DE1517037A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Nahrungsmittelprodukten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von NahrungsmittelproduktenInfo
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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
ergeben. 909820/0690
ORIGINAL
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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BAD ORIGINAL
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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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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; . SAD ORIGINAL
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),
909820/069d
' ■ ί ■ ■'/' : :;: ;■ - ■ - 12 - ■;■.'.
, " BAD ORIGINAL
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
909820/0690
• ' - 15 -
BAD
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)-u-ä weist 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-
909820/0690 - 14 -
BAD
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.
909820/069U ßAD origiNAL
Claims (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.909820/069Ü ~2~BAD ORIGINALVerfahren 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)- ! -3- . 909820/0690 |BAD ORIGINALüber 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.Rech909820/0690BAD
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