DE102004050516A1

DE102004050516A1 - Verbessertes Dragierverfahren

Info

Publication number: DE102004050516A1
Application number: DE102004050516A
Authority: DE
Inventors: Bernd Hasslinger; Jörg Dr. Kowalczyk; Knut M. Dr. Rapp
Original assignee: Suedzucker AG
Current assignee: Suedzucker AG
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Dragierverfahren und damit hergestellte dragierte Produkte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Dragierverfahren und damit hergestellte dragierte Produkte.
In der Dragiertechnologie gibt es verschiedene Verfahren wie die Hartdragierung (mit oder ohne Pulverzugabe), die Weichdragierung (immer mit viel Pulverzugabe), die Lösungsdragierung (mit oder ohne Pulverzugabe), und die Suspensionsdragierung (mit oder ohne Pulverzugabe).
Dragierverfahren sind außerordentlich langwierige Prozesse, die gewöhnlich in der Verfahrensfolge a) Dragiermediumaufgabe, b) Verteilen, c) gegebenenfalls Pulverzugabe und d) Trocknen ablaufen.
Diese Prozessschritte werden häufig (80 -120mal) wiederholt und auf diese Weise ein allmählicher Schichtaufbau auf dem Dragiergut erzielt. Dabei ändern sich Auftragsmengen, Verteilzeiten, Cyclenanzahl der einzelnen Phasen und Trocknungszeiten in den einzelnen Phasen.
Der Fachmann ist immer bemüht, ein gutes Produkt in kurzer Zeit herzustellen. Trotzdem ist es bis heute nicht gelungen, deutliche Verfahrensbeschleunigungen zu erzielen.
Da immer wieder Wasser verdampft werden und gleichzeitig das Zusammenkleben des Dragierguts beziehungsweise das Ankleben an der Apparatur verhindert werden muss, können nicht beliebig große Lösungs- beziehungsweise Suspensionsmengen auf das Gut aufgesprüht werden. Dadurch ist die Dauer der Dragierprozesse langwierig und unwirtschaftlich.

Ein Verfahren, das diese Nachteile zu umgehen versucht, ist das sogenannte Lycoat-Verfahren ( EP 0 625 311 B1 ), bei dem das Polyol Maltit verwendet wird.

In einer Firmenschrift (The World of Ingredients, October 1999, Seite 59) wird dieses neuartige Verfahren dem üblichen Verfahren gegenübergestellt. Dabei wird eine Zeitersparnis von 3 Stunden 30 Minuten auf 2 Stunden und 30 Minuten beschrieben. Der Vergleich wurde in einem Dragiergerät Dumoulin TVV 600 mit 5 kg Einlagen durchgeführt.

Bei einer Nacharbeitung in einem Driacoater DRC 500/600 Vario mit 7,5 kg Einlagen wurde nach dem sogenannten Lycoat-Verfahren eine Dragierzeit von 3 Stunden und 19 min benötigt.

Die WO 00/38532 beschreibt die pulverförmige Zugabe von Isomalt, wobei die Pulvermenge (Beispiel A : 0,23 kg mal 15 = 3,45 kg) oder bei Beispiel 3 Syrup 7: 8,1 kg beträgt; dies sind 7,8% bzw. 17,3% der gesamten Isomalt-Menge.

Ein Nachteil der beiden vorstehenden Lehren ist, dass die Oberflächen der dragierten Produkte, die mit diesen beiden Verfahren erhalten werden, rau und gefärbte Dragees fleckig werden beziehungsweise die Dragierzeiten nicht ausreichend verkürzt werden können.

In der WO 00/38532 wird eine maximale Zeitersparnis von 3 Stunden 33 Minuten auf 2 Stunden 27 Minuten beschrieben, dass heißt eingespart wird 1 Stunde und 6 Minuten oder 31 %. Dies betrifft nur den eigentlichen Dragierprozess.

