwierig oder kanu li^ndliaben und bereitet bei der Veiterverarbeitung in 3?asern or.aobl.lche Schv/ierigkeiteii. Im E->lle der Verarbeitung von festen iind flüssigen Iliterialioxi, in welchem die Alterung zur Vervollständigung des Lö'neprosesses eingeschaltet wird, kann sich ebenfalls eiiio n-:"-?iii^e, imgleiclimäGije Struktur in dor Masse ergeben. In d !.ocofii i'allo ist on ratsam, noch einen weiteren Schmicrmisch-
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Abschnitt anzusehließen, der in dem in Figur 6 dargestellten Fließschema mit 66 bezeichnet ist. Die gealterte Mischung wird noch einmal in der bereits beschriebenen Ueise einer Schmiermisch-Behandlung unterworfen. T,7ieder wird in dem Ochmiermisch-Abschnitt ein dünner PiIm ausgebreitet, der jetzt aus gealtertem Material besteht. Auf diesen Film wirken dieselben Kräfte ein wie dies weiter oben für den ersten Ochmiermisch-Abschnitt bereits erläutert worden ist.
Bei kontinuierlicher Arbeitsweise unter Verwendung der in Figur 1 dargestellten Apparatur wandert das gealterte Material aus dem Abschnitt B in den Abschnitt d des zweiten Schmierniisch-Abschnitts G. Im Abschnitt d wird die gealterte Mischung durch Einwirkung der röilirflügel 67 leicht durchgemischt und unter Druck gesetzt, so daß das Material durch den Durchgang 6?> gepreßt "./ird. Dieser Durchgang GO befindet sich zwischen der T..Tand dos Iimeuraumen 29 und der glatten Oberfläche des Zylinders 69 im Ccimiiermisch-Abschnitt e. Dur cli die erneut in diesem ;L) clmiermi ο ch-Ab schnitt auf die gealterte Mischung einwirkenden presτenden, minokonden, ausbreitenden und wirbeluden iü?äfte wird" ein Material gleichmäßiger Viskosität erhalten, in de^u keine stockigen Anteile mehr su finden sind. Auch die LUn^e dieses Zweiten Gchmiemisch-^bschnittn hängt von der Art des zu behandelnden Materials; dessen Viskosität uuu älmliclien Faktoren ab. ITc.ch Durchgang durch den zv.eiteii Gclimiermisch-Absclmitt wird dan i-Iaterial dui'cii die Öffnuiig 1?. aus der Mischvorrichtung entnommen und der weiteren Verarbeitung zugofLUirt.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    . Verfahren zua kontinuierlichen Vermisehen von Nahrungsmittelbeetandteilen unter Bildung einer homogenen Mischung, daduroh gekennzeichnet, daß man zunächst eine grobe heterogene Mieohung der Beetandteile herstellt und diese dann durch Sohmiermischen zwischen in geringem Abstand voneinander angeordneten relativ zueinander bewegten Oberflächen, die eine gleichzeitig mischend) pressendy auebreitend und schmierend wirkende Kraft auf die Nahrungsmittelmischung ausüben, in eine homogene Mischung überführt.
    • Terfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß man die einseinen Nahrungsmittelbestandteile in form getrennter Ströme in die Grobmischetufe des Verfahrens einführt.
    . Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die kontinuierlich vereinigten, zunächst zu einer heterogenen Mischung vermischten Ströme zum Schmiermisehen durch einen glatten engen Durchgang zwischen relativ zueinander bewegten Oberflächen presst, in welchem die heterogene Misohung zu einem dünnen film ausgebreitet wird.
    • Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach der ersten Schmiermischbehandlung vorliegende homogene Mischung altern lässt und anschliessend noch einmal einer Schmiermischbehandlung unterwirft.
    >· Verfahren nach Anspruch. 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der sich zwischen den relativ zueinander bewegenden Oberflächen bildende film über seine ganze Länge den gleichen Querschnitt aufweist.
    >· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die '. homogene Mischung während des Alterns gerührt wird.
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    Verfahren maeh Anipruoh 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, Aal ti« Bewegung der Oberflächen bei den SohmiereieehbehanAlungen eenkreoht xur SurAerriohtung der Mieohungen verläuft.
    Verfahren naeh Anepruoh 1-7, daduroh gekeuise lehnet, dafl man lunäohet tint heterogene Ml·οhung au· einer wässrigen liweiS-" aufschlämmung und einer wäeerigea JJLkalilöeung hereteilt, Aieae heterogene Ileohung einer treten SohmieraiBOhbthandlung unterwirft, die to erhaltene homogene Hleohung äue Protein und Alkali altert und Ale gealterte Mieehung noohmale einer «weiten gohmier» miβοhbβhandlung unterlieht.
    Verfahren naoh Anepruoh 8, dadurch gekenneeiohnet, daß Aae Eiweiß Sojabohnen-Protein ist.
    Yerfahren naoh Anepruoh 9, dadurch gekenn«eiohnet, AaI ale ükalilöeung HatrlttMhydroxyA rerwendet wird»
    Yerfahren naeh Anepruoh 8, Aaduroh gekenn«eiohaet, daß Ale homogene Mieohung etwa 1 eil 4,5 Hinuten gealtert wir««
    Verfahren naoh Anepruoh 8, daduroh gekenneeiehnet, AaB die heterogene Mieohung etwa 13,37 bi· 15,84, tereugeweiee etwa 15,52 i> Proteinfiftetoffe, etwa 83,37 bit 64,44 *, Torsugeweiee etwa 83,19 Jt Waeeer und etwa 0,79 bie etwa 2,23 +% xorrugsweise ' etwa 1,09 + HatriumhydrOXyd-feetetoffe enthält.
    Vorrichtung «ur Durchführung de· kontinuierlichen Heretellungererfahrene gemäee Anepruoh 1 - 11, gekennieiohnet duroh eine Hührwelle (18), welohe in einem rohrförmigen öehäuee (26) mit «ylindrieehe» Inninraum (29)) und einer Zuführungeöffnung (19,22) an einem Xnde und einer AuelaSöffnung (72) am anderen Snde (in Förderriohtung geeehen) Tor der Zuführungeöjffnung mit Hilfe elnea geeigneten Kraftantrlebee (33) drehbar gelagert ist, sich Ton der Zuführung·öffnung (19,22) ble sur Auelaflöffnung (72)
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    über die ganze Längt des rohrförmigen Gehäuses (26} erstreckt und in mehrere Abschnitte (A,B,O)) unterteilt ist, in denen der Kern der Rührwelle (28)) verschiedenen Durchmesser aufweist, wobei in wenigstens einem Abschnitt (A bezw. 0} die Bührwelle (26)) . nochmals unterteilt ist, und «war in einen pumpend besw. druokerhöhend wirkenden Abschnitt (a bezw. d) mit schraubenförmigen Mitnehmern bezw. Rührflügeln (27 bezw. 67); und einen Sohmiermischabschnitt mit glatter Oberfläche (41 bezw· 69),derart, daß sich zwischen der Innenwand (29) des rohrförmigen Gehäuses (26) und der Oberfläche der Bührwelle (41 bezw. 69) ein enger zylindrischer Durchgang (42 bezw. 68) ergibt.
    Torrichtung naoh Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leichtmischabsohnitt (B). als Teil der Rührwelle (28) vorgesehen ist, in welchem schraubenförmige Rührflügel bezw. Mitnehmer (54) angeordnet sind, deren !Flügeltiefe grosser ist als die Elügeltiefe der Mitnehmer in den Pumpabschnitten (a bezw. d) der Abschnitte (A bezw.-C).
    Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch-gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen Rührflügel bezw. Mitnehmer (54) in der Leichtmischzone konstante Steighöhe und Flügeltiefe aufweisen.
    Vorrichtung naoh Anspruch 13- 15, dadurch gekennzeichnet, daß ausserdem Schabstäbe (62,63) an der Rührwelle (28); angeordnet sind, so daß die Hahrungsmittelbestandteile bei Umdrehung der Welle (28) von der Wand des rohrförmigen Gehäuses (26); abgekratzt werden können·
    für General Mills Inc.,
    Minneapolis^Minn., V.St.A.
    Rech
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    BAD
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