Ein erheblicher Nachteil des in der WO 00/38532 beschriebenen Verfahrens ist, dass zwei verschiedene Sirupe verwendet werden. Dies ergibt bei Neuanlagen höhere Investitionskosten und einen komplizierteren, störungsanfälligeren Produktionsprozess.

Aus wirtschaftlichen und technologischen Gründen besteht daher ein dringender Bedarf, ein glattes, knuspriges, gut anfärbbares Produkt in möglichst kurzer Zeit und mit geringem Aufwand herzustellen.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von dragierten Produkten, insbesondere zuckerfreien Produkten, umfassend einen Kern, zum Beispiel zuckerfreien Kern, und eine, vorzugsweise zuckerfreie, Drageedecke, wobei die Drageedecke aus mindestens einer, vorzugsweise mehreren Drageeschichten besteht oder diese umfasst, wobei in einem ersten Schritt ein Dragiermedium, umfassend eine Lösung oder Suspension aus einem oder mehreren Polyolen, hergestellt wird und dieses Dragiermedium anschließend, insbesondere teilweise, auf den Kern aufgebracht und anschließend mit einer vergleichsweise großen Menge eines oder mehrerer pulverförmiger Polyole abgestreut und darauf folgend bei 20°C bis 70°C getrocknet wird und wobei die Verfahrensfolge Aufbringen des Dragiermediums, anschließendes Abstreuen mit einem oder mehreren pulverförmigen Polyolen und anschließendes Trocknen bei 20°C bis 70°C, vorzugsweise 25°C bis 50°C, in besonders bevorzugter Ausführungsform mehr als ein Mal durchgeführt werden kann, insbesondere 10 bis 50 Mal, vorzugsweise 20 bis 40 Mal. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also ein Dragiermedium, umfassend eine Lösung oder Suspension aus einem oder mehreren Polyolen hergestellt, auf einen Kern aufgebracht, mit großen Mengen eines oder mehrerer pulverförmiger Polyole abgestreut, die erhaltene Drageeschicht getrocknet, wobei diese Verfahrensfolge wiederholt werden kann, insbesondere zum Beispiel 10 bis 50 Mal, vorzugsweise 20 bis 40 Mal. Die Erfindung betrifft insbesondere ein vorgenanntes Verfahren, wobei die Menge an einem oder mehreren pulverförmigen Polyolen, die zum Abstreuen der aufgebrachten Drageeschicht beziehungsweise der Drageeschichten verwendet wird, insbesondere 25 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%, insbesondere 40 bis 55 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamttrockensubstanz aller in der Drageedecke, also in allen Schichten aufgebrachten Polyole beträgt.

In besonders bevorzugter Ausführungsform ist der Kern des dragierten Produktes ein Kaugummikern beziehungsweise -einlage oder -kissen. Selbstverständlich kann jedoch auch vorgesehen sein, als Kern eine Nuss, Hart- oder Weichkaramellen, harte oder weiche Snackartikel, eine sonstige Süßware, eine Tablette, ein Komprimat oder ein sonstiges Produkt auszuwählen, das für eine Dragierung geeignet ist, zum Beispiel Tiernahrungsmittel, Pestizid-haltiger Körper, Herbizid-haltiger Körper, Katalysator, Waschmittel, etc.

In besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Menge an in pulverförmiger Form im Rahmen des Abstreuens eingesetztem Polyol oder mehrere Polyole 25 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%, insbesondere 40 bis 55 Gew.-% (jeweils bezogen auf die Gesamttrockensubstanz) der gesamten auf den Kern aufgetragenen Polyolmenge beträgt, dass heisst bezogen auf die Summe der Menge aller aufgetragenen Polyole.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein Dragiermedium, also eine Lösung oder Suspension, zum Beispiel eine Mischung eines gelösten Polyols und gegebenenfalls eines ungelösten Polyols (auch als Suspensionsbestandteil bezeichnet), bei erhöhter Temperatur, zum Beispiel 40 bis 80°C, vorzugsweise 45 bis 55°C herstellt und nach der Aufbring- beziehungsweise Verteilphase auf dem zu dragierenden Kern mit deutlich größeren Mengen eines feinen Polyol-Pulvers abstreut. Zudem ist die Temperatur der Trocknungsluft höher als in üblichen Verfahren. Die Frequenz der Zugabe und die Menge des Pulvers wird in üblicher Weise dem entsprechenden Polyol angepasst.

Überraschenderweise erhält man in diesem Verfahren harte, glatte, gut anfärbbare, knusprige Produkte bei einem außerordentlich schnellen Schichtaufbau.

Es ist außerdem überraschend, dass trotz der erfindungsgemäß bevorzugten erhöhten Temperatur der Trockenluft von 20 bis 70°C, vorzugsweise 25 bis 50°C die temperaturempfindlichen Einlagen im Fall von Kaugummis (Erweichungstemperatur ca. 30°C) formstabil bleiben.

Der prozentuale Anteil des Polyols, der als Pulver zugegeben wird, liegt mit vorzugsweise >50 %, bezogen auf die Gesamttrockensubstanz aller in der Decke aufgetragenen Polyole bis zu dreimal so hoch wie der Anteil in WO 00/38532 (Beispiel 3) und fast siebenmal so hoch wie in Beispiel A der WO 00/38532, was eine außerordentlich wirtschaftliche Verfahrensweise ergibt.

Die Zeitersparnis im erfindungsgemäßen Verfahren beträgt 53 % (gegenüber Beispiel 3 der WO 00/38532) und sogar 68 % gegen über Beispiel A, dass heißt, in Fällen, in denen bisher eine Dragierung möglich war sind in der gleichen Zeiteinheit zwei beziehungsweise drei Dragierungen möglich.

Dies ist ein außerordentlich großer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.

Ausführliche Beschreibung des Verfahrens

Die zu dragierenden Einlagen werden in einer bevorzugten Ausführung in einen Dragierapparat gegeben und gegebenenfalls zunächst von anhaftendem Staub durch Bewegung und Luftabsaugung befreit.

Die Lösungs- beziehungsweise Suspensionsherstellung erfolgt durch das rückstandslose Auflösen des Polyols bei erhöhter Temperatur, der Zugabe von anderen optionalen Zutaten, zum Beispiel Gummi arabikum, Farbe, Aroma, Wirkstoffe u.ä.. Außerdem wird gegebenenfalls der als Suspensionsbestandteil vorgesehene Polyolanteil zugegeben.

Diese Lösung oder Suspension wird bei erhöhter Temperatur, zum Beispiel 40°C bis 80°C, vorzugsweise 45°C bis 55°C gerührt und, bevorzugt portionsweise, auf die bewegten Kerne beziehungsweise Einlagen aufgebracht, insbesondere gesprüht.

Nach den Auftragsphasen, insbesondere Aufsprühphasen wird das als Pulver zum Abstreuen verwendete Polyol gleichmäßig über die bewegten Einlagen gestreut, wobei die Mengen im Laufe des Prozesses erhöht werden können und wobei diese Mengen insgesamt 25 – 75 % des im gesamten Dragierprozess verwendeten und auf gebrachten Polyols ausmachen. Diese Menge ist bei weitem höher als in bisher beschriebenen Verfahren.

Da die Temperatur des Dragiermediums auf über 40°C, insbesondere über 50°C, vorzugsweise über 55°C erhöht ist, und die Trocknungslufttemperatur ebenfalls hoch liegt, ist es möglich, große Mengen Trockensubstanz pro Zeiteinheit auf das Dragiergut aufzubringen; gleichzeitig wird durch die Pulverzugabe ebenfalls viel und schnell Trockensubstanz auf die Einlagen aufgebracht.

Vorteilhafterweise wird in einer bevorzugten Ausführungsform die flüssige und die pulvrige Auftragsmenge im Laufe des Verfahrens sukzessive erhöht.

Als Polyol kann zum Beispiel 1,6-GPS, 1,1-GPM, Isomalt, zum Beispiel Isomalt ST oder Isomalt GS, Erythrit, Xylit, Maltit, Sorbit oder Gemische davon verwendet werden.

Es ist auch möglich, Zucker wie Isomaltulose in der Decke einzusetzen.

Vorteilhaft ist eine bevorzugte Korngrößenverteilung des als Pulver zugegebenen Polyols im Bereich von 90 % < 50μm bis 90 % < 100μm.

Das Pulver kann in einer bevorzugten Ausführungsform bestehen aus Isomalt ST-PA (Isomalt ST mit Körnung 90% < 50μm) oder Isomalt GS-PF oder GS-PA (Isomalt GS mit Körnung 90% <50μm).

Durch die großen Dragierzeit-sparenden Pulverzugabemengen ist auch die Zahl der Auftragungen deutlich geringer, so dass es möglich ist, mit weniger als 30 Aufträgen glatte Schichten zu erhalten.

Erstaunlicherweise ist die entstehende Drageeschicht glatt, hart und knusprig.

Die Zeitersparnis im Vergleich zu dem Verfahren der EP 0625 311 B1 ist – bei vergleichbarem Deckenanteil – ca. 50 % und im Vergleich zu dem Verfahren der WO 00/38532 ca. 35 %. Dies bedeutet, dass in Produktionsanlagen eine Erhöhung des Durchsatzes von ca. 30 – 50 % möglich ist, was bei diesen batchweisen Produktionsprozessen zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.

Durch die erfindungsgemäß verbesserte bevorzugte Zugabe eines feinen Pulvers in trockener Form (im Gegensatz zur Zugabe in der Suspension) bleiben die feinen Kristalle erhalten.

Es ist bekannt, dass Isomalt aus den Komponenten 1-O- α -D-Glucopyranosyl-D-mannit (1,1-GPM) und 6-O- α -D-Glucopyranosyl-D-sorbit (1,6-GPS) besteht. Feststoffe dieser beiden Substanzen verhalten sich in wässrigen Lösungen verschieden, dass heisst die beiden unterschiedlichen Kristalle zeigen deutlich verschiedenes Lösungs- und Kristallisationsverhalten.

Dies bedeutet, dass die Korngröße und die Zusammensetzung der Feststoffteilchen in Abhängigkeit der Zeit und Temperatur in flüssigen Dragiermedien verschieden groß sind.

Es ist nicht auszuschließen, dass durch lange Verweilzeiten in Behältern und Leitungen zum Beispiel durch Konzentrations- oder Ver dünnungsprozesse ein Teil der Kristalle wachsen beziehungsweise ein Teil sich auflösen wird. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist diese Gefahr verringert, weil der Gesamtdragierprozess wesentlich schneller ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es auch nicht erforderlich, zwei verschiedene Dragiermedien zu verwenden. Es genügt vollkommen, ein flüssiges Dragiermedium, dass heisst eine Lösung oder Suspension und ein Pulver geeigneter Korngrößenverteilung im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzen.

Beim sogenannten Weichdragieren werden zwar auch große Mengen eines pulverförmigen Zuckers oder Zuckeralkohols abwechselnd mit einer Flüssigdosierung auf die zu beschichtenden Einlagen aufgegeben. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren wird dort allerdings weder Temperatur noch Trocknungsluft verwendet, sodass im Endprodukt noch 7 – 10 % Feuchtigkeit enthalten sind. Dies ist auch erforderlich, da das Endprodukt des Weichdragierens weich im Biss sein soll. Außerdem werden beim Weichdragieren nur ca. 3 – 10 Drageeschichten aufgetragen.

Das neue Verfahren unterscheidet sich also sowohl vom Hartdragieren als auch vom Weichdragieren.

Die speziellen Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens (Pulverart, -menge, Temperatur der flüssigen Phase und der Trocknungsluft) ergeben jedoch dragierte Produkte, die eine überraschend harte, knusprige und glatte Oberfläche zeigen.

Der Zeitvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens beschränkt sich nicht nur auf den eigentlichen Dragierprozess (geringere Wasser verdampfung), sondern auch auf die Vorbereitung des Dragiermediums. Da weniger Polyol aufgelöst werden muss, ergibt sich auch hier eine Zeit- und Kostenersparnis.

Entgegen der Beschreibung in WO 00/38532, wo es heißt: "Sometimes dry charging can be used in hard panning, but is usually very limited in the amount of dry charge material and used for a few applications during the process." wird im erfindungsgemäßen Verfahren mit viel Pulver und häufig während des Dragierens abgestreut.

Hochkonzentrierte Lösungen, große Auftragsmengen und schnelle Kristallisation gelten als Ursachen für Probleme beim Hartdragieren (Kleben, ungleichmäßige, raue Oberflächen) (Quelle: Technologie der Herstellung von Hart-, Weich- und Schokodragees, Frank Perchtold, ZDS Solingen / D in Einführung Herstelltechnologie Dragees, ZDS, 09. – 13. Oktober 2000).

Als Abhilfe wird empfohlen:

– Lösung erwärmen oder verdünnen
– langsamer trocknen
– Auftragslösung verdünnen
– Einlagentemperatur senken
– Viskosität herabsetzen
- Lösungsmenge pro Auftrag reduzieren
- Trockenzeit zwischen den Aufträgen verlängern

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird beinahe zu jedem Punkt das Gegenteil gemacht:

– die Lösung bleibt bei gleicher Temperatur unverdünnt
– es wird schneller als üblich getrocknet
– das Auftragsmedium ist und bleibt hochkonzentriert
– die Temperatur der Trocknungsluft und damit die der Einlagen wird während des Verfahrens sogar erhöht
– die Viskosität wird nicht verändert
– die Auftragsmenge pro Auftrag wird gesteigert
– und die Trockenzeit ist erheblich kürzer als bei Standardverfahren

Wie leicht zu erkennen ist, wird im erfindungsgemäßen Verfahren größtenteils entgegen dem Stand der Technik gearbeitet.

Es ist deshalb umso erstaunlicher, dass die Produkte eindeutig die Eigenschaften eines hart-dragierten Produktes zeigen.

Auch die Menge an zusammengeklebten Dragees ist mit 3,9 % (390g/9990g) erstaunlich niedrig. Derartige Agglomerate kommen recht häufig vor, zumindest bei erstmalig durchgeführten neuen Dragierungen. Angesichts der großen Auftragsmengen und der sehr kurzen Trocknungszeiten ist die Agglomeratanteil äußerst gering und unerwartet.

Beispiel
4,365 kg Isomalt GS wurden in 2,9 l Wasser bei 65°C gelöst und 2,215 kg Isomalt ST-PF zugegeben, wobei sich die Temperatur etwas erniedrigt. Außerdem wurden Gummi arabikum 0,41 g (als 50%ige Lösung) und 50 g TiO₂ zur flüssigen Phase zugegeben. Diese Dragiersuspension wurde auf 7,5 kg Kaugummi-Einlagen (kissenförmig) aufgesprüht. Während der Verteilzeiten wurden insgesamt 2,18 kg Isomalt ST-PA gleichmäßig über die bewegten, feuchten Einlagen gestreut und darauf Trockenluft mit 25 – 50°C durch das Drageebett geleitet. In der folgenden Tabelle sind die Phasen und Aufgabemengen (flüssig und als Pulver) zusammengefasst.
Die Gesamtdragierzeit beträgt (ohne Glänzen) 69 Minuten; der Deckenanteil beträgt 33 % des Drageegewichts. Das Produkt ist knusprig und hat eine glatte Oberfläche.
Beispiel
Driacoater DRC 500/600 Vario, Einlagenmenge 7,5 kg
Summe: 26 Dosierungen mit 2,00 kg TS (aus Dragiermedium) und 2,18 kg Pulver 52 % der Polyolmenge werden als Pulver aufgetragen

Claims

Verfahren zur Herstellung von dragierten Produkten, umfassend einen Kern und eine, vorzugsweise zuckerfreie, Drageedecke, wobei die Drageedecke mindestens eine Drageeschicht, vorzugsweise 5 mehrere bis viele Drageeschichten umfasst, und wobei die Drageedecke dadurch auf den Kern aufgebracht wird, dass als Dragiermedium eine Lösung oder Suspension aus einem oder mehreren Polyolen hergestellt wird und dieses Dragiermedium in einem Verfahrensschritt a) zum Aufbringen einer Drageeschicht auf den Kern aufge bracht und anschließend in einem Verfahrensschritt b) mit einem oder mehreren pulverförmigen Polyolen abgestreut wird, und anschließend in einem Verfahrensschritt c) bei 20°C-70°C getrocknet wird, und wobei die Menge des oder der pulverförmigen Polyole 25 bis 75 Gew.-% (bezogen auf Gesamt-Trockensubstanz des Polyols 15 oder der Polyole in der Decke) vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% (bezogen auf Gesamt-Trockensubstanz des Polyols oder der Polyole in der Decke), insbesondere 40 bis 55 Gew.-% (bezogen auf Gesamt-Trockensubstanz des Polyols oder der Polyole in der Decke) beträgt und wobei optional vorgesehen sein kann, die Schritte a), b) und c) 20 alternierend mehrmals, vorzugsweise 10 bis 50 Mal, insbesondere 20 bis 40 Mal zu wiederholen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyole aus der Gruppe der Zuckeralkohole und Zuckeraustauschstoffe ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockensubstanzgehalt des Dragiermediums im Bereich 50 bis 90 %, bevorzugt 70 bis 85 % liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in gelöster Form und/oder als Suspensionsbestandteil vorliegende und/oder zum Abstreuen verwendete Polyol aus der Gruppe der Disaccharidalkohole ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyol 1,1-GPM, 1,6-GPS oder Isomalt, bevorzugt ein 1,6-GPS (6-O-α-D-Glucopyranosyl-D-sorbit)-angereichertes Gemisch aus 1,1-GPM (1-O-α -D-Glucopyranosyl-D-mannit) und 1,6-GPS ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abstreuen ein Pulver mit einer Korngrößenverteilung 90 % < 50 μm bis 90 % < 100 μm verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Temperatur des Dragiermediums beim Aufbringen der Drageeschicht(en) 40°C bis 80°C, vorzugsweise 45°C bis 55°C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Trocknungsluft in Schritt c) bei 25°C bis 50°C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass Gummi arabikum, Aromen, Farbstoffe, Wirkstoffe, Intensivsüßstoffe, pharmazeutische Wirkstoffe, Nutrazeutika, zahnmineralisierende Stoffe in der Decke verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer ersten Gruppe von Schichten eine zweite 25 Gruppe von Schichten mit einer anderen Zusammensetzung aufge bracht wird, zum Beispiel eine Gruppe von Farbstoff-haltigen Schichten.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyol der zweiten Schichtart Isomaltulose, Erythrit oder Xylit ist.
Produkt erhalten nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 11.
Produkt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus der Gruppe der Süßwaren, Nüsse, Hart- und Weichkaramellen, harte und weiche Snackartikel, Tabletten, Komprimate, Kau gummidragee ausgewählt wird.
Produkt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Tiernahrungsmittel, Pestizid-haltiger Körper, Herbizid-haltiger Körper, Katalysator, Waschmittel oder ähnliches ist.